М
инистерство высшего и среднего специального образования Российской Федерации

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени Н. Э. БАУМАНА

ФАКУЛЬТЕТ РК (Робототехника и комплексная автоматизация)

КАФЕДРА РК3 (Основы конструирования машин)

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту на тему

1. Расчёт механизма подъёма груза

Задание

Механизм подъёма установлен на тележке крана и выполнен по схеме, данной в задании.

Даны два варианта МПГ: а) а=1, т=2 (в расчётах без скобок);

б) а=2, т=1 (в расчётах со скобками).

Рассчитать и подобрать основные элементы механизма подъёма груза при следующих исходных данных:

Исходные данные

Решение

1. Выбор схемы механизма подъёма груза

Схема механизма указана в задании.

2. Выбор электродвигателя

Электродвигатель подбираем исходя из условия:

,

где ,

( ),

где - вес захватного устройства. В кранах с крюковой подвеской ;

- КПД механизма

,

( ),

где - КПД муфты. (ист.1,стр.7);

- КПД редуктора. Т.к. по условию режим работы 5М то для реализации заданной схемы можно использовать цилиндрический соосный (коническо-цилиндрический) мотор-редуктор.

,

- КПД барабана. (ист.1,стр.7);

- КПД полиспаста. формула расчёта имеет вид:

,

( ),

где - КПД блока (ист.1,стр.7);

a=1(2) – кратность полиспаста;

t=1 – число отклоняющих блоков в одном полиспасте, т.к. механизм подъёма установлен на тележке крана;

Следуя условию пригодности двигателя выбираем по каталогу фирмы «Flender» электродвигатели с частотой вращения 1500 .

3. Выбор диаметра каната

Канат подбираем исходя из условия:

,

( ),

где - наибольшая сила натяжения каната.

,

( ),

где m=2(1) – число полиспастов;

К – коэффициент запаса прочности. К=6 (ист.1, табл.7);

;

Подбираем канат по каталогу (ист.2, табл.3): ЛК-Р: ,

( ).

4. Диаметр канатного барабана

,

( ),

где e=30 – коэффициент (ист.1 табл.8).

из Ra20.

5. Число рабочих витков на барабане

,

( ),

6. Длина барабана

При m=1 для консольно установленного барабана расчётная формула имеет вид:

,

( )

где р – шаг винтовой линии нарезки барабана. р=12.5(9) (ист.2, стр.9, табл.3).

из Ra40.

7. Предварительная частота вращения барабана

,

( ),

8. Предварительное передаточное отношение редуктора

,

( )

По каталогу фирмы «Flender» подбираем мотор-редукторы:

а) D128-M112MB4

( , , , , );

б) K108B-M100L4

( , , , , );

9. Фактическая скорость вертикального перемещения груза

( ).

10. Погрешность скорости вертикального перемещения

( ).

10. Проверка редуктора

10.1 Проверка редуктора по способности передавать вращающий момент

Условие годности имеет вид:

,

где - эквивалентный момент;

- коэффициент долговечности. (ист.1, стр.20)

,

где (ист.1, табл.1)

- максимальный вращающий момент

( )

( ) – редукторы пригодны.

12. Проверка выбранного электродвигателя

Условие пригодности имеет вид:

( ),

где

( )

( ) – электродвигатели пригодны.

13. Выбор тормоза

Требуемый момент тормоза:

, где

- коэффициент запаса торможения. ,т.к. режим работы 5М (ист.1, табл.9);

- момент от груза на валу тормозного шкива

,

где - обратный КПД механизма между тормозным устройством и крюком

( ),

( )

( )

Подбираем тормоз L32N: .

14. Масса механизма

( )

Вывод

Выберем второй вариант (K108B-M100L4-L32N), т.к. у него:

- меньше масса (на 71 кг);

• малая погрешность скорости вертикального перемещения ( );

2. Расчёт механизма передвижения

Задача: Рассчитать механизм передвижения тележки крана.

Исходные данные:

Решение:

Часть 1: Расчёт ходовых колёс

1. Вес тележки.

2. Наибольшая нагрузка на колесо.

, где

1.1- коэффициент неравномерности распределения нагрузки между осями.

3. Выбор вида контакта колеса с рельсом

Выбираем точечный вид контакта.

4. Предварительный диаметр колеса.

5. Контактное напряжение для стальных колёс при точечном контакте.

, где

,

-эквивалентная сила, где

-коэффициент эквивалентности

-коэффициент динамичности

6. Допускаемые контактные напряжения.

, где

, где

-учитывает уменьшение средней частоты вращения в периоды неустановленного движения

Часть 2: Выбор мотор-редуктора.

1. Выбор мощности электродвигателя.

, где

, где

-приведённый коэффициент трения в подшипниках колеса

-внутренний диаметр подшипника колеса

-Коэффициент трения качения

-коэффициент, учитывающий трение реборд о рельс

2. Номинальный вращательный момент электродвигателя.

, где

-относительное время пуска

Подобрали мотор-редуктор фирмы “FLENDER” BA28-M71S4

3. Корректировка предварительного расчёта.

-Номинальный вращающий момент электродвигателя

- Передаточное отношение редуктора

- Фактическая скорость движения тележки

- Отклонение скорости от заданного значения

- Приведённый момент инерции при пуске

- Относительное время пуска

, где

- Время пуска

- Ускорение при пуске

=[a]

Часть 3: Проверка редуктора.

1. Наибольший вращающий момент на выходном валу.

2. Коэффициент долговечности.

, где

3. Эквивалентный момент

Условие годности имеет вид:

,

Часть 4: Выбор тормоза.

Т.к. , то необходимо предусмотреть тормоз.

1. Приведённый момент инерции при торможении

2. Время торможения.

3. Наименьший момент статического сопротивления, приведённый к тормозному шкиву.

4. Требуемый момент тормоза.

Подбираем тормоз L4 фирмы “FLENDER” у которого

Вывод:

Подобрали основные элементы механизма перемещения тележки:
- Колёса диаметром

- Мотор-редуктор BA28-M71S4-L4N

Список литературы

1. Снесарев Г.А., Тибанов В.П., Зябликов В.М. «Расчёт механизмов кранов»/ под ред. Решетова Д.М. уч.пос.-МГТУ 1994г.

2. «Подъёмно-транспортные машины: атлас конструкций. Учебное пособие для студентов ВТУЗов» / Решетов Д.М., Александров М.П. и др. под ред. М.П.Александрова. М.: «Машиностроение» 1987г.

3. Анурьев В.И. «Справочник конструктора-машиностроителя»: В 3т. Т.3. Под ред. И.Н.Жестковой. М. «Машиностроение» 2001г.