Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

F_MAX - наибольшая сила натяжения в канате

[F_r] – допустимая радиальная нагрузка на тихоходном валу редуктора

2 Механизмы подъема

2.1 Схема и полиспаст

Рекомендуется выполнять стреловые краны и краны мостового типа с тележкой при

Q 12.5 т с двухкратным (а = 2, Мы берем а = 1) полиспастом. Если механизм подъема, как в нашем случае,

расположен на стреле, рациональной является симметричная двухбарабанная схема т.е.сдво- еный (m = 2) полиспаст.

КПД полиспаста и отклоняющих блоков:

η_П = η^t(1+ η^a-1)/ a= 0.98

где η = η_БЛ = 0.97 –КПД блока

a = 2 – кратность полиспаста

t =1 – число отклоняющих блоков

2.2 Двигатель

Мощность (кВт) при подъеме номинального груза весом F_Q = 10000 Н с установившейся скоростью V = 8 м/мин – статическая мощность:

P_CT =( F_Q + G_ЗАХВ )V/ 601000η =(10000+300)8/6010000.7 =1.96 кВт

где G_ЗАХВ =G_ПОДВ 0.03F_Q = 0. 0310000 = 300 Н

η = 0.7 – КПД червячного редуктора

Выбор двигателя см п. 1.2

2.3 Канат

Наибольшая сила натяжения в канате:

F_MAX = (F_Q + G_ЗАХВ )/ amη_П =(10000+300)/ 220. 98 = 2654.6 Н

Выбор размера каната d_KАН проводим поразрушающей нагрузке F_РAЗР КF_MAX ,где

К = 5 – коэффициент запаса прочности для группы режима 2М

F_РAЗР 52654.6 = 13273 Н

Выбираем канат по ГОСТ 2688-80

F_РAЗР = 14000 Н Маркировочная группа 1960 МПа

d_KАН = 4.8 мм

σ_В = 1600...1800 Н/мм²

Конструкция ГВН 6 х 19(1+ 6+ 6/6)+ 1 х

Канат крепится к барабану прижимными планками. Число болтов Z = 2

Диаметр болтов:

d₁ = (1.4..1. 6)d_KАН = (1.4..1. 6) 4.8 = 6.72…7.68 мм

Принимаем d₁ = 8 мм : Болт М8 – 6g х 25.58 ГОСТ 7805-70

2.4 Барабан

Основные размеры

Диаметр барабана по дну канавки:

D_БАР d_KАН(е – 1) = 4.8(16 – 1) = 72 мм

где d_KАН = 4.8 – диаметр каната

е = 16 коэффициент, принятый в зависимости от типа крана (стреловой кран) и группы

режима 2М

Т.к. диаметр D_БАР =72 мм берем большее значение

D_БАР =125 мм из ряда предпочтительных размеров Ra20, так как есть запас по моменту и по передаточному числу у редуктора.

Размеры основных конструктивных элементов барабана:

шаг нарезки: p=(1.1…1.2)d_KАН =(1.1...1.2)4.8 = 5.28… 5.76 мм

округляем p = 5.5 мм

Выполняем барабан из стали Ст3, что уменьшает вес барабана из-за более тонких стенок чем у барабана из чугуна СЧ15, а следовательно уменьшает и консольную нагрузку на вал редуктора.

Толщина стенки δ d_KАН = 5 мм

R=(0.6… 0.7)  d_KАН =(0.6.. 0.7)4.8 = 2.98...3.36 мм

Принимаем R= 3 мм

Длина барабана при двойном полиспасте m = 2 с двумя барабанами расчитываем так же

как и в случае с одинарным полиспастом m = 1 , но исходя из условия непревышения до-

пустимого угла 3⁰ между осью каната и касательной к оси винтовой канавки.

L_БАР = L_Н +L_Р +L_РАЗ +L_КР = 8.25 +110 +8.25 +16.5 = 143 мм

Выбираем 140 мм

где L_Н =1.5р =1.55.5 = 8.25 – расстояние до начала нарезки

L_Р = Z_Рр = 205.5 = мм – длина рабочей части барабана

Здесь

Z_Р = aH/ π(D_БАР + d_KАН) = 24/ 3.14(110 + 4.8)10^-3 =19.6

принимаем Z_Р = 20 мм – число рабочих витков

а = 2 – кратность полиспаста

Н = 4 м – высота подъема

L_РАЗ = Z_РАЗ р=р3/2=5.53/2=8.25 мм – длина части барабана с разгружающими витками

L_КР = Z_КР р = р3 = 5.53 =16.5 мм – длина части барабана на которой размещается крепление каната

Прочность барабана

Напряжениями изгиба и кручения в стенке барабана можно пренебречь.

Напряжение сжатия в стенке барабана:

σ_CЖ =F_MAX /δр = 2654.6/55.5 = 96.5 Н/мм² [σ_CЖ] = 110 Н/мм²

Проверим возможно ли установить барабаны на валу редуктора консольно:

L/D = 140/ 125 =1.12 < 1.2

Следовательно барабаны устанавливаем консольно.

2.5 Блоки

Диаметр блока по дну ручья:

D_БЛ d_KАН(е – 1) = 4.8(16 – 1) = 72 мм

где е = 16 коэффициент, принятый в зависимости от типа крана (стреловой кран) и группы режима 2М

Из ряда предпочтительных размеров Ra20 принимаем D_БЛ = 100 мм

h = (2.0…2.5)d_KАН = (2.0...2.5)4.8 = 9.6…12 мм

R = (0.6…0.7)d_KАН = (0.6...0.7)4.8 = 2.88…3.36 мм

Из ряда предпочтительных размеров Ra10 принимаем h = 10 мм и R = 3 мм

Подшипники блоков.

Частота вращения отклоняющего блока, об/мин,

n_{откл.бл} = va/(D_бл+d_кан) = 82/3.14(0.1 + 0.0048) = 48.6 об/мин

Радиальную нагрузку на подшипники отклоняющего блока определяют аналитически или графически в предположении, что в канате действует наибольшее натяжение F_max.

Частота вращения наиболее быстроходного блока подвески крюка не определяем, потому что он один.

Наибольшая нагрузка на подшипник блока полиспаста

F_п = 2F_max/z_п = 22654.6/2 = 2654.6

Эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник блока

P_E = F_nVK_БK_НЕ = 2654.61.21.30.8 = 3313

Где V =1.2 – коэффициент вращения наружного кольца.

Обычно, как более нагруженные, подшипники блоков подвески должны иметь большую грузоподъемность, однако, по соображениям унификации, подшипники всех блоков выбирают такими же, как у блоков подвески.

Выбор подшипников для блока:

По ГОСТ 8338-75

Обозначение 204

D=47, d=20, B=14, r=1.5, C_o=6.2

2.6 Подвеска

Крюки выбирают по ГОСТ 6627-66 в соответствии грузоподъемностью и группой режима работы. Дополнительных расчетов не требуется.

Упорные подшипники крюков выбирают по диаметру шейки крюка и статического грузоподъемности: С₀ >= F_Q.

Ось блоков и траверсу крюка рассчитывают по условию отсутствия общих пластических деформаций при постоянной нагрузке. Коэффициент запаса прочности по отношению к текучести составляет 2…2.5. Опорные поверхности осей блоков, траверсы, а также проушины щек проверяют на смятие, если оси блоков и траверса крюка не совмещены.

2.7 Передаточное отношение привода

Частота вращения барабана, об/мин,

n_бар = av/(D_бар + d_кан) = 28/3.14(0.125 + 0.0048) = 39.3 об/мин

Необходимое передаточное отношение привода

i = n_дв/n_бар = 920/39.3 = 23.4

Выбираем из стандартного ряда i=25

Фактическая скорость подъема

v_ф = n_дв( D_бар + d_кан)/ia = 9203.14(125 + 4.8)/2521000 = 7.5 м/мин

не должна отличаться от заданной более чем на 10%. Если допуск не соблюден, изменяют i или, что не желательно, D_бар.

2.8 Редуктор

Крутящий момент на барабане

T_бар = F_max( D_бар + d_кан)m/2 = 2654.6 (0.125 + 0.0048)2/2 = 344.6 Hм

где F_max – наибольшее натяжение в канате; m – число канатов, наматываемых на барабан (число полиспастов).

Наибольший крутящий момент на тихоходном валу редуктора

T_max = T_бар/_бар_м = 344.6/0.981 = 351.6 Нм

При консольном размещении барабана КПД муфты _м=1.

2.9 Тормоз

Определение требуемого крутящего момента тормоза

Момент от груза на валу тормозного шкива

T_гр = (F_Q + G_захв)(D_бар +d_кан)_обр/2ai=(10000+300)(125 +4.8)0.721000^-1/2225 = 9.6 Нм

где _обр –КПД при обратном движении (движение механизма под действием груза при отключенном приводе)

_обр = 0.5( 1+ /_ч )(2 - 1/_ч ) = 0.5(1 + 1.4)(2 – 1.4) = 0.72

Требуемый тормозной момент тормоза

T_T  T_ГР К_ТОРМ = 1.69.6 = 15.36

где К_ТОРМ – коэффициент запаса торможения при установке одного стопорного тормоза.

Для нашего случая он равняется 1.6

2.10 Муфты

2.11 Проверка выбранного двигателя

После определения фактической скорости по п. 2.7 и КПД по п. 2.9 необходимо уточнить статическую мощность, подставляя в формулу (см. п. 2.2) действительно значения скорости и КПД.

При загрузке двигателя по мощности (a = P_ст/P_дв  1.05 ) необходимо установить двигатель с большей мощностью; при а<0.7 – с меньшей.

2.12 Шпонки для механизма подъема

Шпонка на приводном валу двигателя:

Размеры 8Х7Х32

Шпонка на приводном валу редуктора:

Размеры 10Х8Х35

Шпонка на тихоходном валу редуктора:

Размеры 14Х9Х55

3 Расчет металлоконструкции

Исходные данные:

1-Грузоподъемность Q = 10000 Н

2-Вылет L = 4000 мм

3-Режим работы 2

3.1 Определение основных размеров металлоконструкции

П ринимаем, что металлоконструкция крана изготовлена из труб. Расстояние между опорами крана (подшипниками)

Принимаем hn = 1700 мм.

Расстояние между стрелой и оттяжкой l по аналогии с подобными кранами

Принимаем l = 1500 мм

Длина оттяжки

Диаметр колонны

Диаметр сжатого стержня (стрелы)

Диаметр растянутого стержня (оттяжки)

Принимаем в соответствии с ГОСТу на трубы

диаметр колонны

диаметр стрелы

диаметр оттяжки

Толщина стенок труб ; у стрелы и колонны , а у оттяжки

Площадь поперечного сечения трубы колонны и стрелы

Площадь поперечного сечения трубы оттяжки

Момент инерции сечения трубы колонны и стрелы

1. Проверка статического прогиба

Общий прогиб вызывается деформацией колонны и деформацией стрелы (стрела + оттяжка).

Прогиб за счет деформации колонны (изгиб и сжатие) определяем методом Верещагина. Расчетная схема смотри выше. Эпюры изгибающих моментов от веса поднимаемого груза Q показаны на рисунке , от единичной силы, приложенной в точке А , где приложена и сила Q.

Нагрузки в точках В и С и реакции в опорах 1 и 2 от силы Q

Изгибающие моменты в точках В и С от силы Q

Нагрузки в точках В и С и реакции в опорах 1 и 2 от единичной силы

Момент в точках В и С от единичной силы

Осевая сила, сжимающая колонну: от силы Q

от единичной силы

Тогда получим прогиб за счет деформации колонны

Прогиб за счет деформации стрелы (изменение длины стержней)

Усилие в стреле и оттяжке единичной силы

Тогда прогиб

Общий прогиб (статический)

Допускаемый прогиб

1. Определение веса

При подсчете веса стрелы, оттяжки и колонны учитывают вес сварки, косынок, вводя коэффициенты 1.1

Вес стрелы

Вес оттяжки

Вес колонны

Вес барабана

Вес механизма подъема

Вес крюковой подвески

Координата центра тяжести стрелы и оттяжки относительно оси поворота

Координата центра тяжести механизма подъема

1. Проверку времени затухания колебаний

Для жестких кранов, когда , можно не проводить.

1. Проверка прочности

Допускаемое нормальное напряжение

Нормальные напряжения в растянутой оттяжке

Напряжения в колонне от изгиба и сжатия с учетом гибкости

Характеристики

Список файлов курсовой работы