Содержание.

Техническое задание:

1. Механизм подъема

   1. Двигатель

   2. Канат

   3. Барабан

      1. Диаметр барабана

      2. Длина барабана

      3. Диаметр винтов для крепления каната к барабану

   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. Проверка статического прогиба

   3. Определение веса металлоконструкции

   4. Проверка прочности

   5. Выбор подшипников опор крана

2.5.1. Нагрузка на опорные узлы

2.5.2. Выбор подшипников

1. Блоки

3. Механизм поворота.

3.1 Выбор электродвигателя.

3.2 Кинематический расчет.

3.3 Выбор редуктора.

3.4 Расчет предохранительной муфты.

3.4.1. Расчет упругих элементов.

3.4.2 Расчет шлицевых соединений.

4. Расчет болтов крепления опоры крана к стене.

4.1 Определение реакций в опорах.

4.2. Габаритные размеры и схема установки болтов.

4.3 Расчет верхней опоры.

4.3.1Стрела крана перпендикулярна стене.

4.3.2Стрела крана параллельна стене.

4.4 Расчет нижней опоры.

4.4.1Стрела крана перпендикулярна стене.

4.4.2Стрела крана параллельна стене

4.5Расчет болтов.

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 1250 кг (заданная максимальная грузоподъемность – 12500 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 =12,5 kH

V = 6,3 м/мин.

H = 3 м

Группа режима работы: 4М

t Σ = 8000 часов

Gзах = 0.03 Q

KHE = 0.8

t = 2

a = 2

m = 1

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

В
соответствии с ПВ выбираем двигатель 4АС90L6У3 со следующими характеристиками:

nc = 1000 минֿ¹

Рн = 1.7 кВт

nн = 920 минֿ¹

Вращающий момент на валу электродвигателя:

1. Канат

Кпд полиспаста:

Где η = 0.98 – кпд блока

Наибольшая 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 dk = 8.1 мм

Fразр = 37000 Н

Предел прочности проволоки – 180 Мпа

1. Барабан

1.3.1 Диаметр барабана

П
ринимаем Dб = 180 мм.

1.3.2 Длина барабана

Ч
исло рабочих витков:

Шаг нарезки:

Т

олщина стенки:

Длина барабана:

П
ринимаем длину барабана = 160 мм

Расстояние 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 борабана:

1.3.3. Диаметр винтов для крепления каната к барабану:

Сила затяжки винтов:

Г
де z – число винтов

Принимаем класс прочности винтов 4.8, тогда предел текучести = 180 МПа. Допустимое напряжение сжатия

Р
асчетный диаметр винтов:

П
ринимаем винт М16.

1. Редуктор

1.4.1. Расчет основных характеристик.

Крутящий момент на барабане:

Ч
астота вращения барабана:

Н
еобходимое передаточное отношение редуктора:

Ф
актическая скорость подъема:

Наибольший момент на тихоходном валу редуктора:

Проверка редуктора выдержать консольную нагрузку:

Выбираем редуктор Ц3У-160

1. Тормоз.

   1. Расчет основных характеристик.

Момент на грузовом шкиве:

Необходимый момент торможения:

В
ыбираем тормоз ТКП-200/100

1. Муфта.

   1. Расчет основных характеристик.

Номинальный момент:

Выбираем муфту МУВП

2. Металлоконструкция.

2.1 Выбор основных размеров.

Высота сечения стрелы:

П
ринимаем h=600мм;

Ширина сечения стрелы:

Толщина стенки:

Принимаем

Толщина верхнего пояса:

Принимаем

Высота эквивалентного сечения:

Расстояние между подшипниками:

Принимаем

Координаты центра тяжести сечения:

х=150мм; у=240мм;

Площадь поперечного сечения колонны:

Расчетная длина стрелы:

2.2 Проверка статического прогиба.

Расчетная схема:

Эпюра от основной нагрузки

Эпюра от единичной силы

1890=210мм;

Нагрузки в точке С и реакции в опорах 1 и 2 от силы Q:

отсюда

Изгибающие моменты точки С и 1 от нагрузки Q:

Нагрузка в точке С и реакции в опорах от единичной силы:

Изгибающий момент в точке С:

Осевая сила сжимающая колонну от силы Q , от единичной силы Тогда получим прогиб за счет деформации колонны:

Прогиб за счет деформации стрелы:

Усилие в стреле от единичной силы

тогда прогиб:

Общий прогиб:

Допускаемый прогиб:

2.3 Определение веса металлоконструкции.

В
ес стрелы

Вес крюковой подвески:

Координата центра тяжести стрелы:

В
ес подвижной колонны:

2.4 Проверка прочности.

Допускаемое нормальное напряжение

Допускаемое касательное напряжение в том числе и для сварных швов

Подвижная колонна.

Момент инерции опасного сечения:

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:

Расчетное сечение удовлетворяет необходимым требованиям по прочности.

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:

Выбираем:

1. Сферический двухрядный подшипник № 8315 средняя серия

ГОСТ 28428-90

1. Упорный шариковый № 8210Н легкая серия ГОСТ 7872-89

1. Блоки

Основные размеры ручья:

Принимаем R=6мм;

Принимаем h=20мм;

Принимаем

3. Механизм поворота.

3.1 Выбор электродвигателя.

Номинальная частота вращения электродвигателя:

Ориентируемся на электродвигатель с то

Передаточное отношение привода:

Ориентируемся на волновой редуктор, тогда КПД привода

Приведенный момент инерции:

Приведенный момент инерции стрелы:

Приведенный момент инерции колонны:

Принимаем

Приведенный момент инерции при пуске:

Окружная скорость груза:

Время пуска:

Номинальный момент электродвигателя, требуемый по условию разгона:

Мощность электродвигателя при ПВ=60%, требуемая по условию разгона:

Момент сопротивления повороту относительно оси колонны:

f=0.01-приведенный коэффициент трения в подшипнике.

Мощность электродвигателя при установившемся движении

По каталогу выбираем двигатель с мощностью:

Выбираем двигатель 4АА63А4У3

Корректировка предварительного расчета.

Номинальный вращающий момент электродвигателя:

Передаточное отношение привода:

Принимаем i=914;

Приведенный момент инерции груза и крюка:

Приведенный момент инерции стрелы:

Приведенный момент инерции при пуске:

Относительное время пуска:

Время пуска:

Ускорение при пуске:

Двигатель проходит.

3.2 Кинематический расчет.

Общее передаточное отношение:

i=914;

Передаточное отношение редуктора:

Передаточное отношение открытой зубчатой передачи(ОЗП):

Модуль передачи.

Для открытых силовых передач

Принимаем m=3мм;

Минимальное число зубьев шестерни из условия неподрезания зубьев:

Принимаем

Число зубьев колеса:

Принимаем

Межосевое расстояние:

Принимаем по ряду нормальных чисел Ra20 a=360мм;

Суммарное число зубьев:

Число зубьев шестерни:

Принимаем

Число зубьев колеса:

Фактическое передаточное отношение ОЗП:

Общее передаточное отношение:

Фактическая частота вращения крана:

Погрешность частоты вращения крана:

Допуск на частоту вращения соблюдается.

Делительный диаметр шестерни:

Делительный диаметр колеса:

3.3 Выбор редуктора.

Наибольший вращающий момент на тихоходном валу:

Коэффициент долговечности:

Эквивалентный момент:

Выбираем редуктор ВМз-80 по ГОСТ 16162-70;

Номинальная нагружающая сила на тиходном валу:

Максимальная окружнаяи сила на шестерне:

d=80мм-внутренний диаметр гибкого колеса;

3.4 Расчет предохранительной муфты.

Момент тормаза:

Д
авление на рабочей поверхности фрикционных дисков:

3.4.1. Расчет упругих элементов.

Расчет пружин предохранитедьной муфты:

:

Н
апряжение кручения:

Принимаем d = 3 мм.

Осадка 1 витка пружины:

Ш
аг витков пружины:

П
ринимаем t = 3.75 мм.

Число рабочих витков:

п
римем z = 28.

Действительная свободная длина пружины:

Рабочая длина пружины:

3.4.2 Расчет шлицевых соединений.

Расчет шлицевого соединения проводят по напряжениям смятия принимая допустимые напряжения заниженными. Проверка пригодности выбранного шлицевого соединения