Расчёт настенного поворотного крана с переменным вылетом (стр. 3 из 5)
F - максимальное усилие натяжения каната, кН;
При этих данных можно принять:
;Fmax - максимальное усилие натяжения каната, кН;
;Задаемся условием, что сила трения каната о прижимную накладку и барабан равны натяжению закрепленного конца каната, тогда сила натяжения накладок на канат:
; (27)где F - натяжение закрепленного каната, кН;
f1 - приведенный момент трения, при наличии овальной канавки f1 = 0,16;
f - коэффициент трения каната о барабан, f = 0,16;
;По диаметру каната dк = 8,1мм подбираем накладку М10 /5.с.35/,выбираем диаметр болта крепления d2 =10 мм (М10). По наружному диаметру резьбы d2 =10 мм подбираем внутренний диаметр резьбы
dвн 2 = 6,65 мм /3.с.481/.
Определяем количество витков:
; (28)где F - натяжение закрепленного каната, кН;
Fn - сила натяжения накладок на канат, кН;
lб - плечо изгиба, принимаемое, мм;
[σ] - допускаемое напряжение, для стали 3: [σ] = 80 МПа;
dвн 2 - внутренний диаметр резьбы, мм;
;dк - диаметр каната, мм;
δб - толщина стенки барабана, мм;
; 
;Удовлетворяет условию z1 = 2…8=7,4 винта
Схема крепления каната.
Рис. 8. Крепление каната.
5. ПОДБОР ДВИГАТЕЛЯ
Определяем потребную мощность по максимальной нагрузке:
; (29)где Fg - грузоподъемная сила, кН;
Vср - скорость подъема груза, м/мин;
η - к.п.д.
ηб - к.п.д. барабана ηб = 0,96;
ηр - к.п.д. механизма подъема ηр =0,65…0,45;
ηм - к.п.д. редуктора ηм = 0,96…0,98;
; 
;По потребной мощности и режиму работы подбираем крановый электродвигатель, записываем его номер МТ-41-8 и частоту вращения nдв = 722 мин-1 и мощность P=8,8 кВт.
Вычерчиваем схему двигателя.
Рис. 9. Схема двигателя
6. ПОДБОР РЕДУКТОРА
Частота вращения барабана:
; (30)где Vк - скорость скольжения каната, м/мин;
Dн - диаметр барабана по центрам намотанного каната, мм;
;Передаточное число механизма:
; (31)где nдв - частота вращения двигателя, об/мин;
nдв - частота вращения барабана, об/мин;
По передаточному числу, частоте вращения быстроходного вала, режиму работы и потребной мощности подбираем крановый двухступенчатый цилиндрический редуктор /4.с.473/. Записываем марку Ц2-250.
Передаточное число =32,42; мощность на быстроходном валу = 11 кВт.
7. ПОДБОР ТОРМОЗА
Статический момент груза, приведенный к валу электродвигателя:
; (32)где z - количество ветвей барабана, намотанных на барабан;
Fmax - максимальное усилие натяжения каната, Н;
Dн - диаметр барабана по центрам намотанного каната, м;
up - передаточное число механизма;
η - к.п.д.
Н·м.Определяем расчетный тормозной момент:
(33)где Тс - статический момент груза, Н·м.;
кт - коэффициент запаса торможения, зависящий от режима работы (при тяжёлом режиме кт = 2).
Н·м,По режиму работы и расчетному тормозному моменту подбираем тормоз типа ТКТ-200.
8. РАСЧЁТ МЕХАНИЗМА ПОВОРОТА
Грузоподъемная сила Fg=31,115 кН;
вылет 6 м; L0=0,3м L=2,4м
Масса крана
(34) 
Реакция опор
(35) 
(36) 
Определяем сопротивление повороту крана
(37)Где
Fn- коэффициент сопротивления повороту =0,02
r- радиус цапф =50мм
t- время разбега крана =3 сек
Мощность затрачиваемая на поворот крана
(38) 
Принимаем двигатель 4А250М8У3 30кВт 735об/мин
Передаточное число привода
(39) 
Принимаем в качестве передачи редуктор Ц2-250 U=50
По реакции опор выбираем подшипники
Реакцию Т=53кН воспринимает упорный подшипник №8212
d=60мм D=95мм H=26мм
Статическая нагрузка С=65кН
Радиальная нагрузка H=120кН воспринимают 2 подшипника сферических двухрядных
Принимаем подшипник №1616
d=80мм D=170мм B=58мм
Статическая нагрузка С=135кН
Принимаем в каждой опоре по два подшипника
Долговечность
(40) 
Рассчитываем вал
Диаметр вала;
(41)где;
допускаемое напряжение на кручение, 
(15…20Мпа). 
Диаметр вала под шестерню:
Диаметр вала под подшипник:
. (42)Материал валов – сталь 40Х улучшенная,
.Определим коэффициенты запаса прочности в опасных сечениях.
Результирующий изгибающий момент:
Моменты сопротивления сечения нетто:
(43) 
(44) 
Амплитуда номинальных напряжений изгиба:
(45) 
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
, (46) 
По таблицам определим ряд коэффициентов:
.Определим коэффициенты запаса прочности:
(47) 
(48) 
Общий коэффициент запаса прочности:
(49) 
Вал удовлетворяет заданные условия.
Подбираем шестерню на вал.
Выбираем материалы по средним механическими характеристиками для шестерни – сталь 40, термообработка – улучшение, твердость НВ200
Определяем вращающие моменты на валу:
(50) 