RPZ_Tolyana (Архив курсачей ТНУ 3), страница 2

Длина ступицы для соединения втулки тормоза с валом электродвигателя с помощью шлицев l_ст=l+3…5мм=53…55мм.

Принимаем l_ст=53мм, исходя из нормальных линейных размеров.

1.5.4. Шпоночное соединение колеса быстроходной ступени с валом.

Пусть колесо выполнено из улучшенной стали 45, соединение должно передавать крутящий момент Т=65Н м.

Определим диаметр вала из расчёта на кручение

d=

Допускаемые касательные напряжения кручения []_кр принимаем равными 25МПа ([]_кр=25…30МПа ). Принимаем d=36мм, исходя из конструкции вала шестерни тихоходной ступени.

Размеры шпонки для диаметра вала d=36мм в соответствии с ГОСТ 23360-78. Ширина шпонки b=10мм,высота шпонки h=8мм.

Глубина врезания шпонки в ступицу

к=0,47 h=0,47 8=3,76мм

Рабочая длина шпонки l_р из расчёта по напряжениям смятия

l_р=

где принятое напряжение смятия []_см=130мм.

Полная длина шпонки

L=l_р+b=7,39+10=17,39мм

Принимаем L=20мм, исходя из нормальных линейных размеров.

Длина ступицы для соединения колеса свалом с помощью шпонки

l_ст=L+8…10мм=20+8…10=28…30мм

Принимаем l_ст=30мм, исходя из нормальных линейных размеров.

1.5.5. Шпоночное соединение вентилятора с валом электродвигателя.

Диаметр вала из расчёта на кручение

мм

Допускаемые касательные напряжения кручения [ ]_кр принимаем равными 25МПа ([ ]_кр=25…30МПа ), т.к. колесо выполнено из улучшенной стали 45. Принимаем d=20мм, исходя из конструктивных соображений.

Размеры шпонки для диаметра вала d=20мм в соответствии с ГОСТ23360-78 Ширина шпонки b=6мм, высота шпонки h=6мм

Глубина врезания шпонки в ступицу

k=0,47h=0,47 6=2,82мм

Рабочая длина шпонки l_р из расчёта по напряжениям смятия

мм

Принимаем допускаемое напряжение смятия [ ]_см=130МПа . Полная длина шпонки L=l_р+b=4,09+6=10,09мм. Принимаем длину шпонки L=12мм по ГОСТ23360-78

Длина ступицы для соединения вентилятора с валом электродвигателя с помощью шпонки l_ст=L+8…10мм=12+8…10=20…22мм

Принимаем l_ст=22мм.

1.6. Дисковый тормоз.

Рис.4

1.6.1. Расчёт параметров тормоза.

Момент тормоза

Т_Т=F_AfRi=550 0,42 0,065 1=15Hм

где F_A=550Нм—осевая сила

R=0,5(R_H+R_B)=0,5(90+40)=65мм — средний радиус поверхности трения

i=1 — число пар поверхностей трения

Коэффициент трения при работе всухую f=0,42.

Наружный диаметр фрикционного диска R_H=90мм определяют конструктивно по диаметру двигателя в который встроен тормоз. Внутренний радиус R_B=(0,4…0,8)R_H, чем больше R_H, тем больше R_B. Их разность должна удовлетворять условию R_H-R_B 60мм.

Давление на рабочих поверхностях фрикционных обкладок

Допускаемое давление [p] при работе всухую 0,20МПа .

Начальный суммарный осевой зазор между трущимися поверхностями

_нач=0,3+0,1i = 0,3+0,1 1=0,4мм.

Наибольший зазор _max=1,6_{нач .} При достижении наибольшего зазора осуществляют регулировку зазора до начального значения .

Пружину конструируют со следующими особенностями :

сила пружины _пр=_а= = Нм ;

индекс пружины с =D_пр / d=6..8 ;

свободная длина пружины L_св=(1..3) D_пр ;

При установке трех электромагнитов на один тормоз работа каждого из них

_м=_мs_м>1/3 х 1.25F_a_max ,

где F_м– тяговая сила магнита ; s_м– ход якоря .

При установке одного кольцевого электромагнита его работа

W_м=F_мs_м

1.6.2. Расчёт электромагнита постоянного тока для дискового тормоза.

Дисковые тормоза применяют там, где необходимы особо компактные конструкции, например в электроталях. Размеры дисков должны быть соизмеримы с размерами электротали или электродвигателя.

Площадь воздушного зазора между корпусом электромагнита и якорем, м²

А_В.З= м²

Индукция электромагнитного поля в воздушном зазоре, Тл,

Тл

где = 4 10^=-7Гн/м — магнитная постоянная

Необходимое количество ампер-витков для создания индукционного потока, А,

I_w=2H_o =2 1,1 0,0004=0,00088A

где — наибольшее значение воздушного зазора, м.

Площадь поперечного сечения катушки электромагнита

м²

где 2A/м² — плотность тока

k 0,5 — коэффициент, учитывающий заполнение проволокой сечения катушки.

Полученную площадь сравнивают с площадью поперечного сечения катушки по предварительному эскизу тормоза и электромагнита

А_кат= мм²

1.6.3. Пружина сжатия.

Пружину выполняют с целым числом рабочих витков z. По 3/4опорных витков с каждой стороны осаживают до соприкосновения с последним рабочим витком. Торцы шлифуют перпендикулярно оси пружины так, чтобы на концах опорных витков осталась половина диаметра проволоки.

Напряжение кручения при использовании проволоки круглого сечения

где с=D_пр/d=5 — индекс пружины

k=1+1,5/c=1,3 — коэффициент кривизны

Пружину изготавливают холодной навивкой из высокоуглеродистой стали марки У9А…У12А без закалки (d 4мм) или горячей навивкой из кремнистой стали марки 60С2А с закалкой до твёрдости HRC=40…45 (d 5мм). Допускаемые напряжения кручения в обоих случаях [ ]=750МПа.

Обычно принимают с=5, тогда d=0,15 =0,15 =4мм.

Осадка одного витка пружины (мм) под действием силы F_пр

мм

где G =8 10⁴МПа — модуль сдвига.

Шаг витков пружины t= l₁+(1,1…1,2)d=6,50мм. Шаг округляют до размера, кратного 0,25мм.

По условию устойчивости свободная длина пружины L_св 6D_пр.

Число рабочих витков

Число рабочих витков округляют до целого числа в меньшую сторону.

Свободная длина пружины

L_св=zt+d=17 6,5+4=114,5мм

Рис.5

2.МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЯ.

2.1. Определение основных размеров.

2.1.1. Расстояние между серединами опор

h_n=Н+N+h₁=5000+855+507=6357мм

где Н-высота подъема груза, мм

N–расстояние от стрелы до крюковой подвески, мм

h₁-расстояние между стрелой и верхней опорой, мм

Расстояние между стрелой и верхней опорой

h₁= мм

где Q-грузоподъемность, Н

L-вылет стрелы, мм

2.1.2. Стрела

Стержни целесообразно выполнять из труб. Их диаметр должен быть у сжатого стержня не менее 1/40 свободной длины , у растянутого не менее 1/50. Диаметр колонны d_кол=(1/40…1/50)L. В простых кранах целесообразно использовать трубу одного диаметра.

Высота сечения стрелы

h^=0,9 мм

Принимаем h=500мм.

Ширина сечения стрелы

b’0,5h=0,5 500=250мм.

Принимаем стандартную полосу с шириной

b=250мм.

Толщина стенки

_ст(1/10G0...1/160)h=(1/100...1/160)500=5,0...3.5мм.

Принимаем _ст=5мм.

Толщина верхнего пояса

’_п.в.=(1,25...1,6)_ст.=(1,25...1,6) 4=5...6,4 мм.

Принимаем _п.в.=6мм.

Подвижная нагрузка от колеса

F_П0,25(K_Q Q+K_q G_тел.)=

=0,25[1,4 6300+1,1 (0,3 6300)]=2725Н.

G_тел=0,3Q-вес тележки,H

K_Q-динамический коэффициент, учитывающий рывки при подъеме,

Q-вес груза,

K_q-динамический коэффициент, учитывающий удары от неровности пути.

Толщина нижнего пояса

’_п.н= = мм

Принимаем _п.н.=8мм.

Высота эквивалентного сечения

h_экв.=0,4h+

Ширина нижнего пояса сделана больше, чем ширина верхнего для размещения колес электротали.

Расстояние между стенками принято стандартным, что позволяет выполнять диафрагмы из прокатных полос без обрезки по длине . Диафрагмы к верхнему растянутому поясу не приваривают .

Свес пояса над стенкой в 16мм обеспечивает удобство автоматической сварки.

Рис.6

2.1.3. Колонна

Диаметр подвижной колонны

D_кол мм

Принимаем диаметр подвижной колонны D_кол=320мм, в соответствии с рядом нормальных линейных размеров.

Толщина стенки колонны

_кол=(0,05...0,08)D_кол=(0,05...0,08)320=16...25,6мм

Принимаем _кол=20мм, исходя из условия жесткости металлоконструкции.

2.2. Вес металлоконструкции.

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

Вес стержней фермы определяют по площади их сечений и длине. Длины принимают по чертежу, выполненному в масштабе. Удельный вес стали _ст=78,5 Н/дм³. Вес сварных швов, ребер, косынок и т.п. учитывают, увеличивая суммарный вес стержней на 10% .

Абсцисса центра тяжести крана с учетом веса колонны

x  0,25L=0,25 4000=1000мм.

Вес балочной стрелы переменного сечения, считая от оси вращения ,Н

G_стр2 10^-6 L² =2 =2540 Н

где L-вылет,мм;

Q-грузоподъемность,H.

Абсцисса центра тяжести такой стрелы

X_стр.0,4L=0,4 мм.

Вес подвижной колонны

G_кол.2,5 D_кол. _кол. H_кол.=2,5 10^-4 320 30 6000=14400Н.

где Н_кол=h_п-(300...350)=6357-350=6000мм

Вес механизмов, расположенных на поворотной части, определяют укрупненно, по узлам. Вес готовых изделий (двигатель, редуктор, тормоз, муфты и т.п.) принимают по каталогам. Веса оригинальных деталей (барабанов, тормозных шкивов, блоков, валов и т.п.) определяют как произведение их объемов и удельного веса металла, из которого они изготовлены:_ст=78,5Н/дм³-удельный вес стали;_чуг=72Н/дм³-удельный вес чугуна.

Для электроталей можно принимать G_таль=(0,2...0,3)F_Q=(0,2...0,3)6300=1260...1890Н. Чем меньше грузоподъемность, тем относительно тяжелее.

Примем вес механизма поворота примерно равным весу механизма подъема. Тогда общий вес крана