2. Техническое задание

Необходимо спроектировать кран велосипедный поворотный грузоподъёмностью m=0.8т, у которого скорость подъёма груза равна V=0,16 м/с, а высота подъёма H=8м. Скорость передвижения крана по монорельсу V=1м/с, а продолжительность включения –60%. Группа классификации механизма – М5, режим нагружения – L2 (умеренный). Схема крана приведена ниже.

Рис. 1. Кран велосипедный поворотный

3. Расчет механизма подъема

3.1. Определение кпд полиспаста

Определяем КПД полиспаста по следующей формуле:

(1)

где — КПД блока на подшипниках качения; — кратность полиспаста; — число обводных блоков .

Получим КПД полиспаста для кратностей по формуле (1):

3.2. Определение грузоподъемности

Находим грузоподъёмную силу по формуле:

(2)

где — ускорение свободного падения.

Получим

3.3. Расчет наибольшего натяжения ветви каната

Рассчитываем наибольшее натяжение ветви каната, набегающего на барабан при подъёме груза, по формуле:

(3)

Рис. 2. Схемы полиспастов: — число полиспастов; — кратность

По формуле (3) получим для :

3.4. Разрывное усилие каната в целом

, (4)

где — минимальный коэффициент использования каната.

Выбираем для заданной группы классификации механизмов. Символ означает смещение по таблице вверх и вниз на 1 и 2 шага.

Согласно «Правил...» допускается изменение коэффициента выбора диаметра барабана но не более чем на два шага по группе классификации в большую или меньшую сторону, с соответствующей компенсацией путем изменения величины (см. табл. П.1) на то же число шагов в меньшую или большую сторону, поэтому введём ряд смещений:

Тогда получим ряд значений:

Для группы классификации механизма М5 имеем z=4.5 (Приложение 1). С учётом допущения «Правил...» получаем добавочные значения: z_-2=7.1 z_-1=5.6 z₀=4.5 z₊₁=4 z₊₂=3.55 Разрывное усилие каната ( ) для кратностей для основного и добавочных значений получим по формуле (4):

3.5. Выбор типа каната

Предположим, что кран работает на открытом воздухе при наличии пыли и влаги, тогда следует выбрать канат типа ГОСТ 2668-80 с малым количеством проволок большего диаметра.

По найденным в п.1.4 значениям найдем значения диаметров каната и маркировочную группу, соответствующую условию прочности каната:

(5)

где — разрывное усилие каната в целом (по каталогу).

По ГОСТ 2668-80 имеем следующие значения диаметров каната (в скобках указаны маркировочные группы (МПа) и разрывные усилия :

3.6. Минимальный диаметр барабана

Минимальный диаметр барабана определяется по формуле:

, (6)

где - коэффициент выбора диаметра барабана для группы классификации механизма.

Для заданной группы классификации механизмов получают основное значение При смещении по этой таблице вверх на два шага и вниз на два шага находят значения где

При определении минимального диаметра барабана по табл. П.1 для заданной группы классификации механизма М8 получим основное значение При смещении по этой таблице вверх и вниз на два шага имеем:

По формуле (6) получим мм: