Привод лебедки

Схемы лебедок могут быть различными и отличаются количеством канатных барабанов (один или два), а также наличием или отсутствием открытых (-ой) зубчатых передач.

Большинство лебедок не имеют открытых передач и содержат один канатный барабан (схемы 91 и 92), однако, для работы со сдвоенными полиспастами применяют и вышеуказанные конструкции (схемы 93 и 94). Отметим, что у лебедок с двумя барабанами заданное усилие в канате F _К распределяется поровну на каждый барабан лебедки.

1.2.2.1. Диаметр грузового каната

Диаметр каната определяется исходя из условия прочности с учетом коэффициента безопасности S, устанавливаемого для каждой категории режима (ГОСТ 21354-87) по нормам Ростехнадзора. Выбор коэффициента S в рамках курсового проекта может быть выполнен с использованием табл. 1.4.

Подбор каната осуществляется по величине нагрузки:

F = S × F _к

Из условия: F £ [ F ], где [ F ] – предельное усилие, указываемое в таблице стандартов для канатов – ГОСТ 3062 – 69, 2688 – 69, 3081 – 69, и называемое: расчетное разрывное усилие, зависящее от диаметра каната d _к и предела временного сопротивления s_В (рекомендуется s_В = 1800…2000 МПа).

Таблица 1.4

Назначение каната	Тип привода	Режим работы	Категория режима ГОСТ 21354-87	Коэффициент безопасности S
Лебедки, грузовой	Ручной Машинный	– Легкий Средний Тяжелый	– 2; 3	4,0 5,0 5,5 6,0
Механизмы изменения вылета стрелы	–	–	–	4,0

Конструкции канатов должны соответствовать ГОСТам: 3067 – 74, 2688 – 69 или 3081 – 69.

В упрощенных расчетах для легкого (4) и средних (2 и 3) режимов диаметр каната d _к можно предварительно определить по формуле

, мм

и округлить до значения, кратного 0,1 мм.

1.2.2.2. Диаметр барабана

Диаметр грузового барабана лебедки (мм) предварительно назначаем из условия:

D ¢ ³ d _к ∙ (e – 1),

где е – коэффициент диаметра барабана, выбираемый в соответствии с нормами Ростехнадзора по табл. 1.5.

Полученное значение D ¢ округляется в большую сторону до размера D _б, кратного десяти.

Таблица 1.5

Тип грузоподъемной машины	Тип привода	Режим работы	Категория режима ГОСТ 21354-87	e
Краны стреловые, лебедки механизма подъема груза	Ручной Машинный	– Легкий Средний Тяжелый	– 2; 3
Лебедки	Ручной Машинный	– –	– –

1.2.2.3. Частота вращения барабана

Частота вращения барабана (мин^-1) вычисляется по формуле:

1.2.2.4. Передаточное отношение привода.
Выбор электродвигателя

Передаточное отношение привода определяется из условия

i _пр = u _оп × i = n _эд / n _б ,

где u _оп – передаточное число открытой передачи, принимаемое в пределах 3…6. В схемах без открытой передачи u _оп = 1.

В соответствии с рекомендуемыми для цилиндрических двухступенчатых редукторов передаточными отношениями (см. п.1.2.1.2) получаем диапазон значений i = 30…180, что может обеспечить возможность применения электродвигателей с высокой номинальной частотой вращения, имеющих меньшие габариты и массу при той же мощности.

Мощность двигателя P _эд связана (с учетом допускаемой перегрузки) с потребной (крюковой) мощностью P соотношением

P _эд ³ 0,88 P,

где P – мощность привода, определяемая по формуле:

V – скорость набегания каната на барабан, м/с;

F _к – усилие в канате, Н.

Значения потерь мощности учитываются КПД, рассчитываемым по формуле:

,

где: h_оп – КПД открытой зубчатой передачи, принимаемый равным 0,94…0,96;

h_бар – КПД барабана, учитывающий потери за счет внутреннего трения в канате и трения каната в контакте с барабаном. Обычно,
h_бар = 0,85…0,95;

– КПД двухступенчатого редуктора.

Значения h_п , h_м, h_упл и h_мв приведены выше (см. п. 1.2.1.2).

При отсутствии в приводе открытой передачи КПД находим из равенства .

Электродвигатель привода подбираем по каталогу с использованием данных, сводимых в табл. 1.6 (приведен пример заполнения для привода и P = 6,1 кВт).

Для дальнейшей разработки необходимо выполнить эскиз выбранного электродвигателя.

1.2.2.5. Момент на барабане лебедки

Вращающий момент на барабане лебедки, Н×м

Т _бар = F _к × D _б / 2000.

Таблица 1.6

Вари­ант	Тип двигателя	n с, об/мин	n эд, об/мин	n Б, об/мин	u ОП	i пр = n эд / n Б	i = i пр / u ОП
	132M8/720				4,2	21,18	5,04
	132S8/965			28,38	6,75
	112M4/1445			42,50	10,12
	100L2/2880			84,70	20,17*

1.2.2.6. Момент на зубчатом колесе тихоходной передачи

Момент на колесе тихоходной передачи Т _2Т редуктора, Н×м

.

При отсутствии открытой передачи h_оп ∙ u _оп = 1.

1.2.2.7. Допускаемые контактные напряжения

Допускаемые контактные напряжения для быстроходной [s _Н ]_Б и тихоходной [s _Н ]_Т передач предварительно назначаем по рекомендациям п. 1.2.1.3, с учетом особенностей заданной схемы редуктора.

1.2.2.8. Коэффициенты относительной ширины колес

Относительная ширина зубчатых венцов колес для быстроходной y _{ba Б} и тихоходной y _{ba Т} передач редуктора назначаем в соответствии с п.1.2.1.4.

1.2.2.9. Эквивалентное время работы

Эквивалентное время работы L_he, коды передач и схемы редуктора приведены в п.п. 1.2.1.5, 1.2.1.6 и 1.2.1.7.

Полученная информация заносится в таблицу по форме табл. 1.1.