Проектирование грейферной лебедки с фрикционной муфтой - Курсовая работа

В данном курсовом проекте необходимо спроектировать грейферную лебедку с фрикционной муфтой, кинематическая схема которой представлена на рис.1. Грейферные лебедки предназначены для управления двухканатными (четырехканатными) грейферами и должны удовлетворять следующим требованиям ([1], стр.5): · Конструкция лебедки должна быть блочной; в частности, для кинематической связи между двигателями и барабанами должны применяться редуктора, а не открытые зубчатые передачи; · Расположение двигателей, тормозов, редукторов и барабанов, число опор, осей и валов, размещение и тип соединительных муфт должны при всех вариантах работы исключать статическую неопределимость осей и валов; · Лебедка должна обеспечивать все сочетания вращений замыкающего и поддерживающего барабанов, необходимые для выполнения рабочих операций при черпании, подъеме, спуске и раскрытия на весу для любого типа двухканатного грейфера; Правый диск фрикциона, вращающийся на подъем от двигателя Э, увлекает за собой барабан П, который, вращаясь на подъем с меньшей скоростью, наматывает на себя высвобождающийся поддерживающий канат, исключая образование его "слабины".В кранах мостового типа канаты идут к грейферу непосредственно с барабанов лебедки, как показано на рис.3. Так как по условию грузоподъемность крана 32 тонны, а применение полиспастов кратностью более 1 на грейферах практически невозможно, то для уменьшения усилий в канатах будем использовать сдвоенный полиспаст (на барабан одновременно наматываются две ветви каната) кратностью 1. Расчет и выбор канатов для одномоторной грейферной лебедки производят по усилиям при подъеме груженого грейфера только для замыкающего каната. Выбор каната производится по величине разрывного усилия каната в целом : , где: - минимальный коэффициент использования каната (минимальный коэффициент запаса прочности каната), принимаемый по данным табл.1.1 ([2], стр.5): ; наибольшее натяжение ветви каната для четырехканатного грейфера, определяемое по формуле ([1], стр.26): , где: - грузоподъемность крана, кг;Требуемую мощность двигателей определяют как мощность, необходимую для подъема веса Q G грейфера с заданной скоростью (Статическая мощность двигателей) [2, с.23]: где: - грузоподъемность крана, кг; КПД узлов лебедки между двигателем и барабанами; Получаем: Предварительно выбираем два двигателя по мощности с учетом заданного значения ПВ=40%. Согласно указаниям в ([3], стр.239) выбираем два асинхронных трехфазных крановых двигателя с фазным ротором серии МТН в закрытом обдуваемом исполнении (степень защиты 1Р44 по ГОСТ 14254-80). Ввиду установки второго двигателя, а также применения сдвоенного полиспаста, кинематическая схема лебедки будет иметь вид, представленный на рис.4.Частота вращения барабана , об/мин, определяется ([3], стр.395): Передаточное число механизма подъема (лебедки): Определим максимальный момент на тихоходном валу редуктора по формуле: , где - КПД фрикционной муфты;В соответствии с полученным передаточным числом и максимальным моментом на тихоходном валу , подбираем: Для последующего соединения с поддерживающим и замыкающим барабанами (Р1), (Р2): цилиндрический горизонтальный двухступенчатый крановый редуктор с межосевым расстоянием 1000 мм, варианта сборки 31 и 11 с тихоходным валом с зубчатым венцом. Так как в справочной литературе отсутствует редуктор данного типоразмера с требуемым передаточным числом, то ступени редуктора были заменены с целью обеспечения требуемых параметров. Тогда, примем максимальный вращающий момент на тихоходном валу редуктора . Определим расчетную мощность на валу двигателя по формуле: , где: - мощность на тихоходном валу редуктора;При проектировании компоновки механизма подъема между электродвигателем и редуктором крутящий момент передается при помощи муфт. Выбираем муфты в зависимости от передаваемого вращающего момента и условий работы по формуле V.2.27 ([3], стр.305): где: - расчетный вращающий момент; допускаемый (табличный) вращающий момент, который способна передать муфта. где: - коэффициент, учитывающий степень ответственности соединения; Находим: Расчетный вращающий момент: Т.о. для передачи крутящего момента выбираем втулочно-пальцевую муфту с тормозным шкивом по ОСТ 24.848.03 - 79 со следующими характеристиками ([3], стр.308): Номинальный вращающий момент ;Тормоз должен устанавливаться на таком кинематическом звене механизма, которое жестко связано с барабаном. Тормоз выбирают по тормозному моменту , нужному для удержания неподвижно висящего груза с коэффициентом запаса торможения ([3], стр.401). , где: - статический момент на барабане приведенный к валу двигателя при торможении; Тормоз (см. рис.1) в цепи замыкающего барабана рассчитывается от веса груженого грейфера , приведенного к валу тормоза. Тормоз (см. рис.1) включаемый при раскрытии грейфера, также можно выбирать по приведенному к валу тормоза моменту от веса груженого грейфера, хотя это несколько больше момента от усилий в поддерживающих канатах при раскрытии грейфера.Если наибольший момент

Содержание

Введение

1. Выбор канатов

2. Выбор двигателя

3. Определение числа оборотов барабана и передаточного числа механизма подъема

4. Выбор редукторов

5. Выбор тормозных муфт

6. Выбор тормозов

7. Выбор и расчет фрикционной муфты

8. Определение длины барабанов

9. Определение времен разгона и торможения механизма подъема

Литература

В данном курсовом проекте необходимо спроектировать грейферную лебедку с фрикционной муфтой, кинематическая схема которой представлена на рис.1. Исходные данные для проектирования представлены в табличном виде.

Рис.1. Кинематическая схема грейферной лебедки с фрикционной муфтой.

Грузоподъемность , ТСКОРОСТЬ подъема груза , м/МИНТИП КРАНАВЫСОТА подъема груза , МГРУППА режима работы МЕХАНИЗМАПВ, %

32 30 Мостовой 22 5М 40

Грейферные лебедки предназначены для управления двухканатными (четырехканатными) грейферами и должны удовлетворять следующим требованиям ([1], стр.5): · Конструкция лебедки должна быть блочной; в частности, для кинематической связи между двигателями и барабанами должны применяться редуктора, а не открытые зубчатые передачи;

· Взаимное расположение узлов лебедки должно быть увязано с типом крана. Для данного типа крана канаты идут к грейферу непосредственно с барабанов лебедки;

· Расположение двигателей, тормозов, редукторов и барабанов, число опор, осей и валов, размещение и тип соединительных муфт должны при всех вариантах работы исключать статическую неопределимость осей и валов;

· Лебедка должна обеспечивать все сочетания вращений замыкающего и поддерживающего барабанов, необходимые для выполнения рабочих операций при черпании, подъеме, спуске и раскрытия на весу для любого типа двухканатного грейфера;

· необходимо иметь автоматический переход от черпания к подъему, что особенно важно для условий, когда крановщику не видно место взятия груза.

Рассмотрим работу лебедки по стадиям работы грейфера. ([1], стр.14): Черпание.

Тормоз открыт, барабан З вращается на подъем. Фрикцион Ф замкнут малым усилием, создаваемый пружиной Пр; давление рычага ГТ на фрикцион отсутствует.

Верхняя траверса грейфера движется вверх. Правый диск фрикциона, вращающийся на подъем от двигателя Э, увлекает за собой барабан П, который, вращаясь на подъем с меньшей скоростью, наматывает на себя высвобождающийся поддерживающий канат, исключая образование его "слабины".

Подъем груженого грейфера.

После закрытия челюстей грейфера происходит отрыв грейфера от материала и его подъем на замыкающих канатах. Поддерживающий барабан П увлекается во вращение на подъем аналогично случаю при черпании. Его частота вращения, задаваемая фрикционом Ф, будет соответствовать скорости подъема грейфера на замыкающих канатах.

Раскрытие грейфера на весу.

В случае лебедки с фрикционной муфтой для раскрытия грейфера возможен только вариант управления с остановкой поддерживающего барабана П и вращением на спуск замыкающего барабана 3. Для остановки поддерживающего барабана включается тормоз Двигатель Э и барабан 3 вращаются на спуск. Правый диск фрикциона вращается на спуск; левый диск фрикциона, связанный с поддерживающим барабаном, неподвижен. Между дисками происходит скольжение.

Спуск (подъем) раскрытого грейфера. Для перехода к вертикальному перемещению раскрытого грейфера нужно вначале замкнуть фрикцион толкателем ГТ и увеличить передаваемый фрикционом момент, а затем выключить тормоз (обратный порядок выключения тормоза и включения толкателя недопустим, т.к. сразу же после выключения тормоза грейфер закроется под действием веса челюстей и повиснет на замыкающих канатах). Изменение усилий в канатах, при выполнении рабочих операций с грейфером, для одномоторной лебедки представлено на рис.2.

Рис.2. Изменение усилий в канатах для одномоторной лебедки. грейферная лебедка фрикционная муфта