201536 (Кран стреловой на базе автомобиля КамАЗ), страница 2

Мощность на валу N_дв = 14 кВт (при ПВ =15 %);

Число оборотов двигателя в минуту n = 850 об/мин;

Максимальный крутящий момент M_max = 340 Н·м;

Момент инерции M_max = 0,210 кг·м²;

Масса m_дв = 115 кг.

Определим скорость навивки каната на барабан _бар, м/с:

_бар = ·m, (15)

где m = 4 – передаточное отношение полиспаста;

м/с

Определим число оборотов барабана n_бар, об/мин:

(16)

где D = 350 мм = 0,35 м – диаметр барабана;

об/мин.

Определим передаточное число между двигателем и барабаном i:

i = n/n_бар; (17)

i = 850/15 = 57.

Рис. 2. Выбранный редуктор Ц2-200

Выбираем цилиндрический горизонтальный двухступенчатый редуктор Ц2-200. Первые ступени редуктора – раздвоенные шевроны, вторые - косозубые. Твёрдость рабочих поверхностей зубьев шестерён 40-45 HRC, колёс 260-290 HB. КПД редуктора η_редук = 0,96.

Таблица 1

Размеры редуктора Ц2-200

Соединительные муфты используют для постоянного соединения соосных валов с одновременной компенсацией их незначительных угловых и радиальных смещений и иногда – с улучшением динамических характеристик привода.

Выбираем зубчатую муфту с разъёмной обоймой (тип I) по ГОСТ 5006—83. Номинальный вращающий момент M_к = 1000 Н*м. Момент инерции = 0,05 кг*м³. Масса не более 6,7 кг.

Определим тормозной момент M_т, Н*м:

, (18)

где K_т = 1,5 – коэффициент запаса торможения, принимаемый в зависимости от режима работы;

M_ст.т. – статический крутящий момент на тормозном валу при торможении, с учётом потерь в механизме, способствующих удержанию груза;

i_р = 32,42 - действительное передаточное число редуктора;

Н·м.

Выбираем колодочный тормоз серии ТКТГ с электрогидравлическим толкателем типа ТГМ.

Обозначение тормоза ТКТГ-600.

Тормозной момент = 500 н*м (кгс*м).

Отход колодки = 1,75мм.

Масса тормоза = 434 кг.

Тип толкателя – Т-160 Б.

Усилие = 160 н (кгс).

Ход = 60 мм.

2. Расчёт механизма передвижения

   2. 2.1 Общий расчёт

Расчет механизмов передвижения заключается в определении сопротивлений передвижению крана, выборе электродвигателей, редукторов, муфт и тормозов. Общее сопротивление передвижению крана представляет собой сумму сопротивлений

, (19)

где ;

Сопротивление передвижению от сил трения:

, (20)

где - вес крана, кН;

Q- вес груза, кН;

- удельное сопротивление движению, .

кН.

Сопротивление от ветровой нагрузки:

, (21)

где

.

кН.

:

(22)

где

кН.

1. 2.2 Выбор двигателя, редуктора и тормоза механизма передвижения

(23)

кН

По каталогу на двигатели выбираем двигатель ЯМЗ-236. Его параметры:

Мощность номинальная 180/132 л.с./кВт

Частота вращения коленчатого вала 2100 об/мин

Масса m_дв = 820 кг.

Передаточное число механизма:

, (24)

где D- наружный диаметр пневмошин, м;

n- частота вращения вала электродвигателя, об/мин;

- скорость движения крана, м/с.

Выбираем цилиндрический горизонтальный двухступенчатый редуктор Ц2-200. Первые ступени редуктора – раздвоенные шевроны, вторые – косозубые. Твёрдость рабочих поверхностей зубьев шестерён 40-45 HRC, колёс 260-290 HB. КПД редуктора η_редук = 0,96.

Рис. 3. Выбранный редуктор Ц2-200

Таблица 2

Размеры редуктора Ц2-200

Соединительные муфты используют для постоянного соединения соосных валов с одновременной компенсацией их незначительных угловых и радиальных смещений и иногда – с улучшением динамических характеристик привода.

Выбираем зубчатую муфту с разъёмной обоймой (тип I) по ГОСТ 5006—83. Номинальный вращающий момент M_к = 1000 Н*м. Момент инерции = 0,05 кг*м³. Масса не более 6,7 кг.

Момент сопротивления при торможении механизма передвижения на валу двигателя M_ст, Н*м:

M_ст = ; (25)

M_ст = Н*м,

Необходимый момент, создаваемый тормозом замедления и остановки:

, (26)

кгс*м.

Выбираем колодочный тормоз серии ТКТГ с электрогидравлическим толкателем типа ТГМ-80.

Обозначение тормоза ТКТГ-400М.

Тормозной момент = 150 дан*м (кгс*м).

Отход колодки = 1,4 мм.

Масса тормоза = 145 кг.

Тип толкателя – ТГМ-80.

Усилие = 80 дан (кгс).

Ход = 50 мм.

2. Расчёт механизма вращения

   2. 3.1 Общий расчёт

Расчёт механизма вращения включает: выбор типового опорно-поворотного устройства (ОПУ); определение полного сопротивления вращению; выбор электродвигателя, редуктора, тормоза.

Расчёт производится в положении минимального вылета при максимальном грузе (Рисунок 4).

Выбор ОПУ производится по трём расчётным нагрузкам: вертикальной нагрузке G, горизонтальной нагрузке Р, опрокидывающему моменту М.

Рис. 4. Схема нагрузок, действующих на ОПУ

Вертикальная нагрузка G, кН определяется как сумма всех действующих на ОПУ вертикальных нагрузок:

G = Q + G_пк, (27)

где G_пк - вес поворотной части крана;

G_пк = (0,55*G_к) =(0,55*204) = 112 кН

G = 196 + 112 = 308 кН.

Определим горизонтальную нагрузку Р, кН:

Р = W_пк + W_с + W_гр + Р_с*sin(φ_min) + G*sin(α), (28)

где W_с = 4,6 кН - ветровая нагрузка на стрелу;

W_гр = 0,4 кН - ветровая нагрузка на груз;

Р_с = 8 кН - горизонтальная составляющая реакции опоры стрелы;

W_пк – ветровая нагрузка на торцевую часть крана;

W_пк = p*F_с*K_спл, (29)

где p – распределённая ветровая нагрузка на единицу расчётной площади, Н/м²;

p = q_o*k*c*γ*β, (30)

где q_o = 25 Н/м² – скоростной напор ветра на высоте 10 м от поверхности земли для умеренного характера ветра;

k = 1,5 – поправочный коэффициент возрастания скоростного напора, для h = 20…30 м;

с = 1,2 – аэродинамический коэффициент для кабин кранов;

γ = 1,1 – коэффициент перегрузки;

β = 1 – коэффициент, учитывающий динамический характер приложения ветровой нагрузки;

p = 25*1,5*1,2*1,1*1 = 49,5 Н/м²; (31)

F_с – наветренная площадь, 6,5;

K_спл = 0,9 – коэффициент сплошности для кабины и механизмов крана;

W_пк = 49,5*6,5*0,9 = 28,9 кН.

φ_min = 15^о – угол наклона стрелы;

α = 1^о30^/ - угол наклона плоскости ОПУ к горизонту;

Р =28,9 + 4,1 +52,32 + 8*sin(15^о) + 318*sin(1^о30^/) = 82,62 кН.