Расчет рабочего органа подъемно-транспортного механизма

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 8Следующая ⇒

Рабочим органом подъемно-транспортного механизма служит проволочный канат и барабан, на который навивается проволочный канат, поднимая груз.

Расчет каната производят по формуле

,                                     (3.1)

где - запас прочности стального каната. Для грузовых канатов при среднем режиме работы =5,5;

F – вес поднимаемого груза, Н.

Приближенную оценку диаметра стального каната производят по формуле

,                            (3.2)

где F – рабочее усилие, Н.

По таблице П.2.1 стальные канаты (ГОСТ 3067-88, 3068-88) выбирают тип каната и его диаметр, приводят его условное обозначение. Определяют фактический запас прочности выбранного каната.

; .                (3.3)

Минимально допустимый диаметр барабана, измеряемый по дну канавки для каната определяют по формуле

,                                      (3.4)

где е – коэффициент, принимаемый в зависимости от типа грузоподъемного механизма и его режима работы е =16…35.

Так как увеличение диаметра барабана приводит к повышению долговечности каната принимаем е =26.

Полученное значение барабана округляют в большую сторону по стандартному ряду Ra 40 линейных размеров ГОСТ 6636-69 (таблица П. 2.2).

Число витков нарезки на барабане

,                      (3.5)

где Н – высота поднимаемого груза, м.

Длина нарезки барабана

,                                 (3.6)

где  - шаг нарезки

= d +(2…3)                                 (3.7)

Рекомендуемые профили канавок барабанов и шаги нарезки t _б приведены в таблице 3.1. (рис. 3.1).

Оставляют на закрепление каната с каждой стороны барабана расстояние s равное длине четырех шагов нарезки.

s = 4                                     (3.8)

Рис. 3.1. Профили канавок барабанов

Таблица 3.1

Профили канавок барабанов

Толщину стенки барабана, выполненного из стали или чугуна определяют из расчета на напряжение сжатия (рис. 3.2)

Рис. 3.2. Схема к расчету стенки барабана на сжатие и

на совместное действие изгиба и кручения

, МПа,                              (3.10)

где  - допускаемое напряжение сжатия, определяемое по зависимости

,МПа                     (3.11)

где  - предельное напряжение материала при данном напряженном состоянии (при расчете на прочность за предельное напряжение принимается предел текучести для сталей и предел прочности для чугунов; для сталей при расчете на выносливость – предел выносливости);

σ – фактическое напряжение в барабане;

К – коэффициент запаса прочности, для крюковых грузоподъемных механизмов К =4,25.

Исходя из условий технологии отливки барабана толщина стенки не должна быть меньше определенной по эмпирической зависимости

δ =0,02 D _б+(0,6…1,0), мм                    (3.12)

Полученное значение округляют в большую сторону по стандартному ряду линейных размеров Ra 40 ГОСТ6636-69. (тал. П.2.2).

Стенки барабана испытывают напряжения изгиба М _изг и напряжения кручения М _кр

М _изг = F · σ _в, Н·м                                    (3.13)

, Н·м                              (3.14)

Сложное напряжение от изгиба и кручения

, МПа                         (3.15)

где α – коэффициент приведения, учитывающий отношение допускаемого напряжения на изгиб, соответствующего режиму изгибающих нагрузок к допускаемому напряжению на изгиб, соответствующему режиму крутящих нагрузок α =0,75;

 - момент сопротивления поперечного сечения барабана

, мм³                        (3.16)

где D ₁ – диаметр барабана по дну канавки (рис. 3.2);

D ₂ – внутренний диаметр барабана (рис. 3.2).

Основным напряжение, определяющим прочность барабана является напряжений сжатия

, МПа.                     (3.17)

Определяют крутящий момент и частоту вращения рабочего органа подъемно-транспортного устройства (барабана).

;Н·м;                                (3.18)

, об/мин                            (3.19)

где V – скорость подъема груза, м/мин.

Рисунок барабана грузоподъемного механизма и схем крепления каната на барабане приведены на рис. 3.3, 3.4, 3.5.

Рис. 3.3. Барабан грузоподъемного механизма

Рис. 3.4. Крепление каната на барабане

F

F

д

г

в

б

а

Рис. 3.5. Схемы закрепления каната на барабане: а — планкой с двумя болтами;

б — двумя одноболтовыми накладками; в — на гладкой части барабана; г — на углубленной части барабана; д — на нарезанной части барабана

Расчет крепления каната к барабану (рис. 3.4)

Канат крепиться к барабану прижимной планкой с трапецеидальными канавками, где канат удерживается силой трения. Диаметр болтов принимают согласно неравенству

d ₁ d, мм                                (3.20)

где d ₁ – внутренний диаметр болта;

d – диаметр каната.

Усилие натяжения каната в месте крепления

, Н                                (3.21)

где F – максимальное рабочее натяжение в канате при подъеме груза;

е – основание натуральных логарифмов;

f – коэффициент трения между канатом и барабаном f =0,1…0,16.

α – угол обхвата барабана дополнительными витками каната (полтора регламентированных дополнительных витка), α =3 π.

Усилие, растягивающее болт крепления

, Н                             (3.22)

где f ₁ – приведенный коэффициент трения между канатом и планкой, имеющий трапецеидальную канавку с углом β =40º

                                        (3.23)

α ₁ – угол обхвата барабана витками каната при переходе каната от одной канавки планки в другую, α ₁ =2 π.

Суммарное напряжение в болте с учетом изгиба болта и с учетом касательных напряжений, возникающих при затяжке крепления

, МПа            (3.24)

где d ₁ – внутренний диаметр резьбы болта (табл. П.2.4) [5];

К – коэффициент запаса надежности крепления каната к барабану, К 1,5, коэффициент 1,3 учитывает напряжение кручения при затяжке болта;

Т /2 – усилие, изгибающее болт

Т =2 f ₁ N                                     (3.25)

l – плечо изгиба (рис. 3.4)

Допускаемое напряжение растяжения болтов, выполненных по различным классам прочности

, МПа                        (3.26)

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии