ref-18530 (Разработка настенного поворотного крана)

Утверждено

Предметной комиссией ____________________

Председатель________

ЗАДАНИЕ ДЛЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

По предмету: Оборудование

Учащемуся Кошелеву Александру Николаевичу

Специальность 1701 Курс 5 Группа ЗМ – 051

Тема задания: Разработать настенный поворотный кран грузоподъёмностью 25 кн., скоростью подъёма груза 16 м/мин, на высоту 6 м при вылете стрелы крана L = 4,5 м и среднем режиме работы ПВ = 25%.

Курсовой проект выполняется в следующем объёме:

1. Объяснительная записка.

   1. Расчёт и выбор каната, полиспаста грузовой подвески

   2. Выбор и расчёт механизмов подъёма, поворота и перемещения крановой тележки.

   3. Подбор и расчёт тормозной системы

   4. Подбор элементов привода

   5. Подбор металлоконструкций

2. Графическая часть проекта

Лист 1. Чертёж общего вида крана Ф. А 1

Лист 2. Сборочный чертёж механизма перемещения Ф. А 1

Лист 3. Рабочие чертежи деталей Ф. А 1

Дата выдачи 15.01.04

Срок окончания 04.05.04

Преподаватель

Зав. отделением

Содержание

1. Введение

2. Технологический раздел

   1. Расчёт подъёмного механизма

   2. Расчёт механизма поворота

   3. Расчёт механизма передвижения

   4. Расчёт металлоконструкции

   5. Расчёт валов

   6. Выбор шпоночного соединения

   7. Расчёт и выбор муфт

   8. Выбор и проверка подшипников

3. Система технического обслуживания и ремонта настенного поворотного крана

   1. Назначение СТО и РТО

   2. Определение категории ремонтной сложности и периодичности проведения СР. и КР.

   3. Составление структуры ремонтного цикла

   4. Определение перечня работ по СТО и РТО

   5. Наиболее изнашиваемые узлы и детали, их причины и методы предосторожности

   6. Составление технологических карт на дефектацию и ремонт деталей

   7. Составление технологических карт на монтаж

   8. Порядок монтажа

   9. Карта настенного поворотного крана

   10. Выбор сорта масла

   11. Порядок эксплуатации крана

   12. Правила ТБ при работе ГПМ

4. Список литературы

1. Введение

Грузоподъёмная машина предназначена для перемещения по вертикали и передачи грузов из одной точки в другую при помощи обслуживающей машины. Грузоподъёмные механизмы работают периодически, чередуя рабочее движение – перемещение груза в одной из плоскостей – с холостым ходом. После захвата груза с помощью того или иного грузоподъёмного органа, грузоподъёмные механизмы поднимают (опускают) его на некоторую высоту. После разгрузки грузозахватные приспособления вхолостую возвращаются в исходное положение для захвата нового груза и цикл повторяется.

Грузоподъёмные машины находят широкое применение на предприятиях лёгкой промышленности, а также при производстве ремонтно-монтажных и строительных работ.

Машины для вертикального и горизонтального перемещения грузов делятся на две группы: краны мостового типа и поворотные краны. Простейшим типом поворотного крана является кран с вращающейся колонной, но такие краны в большинстве случаев устанавливают у стены и они имеют угол поворота не более 180⁰.

Более современной конструкцией поворотного крана для обслуживания открытых, а также закрытых площадей является настенный поворотный кран с крановой тележкой.

Механизм поворота осуществляется при помощи открытой зубчатой передачи, приводимой в движение от ручного привода.

Механизм перемещения крановой тележки осуществляется также вручную при помощи цепной передачи.

Механизм подъёма осуществляется при помощи электропривода.

Фундаменты данных разновидностей кранов должны отвечать всем требованиям в целях обеспечения безопасности работы

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1. Расчёт подъёмного устройства

1. Определяю тип каната

   1. Определяю разрывное усилие в канате

S_разр ≥ S_max*n [2;29] (2.1),

Где n – коэффициент запаса прочности, при среднем режиме работы n = 5

S_max – максимальное натяжение каната в полиспасте (кН)

S_max = С _тар * (1-η_бл)/(1- η_блⁱⁿ) [2;29] (2;2),

где С_тар – вес груза или грузоподъёмность, кН

η_бл – КПД блока = 0.97

in – кратность полиспаста = 2

S_max = 25*(1 – 0.97)/(1 – 0/97²) = 12.5 кН

S_разр = 12,5 * 5 = 62,5 кН

Исходя из разрывного усилия выбрали канат типа ТК 6 х 19 диаметром 9.3 мм, с разрывным усилием 62,9 кН (ГОСТ 3070 – 74)

2.1.1.2 Определяем геометрические размеры блоков

D_бл ≥ Kd * d_k [2;26] (2.3),

где Kd – запас прочности каната при динамических нагрузках Kd = 20

d_k – диаметр каната d_k = 9.3

D_бл = 20 * 9.3 = 186 мм, r = (0.6 ÷ 0.7) * d_k [2;125] (2.4),

где r – радиус канавки под канат, мм

r = 0.6 * 9.3 = 5.58 мм; [2;125] (2.5)

h_k = (1.5 ÷ 2) *d_k

h_k – высота канавки под канат, мм

h_k = 1.5 * 9.3 = 18.2 мм

в_к = (1.6 ÷ 3) * d_k [2;125] (2,6)

в_к – ширина канавки, мм

в_к = 3 * 9,3 = 27,9 мм

в_ст = 2 * в_к + 3 [2;125] (2,7)

где в_ст – длина ступицы, мм

в_ст = 2 * 27.9 + 3 = 58.8 мм

2.1.1.3Определяем геометрические размеры барабана

D_б ≥ D_бл [2;125] (2.8)

где D_б – диаметр барабана, мм

D_бл – диаметр блока, мм

Принимаем D_б = D_бл = 186 мм. Канат наматывается на барабан в один слой.

L = L_k * t ( π * m[ D_б + d_k * m]) [3;18] (2.9)

где L – рабочая длина барабана, м

t – шаг навивки каната на барабан, т.к. барабан гладкий

t = d_н

L_k = H * i_m [2;30] (2.10)

где L_k – длина каната, м

h – высота подъёма груза, м H = 6 м.

L_k = 6 * 2 = 12 м

L = 12 * 0.0093/ 3.14 (0.186 + 0.0093 * 1) = 0.182 м

L_общ = L + L_kp + ηl_бб [3;13] (2.11)

где L_общ – общая длина барабана, мм

L_кр – длина, необходимая для крепления каната, мм

L_kp = 4 * t [3;19] (2.12)

L_kр = 4 * 9.3 = 37.2 мм

L_бб – длина борта барабана

L_бб = 1,5 * 9,3 = 13,95 мм

L_общ = 182 + 37.2 + 13.95 * 2 = 247.1 мм

1. Определяем толщину стенки барабана

δ = 0.02 * D_б + (6 ÷ 10) [2;31] (2.14)

δ = 0.02 * 186 + 6 = 9.8 мм

2.1.1.5 Крепление каната

Канат крепится к стенке барабана при помощи планок. По нормам Госгортехнадзора число крепёжных винтов должно быть не меньше двух. Планки имеют канавки трапециидальной формы с углами наклона = 40⁰. При коэффициенте трения сталь о сталь μ = 0.16 и угле обхвата 2-х запаянных витков каната α = 4π. Находим силу трения каната в месте крепления.

F_kp = δ_max/Lf^α [2;32] (2.15)

где L – основание = 2.71

F_kp = 12500/4.53 = 2759.4 H

F₃ = F_kp/(f + f₁) [2;33] (2.16)

где F₃ – сила затяжки притяжных винтов, Н

f₁ – приведённый коэффициент трения м/д барабаном и планкой = 0.22 [2;33]

F₃ = 2759.4/(0.16 + 0.22) = 7261.6 H

d винта = 1.2 * d_k [2;33] (2.17)

где d винта – диаметр притяжных болтов, мм

d винта = 1.2 * 9.3 = 11.16 мм

Принимаем болты для прижатия планок с резьбой М 12 из стали СТ 3 с допускающим напряжением [σ] = 80 МПа

σ _Сум = 1.3F₃/zπd₁*0.5 + M_u/z * 0.1 * d₁³ ≤ [σ_p] [2;33] (2.18)

где σ_сум – суммарное напряжение сжатия и растяжения, МПа

d₁ = средний диаметр резьбы винтов, мм

z – число винтов

σ _Сум = 1.3 * 7.26 * 1.6 * 4/2 * 3.14 * 10² +

2759.4 * 9.3/2 * 0.1 * 10³ * 2 = 72.4 МПа

Прочность винтов обеспечивается.

Рис. 2.1 Эскиз барабана

Таблица 2.1

Размеры барабана, мм

Lбар	L	Lkp	Lбб	Dб	δ
247.1	182	32.2	13.95	186	9.8

1. В зависимости от диаметра каната выбираем размеры профиля ручья блока

Рис. 2.2 Профиль блока

Таблица 2.2 Размеры профиля блока

dA	a	b	c	l	n	l	r	r1	r2	r3	ru
9.3	32	22	8	2.0	22	12	9.0	5.0	4.0	14	9

2.1.2 Производим кинематический расчёт привода барабана

2.1.2.1 Определяем момент на барабане

М_б = D_б * δ/2 [3;31] (2.19)

где δ – усилие на барабане, кН

М_б = 0.186 * 12.5/2 = 1.162 кН*м

2.1.2.2 Определяем мощность двигателя

P_дв = 1.2*Р_б/η_общ [3;44] (2.21)

η_общ = η_р * η_п [3;45] (2.22)

где η_р – КПД редуктора

η_п – КПД подшипников

η_общ = 0.92 * 0.99² = 0.86

Р_дв = 1.2 * 0.33/0.86 = 0.9 кВт

Выбираем двигатель 4А90LВ8У3, Р_дв = 1.1 кВт

n = 750 об/мин; М_мах = 3.5 кг * м,

маховый момент 0.85 кг * м², вес = 5.1 кг.

Рис. 2.3 Электродвигатель.

Таблица 2.3

Параметры электродвигателя.

L1	L10	L0	L31	L30	h	h1	h31	h10	b1	d1	d30	d10	b0	b10
50	125	140	56	350	90	7	243	11	8	24	208	10	160	140

1. Определяем частоту вращения барабана

n_б = V/π*D_б [3;41] (2.23)

n_б = 16/3.14 * 0.186 = 27.6 об/мин

1. Определяем передаточное отношение редуктора.

i = nd_в/n_б [3;45] (2.24)

где n_дв – частота вращения двигателя об/мин,

n_б – частота вращения барабана об/мин.

i = 750/27.6 = 47.8

Для механического подъёма груза выбираем редуктор червячного типа РГУ. Наиболее подходящим для установки является редуктор РГУ – 80 с передаточным числом i = 49. Этот редуктор рассчитан на передачу мощности 3.5 кВт при числе оборотов ведущего вала 750 об/мин, вес 36.7 кг.

Редукторы типа РГУ обладают наибольшими размерами и малыми весами и при этом они обладают большими передаточными отношениями.