1. Введение.

Целью данного курсового проекта является проектирование стационарного поворотного крана на неподвижной колонне.

Металлоконструкция крана состоит из неподвижной колонны в виде трубы, и стрелы выполненной из стальных листов.

Данная работа содержит расчеты механизма подъема и опорно-поворотного устройства, а так же чертежи механизма подъема, опорно-поворотного устройства, стрелы и чертеж общего вида крана.

1. Расчет механизма подъема.

3.1 Исходные данные.

Грузоподъемность: 1,6 т

Скорость подъема: 8

Высота подъема: 3,2м

Время работы механизма: 1000 часов

3.2 Выбор схемы полиспастов.

Выбираем двухбарабанную схему с червячным редуктором.

Выбираем следующие параметры полиспастов.

t=1; a=2; m=2.

3 .3 КПД полиспаста и отклоняющих блоков.

=0,97-КПД блока

a - кратность полиспаста.

t - число отклоняющих блоков.

3.4 Выбор двигателя.

Статическая мощность двигателя:

, где

Выбираем двигатель с синхронной частотой вращения

3.5 Расчет и выбор каната.

Наибольшая сила натяжения в канате:

Выбираем канат:

условие

k=5 – коэффициент запас прочности, для режима работы 2М

Выбираем канат типа ЛК-РО конструкции 6х19(1+7+7/7+14)+1 о.с. по гост7668-80

3.6 Расчет барабана.

Диаметр барабана по дну канавки.

принимаем

Число рабочих витков.

Длина барабана:

Предварительная частота вращения.

Передаточное отношение.

; принимаем 25

Погрешность скорости

3.7 Выбор редуктора.

выбираем редуктор Ч-100

Фактическая скорость

3.8 Выбор тормоза

Так как режим работы 2М, то тормоз выбираем ТКП

Момент

Принимаем тормоз ТКП100

Тип колодочный.

1. Расчет механизма поворота.

4.1 Нижняя опора.

Нижнюю опору принимаем в виде двух роликов катящихся по колонне. В каждом ролике устанавливаются два шариковых радиальных подшипника 205.

Проверка на грузоподъемность.

=10052…10984H

Подшипник пригоден.

4.2 Верхняя опора.

Верхнюю опору принимаем комбинированную с радиальным сферическим двухрядным подшипником 1216, воспринимающим радиальную нагрузку, и с шариковым упорным однорядным подшипником 8212, воспринимающим вертикальную нагрузку.

Проверка на грузоподъемность.

Радиальный подшипник.

подшипник пригоден.

Упорный подшипник.

подшипник пригоден.

4.3 Предварительный диаметр роликов.

принимаем 200мм.

Контактное напряжение при точечном контакте.

- для стали

- эквивалентная нагрузка.

- коэффициент эквивалентности

- коэффициент динамичности.

- окружная скорость

- частота вращения ролика

m=0,166 – коэффициент, зависящий от отношения радиуса скругления ролика.

- допускаемое напряжение

- допускаемое напряжение при наработке N=10⁴ циклов для поковки из Ст65Г

- коэффициент, учитывающий уменьшение средней частоты вращения в период неустановившихся движений.

1. Расчет металлоконструкции

5.1 Исходные данные:

Грузоподъемность: 1,6 т

Скорость подъема: 8

Высота подъема: 3,2м

Время работы механизма: 1000 часов

5.2 Определение основных размеров:

Высота сечения стрелы.

h' = 424,26мм

Принимаем 500мм.

Ширина сечения стрелы.

b'0,5h= мм.

Принимает стандартную полосу с шириной b=250 мм.

Толщина стенки.

'

Принимаем =4мм.

Толщина верхнего и нижнего пояса.

5…64

принимаем =6 мм.

Расстояние между серединами опор.

Принимаем 1700 мм.

Высота колонны

Принимаем 2200мм.

Диаметр колонны.

=395,25мм

принимаем 402мм.

Толщина стенки колонны

(0,05…0,08)402=20,1…32,15мм

Принимаем 25мм.

Момент инерции колонны

=5210⁶ мм⁴

Высота эквивалентного сечения.

400мм

Момент инерции эквивалентного сечения.

J=15710⁶ мм⁴.

5.3 Проверка статического прогиба.

Эпюра изгибающих моментов.

Расчетная длина стрелы.

мм.

Фактический прогиб.

8,892мм

Допустимый прогиб.

=11,2мм

Как видно фактический прогиб не превышает фактический.

Определение веса

вес стрелы.

=1364Н

4228,6мм

Координата центра тяжести стрелы.

1800

Вес подвижной колонны.

668 Н.

Координата центра тяжести по чертежу.

320

Вес неподвижной колонны.

1711Н

5.4 Проверка прочности.

Допускаемое нормальное напряжение.

-при легком режиме эксплуатации.

Допускаемое касательное напряжение.

Момент, изгибающий колонну в вертикальной плоскости.

- момент от подвижной нагрузки.

-момент от собственного веса стрелы

-подвижная нагрузка

-динамический коэффициент для легкого режима работы.

Опасные сечения.

Момент инерции опасного сечения подвижной колонны.

=14210⁶

Момент сопротивления изгибу.

0,56810⁶ мм³

напряжение изгиба.

Высота концевого сечения подвижной колонны.

0,4500=200мм

Момент инерции концевого сечения

J= мм⁴

Статический момент.

S= мм³

Перерезывающая сила

Касательное напряжение в сварных швах.

Принимаем опасные сечения и подвижной колонны одинаковыми.

Момент, изгибающий стрелу в вертикальной плоскости.

момент от подвижной нагрузки.

-момент от собственного веса стрелы

Напряжение от изгиба в вертикальной плоскости.

Момент, изгибающий стрелу в вертикальной плоскости.

1,810⁶

Момент инерции сечения в горизонтальной плоскости.

Момент сопротивления изгибу.

Напряжение изгиба в горизонтальной плоскости.

14

Наибольшее нормальное напряжение в стреле.

1. Расчет болтового соединения

Отрывающий момент.

Минимальное напряжение сжатие на стыке.

Напряжение на стыке от затяжки болтов.

- площадь стыка без учёта отверстий под болты

z=12 – число болтов

Напряжение на стыке от действия момента.

- коэффициент основной нагрузки

- момент сопротивления стыка

Вводя коэффициент запаса по нераскрытию стыка , получаем:

Необходимая сила затяжки болта из условия нераскрытию стыка.

Силы, приходящиеся на болты от действия момента.

- расстояние до максимального нагруженных болтов.

-расстояние от болтов до нейтральной линии

Необходимая площадь по диаметру .

= - допускаемое напряжение для расчетов болтов на растяжение.

- предел текучести для класса прочности 4,6 для стали

- коэффициент запаса прочности

Необходимый диаметр болта

Пригоден болт М 20

Максимальное напряжение на стыке.

= + = 0,16+0,05=0,21МПа =1,8МПа

= - напряжение на стыке от затяжки болтов

= МПА

=1,8МПа -допустимое для бетона напряжение смятия.

Оглавление.

1. Техническое задание.

2. Введение.

3. Расчет механизма подъема.

   1. Исходные данные.

   2. Выбор схемы полиспастов.

   3. КПД полиспастов и отклоняющих блоков.

   4. Выбор двигателя.

   5. Расчет барабана.

   6. Выбор редуктора.

   7. Выбор тормоза.

4. Расчет механизма подъема.

1. Нижняя опора.

2. Верхняя опора.

3. Расчет Роликов.

1. Расчет металлоконструкции.

1. Исходные данные.

2. Определение основных размеров.

3. Проверка статического прогиба.

4. Проверка прочности.

12