Министерство 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 (Детали машин)

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ НА ТЕМУ:

Разработка конструкции настенного поворотного крана

с углом поворота 180

ПТМ 06.03–00.00 ПЗ

Студент________________________(Гурова М.И.) Группа МТ7-73

(фамилия, инициалы) (индекс)

Руководитель проекта (Варламов В.П.)

(фамилия, инициалы)

Москва 2002год.

Содержание.

Техническое задание

1. Механизм подъема

   1. Двигатель

   2. Канат

   3. Барабан

      1. Диаметр барабана

      2. Длина барабана

   4. Редуктор

      1. Расчет основных характеристик

   5. Тормоз

      1. Расчет основных характеристик

   6. Муфта

1.6.1 Расчет основных характеристик

1. Металлоконструкция

   1. Выбор основных размеров

   2. Определение веса металлоконструкции

   3. Проверка статического прогиба

   4. Проверка прочности

   5. Выбор подшипников опор крана

2.5.1. Нагрузка на опорные узлы

2.5.2. Выбор подшипников

1. Блоки

2.6.1. Основные размеры ручья

2.6.2. Подшипники блоков

3. Расчет болтов крепления опоры крана к стене

3.1 Определение реакций в опорах

3.2. Расчет резьбового соединения

1. Расчет болтов

2. Проверка прочности бетонного основания

4. Список литературы.

1. Механизм подъема.

Назначение механизма подъема настенного поворотного крана.

В соответствии с заданными требованиями данный механизм подъема настенного поворотного крана предназначен для вертикального перемещения грузов массой до 630 кг (заданная максимальная грузоподъемность – 6300 Н) на высоту до трех метров.

Механизм подъема настенного поворотного крана состоит из следующих основных элементов:

• двигатель

• редуктор

• барабан

• тормоз

1. Двигатель.

Исходные данные: Q =6,3 kH

V = 8 м/мин.

H = 3 м

Группа режима работы: 5М

t_ = 16000 часов

G_зах = 0.03 Q

K_HE = 0.63; ПВ = 40

t = 2

a = 2

m = 1

Мощность при подъеме номинального груза весом Q с установившейся скоростью V:

В соответствии с ПВ выбираем двигатель 4АС80В6У3 со следующими характеристиками:

n_c = 1000 минֿ¹

Р_стат = 1,2 кВт

n_ном = 860 минֿ¹

1. Канат

К
пд полиспаста:

Где η = 0.98 – кпд блока

Н
аибольшая сила натяжения в канате:

Р
азрушающая нагрузка на канат:

К – коэффициент запаса прочности каната

П
о каталогу выбираем канат двойной свивки типа ЛК-РО конструкции

по ГОСТ 7668-80.

Диаметр каната d_к = 6,3 мм

F_разр = 22 kН

Предел прочности проволоки – 180 Мпа

1. Барабан

1.3.1 Диаметр барабана

Принимаем Dб = 150 мм.

1.3.2 Длина барабана

Ч
исло рабочих витков:

Шаг нарезки p = 7,5 мм

Т
олщина стенки:

Д
лина барабана:

Р
асстояние до начала нарезки:

Д
лина рабочей части барабана:

Д
лина части барабана, на которой размещаются разгружающие витки:

Д
лина части барабана, на которой размещается крепление каната:

Прочность барабана:

У
словие выполняется

1. Редуктор

1.4.1. Расчет основных характеристик.

К
рутящий момент на барабане:

Ч
астота вращения барабана:

Необходимое передаточное отношение редуктора:

Округляем в меньшую сторону до ближайшего стандартного значения i = 25.

Фактическая скорость подъема:

Наибольший момент на тихоходном валу редуктора:

Для редуктора Ц2У N_HG=20010⁶

Пригоден редуктор Ц2У 100. У него Т_ном=250 Нм и F_ном=4,0 kH

Проверка редуктора выдержать консольную нагрузку:

Выбираем редуктор Ц2У-100

1. Тормоз.

1.5.1Расчет основных характеристик.

М
омент на грузовом шкиве:

Необходимый момент торможения:

k
_Т = 2,24

Выбираем тормоз ТКП-200/100. У него при ПВ=40 Т_Т=32 Нм

1. Муфта.

1.6.1Расчет основных характеристик.

Так как тормоз расположен между двигателем и редуктором, то тормозной шкив должен быть жестко соединен с полумуфтой, установленной на валу редуктора. При установке тормозного шкива на валу двигателя применяем МУВП для соединения двигателя с редуктором.

Нормализованную муфту выбираем в соответствии с условиями

; ,

где d- диаметр вала; -наибольший допустимый диаметр отверстия в полумуфте или втулке; - номинальный момент муфты ( по каталогу); - наибольший момент, передаваемый муфтой.

Из атласа по ПТМ выбираем МУВП с тормозным шкивом, с =130 Н*м, D=200мм, n=4000 .

2. Металлоконструкция.

2.1 Выбор основных размеров.

Высота сечения стрелы:

Принимаем h=400мм;

Ширина сечения стрелы:

Толщина стенки:

Принимаем _ст=4мм.

Толщина поясов:

Принимаем _п=6мм.

Расстояние между подшипниками:

Принимаем h_п=1220мм.

Координаты центра тяжести сечения:

х=100мм; у=200мм;

Площадь поперечного сечения колонны:

2.2 Определение веса металлоконструкции.

Вес стрелы

Вес крюковой подвески:

Координата центра тяжести стрелы:

Вес подвижной колонны:

2.3 Проверка статического прогиба.

Расчетная схема:

Допускаемый прогиб:

2.4 Проверка прочности.

Допускаемое нормальное напряжение

Допускаемое касательное напряжение в том числе и для сварных швов

Подвижная колонна.

Где k_Q = 1,6

Момент сопротивления изгибу:

Напряжения изгиба:

Высота концевого сечения подвижной колонны:

Момент инерции концевого сечения подвижной колонны:

Статический момент:

Сила среза:

Касательные напряжения в сварных швах:

Принимаем опасные сечения стрелы и подвижной колонны одинаковыми.

Момент, изгибающий стрелу в вертикальной плоскости:

Напряжение изгиба в вертикальной плоскости:

Момент, изгибающий стрелу в горизонтальной плоскости:

Момент инерции сечения стрелы в горизонтальной плоскости:

Момент сопротивления изгибу:

Напряжение изгиба в горизонтальной плоскости:

Наибольшие, нормальные напряжения в стреле:

2.5 Выбор подшипников опор крана.

2.5.1. Нагрузка на опорные узлы.

Определение вертикальной нагрузки:

Определение горизонтальной нагрузки:

2.5.2. Выбор подшипников.

Условие выбора:

=1,5

Выбираем:

1. Сферический двухрядный подшипник № 1312 средняя серия

ГОСТ 28428-90

1. Упорный шариковый № 8207Н легкая серия ГОСТ 7872-89

2.6 Блоки

2.6.1Основные размеры ручья

Принимаем R=4,4мм;

Принимаем h=15,6мм;

Принимаем

2.6.2. Подшипники блоков.

Частота вращения наиболее быстроходного блока подвески крюка:

Наибольшая нагрузка на подшипник блока полиспаста:

Где F_max – наибольшее натяжение в канате,

z_n – число подшипников в блоке.

Эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник блока:

Где V = 1,2 – коэффициент кольца,

K_Б = 1,3 – коэффициент безопасности.

Условие выбора:

Выбираем подшипник шариковый радиальный однорядный № 203

легкая серия ГОСТ 8338-75

3. Расчет болтов крепления опоры крана к стене.

Исходные данные.

3.1 Определение моментов, действующих на нижнюю опору.

3.2 Расчет резьбового соединения

Расчет сводится к расчету группового резьбового соединения, нагруженного в плоскости стыка и в плоскости, перпендикулярной стыку.

1) Условие несдвигаемости.

Где f_ст = 0,4 – коэффициент трения для стыка металл – бетон,

K_HC = 1,5 – коэффициент по несдвигаемости.

2) Нераскрытие стыка.

Где k_HP = 1,3 – коэффициент запаса по нераскрытию стыка;

 = 0,75 – коэффициент основной отрывающей нагрузки для стыка металл- бетон.

Выбираем силу затяжки из условия:

3.3Расчет болтов.

Диаметр болтов выбираем из условия прочности болтов.

Где S_Т = 4 – 2,5 – коэффициент запаса прочности;

А_Р – площадь болта по диаметру.

Если класс прочности 5.8. =>

Выбираем болт М24.

3.4 Проверка прочности бетонного основания.

,

Где _{max ст} – максимальное напряжение на стыке;

_см = 2 – 4 МПа – допустимое для бетона напряжение смятия.

Основание достаточно прочное.

4. Список литературы.

1. Подъемно-транспортные машины. Атлас конструкций. Под ред. Решетова

2. Конструирование узлов и деталей машин. Леликов, Дунаев. М., “Высшая школа”, 1998 г.

3. Расчет механизмов кранов. Учебное пособие. Под ред. Решетова

4. Учебное пособие по проектированию и расчету металлоконструкций подъемно-транспортных устройств. Снесарев, Тибанов.

14