Slide 1

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 2

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 3

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 4

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 5

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 6

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 7

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 8

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 9

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 10

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 11

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 12

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 13

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 14

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 15

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 16

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 17

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 18

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 19

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 20

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 21

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 22

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 23

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 24

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 25

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к


Slide 26

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 5
ВЫБОР ОСНОВНЫХ
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- грузоподъемность Q, т;
- максимальная высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- график нагружения;
- режим работы механизма или группа режима
работы механизма;
- тип машины,
- продолжительность включения.
Могут быть заданы и другие уточняющие
исходные данные.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА
. При выборе кинематической схемы механизма
следует ориентироваться на схемы крановых
механизмов, применяемых на различных
машинах заданного типа.
По мере выполнения последующих расчетов,
подбора комплектующих элементов и эскизной
компоновки механизма при необходимости
вносятся изменения в принятую схему
механизма или ее отдельные элементы.

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Тип полиспаста (одинарный или сдвоенный)
принимают в зависимости от типа крана.
Для кранов мостового типа принимают сдвоенный полиспаст.
Для стреловых кранов принимают одинарный полиспаст.

kп

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Кратность полиспаста принимаются в
зависимости от грузоподъемности
Характер
навивки каната
на барабан

Непосредственно

kп при грузоподъемности, т

Тип
полиспаста

до 1

2...6

10...15

Сдвоенный

2

2

2; 3

3; 4

4; 5

Одинарный

1

2

-

-

-

1; 2

2; 3

3;4

5; 6

-

-

2

2; 3

-

Через
направляющие Одинарный
блоки
(стреловые,
Сдвоенный
некоторые
козловые краны)

20...30 40...50

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
Число грузонесущих ветвей полиспаста
принимаются в зависимости от грузоподъемности
Грузоподъёмность, т
Число
грузонесущих
ветвей

до 5 5…10 15 20 30

2

4

4;
6

6;
8

6;
8

50

75

100

125

8;
10

8;
10

10;
12

10;
12

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т)
кратность сдвоенных полиспастов можно
принимать равной:
при 80 и 200 т – 4;
при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6;
при 160 и 320 т – 8.

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

Подвес груза на одной ветви каната (без
полиспаста) применяют только в кранах малой
грузоподъемности (1 - 3 т).

nk пк

ВЫБОР СХЕМЫ И КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

В стреловых портальных кранах, имеющих
большую высоту подъема груза и высокую
скорость подъема/опускания груза, подвес на
одной ветви применяется при
грузоподъемности 5…10 т.
При грузоподъемности этих кранов до 25 т
обычно применяю двух-, трех- и четырехкратные
полиспасты.

ВЫБОР ТИПА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Если кран предназначен для перемещения
длинномерных грузов, назначают крюковую
подвеску с двурогим крюком

В остальных случаях можно выбирать любой
тип в пределах рекомендуемого для данного
типа крюка диапазона грузоподъемностей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
При выборе типа крюковой подвески
(нормальная или укороченная) учитывается
необходимое число подвижных блоков в
зависимости от типа и кратности полиспаста.

Нормальная подвеска
для любого числа
подвижных блоков

Укороченная подвеска
для четного числа
подвижных блоков

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ
Первое условие – грузоподъемность крюковой
подвески не должна быть меньше заданной
грузоподъемности
Qп > Q.
Второе условие – режим работы крюковой
подвески должен соответствовать режиму
работы механизма.

ВЫБОР КАНАТА
Наибольшее усилие на одну ветвь каната, Н:

S 
'

Q п  Q гз
n к  п

m бл
н.бл

где Qп - вес поднимаемого полезного груза, Н;
Qгз - вес грузозахватного устройства, Н;

nк - число несущих ветвей каната в полиспасте;
ηп - кпд полиспаста;
nн.бл - кпд направляющих (обводных) блоков;

mн.бл - число направляющих (обводных) блоков

k пп

ВЫБОР КАНАТА
Значения кпд полиспаста ηп, определенные с
учетом разницы потерь в подвижных и неподвижных
блоках, для различной кратности полиспаста

kп

2

3

4

5

6

7

8

ηп

0,99

0,97

0,96

0,94

0,93

0,91

0,90

n

ВЫБОР КАНАТА
Расчётное разрывное усилие каната, Н:

Pp  n  S '

где n - коэффициент запаса прочности каната.
Минимальные значения коэффициентов
запаса прочности канатов

Группа режима
работы
механизма

Подвижные канаты

Неподвижные канаты

М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

3,15
3,35
3,55
4,00
4,50
5,60
7,10
9,00

2,5
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,0

n

ВЫБОР КАНАТА
Выбор каната производится по ГОСТ так, чтобы
разрывное усилие подобранного каната в целом
было не меньше расчётного разрывного усилия

Pp  Р к
где Рк – разрывное усилие подобранного каната
в целом
В кранах общего назначения рекомендуется
применять канаты с пределом прочности проволоки
при растяжении 150-180 кг/мм2.

n

ВЫБОР КАНАТА

Фактический
коэффициент
выбранного каната

nф 
Рекомендуется

запаса

прочности

Рк
S

1, 0 

'

nф

 1,1

n
В противном случае подбирается канат с другим
пределом прочности проволоки при растяжении.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Длина каната, наматываемого на барабан, м

Lк  kпH
где Н - высота подъёма груза, м;
kп – кратность полиспаста.

e

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Минимально допустимый диаметр барабана и блока, мм
'
б
к
где dк – диаметр каната, мм;

D  d ( e  1)

e

Dб

– коэффициент выбора диаметра барабана;

dк
Группа режима
работы механизма
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8

Коэффициенты выбора диаметров
барабана
блока
уравнительного блока
11,2
12,5
12,0
12,5
14,0
12,5
14,0
16,0
12,5
16,0
18,0
14,0
18,0
20,0
14,0
20,0
22,4
16,0
22,4
25,0
16,0
25,0
28,0
18,0

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

Полученное значение диаметра канатного барабана следует
округлить в большую сторону до стандартного значения.
Нормальный ряд диаметров канатных барабанов:
160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900;1000 мм

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Эффективный диаметр барабана при навивке на него
каната в несколько слоёв – величина переменная,
определяемая для m-го слоя по формуле, мм:

D m  D б  d к ( 2 m - 1)
где m - порядковый номер слоя намотки каната на барабан
Эффективный диаметр при однослойной навивке может быть
получен из этой же формулы подстановкой значения m=1.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
При больших высоте подъема груза и кратности полиспаста
для обеспечения приемлемой длины барабана его
диаметр целесообразно принимать несколько большим,
чем получается по расчетам.
Следует ориентироваться на оптимальное отношение
рабочей длины барабана к его диаметру

l0

 

 1,5 ... 2 ,5

Dб

Тогда диаметр барабана, мм:

D 
'
б

Lк

m  (e  m )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Число рабочих витков каната:

n в. р 

Lк

 D б . ср .

где Dб.ср. - диаметр барабана по среднему слою навивки, м.

D б . ср . 

D б . min  D б . max
2

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА

На барабане при полном сматывании всей рабочей длины
каната должно гарантированно оставаться 2…3 запасных витка,
которые обеспечивают передачу тягового усилия от барабана к
канату
за
счет
трения.
Рабочая длина барабана с учетом 2…3 запасных витков, мм
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 ) d к
при гладком барабане (многослойная навивка):

l 0  ( n в . р  2 ... 3 )( d к  2 ... 3 мм )

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полная рабочая длина барабана для навивки каната
одинарного полиспаста, мм:

l б  1,1l 0

Полная рабочая длина барабана для навивки каната
сдвоенного полиспаста, мм:

l б  2 , 2 l 0  l1
где l1  50 ... 150 мм - расстояние в центральной части
барабана между зонами навивки двух концов каната
полиспаста, мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ КАНАТНОГО БАРАБАНА
Полный наружный диаметр барабана с учетом слоев
навивки и выступающей части реборд, мм:

D б . нар  D б  md

к

 2d к