Проектирование механизма подъема грузового лифта г/п 500 кг

СПЕЦИФИКАЦИЯ ШКИВv13.cdw

ПРИВОД СПЕЦИФИКАЦИЯ.dwg

Расчетно-пояснительная
Двигатель 5АН 160 S6
Муфта МУВП с томмозным шкивом

СПЕЦИФИКАЦИЯ ШКИВ.cdw

ПРИВОДv13.cdw

ПРИВОД СПЕЦИФИКАЦИЯ.cdw

Расчетно-пояснительная
Двигатель 5АН 160 S6
Муфта МУВП с томмозным шкивом

ПРИВОД.cdw

ПРИВОД СПЕЦИФИКАЦИЯv13.cdw

Расчетно-пояснительная
Двигатель 5АН 160 S6
Муфта МУВП с томмозным шкивом

ШКИВ.cdw

ШКИВv13.cdw

РПЗ.docx

МИНИСТЕРСТО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ИВАНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра «Подъемно-транспортные строительно-дорожные машины и системы гидроприводов»
по дисциплине «Подъемники»
на тему: «Проектированиемеханизма подъемагрузового
В данной курсовой работе выполненпроектирование грузоподъемного механизма лифта.
Курсовая работа состоит из двух частей: графической и расчетной. Графическая часть представлена следующими чертежами: общий вид лебедки на формате А1; канатоведущий шкив на формате А2.
Расчетная часть представлена расчетно-пояснительной запиской (РПЗ) выполненной на 22 листах формата А4. РПЗ содержит 2 раздела 39 формулу.
Задание на выполнение курсовой работы по дисциплине
на тему: «Проектирование механизмаподъема грузового
грузоподъёмность кг500;
скорость подъема мс 05;
канатоведущий шкив.
Задание к исполнению принял
подпись дата фамилия инициалы
Задание к исполнению выдал
Назначение и конструкция лифта6
Расчет грузоподъемного механизма лифта7
1 Определение массы противовеса7
4 Выбор шкива и определение его геометрических параметров10
6 Выбор тормоза и муфты14
7 Тяговый расчет канатоведущего шкива15
8 Расчет точности остановки кабины18
9 Расчет выходного вала на изгиб 21
Лифтомназываютстационарныйподъемникпериодическогодействия в которыхперемещениягрузовилипассажиров с одного уровня на другойпроизводится в кабине сжесткиминаправляющими установленным в огражденнойсовсехстороншахте.
В зависимости от назначениягрузоподъемные и лифтовыеустройстваподразделяют на следующиевиды: пассажирские; больничные; грузовые;грузовыемалые.
Особенностьюподъемникаявляется то чтоониимеют одно основноевозвратно-поступательноерабочеедвижение. Подъемникивыполняютстационарнымивстроенными в здание но в некоторыхслучаяхвозможноустановление на тележках в наружномположении.
Лифтыгрузовые пассажирские больничные малогрузовые и магазинныепредусмотреныгосударственными стандартами определяющимискорости и основныеразмеры шахт и кабин для разныхгрузоподъемностей.
Наряду с этимимеютсялифтыспециальногоназначения: пожарного вокзальные автомобильные театральные лифтымясокомбинатов судовыелифты лифтыразличныхспециальныхвысотныхсооружений. Этилифтыпроектируются по специальнымтехническимзаданиям и изготавливаются в порядкеединичногопроизводства.
Вданнойкурсовойработенеобходиморассчитатьмеханизмалифтагрузоподъемностью500 килограммов.
НАЗНАЧЕНИЕ И КОНСТРУКЦИЯ ЛИФТА
В даннойкурсовойработерассчитываетсялебедка с канатоведущимшкивомдля грузовоголифта.
Лифтовая установка с верхнимрасположением машинного отделениясостоитизкабинылифта канатоведущегошкива и противовеса.
Кабинаприводится в движение при помощиканатоведущегошкивалебедки связанного канатом с кабиной и противовесом.
Подъемныймеханизмлифтапредназначается для перемещениякабины и противовеса. Лебедкасостоитизканатоведущегошкива редуктора тягового электродвигателя и тормозного устройства.
Подъемныймеханизм с канатоведущимшкивомимеетменьшиегабаритныеразмеры и является при равныхусловияхболеекомпактным чембарабанныелебедки. Конструкциилебедок с канатоведущимшкивом не зависят от высотыподъема а такжерасположенияподъемногомеханизма наверху или внизу поэтомуонимогутизготовлятьсясерийно для любой установки.
Лебедки с канатоведущимшкивомповышаютнадежность вследствие того что при ихустановкеобеспечиваетсявозможностьприменениябольшего числа канатов без существенногоизменениягабаритовлебедки. Кроме того для них требуютсядвигатели с меньшеймощностью чем для барабанных при прочихравныхусловиях.
При лебедке с канатоведущимшкивомисключаетсявозможностьударакабиныилипротивовеса о верхнееперекрытиешахты в случаенеисправностиконцевыхвыключателей потому что при достижениикабинойилипротивовесомкрайнихположенийпрекратитсянатяжениеканатов и канат будетпробуксовывать на шкиве а кабинаостанется на месте.
РАСЧЕТ ГРУЗОПОДЪЕМНОГО МЕХАНИЗМА ЛИФТА
1 Определение массы противовеса
Противовесыпредназначены для уравновешиваниямассыкабины и части массыперемещаемогогруза чтопозволяетуменьшитьмощностьэлектродвигателя. Кроме того без противовесаневозможнобылобыустройствоподъемногомеханизма с канатоведущимшкивом.
Массу противовеса mпр Н определим по формуле [1]
где mкаб– масса кабины кг;
– коэффициент уравновешивания массы груза = 04 [1];
Q – максимальная масса поднимаемого груза кг.
mпр = 230+04500 = 430 кг.
Противовесвыполняют в видепрямоугольнойвертикальнойрамы составнымизгрузовпрямоугольнойформы.Размерпротивовеса в горизонтальномсеченииделают такими чтобы он размещался в узкомпространствемеждукабиной и стенкойшахты.
Оченьважную роль в лифтахвыполняютканаты. Канатынесутзагрузкунезависимо от того перемещаетсякабинаилистоит на месте. Канаты – один изнаиболееответственныхэлементовлифта.
В соответствии с назначением в лифтахприменяютподъемныеканаты на которыхподвешиваюткабину и противовес канатыограничителяскорости и уравновешивающиеканаты. Канаты применяемые для подвешиваниякабины и противовеса должныбытьодинаковыми по диаметру и конструкции.Для лифтов канатыдолжныбытьдиаметром не менее8 мм [2]
Минимальноеколичествоканатов для лифтовгрузоподъемностью от 500 до 1000 кгсоставляет от 3 до 6 канатов[1]. Принимаем число канатов n =4.
В соответствии[2] при грузоподъемности 500кг и скоростилифта 05мсявляется грузовым а значит расчет ведется для грузового лифта.
В лифтахприменяютканатывысшей В и первойI марки. Канатыдолжнысоответствоватьгосударственным стандартам и бытьснабженысертификатомзавода-изготовителясосведениями об ихиспытании в соответствии с ГОСТ 3241-91.
Предварительнодля расчета выбираемканатдвойнойсвивки типа минимального диаметра ЛК-Рконструкции6х19 (1+6+66)+1о.с.
по ГОСТ 2688-80 [3].
Каната ЛК-Р конструкции канат ГОСТ 2688-806х19 (1+6+66)+1о.с. имеет следующие параметрами:
-диаметрканата м 0008;
- ориентировочнаямасса 1 мсмазанногоканатаmк кг 0242;
- разрывноеусилиеканата в целом Н 34500.
Наибольшеенатяжениеканата S Н определим по формуле [2]
где n – число канатов шт;
Q – номинальнаягрузоподъемностьлифта кг;
mкаб – массапустойкабины кг;
H – высота подъема лифта м.
Коэффициентзапасапрочности К определим по формуле[1]
гдеР – разрывноеусилиепринятогоканата в целом Н;
S – наибольшеерабочеенатяжениеканата Н;
Kmin – наименьшийдопустимыйкоэффициентзапасапрочностиканатов в соответствии с грузоподъемностью лифта Kmin = 13 из [1].
Так как 18> 13 условие (3)выполняется.
НеобходимуюмощностьдвигателялебедкиNдв Вт определим по формуле [1]
гдеР1– окружноеусилие на канатоведущемшкиве Н;
V – скоростьдвижениякабины мс;
– КПД червячнойпередачилебедки 1 =08из [4];
– КПД канатоведущегошкива 2 = 098 из [5].
Окружноеусилие на канатоведущемшкиве Р1 Н в нижнем положениикабины при полной нагрузке определимпо формуле [1]
Р1=(Q+mкаб+mкnH-mпр)g+W (5)
гдеW – дополнительноесопротивлениедвижениюкабины и противовеса Н.
Дополнительноесопротивлениедвижениюкабины и противовесаW Н определим по формуле [1]
гдеk1 – коэффициент учитывающийразмерыкабины и коэффициенттрениябашмаковкабины о направляющие.
Для кабинпассажирских и грузовыхлифтовгрузоподъемностью[1] до 2000 кг при скользящих башмаках k1=006-007; при роликовых башмаках k1=003-005 [1].Принимаем для скользящих башмаков k1=006.
W = (11 500006)981 =3237 H
Р1 = (500 + 230-430+0242440)981 + 3237= 3647Н
По [6] выбираем электродвигатель с короткозамкнутым ротором
-частотавращения с-125;
-диаметр вала м 0032;
- момент инерции якоря двигателя 009.
Рисунок двигателя представлен на рисунке 1
Рисунок 1 – Двигатель 5АН 160 S6
4 Определение его геометрических параметров канатоведущего шкива.
Канатоведущийшкивслужит для передачиусилия от грузоподъемнойлебедки на тяговыеканаты с помощью сил трения.
Диаметрканатоведущегошкивавлияет на срокработыканата и ручьяканатоведущегошкива. Чембольшедиаметрканатоведущего органа тем меньшедавлениемежду канатом и ручьем и тем менеекрутойизгибиспытывает канат чтоувеличиваетсрокслужбыканатов и ручьев.
ВычислимминимальныйдиаметрканатоведущегошкиваDш м измеряемый по среднейлинииогибающегоканатаизусловийперегибасогласноформуле [2]
гдеdк – диаметрканата м;
[е] – коэффициент зависящий от назначения лифтапринимаемый по [2] Для лифта грузового при скоростидвижениякабины до 16 мс [е] = 30 [2].
В соответствии со стандартным рядом чисел принимаем диаметр Dш м Dш = 025м.
Диаметршкива по дну ручьяDш1 м определим по формуле[9]
где с – зазор между канатом и дном ручья при канате dк=0008 м. Для ручья клинового с подрезом не менее с= 00075м.
Dш1 = 025-0008-200075 = 027 м.
Рабочую ширинуb м канатоведущегошкиваопределим по формуле [5]
b =20008 (4 – 1) = 0048м.
Принимаем ширину шкивав соответствии состандартным рядом чисел
Форму ручьяшкивапринимают таким образом чтобыбылобеспечендостаточныйкоэффициенттрениямежду канатом и шкивом для подъемакабиныилипротивовеса.
Наиболеераспространеныручьиклиновойформысподрезом. Ручьиклиновойформыдопускаютнекотороеотклонениедиаметровканатов и обеспечиваютнаибольшийкоэффициенттрения по сравнению с ручьями других форм. Однако по мере износаручьевкоэффициенттренияуменьшается.
Наиболеепостоянныйтяговыйкоэффициенттренияимеютручьиклиновые с подрезом так как ширина подрезаостаетсяпостоянной.
Основные параметры клинового профиля с подрезкой представлены на рисунке 2.
Рисунок 2 – Схема профиля ручья канатоведущего шкива
Ширина подрезки BП м .. 00052;
Допустимое значение глубины ручья LР м . .. .. 0014;
Ширина ручья BР м .. 00102 ;
Передаточное число редуктора U определим по формуле [1]
гдеnдв – частота вращения вала двигателяс-1;
nш – частота вращенияканатоведущегошкива с-1;
гдеV – скоростькабины мс.
Расчетный крутящий момент Мр Нм на тихоходном валу определяем по формуле[1]
гдеобщ – общий КПД механизма подъема общ = 0922 [1]
Выбираем редуктор 5Ч-120 [7] со следующими параметрами:
- передаточное число .. 40 ;
- К.П.Д. процент .. . 085 ;
- номинальный крутящий момент Н·м . 540.
Определим действительную скорость vд мс движения кабины по формуле [1]
Отклонение скорости от заданной определим из условия [2]
Условие (14) выполняется.
Присоединительные размеры редуктора представлены на рисунке 3
Рисунок 3 – Присоединительные размеры редуктора 5Ч-120
6 Выбортормоза и муфты
В лифтахприменяюттолько нормально замкнутыеколодочныетормоза которые при отключении привода тормозазатормаживают (замыкают) тормознойшкив.
Необходимыйтормозной момент долженобеспечиватьтребуемуюточностьостановкикабины. Замедления которыевозникают при торможении не должныбытьбольшедопускаемых по правилам Ростехнадзора.
Тормозной момент Мт Нм определяется по формуле[1]
где - коэффициентзапаса тормозного момента = 125 [1];
Общее КПД лебёдкиобопределим по формуле[4]
Выберемтормоз ТКТ-200100 соследующими параметрами[8]:
- тормозной момент Нм22;
- диаметр по шкиву м 02;
Для выбранноготормозавыбираемМУВПпо ГОСТ 21424-93 с тормознымшкивом [8] соследующими параметрами:
- диаметр тормозного шкивам 02;
- максимальныйкрутящий момент Нм40;
- момент инерции муфты кгм2 08.
7 Тяговыйрасчетканатоведущегошкива
Проведёмрасчет для случаяподъемаполностьюнагруженнойкабины с первогоэтажа.
Расчет проводим в соответствии с расчетной схемой на рисунке 4.
НаибольшеенатяжениеподъемногоканатаS1 Н состороныкабины в момент пуска при полной нагрузке определим по формуле[1]
S1 = (Q + mканnH+ mкаб) g+ (Q +mканnH + mкаб)a + W (17)
где а – ускорение при пуске мс²;
g – ускорениесвободногопадения мс².
W – дополнительноесопротивлениепередвижениюкабины ипротивовеса Н.
Рисунок 4 – Расчетная схема
Ускорение при пуске а мс2определим по формуле[1]
гдеMг –неуравновешенный момент на шкиву от веса груза приведенный к двигателю Н·м;
Мп – пусковой момент двигателя Н·м;
GD02 – приведённыймаховой момент кг·м2.
Момент от противовесаMг Н·м определим по формуле[1]
Пусковой момент двигателяМп Н·м определим по формуле[5]
гдеkn – коэффициентпусковойперегрузки kn = 19 [1];
Мном – номинальный момент на валу двигателя Н·м.
Номинальный момент на валу двигателяМном Н·м определим по формуле[4]
где – угловаяскоростьвращения вала двигателя с-1.
Угловаяскоростьвращения вала двигателя с-1 определим по формуле[4]
Мп= 19 191 = 3629Н·м.
Приведенный момент инерции GD02 кг·м2 определим по формуле[1]
гдеGDя2 – моментинерции якоря электродвигателя кг·м2;
GDТ2–момент инерциимуфты кг·м2.
Ускорение при пуске а мс2 определим по формуле (18)
Тогда натяжение S1Н составит
S1 = (500 + 0242440 + 230) 981 + (500 + 0242440+230)0634 + 3237=13820= Н.
Наибольшее натяжение каната S2 Н со стороны противовеса в момент пуска определяется по формуле [1]
Наименьшийдопускаемыйкоэффициенттрениямежду канатом и шкивом о определим по формуле [1]
где α – уголобхвата канатом шкива рад α=314 рад [1]
Допускаемоезначениекоэффициентатрения одолжнобыть не менее
о≥011в соответствии с [2].
Величина угла градус определим по формуле[1]
где - коэффициент трения стального шкива о канат = 0105[1]
Предельный момент на канатоведущем шкиве Mпр Н·м определим по формуле [1]
Предельное натяжение каната Sпр Н соответствующее этому моменту [1]
Условие прочности каната выполняется
8 Расчетточностиостановкикабины
Точностьостановкикабиныхарактеризуетсяотклонениемуровня пола остановившейсякабины от уровня пола этажной площадки.
Тормозной путь кабиныL м определяетсяизусловия [1]
гдеWт – сопротивлениедвижениюкабины при торможении Н;
P – усилие на канатоведущемшкиве Н.
При груженом лифте в знаменателе формулы (30) ставится минус.
Сопротивлениедвижениюкабины при торможенииWт Н определим по формуле [1]
Определимнаибольшийтормозной путь пустойкабиныL1 мпри движении вверх формуле [1]
Определимнаибольшийтормозной путь нагруженнойкабиныL2 м при движении вниз при подходе к первому этажу по формуле [1]
Точностьостановкикабины м определим по формуле
Точностьавтоматическойостановкикабиныопределяетсяизусловия
≤005 м для всехлифтов по [1]
9 Расчет выходного вала редуктора на изгиб
Расчет производится в соответствии с расчетной схемой указанной на рисунке 5
Рисунок 5 – Расчетная схема для расчета вала на изгиб
Определение максимального изгибающего момента Мизг действующего на +выходной конец вала Нм по формуле
где F – сила изгибающая валН;
b –плечо действия силы м b=0132м.
Определим силу F Н по формуле
F=(Q+mкаб+mкnH+mпр)g+W
F=98(500+230+430+4024240)+3237=12071 Н
Мизг=120710132=1593Нм
Определение напряжений возникающих при изгибе вала по формуле
где –момент сопротивления круглого сечения вала
Определим момент сопротивления сечения вала по формуле
d – диаметр выходного вала двигателя м d=0044м
Для материала вала Сталь 40ХН[]=320[10]
Необходимо чтобывыполнялось условие [10]
условие (39) выполняется.
Павлов Н.Г. Лифты и подъемники. – М.: Машиностроение 1965. – 204 с.
Правила устройства и безопасной эксплуатации лифтов. – М. 2003. – 79 с.
ГОСТ 2688-80Канат двойной свивки типа ЛК-Р.
Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин. Учебное пособие для техникумов. М.: Высшая школа 1991.– 432 с.
Казак С.А. Курсовое проектирование грузоподъёмных машин. М.: Высшая школа 1989. – 320 с.
Волков Д.П. Атлас конструкцийлифтов.-М.:Изд-во АСВ 2003 – 156с. с илл.
Копнов В.А. Кривошапко С.Н.- Сопротивление материалов.-М.: Высшая школа 2005. – 352с.