Радиус инерции сечения колонны

Гибкость колонны

тогда и

Н апряжения в стреле определяем в опасном сечении, где расположен механизм подъема. На рисунке показаны приложенные к стреле нагрузки. Усилия натяжения каната определяем в предположении кратности полиспасты а=2 , числа полиспастов m=2, КПД полиспасты =0.97

Радиус инерции стрелы

Гибкость стержня (стрелы)

Тогда

Плечо силы натяжения каната (из

Чертежа механизма подъема)

Напряжение в стреле складываются из:

а) напряжения сжатия от веса поднимаемого груза

б) напряжения сжатия от натяжения каната (наклоном каната к стреле пренебрегаем, так как он мал)

в) напряжение изгиба от натяжения каната

г) напряжения изгиба от веса механизма подъема

Суммарное напряжение в стреле

Во всех несущих элементах металлоконструкции крана (стреле, колонне и оттяжке) напряжения не превышают допускаемых.

4. Механизм поворота

Исходные данные:

1-Грузоподъемность Q = 10000 Н

2-Вылет L = 4000 мм

3-Режим работы 2

4.1 Поворотная часть

Для расчета механизма поворота необходимо знать вес поворотной части крана , координаты тяжести x и y, момент инерции J.

Предварительно можно принять вес механизма поворота примерно равным весу механизма подъема

Вес сварных швов и вспомогательных деталей (ребер, косынок, платиков и т.п.) получают, увеличивая вес рамы на 10%.

Момент инерции механизма подъема

4.2 Нагрузка на опорные узлы

Нагрузка на опорные узлы определяют при подъеме номинального груза.

Вертикальная нагрузка

Горизонтальная нагрузка

4.3 Опорные узлы

П одшипники качения рассчитываются по статической грузоподъемности : упорные – по вертикальной нагрузке ; радиальные – по горизонтальной .

По ГОСТ 28428-90

Радиальные cредней серии 1307 –2 штуки

D=140, d=80, B=26, r=2.5, C_o=25000

По ГОСТ 7872-89

Упорный легкой серии 8204Н

D=68, d=40,d₂=30, r=1.5, C_o=46500

H=18, h=5.2

4.4 Cопротивление повороту механизма с поворотными колесами

Момент сопротивления повороту относительно оси колонны

Нм

где d₁ – диаметр упорного подшипника; d₂ – диаметр радиального подшипника; f₁ и f₂ – приведенный коэффициент трения

4.5 Механизм поворота

4.5.1 Мотор редуктор

Мощность при установившемся движении, кВт,

Выбираем двигатель, точнее мотор редуктор

Тип PRC…032-AИС63А4

Каталог «ОГАРД»

Мощность Р₁ = 0.12 кВт

Число оборотов выходного вала

Передаточное число i = 354

Момент на выходном вале

4.5.2 Зубчатая пара

Для того чтобы стрела поворачивалась со скоростью 1 оборот в минуту нужно еще дополнительно установить зубчатую пару, то 4 оборот в минуту нужно преобразовать в 1 оборот в минуту.

Берем шестеренку с 17 зубьями, тогда ответную нужно взять 17*4=68 зубьев

Средний диаметр шестерен равен 1) 17 * 4(модуль) = 68мм 2) 68 * 4 = 272мм

Расчет зубчатой пары:

Р ассчитаем ширину зубчатого колеса на тихоходном валу , она же будет равняться ширине ступицы, так как ее нет по конструктивным соображениям

Делительные диаметры

Для того что бы передавать момент с валов на зубчатые колеса сделаем на валах шпонки.

Расчет шпонки на быс. валу

Размеры шпонки 10Х8Х20

Расчет шпонки на тих. валу

Размеры шпонки 12Х8Х30

Проверка на прочность

Для предотвращения остаточных деформаций или хрупкого разрушения поверхностного слоя контактное напряжение не должно превышать допускаемое напряжение

где

- коэффициенты выбираем по книжке «Конструирование узлов и деталей машин»

Если линейная скорость груза , то устанавливать дополнительный тормоз не нужно [см. методичку «Расчет механизмов кранов» стр.53]

Рассчитаем нашу линейную скорость

Отсюда следует, что наша скорость меньше

4.6 Расчет болтов на опорах

Расчет болтов на опорах:

Исходные данные

F_г = - R_г

F_в = - R_в

F_г = 23531,7Н

F_в = 13070Н

Расчет верхней опоры

Стрела перпендикулярно стене

Условие нераскрытие стыка:

(1)

(2)

(3) - на стыке

Подставим (2) и (3) в (1)

Стрела параллельно стене

Условие нераскрытия стыка

(4)

(5)

Подставим (2) и (5) в (4) получим:

Расчет на отсутствие сдвига

Условие несдвигаемости

где K_c = 1.5 – коэффициент запаса

- коэффициент трения

Принимаем: для определения расчетные нагрузки на болт берем большую силу затяжки, полученную из расчета на несдвигаемость

Расчет нижней опоры

Кран перпендикулярно стене

Этот случай не рассматривают, так как сила принимает корпус подшипника к стене и нагрузка на болты минимальная

Кран параллельно стене

Расчет на нераскрытие стыка

Условие нераскрытия стыка:

(6)

(7)

Подставим (2), (5) и (7) в (6)

Расчет на несдвигаемость

Условие несдвигаемости

Для определения расчетной силы на болт, берем большую силу затяжки полученную из расчета на несдвигаемость

Целесообразно в верхней и нижней опорах установить одинаковые болты, поэтому для определения диаметров болтов используем расчетную силу для нижний опоры, так как она больше чем для верхней. Расчет болтов на прочность

Условие прочности болта:

(8)

(9)

(10)

Принимаем класс прочности 6…8

Предположим, что диаметр болтов получится больше 30 мм, тогда S = 2.5

Подставим (9) и (10) в (8)

Берем болт из 1 го ряда с крупным шагом М30

Для передачи момента стреле нужна муфта предельного момента

4.7 Расчет муфты предельного момента

Расчет муфты предельного момента

- коэффициент запаса

Определяем предельный момент

Выбираем материал пары трения сталь-металлокерамика ,

Диаметр кольца трения

• наружный

• внутренний

Приведенный радиус

Допускаемое осевое усилие

Число пар трения

Округляем до четного числа 2 пары трения

Количество ведущих дисков

Ведомых

Толщина стальных дисков 1-3 мм, асбестовых обкладок до 3 мм. Пружины расчитываются по усилию, приходящую на каждую из них:

где m – число пружин

- уточненное расчетное усилие

уточненное значение

Приняв число пружин m = 4, получим

Размеры пружин

З азор между витками

Определяем усилие, действующее

на одну пружину

Определяем  по таблице из книги

«Проектирование механических передач»

=1

Задаемся материалом пружины и выбираем величину допускаемого напряжения. Материал стальная углеродистая пружинная проволока 2 го класса по ГОСТ 9389-75. Для предварительного расчета принимаем минимальное допускаемое напряжение.

откуда

Задаемся с = 4, тогда

при этом

, принимаем 1.5 мм

тогда

Определяем число рабочих витков пружины

принимаем 3

Полное число витков пружины

Определяем шаг пружины

Определяем высоту пружины при полном сжатии витков

Определяем высоту свободной пружины

Вычисляем отношение для выяснения необходимости проверки пружины на устойчивость

следовательно, проверка на устойчивость не нужна.

Для заметок

Список используемой литературы

1. Атлас конструкций «Подъемно-транспортные машины» под ред.М.П.Александрова, Д.Н.Решетова Москва «Машиностроение» 1987г.

2. Учебное пособие по курсовому проектированию средств механизации машиностроительного производства под ред. Д.Н.Решетова, В.Л.Гадолина изд. МГТУ им. Баумана; Москва 1984г.

3. Учебное пособие «Расчет механизмов кранов» В.П.Тибанов, Г.АСнесарев, В.М. Зябликов изд. МГТУ им. Баумана; Москва 1994г.

4. Учебное пособие по проектированию и расчету металлоконструкции подъемно-транспортных устройств В.П.Тибанов, Г.А.Снесарев; изд. МГТУ им. Баумана Москва 1985г.

5. «Конструирование узлов и деталей машин» П.Ф.Дунаев, О.П.Леликов; изд. «Высшая школа»; Москва 1998г.

6. «Детали машин» М.Н. Иванов; изд. «Высшая школа»; Москва 1991г.

7. «Проектирование механических передач» С.А.Чернавский, В.А.Кисилев; изд. «Машиностроение» Москва 1976г.

8. «Справочник конструктора-машиностроителя» в 3х томах, В.И.Анурьев; изд. «Машиностроение» Москва 1979г.

9.Справочник «Подшипники качения» Л.Я.Перель, А.А.Филатов; изд. «Машиностроение» Москва 1992г.