РПЗ ТНУ18-03 (ТНУ 18-03)
Описание файла
Файл "РПЗ ТНУ18-03" внутри архива находится в папке "ТНУ 18-03". Документ из архива "ТНУ 18-03", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "подъёмно-транспортные машины (птм)" из 7 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "подъёмно-транспортные машины (птм)" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "РПЗ ТНУ18-03"
Текст из документа "РПЗ ТНУ18-03"
Московский Государственный Технический Университет
им. Н. Э. Баумана
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ записка
к курсовому проекту
«Проектирование поворотного крана»
ТНУ.18-03.00.00
Студент: Иваненко В. Гр. МТ8 – 71
Консультант: Варламов В.П. Дата:
МОСКВА 2002.
Оглавление:
1 Описание крана. 3
2 Расчёт механизма подъёма. 4
2.1 Мощность двигателя. 4
2.2 Выбор каната. 4
2.3 Определение размеров барабана. 4
2.4 Передаточное отношение привода. 5
2.5 Расчёт дискового тормоза. 6
2.6 Выбор крюка. 9
2.7 Шпоночные и шлицевые соединения. 9
2.8 Рассчёт болтового соединения крепления барабана. 12
2.9 Рассчёт подшипников барабана. 13
3 Металлоконструкция. 16
3.1 Выбор основных размеров. 16
3.2 Определение веса металлоконструкции. 16
3.3 Проверка статического прогиба. 17
3.4 Проверка прочности. 17
3.5 Рассчёт подшипников опорного узла. 19
3.6 Рассчёт соединения стрелы крана с опорным узлом. 20
3.7 Рассчёт болтового соединения крепления крана к стене. 20
5 Список литературы. 23
1Описание крана.
Подвесной поворотный кран с переменным вылетом, состоит из механизма подъёма, механизма поворота в виде механизма передвижения, металлоконструкции и опорных узлов. Кран предназначен для подъёма и перемещения груза массой до 1000 кг на расстояние 3 метра, с возможностью поворота на 180. Краны данного типа используются, например, для транспортировки промковшей от стальковшей к заливаемым формам.
2Расчёт механизма подъёма.
2.1Мощность двигателя.
С учётом ПВ=25% выбираем встраиваемый асинхронный двигатель 4АВ90А6У3.
Pдв =2.6 квт
nдв = 920 мин-1
2.2Выбор каната.
Наибольшая сила натяжения в канате:
a = 2, m = 1 – двухкратный одинарный полиспаст;
Рекомендуемый предел прочности материала проволок в = 1800 Н/м2;
Разрушающая сила каната Fразр K Fmax 6 5300 =31800 Н;
Выбираем канат ЛК-РО ГОСТ7668-80, d = 7.4 мм, Fразр =32 кН;
2.3Определение размеров барабана.
Диаметр барабана:
Dб = d30 + 2.4dкан + 6 = 168 + 2.4 *7.4 + 6 = 196 мм
Шаг нарезки:
p = 1.2dк = 1.2 *7.4 =8.14 мм9 мм
Число рабочих витков:
Lб = p(zр + 6) =9(6 + 6) = 108 мм
Материал барабана Ст3. Толщина стенки = 7 мм.
Прочность барабана:
Окончательно принимаем толщину стенки барабана =10 мм.
2.3.1Винты для крепления каната на барабане.
Определим силу затяжки винтов:
где z – кол – во болтов.
Принимаем класс прочности винтов 3.6, тогда предел текучести =200МПа. Допустимое напряжение сжатия МПа
Расчётный диаметр винтов:
Окончательно выбираем винты М14.
2.4Передаточное отношение привода.
Частота вращения барабана.
П
ередаточное отношение редуктора.
Крутящий момент на барабане
где Fmax - наибольшее натяжение в канате,
m - число канатов, наматываемых на барабан (число полиспастов)
Наибольший крутящий момент на тихоходном валу редуктора.
П
о следующим данным делаем рассчёт двухступенчатого соосного зубчатого редуктора на ЭВМ.
Вращающий момент на тихоходном валу 1373 Нм
Частота вращения тихоходного вала 30.9 об/мин
Ресурс 8000 час
Режим нагружения 5М
Передаточное отношение механизма 29.8
Данные полученные в результате проектного рассчёта редуктора представлены в распечатке:
2.5Расчёт дискового тормоза.
Из – за своей компактности, для электроталей часто используют дисковые тормоза.
2.5.1Необходимый момент тормоза
Момент от груза на валу тормозного шкива:
Требуемый момент тормоза, с учётом режима нагружения:
2.5.2Р
ассчёт пружины.
Сила пружины:
R
=0,5(RH+RB)=0,5(185+90)=137.5мм — средний радиус поверхности трения
i = 1 - число пар поверхностей трения .
f = 0,42 - коэффициент трения при работе всухую.
Давление на рабочих поверхностях фрикционных обкладок:
Д
опускаемое 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 = нач.
При достижении наибольшего зазора осуществляется автоматическая регулировка зазора до начального значения.
Индекс пружины с =Dпр / d = 42 / 6 = 7 ;
Свободная длина пружины Lсв=(1..3) Dпр ;
г
де k = 1+1,5 / c = 1,2 - коэффициент кривизны
Пружину изготавливают горячей навивкой из кремнистой стали марки 60С2А с закалкой до твёрдости HRC=40…45 (d 5мм). Допускаемые напряжения кручения [ ] = 750МПа.
Осадка одного витка пружины под действием силы Fпр:
г
де G =8 104МПа - модуль сдвига.
Шаг витков пружины t= l1 + 1,1d=6,6 + 1,1 *7 =14.3 мм.
По условию устойчивости свободная длина пружины Lсв 6Dпр = 252 мм.
Свободная длина пружины - Lсв = zt + d = 20 14.3 + 6 = 293мм
где z - число рабочих витков:
2.5.3Рассчёт электромагнита
Работа кольцевого электромагнита:
м = м sм 1,25 * Fпр * max = 1,25 * 952 * 0,4 = 476Нм
где Fм - тяговая сила магнита;
sм - ход якоря.
Площадь воздушного зазора между корпусом электромагнита и якорем:
Индукция электромагнитного поля в воздушном зазоре:
где = 4 10-7Гн/м - магнитная постоянная.
Напряжённость магнитного поля в воздушном зазоре:
Н
еобходимое количество ампер-витков для создания индукционного потока, А,
Iw = 2 Ho = 2 3.18 0,0004 = 0,0025A
где - наибольшее значение воздушного зазора, м.
Площадь поперечного сечения катушки электромагнита
k 0,5 - коэффициент, учитывающий заполнение проволокой сечения катушки.
Полученную площадь сравнивают с площадью поперечного сечения катушки по предварительному эскизу тормоза и электромагнита
2.6Выбор крюка.
Для заданной грузоподъёмности выбираем по каталогу однорогий крюк №5.
Грузоподъёмность при режиме эксплуатации 5М – 1 тонну.
2.7Шпоночные и шлицевые соединения.
2.7.1Шпоночное соединение ротора с валом электродвигателя.
Пусть втулка выполнена из улучшенной стали 45 , соединение должно передавать крутящий момент Т=45 Нм.
Диаметр вала из расчета на кручение :
Д
опускаемые касательные напряжения кручения [ ]кр = 25МПа ( [ ]кр=25..30МПа). Следовательно, диаметр вала электродвигателя d=36мм подходит, исходя из конструкции двигателя.
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:
Рабочая длина шпонки lР из расчёта по напряжениям смятия:
П
ринимаем допускаемое напряжение смятия [ ]см=130МПа .
Следовательно, выбираем минимальную полную длину шпонки L=22мм по ГОСТ23360-78.
Длина ступицы для соединения статора с ротором (валом) с помощью шпонки
lст=L+8…10мм=22+8=30мм.
2.7.2Рассчёт шлицевого соединения вала двигателя с валом редуктора.
Размеры прямобочных шлицев по ГОСТ6033-88. Ориентируемся на соединения легкой серии. Внутренний диаметр шлицев должен быть больше или близок диаметру вала, полученному из конструктивных соображений. Назначаем соединения 6 22 25 6 (число шлицев z=6, внутренний диаметр d=22мм, наружный диаметр D = 25мм, ширина шлица b=6мм, размер фасок c=0,2мм).
Высота рабочей поверхности шлица h и средний диаметр шлицев dm:
Д
лина соединения из расчета по напряжениям смятия:
П
ринимаем допускаемые напряжения смятия []см=60МПа , соединение неподвижное . Тогда
Принимаем длину соединения l =15мм.
2.7.3Шлицевое соединение втулки тормоза, с валом электродвигателя.
Пусть колесо выполнено из улучшенной стали 45, соединение должно передавать крутящий момент Т=49Нм.
Определим диаметр вала из расчета на кручение
Д
опускаемые касательные напряжения кручения []кр принимаем равным 25МПа
([]кр=25…30МПа).
Следовательно, примем d = 30мм, построенный из конструктивных соображений.
Определим размеры прямобочных шлицев по ГОСТ6033-88. Будем ориентироваться на соединение лёгкой серии. Внутренний диаметр шлицев должен быть больше или близок принятому диаметру вала.
Назначаем соединение 8 26 30 5 (число шлицев z=8, внутренний диаметр d=26мм, наружный диаметр D=30мм, ширина шлица b=5мм, размер фасок с=0,2мм ).
Высота рабочей поверхности шлица h и средний диаметр шлицев dm:
Д
лина соединения из расчета по напряжениям смятия:
Принимаем допускаемые напряжения смятия []см=60МПа , соединение неподвижное. Принимаем длину соединения l =30мм.
Длина ступицы для соединения колеса с валом с помощью шлицев lст=30мм.
2.7.4Шпоночное соединение колеса быстроходной ступени с валом.
Пусть втулка выполнена из улучшенной стали 45 , соединение должно передавать крутящий момент Т=103 Нм.
Диаметр вала из расчета на кручение :
Д
опускаемые касательные напряжения кручения [ ]кр = 25МПа ( [ ]кр=25..30МПа). Следовательно, диаметр промежуточного вала d=30мм.
Размеры шпонки для диаметра вала d=30мм в соответствии с ГОСТ 23360-78. Ширина шпонки b=10мм , высота шпонки h=8мм.
Глубина врезания шпонки в ступицу:
Рабочая длина шпонки lР из расчёта по напряжениям смятия: