1 (ТНУ 23-05), страница 2

Предварительно принимаем подшипники шариковые радиальные однорядные легкой серии по ГОСТ 8338 - 75 - 80220:

Таким образом, получаем:

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка при

Требуемая динамическая грузоподъемность:

Так как , то выбранный подшипник подходит.

Ресурс подшипника:

Проверка подшипника по статической грузоподъемности:

- подшипники пригодны

Таким образом, выбираем подшипники шариковые радиальные однорядные легкой серии 80220.

1. Редуктор.

Предварительная частота вращения канатного барабана

об/мин.

Предварительное передаточное отношение редуктора

.

где - номинальная частота вращения вала электродвигателя.

округляют до ближайшего стандартного значения в меньшую сторону, если двигатель недогружен, и в большую сторону, если двигатель загружен полностью.

Крутящий момент на барабане

Нм

Наибольший момент на тихоходном валу редуктора:

Определение ресурса работы:

Для режима работы 3М и для К_НЕ = 0,63

часов

Данные для ввода в ЭВМ:

1. T_max=2676 H·м;

2. n_б=16,3 об/мин

3. ресурс часов 4000

4. режим нагружения 4

5. передаточное отношение 85.58

6. коэффициент ширины венца 0

7. степень точности 8

8. коэффициент безопасности при изготовлении 2,2

9. твёрдость зубьев, HRC:

солнца 0

сателлита 0

эпицикла 0

10. число зубьев min (12…15) - 12

11. число сателлитов 3

12. коэффициент неравномерности распределения нагрузки по сателлитам 1.15;

Производим расчёт планетарного редуктора с тремя центральными колёсами.

1.5. Фактическая скорость подъема груза.

1.5.1. Погрешность скорости вертикального перемещения.

меньше 10%

1.6. Проверка выбранного двигателя.

Должно выполняться условие:

где

- КПД планетарного редуктора,

_— КПД полиспаста и отклоняющих блоков

— кратность полиспаста

— число отклоняющих блоков

— КПД блока

- что лежит в нужном диапазоне;

1.7. Дисковый тормоз.

1.7.1. Расчёт параметров тормоза.

1) Момент тормоза

,

где _обр – обратный КПД (КПД при обратном движении, т.е. движении под действием груза при отключенном электродвигателе) механизма между грузозахватным устройством и тормозным шкивом (диском).

Для механизмов с зубчатым редуктором (с учетом того, что фактические потери могут быть меньше расчетных)

_обр = 0,5  (1 + ),

где  - прямой КПД механизма между тормозным шкивом (диском) и грузозахватным устройством.

Необходимый момент тормоза

где k_m – коэффициент запаса торможения

Осевая сила, необходимая для создания требуемого тормозного момента

где — средний радиус поверхности трения

i=1 — число пар поверхностей трения

коэффициент трения при работе всухую f=0,42.

2) Наружный диаметр фрикционного диска R_H = 160мм определяют конструктивно. Внутренний радиус R_B = (0,4…0,8)R_H, чем больше R_H , тем больше R_B .

Принято R_B = 0.75R_H.=0,75·160=120мм. Их разность должна удовлетворять условию

R_H -R_B 60мм.

3) Давление на рабочих поверхностях фрикционных обкладок

Допускаемое давление при работе всухую [p] =0,25МПа.

4) Начальный суммарный осевой зазор между трущимися поверхностями:

_нач=0,3+0,1·i = 0,3+0,1·1=0,4мм.

Наибольший зазор _max=1,6·_нач=1,6·0,4=0,64мм . При достижении наибольшего зазора осуществляют регулировку зазора до начального значения.

5) Пружину конструируют со следующими особенностями :

сила пружины

индекс пружины с =D_пр / d = 6...8 ;

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

Необходимая работа одного установленного электромагнита

где F_М – тяговая сила магнита ; – ход магнита

При установке одного кольцевого электромагнита его работа

W_м = F_м ·s_м

1.7.2. Пружина сжатия.

Пружину выполняют с целым числом рабочих витков z. По 3/4 опорных 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.

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.

рис.1

1) Диаметр проволоки (рис.1)

2) Конструктивно средний диаметр пружины

3) Тогда индекс пружины

4) Свободная длина пружины

5) Напряжение кручения при использовании проволоки круглого сечения

— коэффициент кривизны

6) Осадка одного витка пружины (мм) под действием силы F_пр ;

где G =8 10 ⁴ МПа — модуль упругости второго рода.

7) Шаг витков пружины

Шаг округляют до размера, кратного 0,25мм. Принимаем:

По условию устойчивости свободная длина пружины L_св 6·D_пр.

8) Число рабочих витков:

Число рабочих витков округляют до целого числа в меньшую сторону.

9) Свободная длина пружины:

10) Рабочая длина пружины при полном использовании номинального момента тормоза:

1.8. Крюковая подвеска

1.8.1. Выбор крюка и расчёт его на прочность

Крюк выбираем по ГОСТ 6627-74 №11, имеющий при группе режима

работы 3М и машинном приводе грузоподъемность 32 кН.

Проверим на грузоподъёмность подшипники в крюковой подвеске

1.8.2. Расчёт подшипников

Óïîðíûé ïîäøèïíèê âûáèðàåòñÿ ïî ñòàòè÷åñêîé ãðóçîïîäú¸ìíîñòè:

Âûáåðåì шарикоподшипник упор­ный 8207 ГОСТ 7872-89: d=35 мм, D=62 мм, Н=18 мм, и ñòàòè÷åñêîé ãðóçîïîäú¸ìíîñòüþ , ÷òî áîëüøå

Расчет подшипников блоков ведут по самому нагруженному блоку.

Выбираем подшипник шариковый радиальный однорядный 208 по ГОСТ 8338-75 : d=40 мм,

D=80 мм, В=18 мм, С_r=32 кН, С_оr=17,8 кН.

- частота вращения блока.

- наибольшая нагрузка на подшипник блока

где - число подшипников

- эквивалентная радиальная нагрузка

- расчётный скорректированный ресурс подшипника

- что больше заданного ресурса 4000ч

Проверка условия

что меньше

1.8.3. Расчёт осей блоков и траверсы на изгиб

Оси изготавливают из Ст45, с

1) Ось уравнительного блока:

Определим изгибающий момент в опасном сечении:

где - сила натяжения каната,

- расстояние между щитками,

Примем - диаметр отверстия для смазки

- коэффициент запаса

2) Траверса:

Изгибающий момент в опасном сечении:

где

что меньше

3) Напряжение изгиба в сечении основания цапфы:

1.8.4. Расчёт опорных поверхностей на смятие:

Опорные поверхности щитков:

Опорные поверхности цилиндрические, толщиной

- горячекатаная полоса Ст3 - для подвижного соединения

, что меньше

Рассчитывать опорные поверхности осей и траверсы у поверхностей оси на смятие нецелесообразно, так как они обладают большим допускаемым напряжением при таких же нагрузках.

1.8.5. Расчёт опорных поверхностей на растяжение:

Расчёт щитков на растяжение. Щитки изготовлены из Ст3

где - толщина щитка,

- радиус вала,

- величина сминаемой поверхности,

где .

2.МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЯ.

2.1 Определение основных размеров.

1) где h- высота двутавра.

2) Б-база кран-балки [мм]

3) где h - высота концевой балки, D - диаметр колеса.

4) где b - ширина концевой балки.

Выбираем двутавр №60 по ГОСТ8239-89

2.2. Вес металлоконструкции.

1) Вес главной балки,Н:

где L-пролет, м;

q-погонный вес двутавра, H/м.

масса 1 м двутавра №60 - 108 кг.

2) Вес концевой балки, Н :

где D -диаметр колеса [мм],

Б - база кран-балки [мм].

Тогда общий вес металлоконструкции

.

Принимаем

2.3. Проверка жёсткости

2.3.1. Момент инерции

г де

2.3.2. Проверка статического прогиба моста

Прогиб

где

Допускаемый прогиб: что больше

2.3.3. Проверка времени затухания колебаний

1) Период собственных колебаний

где

а) приведённая масса, кг :

б) жёсткость, Н/м :

2) Логарифмический декремент затухания

3) Начальная амплитуда

4) Время затухания колебаний

2.3.4. Проверка на прочность

Напряжение изгиба в вертикальной плоскости:



где М — момент, изгибающий стрелу в вертикальной плоскости,

W_Х — момент сопротивления изгибу.

Тогда