Описать принцип работы, устройство и область применения лебедки электрореверсивного типа (рис.1)
Параметры передачи: z1=17, z2=81, z3=15, z4=60.
Режим нагружения механизма – по международному стандарту ИСО 4301/1.
Определить КПД полиспаста ƞm при заданной кратности; тяговое усилие на барабане лебедки Pк ; диаметр стального каната dк; минимальные диаметры блоков Dбл и барабана Dб; частоту вращения барабана nб; скорость навивки каната на барабан vк; скорость подъема груза vг; мощность электродвигателя Nдв.
Представить схему подъема груза с помощью лебедки и полиспаста заданной кратности. G=1000; n=1500; H=15; режим М4; i=2
Главным параметром лебедок является тяговое усилие каната (кН). По виду кинематической связи между двигателем и барабаном лебедки могут быть - реверсивными и зубчато - фрикционными.
У реверсивных однобарабанных лебедок - жесткая неразмыкаемая кинематическая связь между электродвигателем барабаном; подъем, и опускание груза осуществляются реверсируемым электродвигателем.
У зубчато - фрикционных лебедок между двигателем и барабаном с помощью конусной или ленточной фрикционной муфты обеспечивается плавно размыкаемая в процессе работы кинематическая связь. Подъем груза осуществляется двигателем при включенной муфте, опускание груза - за счет собственной силы тяжести при выключенной муфте.
На основании полученного задания в данной курсовой работе была рассчитана электрореверсивная лебедка. Также описывается устройство, принцип действия и область применений электрореверсивной лебедки. Показана кинематическая схема лебедки, расчетная схема муфты, а также выбран редуктор по каталогу и рассчитан двухколодочный тормоз.
Рисунок 1 - Схема электрореверсивной лебедки
У реверсивной лебедки (рисунок 1) вал электродвигателя 4 через соединительную муфту 3 постоянно соединен с редуктором 1. Выходной вал редуктора постоянно соединен с барабаном 5. наружная поверхность соединительной муфты 2 используется в качестве тормозного шкива двухколодочного электромагнитного тормоза. Изменение направления вращения барабана достигается реверсированием направления вращения вала электродвигателя при помощи пусковой электроаппаратуры.
Решение
Определение коэффициента полезного действия полиспаста:
гдеηбл - КПД блока на подшипниках качения; ηбл =0,98;
ап - кратность полиспаста;
t - число отклоняющих блоков (определяют по схеме компоновки лебедки)
aп = m / mб
гдеm - число ветвей каната, на которые распределяется действие груза Qr;
mб - число ветвей каната, набегающих на барабан (определяют по схеме компоновки лебедки).
Определение максимального усилия в набегающей на барабан ветви каната:
где q - вес крюковой подвески, кН; (q = 0,05хQГ )
Выбор каната.
Определение расчетного разрывного усилия в тяговом канате
S разр = Smax × Zр ,
где Zp - минимальное значение коэффициента запаса прочности каната (табл. 2)
Таблица 2: Численные значения коэффициентов запаса прочности для стальных канатов
Группа режима работы механизма по Коэффициент запаса прочности
ГОСТ 25835-83 каната Zp
1М 3.15...3,55
2М 4,0
ЗМ 4,5
4М 5,6
5М 7,1
6М 9,0
Для механизма подъема строительных лебедок принимают обычно стальные канаты двойной свивки типа ЛК-Р (линейное касание проволочек разных диаметров в верхнем слое пряди) конструкции 6x19 (шесть прядей по 19 проволочек в пряди) грузовые, нераскручивающиеся, крестовой свивки.
Канат подбирают согласно ГОСТ 2688-80 (табл. 3) по разрывному усилию в тяговом канате Sразр из условия
гдеSтаб - табличное значение разрывного усилия каната в целом.
Таблица 3: Основные параметры каната двойной свивки типа ЛК-Р, конструкции 6x19 (1+6+6/6) + 1о.с. по ГОСТ 2688-80
Диаметр каната dк, мм
Маркировочная группа, МПа
1370
1570 1770
1960
Разрывное усилие каната в целом Sтаб , КH
8,3
34,8 38,15
41,6
9,1
41,55 45,45
49,6
9,9
48,85 53,45
58,35
11,0
62,85 66,8
75,15
Для правильно подобранного каната фактический коэффициент запаса прочности Zp.0. должен быть равен или больше допускаемого
Пример обозначения стального каната диаметром 8,3 мм, грузового назначения (-Г-) из проволоки марки 1 (-1-), оцинкованного по группе С (-С-), левой односторонней свивки (-Л-О-), нераскручивающегося, рихтованного (-Р-), нормальной точности, маркировочной группы 1770 Мпа, по ГОСТ 2688-80.
Канат 8,3-Г-1-С-Л-О-Р-1770 ГОСТ 2688-80
Определение основных размеров грузового барабана
Определение диаметра барабана по дну канавки (для нарезного барабана) или по наружной поверхности (для гладкого барабана)
гдеh1 - коэффициент, зависящий от группы режима работы механизма (табл. 4)
Таблица 4: Значения коэффициентов диаметра барабана
Группа режима работы механизма по Коэффициент диаметра барабана h1
ГОСТ 25835-83
1М 11,2....14,0
2М 16,0
ЗМ 18,0
4М 20,0
5М 22,4
6М 25,0
Полученное значение диаметра барабана следует привести в соответствие с нормальным рядом размеров: 160, 200, 250, 320, 400, 450, 560, 630, 710, 800, 900 и 1000 мм (выбрать ближайшее большее значение).
D = 200 мм.
Определение требуемой длины каната:
гдеD1 = D + dk - диаметр барабана по центрам каната, м;
W1 = 1,5...2 - число неприкосновенных витков каната на барабане;
W2 = 3...4- число витков каната, находящихся под узлом крепления каната на барабане.
м
Определение рабочей длины барабана:
гдеmн = 1...5 - число слоев навивки каната на барабан,
φ- коэффициент не плотности навивки: для гладких барабанов φ = 0,9...0,95;для нарезных барабанов φ = 1.
При многослойной навивке каната барабаны изготавливают гладкими, при однослойной навивке - нарезными.
м
Число слоев навивки назначается так, чтобы соблюдалось условие:
Lб / D = (0,5...3)
Если условие не соблюдается, необходимо изменить число слоев навивки.
Lб / D =2,1
Определение расчетного диаметра барабана:
Определение частоты вращения барабана:
Определим скорость подъема груза
Выбор электродвигателя для привода механизма подъема.
Определение статической мощности двигателя:
Таблица 5: Коэффициенты полезного действия механических передач крановых механизмов при номинальной нагрузке
Тип передачи КПД при опорах на
подшипниках качения
Зубчатые цилиндрические в закрытом корпусе при (0,97…0,98) ^ i
наличии i ступеней
Червячные передачи при числе заходов червяка Z
Z=1 0,7...0,75
Z=2 0,75... 0,82
Z=4 0,82...0,92
В приводе электрореверсивных лебедок применяют преимущественно крановые асинхронные электродвигатели, обладающие повышенной перегрузочной способностью, например, двигатели серии 4MTKF, у которых
Тпуск / Тном = 2,5...3
гдеТпуск - пусковой момент на валу двигателя;
Тном - номинальный момент на валу двигателя при установившемся режиме работы.
Параметры электродвигателя подбирают в соответствии с расчетной статической мощностью и группой режима работы механизма (табл. 6).
Таблица 6: Основные параметры крановых электродвигателей серии 4MTKF
Номинальная мощность двигателя Pном при Частота вращения
Тип различных группах режима работы, кВт вала двигателя,
1М, 2М, ЗМ 4М 5М, 6М nдв ,об/мин
6,5
1000
4MTKF 112-6
5,8
1500
5,0 1500
Номинальная мощность выбранного двигателя Рном находится в зависимости от статической мощности Рст:
5,8 > 5 кВт
(подбирается ближайший по мощности электродвигатель).
Пример условного обозначения двигателя серии 4MTKF с короткозамкнутым ротором класса нагревостойкости изоляции F, третьего габарита, первой серии, первой длины, шестиполюсного.
Двигатель 4MTKF 411-6 ГОСТ
Ответить на контрольные вопросы:
1
. Какие различают зубчатые передачи? Представьте схемы различных видов. Как определяют КПД и передаточное число зубчатых передач?
Передаточное отношение – отношение угловой скорости ведущего звена к угловой скорости ведомого звена:
,
при u > 1, n1 > n2 – передача понижающая, или редуктор,
при u < 1, n1 < n2 – передача повышающая, или мультипликатор;
коэффициент полезного действия (КПД)
, или ,
где Рr – мощность, потерянная в передаче.
Одноступенчатые передачи имеют следующие КПД: фрикционные – 0,85…0,9; ременные – 0,90…0,95; зубчатые – 0,95…0,99; червячные – 0,7…0,9; цепные – 0,92…0,95;
моменты на валах. Моменты Т1 (Н·м) на ведущем и Т2 на ведомом валах определяют по мощности (кВт) и частоте вращения (об./мин) или угловой скорости (с-1):
, или ,
где ω1 = .
Связь между вращающими моментами на ведущем Т1 и ведомом Т2 валах выражается через передаточное отношение u и КПД η:
Т2 = Т1 η u.
Зубчатой передачей называется трехзвенный механизм, в котором два подвижных звена являются зубчатыми колесами, или колесо и рейка с зубьями, образующими с неподвижным звеном (корпусом) вращательную или поступательную пару.
Зубчатая передача состоит из двух колес, посредством которых они сцепляются между собой. Зубчатое колесо с меньшим числом зубьев называют шестерней, с большим числом зубьев – колесом.
Термин «зубчатое колесо» является общим. Параметрам шестерни приписывают индекс 1, а параметрам колеса – 2.
Основными преимуществами зубчатых передач являются:
постоянство передаточного числа (отсутствие проскальзывания);
компактность по сравнению с фрикционными и ременными передачами;
высокий КПД (до 0,97…0,98 в одной ступени);
большая долговечность и надежность в работе (например, для редукторов общего применения установлен ресурс ~ 30 000 ч);
возможность применения в широком диапазоне скоростей (до 150 м/с), мощностей (до десятков тысяч кВт).
Недостатки:
шум при высоких скоростях;
невозможность бесступенчатого изменения передаточного числа;
необходимость высокой точности изготовления и монтажа;
незащищенность от перегрузок;
наличие вибраций, которые возникают в результате неточного изготовления и неточной сборки передач.
Классификация зубчатых передач. По расположению осей валов различают передачи с параллельными (рис. 2.1, а – в, з), с пересекающимися (рис. 2.1, г, д) и перекрещивающимися (рис. 2.1, е, ж) геометрическими осями.
По форме могут быть цилиндрические (рис. 2.1, а – в, з), конические (рис. 2.1, г, д, ж), эллиптические, фигурные зубчатые колеса и колеса с неполным числом зубьев (секторные).
По форме профилей зубьев различают эвольвентные и круговые передачи, а по форме и расположению зубьев – прямые (рис. 2.1, а, г, е, з), косые (рис. 2.1, б), шевронные (рис. 2.1, в) и круговые (рис. 2.1, д, ж).
В зависимости от относительного расположения зубчатых колес передачи могут быть с внешним (рис. 2.1, а) или внутренним (рис. 2.1, з) их зацеплением. Для преобразования вращательного движения в возвратно поступательное и наоборот служит реечная передача (рис. 2.1, е).
Зубчатые передачи эвольвентного профиля широко распространены во всех отраслях машиностроения и приборостроения. Они применяются в исключительно широком диапазоне условий работы. Мощности, передаваемые зубчатыми передачами, изменяются от ничтожно малых (приборы, часовые механизмы) до многих тысяч кВт (редукторы авиационных двигателей). Наибольшее распространение имеют передачи с цилиндрическими колесами, как наиболее простые в изготовлении и эксплуатации, надежные и малогабаритные. Конические, винтовые и червячные передачи применяют лишь в тех случаях, когда это необходимо по условиям компоновки машины.
Рис. 2.1. Зубчатые передачи
2. Из каких элементов состоит гидрообъемная передача? Каков принцип ее действия? Приведите принципиальную схему с указание элементов.
Гидрообъемная трансмиссия — это устройство для передачи движения, в состав которого входит объемный гидропривод.
Мощность двигателя в такой трансмиссии передается ведущим органом машины от перемещения замкнутого объема жидкости между вытеснителями насоса и гидромотора. К достоинствам гидрообъемной трансмиссии можно отнести бесступенчатое регулирование, компоновочные возможности и т. д. Широкое применение гидрофицированного технологического оборудования способствует использованию этих передач в конструкциях как зарубежных, так и отечественных лесозаготовительных машин. Достоинством гидрообъемного привода является его широкопрофильность, т. е. использование единой насосной станции для тяговых гидродвигателей и гидросистемы технологического оборудования, в результате чего снижается масса машины.
Лесосечные машины с гидрообъемной трансмиссией способны обеспечить более высокую производительность за счет бесступенчатого изменения скорости движения и тягового усилия, особенно при работе в тяжелых и резкопеременных режимах движения, характерных для лесозаготовок
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
