Расчет лебедки с ручным приводом

Расчет и выбор параметров лебедки

Начертить схему запасовки каната согласно варианту, определить общий КПД подъемного механизма; подобрать стальной канат, определить длину, диаметр и канатоемкость барабана лебедки; определить необходимую мощность при установившемся движении и выбрать электродвигатель; подобрать редуктор; определить, для какой грузоподъемной машины выполнен расчет лебедки.

Дано: козловой кран

2. Общий К.П.Д. подъемного механизма

– К. П.Д. полиспаста,

– К. П.Д. обводной.

– КПД одного блока

іпол – кратность полиспаста

z – число блоков в полиспасте

3. Подбираем стальной канат по допускаемому разрывному усилию.

где mт. пл. – масса грузовой платформы (mт. пл. принять 150 кг).

кг

d=27 мм – диаметр каната.

4. Выберем конструктивные размеры барабана лебедки (стального или литого).

Рабочая длина барабана:

а) при многослойной навивке:

мм

Число слоев навивки каната на барабан

слоя

мм

Расчет лебедки с электрическим приводом

Вес поднимаемого груза Q = 1000кг; высота подъема груза Н = 15м; число оборотов двигателя n = 750 обмин.; режим работы механизма – легкий; кратность полиспаста i =2;

1.Определение к.п.д. полиспаста.

Принимаем схему полиспаста.

Определяем к.п.д. полиспаста по формуле:

2. Определение тягового усилия на барабан лебедки с учетом к.п.д. полиспаста.

Тяговое усилие Sб определяем по формуле:

где g – вес подвесных приспособлений, равный 0.05Q (5% от веса поднимаемого груза).

3. Подбор стального каната.

Для механизмов подъема башенных кранов и лебедок применяются, как правило, стальные канаты. Канат подбирается согласно ГОСТу 3071 – 66 по допускаемому разрывному усилию Sр которое определяется по формуле:

; где к – коэффициент запаса прочности каната, для легкого режима работы принимается равным 5.

Подставив в формулу значения «к» и «Sб» получим:

Согласно ГОСТу 3071 – 66, канат принимаем типа лк 6 19 с расчетным пределом прочности Q = 200кг/мм ; диаметром d = 6.8мм; и фактическим разрывным усилием Sp = 3030 кг;

Проверяем фактический коэффициент запаса прочности каната:

К1 = = 5,6, что допустимо

4. Определение основных размеров барабана.

Читать еще: Как увеличить мощность лебедки

Диаметр барабана Дб определяется в зависимости от коэффициента е, принимаемого по нормам Госгорнадзора для стреловых кранов при легком режиме работы е = 18; отсюда:

Дб = е dk;

После подстановки получим

Дб = 18 6,8=122,4мм;

Конструктивный диаметр барабана Д б определяется по формуле:

Д б = Дб – dk = 122,4 – 6,8 115мм;

Рабочая длина барабана lб определяется исходя из канатоемкости барабана и числа слоев навивки каната.

lб =

где L – потребная канатоемкость барабана и вычисляется по формуле:

L = i H + 2 Дб = 2 15+2 3,14 0,122 = 30,7м.

где m = 2 – число слоев навивки каната, применяемое так, чтобы

При соотношении барабан необходимо проверить на совместное действие изгиба и кручения

Конструктивная толщина реборды принимается равной

Следовательно полную длину барабана найдем по формуле:

Lб = lб + 2 bp = 250 + 13,6 = 263,6

Высоту реборды над последним слоем каната принимаем равной

hp = (2 2.5) dk = 2 6,8 = 13,6;

Диаметр барабана по ребордам определяется по формуле:

Дб.р. = Дб + 2mdk + 2hp = 115 + 2 2 6,8 + 2 13,6 = 169,4мм;

Толщина стенки барабана определяется по следующей эмпирической формуле:

bст = 0,02Дб + (6 10) = 0,02 115 + 10 = 12мм;

5. Определение числа оборотов барабана nб и скорости намотки каната к.

nб = iобщ nдв; где iобщ – общее передаточное число редуктора

;

Подставив эти значения, получим

nб = 0,0525 750 = 39,3об/мин;

Величину скорости намотки можно определить по формуле:

Определяем мощность электродвигателя по формуле:

;

где — к.п.д. механизма лебедки. Для зубчатой механической передачи, в кожухе принимаем

Подбираем необходимый электродвигатель для легкого режима работы ПВ = 25%, принимаем крановый электродвигатель МТF 011 – 6, мощностью Nдв = 1,46 кВт; и nдв = 850 об/мин.

Расчет требуемого тягового усилия лебедки

Выбирая лебедку, часто необходимо узнать значение тягового усилия для выполнения конкретной задачи. При вертикальном поднятии груза это легко — тяга должна быть больше веса груза. При движении груза с трением и уклоном расчет будет сложней. В этом случае надо использовать формулу P=Wsinα+μWcosα.

Где: P – Тяговое усилие (кгс); W- Масса груза (кг); µ — коэффициент трения;α-угол уклона

Читать еще: Редуктор для механической лебедки

Пример расчета требуемого тягового усилия лебедки :

Катер с прицепом — вес 1000кг ; Уклон — 30 0 ; Прицеп на пневмошинах ; Основание — бетон µ = 0,6

тогда тяговое усилие будет равно: Р = 1000*sin 30 0 + 0.6*1000*cos 30 0 = 1022 (кгс)

24 Электрореверсивная лебёдка. Опред. тягового усилия

Лебедка — машина для подъема (подъемная лебедка) или перемещения (тяговая лебедка) грузов канатом, навиваемым на барабан. Лебедка — составная часть строительных кранов, экскаваторов, подъемников и т.п. Различают лебедки стационарные и передвижные, с ручным приводом или от двигателя.

Лебедка состоят из следующих основных частей: двигателя, чаще электрического; передач зубчатых и червячных; станины или рамы; барабана; муфт тормозных и остановочных устройств; каната стального или цепи. Основные параметры, характеризующие эксплуатационные качества лебедки: тяговое усилие на последнем слое навивки барабана (кН);скорость наматывания на барабан каната (м/мин); канатоемкость (длина каната) барабана (м).

Ручные лебедки однотипны, отличаются числом валов, числом и размером зубчатых колес. Безопасность работы обеспечивает автоматический дисковый грузоупорный тормоз. Для лебедки с тяговым усилием до 7,5 кН принимают одну зубчатую передачу; до 32 — две; до 100 кН — три передачи. Усилие на рукоятке, развиваемое одним рабочим, составляет 0,12-0,15 кН, общее число рабочих на каждой рукоятке — 1 — 2 чел.

Электрореверсивные лебедки характеризуются постоянной жесткой кинематической связью между электродвигателем и барабаном, в связи с чем опускание груза возможно только при обратном вращении ротора двигателя с той же скоростью, что и при подъеме груза. Электрореверсивная лебедка состоит из электродвигателя трехфазного тока с пусковой аппаратурой (барабанный контроллер, магнитный пускатель и т.д.); редуктора, соединенного с валом двигателя с помощью упругой втулочно-пальцевой муфты; автоматически действующего электромагнитного колодочного тормоза; барабана и рамы. По скорости подъема груза их подразделяют на быстроходные (0,5 -1 м/с) и тихоходные (0,1 — 0,12 м/с).

В зубчато-фрикционных лебедках отсутствует жесткая кинематическая связь электродвигателя с барабаном, последний включается в работу с помощью фрикционной муфты. По конструкции фрикционной муфты различают лебедки с конусным и ленточным фрикционом. Фрикционная лебедка обладают высокой скоростью опускания крюка (до 4-5 м/с), однако она громоздка и имеет большую массу, относительно сложна в управлении.

Читать еще: Как использовать ручную лебедку

Расчет механизма подъема лебедки

1. Расчет и выбор каната

2. Выбор крюка по грузоподъемности и режиму работы

3. Расчет траверсы подвески

4. Расчет блоков подвески

5. Расчет барабана

6. Расчет оси барабана

7. Расчет и выбор электродвигателя

8. Выбор редуктора

9. Расчет и выбор тормоза

10. Расчет и выбор муфты

Грузоподъемность

Режим работы – средний

Кратность полиспаста

Высота подъема

Скорость подъема

1. Расчет и выбор каната

Максимальное усилие каната определяется по формуле

где – грузоподъемность, кг; — ускорение свободного падения; – число ветвей, на которых весит груз (для полиспаста , для полиспаста кратностью ); – КПД для полиспаста с кратностью , для полиспаста с кратностью .

Канат выбирается по расчетному разрывному усилию, которое определяется по формуле

где — коэффициент запаса прочности каната, принимается равным 5; 5,5 и 6 соответственно для легкого, среднего, тяжелого режимов.

Окончательно выбираем канат диаметром 15 мм.

2. Выбор крюка по грузоподъемности и режиму работы

Номер крюка 15, диаметр крюка 55 мм.

Статическая грузоподъемность определяется по формуле

где =1,2 – динамический коэффициент; – грузоподъемность крана, кг; — ускорение свободного падения.

Для крюков применяются однорядные шариковые упорные подшипники по ГОСТ 6874-75

Окончательно выбираем подшипники:

№ 834;

3. Расчет траверсы подвески

Максимальный изгибающий момент в сечении определяется по формуле:

где – грузоподъемность, кг; — ускорение свободного падения; — расчетная длина траверса.

Условие прочности на изгиб в сечении имеет вид

где и — соответственно действующее и допускаемое напряжения, МПа.

Момент сопротивления в сечении равен

где — ширина траверсы, предварительно может быть принята равной (где — наружный диаметр упорного подшипника); — диаметр отверстия в траверсе, предварительно можно принять ; — высота траверсы, мм.

Исходя из условия прочности необходимая высота траверсы будет равна