Соединительные муфты используют для постоянного соединения соосных валов с одновременной компенсацией их незначительных угловых и радиальных смещений и иногда – с улучшением динамических характеристик привода.

Выбираем зубчатую муфту с разъёмной обоймой (тип I) по ГОСТ 5006—83. Номинальный вращающий момент Mк = 1000 Н*м. Момент инерции = 0,05 кг*м3. Масса не более 6,7 кг.

Момент торможения на валу двигателя Mст, Н*м:

Mст = ; (41)

Mст = Н*м,

Необходимый момент, создаваемый тормозом замедления и остановки:

, (42)

кгс*м.

Выбираем колодочный тормоз серии ТКТГ с электрогидравлическим толкателем типа ТГМ-80.

Обозначение тормоза ТКТГ-400М.

Тормозной момент = 150 дан*м (кгс*м).

Отход колодки = 1,4 мм.

Масса тормоза = 145 кг.

Тип толкателя – ТГМ-80.

Усилие = 80 дан (кгс).

Ход = 50 мм.

4. Расчёт механизма изменения вылета стрелы

4.1 Общий расчёт

Расчёт механизма изменения вылета стрелы заключается в определении длины стрелы, кратности стрелового полиспаста, выборе стальных канатов для полиспаста и растяжек, определении размеров блоков и барабана лебёдки, выборе электродвигателя, редуктора и тормоза.

Определим опрокидывающий момент при минимальном вылете М0:

М0ПР = Qmax* (Rmin - b) + Gc* (L / 2* sin(φmax) + f - b), (43)

где Gc = (0,05…0,06)*Qmax = 0,055*12 = 0,67 т – вес стрелы;

М0 = 196000 * (5 – 3) + 0,385*(21/2 * 0,9962 + 1,2 - 3) = 24002 Н*м.

Рис. 7. Грузовая характеристика крана

Рис. 8. Схема стрелоподъёмного механизма при различных вылетах.

Рис. 9. Схема подвески стрелы

Определим ветровую нагрузку на груз:

Wгр = p*Fгр, (44)

где p – распределённая ветровая нагрузка на единицу расчётной площади груза, Н/м2;

p = qo*k*c*γ*β, (45)

где qo = 25 Н/м2 – скоростной напор ветра на высоте 10 м от поверхности земли для умеренного характера ветра;

k = 1,32 – поправочный коэффициент возрастания скоростного напора, для h = 10…20 м;

с = 1,2 – аэродинамический коэффициент;

γ = 1,1 – коэффициент перегрузки;

β = 1 – коэффициент, учитывающий динамический характер приложения ветровой нагрузки;

p = 25*1,32*1,2*1,1*1 = 43,6 Н/м2;

Fгр = 12 м2 – расчётная площадь груза для Q = 12т;

Wгр = 43,6*12 = 523,2 Н.

Определим ветровую нагрузку на стрелу:

Wс = p*Fс*Kспл, (46)

где p - распределённая ветровая нагрузка на единицу расчётной площади стрелы, Н/м2;

p = qo*k*c*γ*β, (47)

где qo = 25 Н/м2 – скоростной напор ветра на высоте 10 м от поверхности земли для умеренного характера ветра;

k = 1,32 – поправочный коэффициент возрастания скоростного напора, для h =10…20 м;

с = 1,4 – аэродинамический коэффициент;

γ = 1,1 – коэффициент перегрузки;

β = 1 – коэффициент, учитывающий динамический характер приложения ветровой нагрузки;

p = 25*1,32*1,4*1,1*1 = 51 Н/м2;

Fс – наветренная площадь стрелы;

Fс = φ*Fб, (48)

где φ = 0,3 – коэффициент заполнения;

Fб = L*bс = 1,9*0,4 = 0,76 м2,

где bс = 0,4 – ширина стрелы;

Fс = 0,3*0,76 = 0,228 м2;

Kспл = 0,35 – коэффициент сплошности;

Wс = 51*0,228*0,35 = 4,1 кН.

Определим центробежную силу от массы груза:

, (49)

где n = 2,2 об/мин - частота вращения поворотной платформы крана;

R = 14 м - вылет;

Н.

Определим центробежную силу от массы груза:

, (50)

где rc = 7 м - расстояние от оси вращения до центра тяжести стрелы;

Н.

Рис. 10. Многоугольник сил для определения Snmax

Определим усилие в ветви стрелового полиспаста Sб, кН:

; (51)

кН.

Определим усилие в растяжке Sp, кН:

, (52)

где К = 2 – количество растяжек;

кН.

Определим скорость наматывания каната на барабан vбс:

, (53)

где (Т1-Т2) = 0,7 м - величина сокращения стрелового полиспаста;

tив = 50 с - время изменения вылета;

м/с.

4.2 Выбор двигателя, редуктора и тормоза механизма изменения вылета стрелы

Мощность двигателя механизма изменения вылета Nдв, кВт определяется по формуле:

, (54)

где бс = 0,014 м/с – установившаяся скорость изменения вылета;

η = 0,9314 – коэффициент полезного действия механизма.

кВт.

По каталогу выбираем двигатель MTКО11-6. Его параметры:

Мощность на валу Nдв = 1,1 кВт (при ПВ = 40 %);

Число оборотов двигателя в минуту n = 885 об/мин;

Максимальный крутящий момент Mmax = 42 Н*м;

Момент инерции Mmax = 0,02 кг*м2; масса mдв = 47 кг.

Находим момент статического сопротивления при торможении механизма на валу двигателя Mст, Н*м:

(55)

Mст =31*0,35*0,9314/2*8,32 = 63,2 Н*м.

Выбираем цилиндрический горизонтальный двухступенчатый редуктор Ц2-200. Первые ступени редуктора – раздвоенные шевроны, вторые – косозубые. Твёрдость рабочих поверхностей зубьев шестерён 40-45 HRC, колёс 260-290 HB. КПД редуктора ηредук = 0,96.

Рис. 11. Выбранный редуктор Ц2-200

Таблица 4

Размеры редуктора Ц2-200