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

Текст из файла (страница 2)

Упорный подшипник выбирается из условий статической грузоподъемности.

5000Н  32000Н –условие выполняется, подшипник проходит с запасом.

2.Расчет металлоконструкции.

Исходными данными для расчета является длина вылета L, грузоподъемность Q.

Высота сечения стрелы

Принимаем

2.1 Определение основных размеров

Ширина сечения стрелы

Принимаем стандартную полосу с шириной

Толщина стенки:

Примем толщину стенки равной

Толщина верхнего пояса:

мм

Примем толщину равной 8 мм

Подвижная нагрузка от колеса:

, где

_{KQ=1,4 – коэффициент нагрузки}

_{Kq=1,1 – коэффициент неравномерности}

Толщина верхнего пояса:

, где

Принимаем толщину равной

Дальнейшие расчеты производят по эквивалентному сечению.

Высота эквивалентного сечения:

Расчетное сечение показано на рисунке 2.2.

Ш ирина нижнего сечения сделана больше

чем ширина верхнего, размещения колес

электротали.

Расстояние между стенками принято стандартным, что позволяет выполнять диафрагмы

без обрезки по длине. Диафрагмы к верхнему растянутому поясу не приваривают.

Свес пояса над стенкой обеспечивает удобство автоматической сварки.

Координаты центра тяжести сечения.

Момент инерции определяем, пренебрегая собственными моментами инерции поясов.

2.2 Проверка статического прогиба.

Эпюра изгибающих моментов аналогична приведенной на рисунке.

Расчетная длина стрелы:

Расстояние между подшипниками:

Принимаем

Диаметр колонны:

D_кол=0.63

Принимаем D_кол=300мм

Толщина стенки колонны:

_кол=(0.05…0.08)D_кол=(0.05…0.08)*300=15…24мм

принимаем _кол=20мм

Момент инерции колонны:

_кол=0.32Dкол²*_кол=0.32*300²*20=0.576*10⁶мм⁴

Фактический прогиб:

Допустимый прогиб:

Как видно фактический прогиб не превышает допустимый.

2.3 Определение веса металлоконструкции.

Вес стрелы:

Координаты центра тяжести стрелы:

Вес подвижной колонны

2.4 Проверка времени затухания колебаний.

Приведенная масса:

Жесткость:

Период собственных колебаний:

Логарифмический декремент затухания:

Начальная амплитуда:

Время затухания колебаний

- условие выполнено.

2.5 Проверка прочности.

Допускаемое нормальное напряжение:

Допускаемое касательное напряжение, в том числе и для сварных швов:

Расчет в данном случае целесообразно начинать с подвижной колонны, так как в опасном сечении подвижной колонны действует наибольший момент в вертикальной плоскости.

Момент инерции в опасном сечении:

Момент сопротивления изгибу:

Напряжение изгиба:

Условие выполняется.

3.Механизм поворота.

Исходные данные:

Грузоподъемная сила F_Q=5кН

Частота вращения крана n=2.5об/мин

Вылет стрелы L=3.5м

K_he=0,5

Машинное время t_=4000

2.1 Поворотная часть.

Вес механизмов, расположенных на поворотной части, определяют укрупнено, по узлам. Вес готовых изделий принимаем по каталогу.

G_ред=191Н

G_муф=30Н

G_бар=200Н
G_торм=158Н
G_двиг=287Н
G_мет=1016Н
G_крюк=150Н
G_под=96Н
Координаты центра тяжести:

X_ред=660мм

X_муф=435мм

X_бар=630мм
X_торм=435мм
Х_двиг=265мм
Х_стр=1400мм

2.2. Нагрузка на опорные узлы.

Для крана с внешней опорой горизонтальная нагрузка:

_{Вертикальная нагрузка:}

2.3. Выбор электродвигателя.

Номинальная частота вращения вала двигателя.

Принимаем n_c = 1000 мин^-1

тогда n_н = 0.9*n_c = 0.9*1000 =900 мин^-1

Передаточное отношение привода:

Приведенный момент инерции груза:

Приведенный момент инерции стрелы:

Приведенный момент инерции колонны:

Приведенный момент инерции при пуске:

Окружная скорость колеса на максимальном вылете:

Время пуска:

Принимаем a = 0.3 м/с²

с

Номинальный вращающий момент электродвигателя:

t_п.о = 0.7 - относительное время пуска:

Номинальная мощность электродвигателя по условию разгона:

Сопротивление повороту.

где d₁ – диаметр упорного подшипника.

d₂ – диаметр радиального подшипника.

f₁ и f₂ –приведенные коэффициенты трения.

Мощность электродвигателя при установившемся движении (статическая мощность):

Принимаем двигатель: 4АС71А6У3 с мощностью Р_Н=0,4 кВт,

n_дв= 920 мин^-1, T_max/T_ном=2.1; J = 1.7*10^-3 кг*м²

Коррекция предварительных расчетов.

Номинальный вращающий момент:

Нм - номинальный момент двигателя;

Р_н- номинальная мощность двигателя при ПВ=40%;

Требуемое передаточное отношение привода

Приведенный момент инерции груза:

Приведенный момент инерции стрелы:

Приведенный момент инерции колонны:

Приведенный момент инерции при пуске:

Относительное время пуска:

c – двигатель с короткозамкнутым ротором.

Здесь - кратность максимального момента двигателя, принимаем по каталогу; - загрузка двигателя; Р_ст- статическая мощность установившегося движения (ее определение дано выше).

Время пуска:

c

Где J_пр.п- приведенный к валу электродвигателя момент инерции при пуске, кгм²;

n_н = n_дв – номинальная частота вращения элетродвигателя (принимаем по каталогу), мин^-1;

Среднее ускорение:

м/c²

двигатель не проходит, так как ускорение не лежит в допустимом пределе 0.2-0.3 м/с²

Принимаем двигатель со встроенным электромагнитным тормозом:

4А63В4/12Е2У1.2 с мощностью Р_Н=0,06 кВт,

n_дв= 450 мин^-1, T_max/T_ном= 1.6; J = 1.1*10^-4 кг*м² ; T_{мах.торм}=0.3Нм исполнение IM3001

Коррекция предварительных расчетов.

Номинальный вращающий момент:

Нм - номинальный момент двигателя;

Р_н- номинальная мощность двигателя при ПВ=40%;

Требуемое передаточное отношение привода

Приведенный момент инерции груза:

Приведенный момент инерции стрелы:

Приведенный момент инерции колонны:

Приведенный момент инерции при пуске:

Относительное время пуска:

c – двигатель с короткозамкнутым ротором.

Здесь - кратность максимального момента двигателя, принимаем по каталогу; - загрузка двигателя; Р_ст- статическая мощность установившегося движения (ее определение дано выше).

Время пуска:

c

Где J_пр.п- приведенный к валу электродвигателя момент инерции при пуске, кгм²;

n_н = n_дв – номинальная частота вращения электродвигателя, мин^-1;

Среднее ускорение:

м/c²

двигатель проходит, так как ускорение лежит в допустимом пределе 0.2-0.3 м/с²

2.4 Редуктор.

Наибольший момент на тихоходном валу редуктора:

Номинальный момент двигателя

m – кратность максимального момента двигателя

-максимальный момент на тихоходном валу редуктора

Частота вращения тихоходного вала:

Расчет передачи был произведен с помощью ЭВМ. Рассчитан волновой редуктор с неподвижным жестким колесом.

Вращающий момент на тихоходном валу 348 Нм

Частота вращения тихоходного вала 2.5 об/мин

Ресурс 4000 час

Режим нагружения 5

Передаточное отношение механизма 68

Данные полученные в результате проектного расчёта редуктора представлены в распечатке:

2.6.Расчет на нагрев.

Так как двигатель выбираем с учетом ПВ, то специальных расчетов их на нагрев проводить не требуется.

2.7.Тормоз.

Т.к. выбран двигатель со встроенным тормозом, дополнительный тормоз не нужен.

2.8. Муфта.

Применим упруго предохранительную муфту расположенную на тихоходном валу редуктора. Чтобы муфта срабатывала точно при заданном моменте предусматривают регулирование силы нажатия пружины. Пружина витая цилиндрическая.

При этом моменте муфта должна срабатывать.

D_H=115мм

D_ВН=75мм

максимально допустимая сила нажатия.

- допустимое рабочее давление

Число поверхностей трения ( минимальное допустимое, т.е. не менее)

Принимаем z=2.

Всего четыре пружины, тогда сила нажатия пружины

Принимаем стандартную пружину F_пр=2100Н ( № )

D = мм; d = мм; f₃ = мм

2.9. Расчет упругой муфты.

В данном случае применим муфту со стальными стержнями. Полумуфты устанавливаем на концы валов редуктора и приводного вала.

Коэффициент режима работы k=1,1…..1,4- при спокойной работе

T=348 НМ n=2.5 об/мин

Габаритные размеры муфты:

D₀=15(T)^1/3=15*(348)^1/3 = 85мм, примем из конструктивных соображений D₀ = 90мм

D=1.2D₀ =1.2*90 =108мм, примем D =110мм

S= *D₀ = 0.26*D₀=0.26*85=22.1мм примем S = 22мм

t = 0.1S = 0.1*22 = 2.2мм

l_c= 2.4S = 2.4*22 = 52.8мм примем l_c = 56мм

l₁= 0.075*l_c = 0.075*56 = 4.2мм примем l₁ = 4.5мм

диаметр стержней в мм:

стержни из стали 60С2XA для нее _и=1260МПа

d_c= 4_и*D₀*²*(3-²)/(3*E) =4*1260*90*0.26²*(3-1²)/(3*2.15*10⁵*0.035) =2.7мм

примем d_c=3.2мм

число стержней:

z = 64*10³**T / (*_и*(dc)³) =64*10³ *0.26*1*348 / (*1260*(3.2)³)=23.1 примем z =25

2.10. Расчет подшипников тихоходного вала редуктора:

Расчет подшипников производится на статическую грузоподъемность, т.к. частота вращения вала n=2.5 что меньше значения n  10мин^-1

Расстояние между опорами: АВ = 100мм, ВС = 57мм

Найдем реакции в подшипниках:

Принимаем шариковые радиальные однорядные подшипники №210 C_r = 35100H

Условие пригодности подшипника:

Выбранный подшипник проходит.

4. Расчет опорных узлов.

Расчет болтового соединения крепления крана к стене.

Верхняя опора:

Нижняя опора, стрела параллельна стене:

Характеристики

Список файлов курсовой работы