РПЗ ТНУ5-03 (1053005)

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

Текст из файла

Московский Государственный Технический Университет

им. Н. Э. Баумана

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ записка

к курсовому проекту

«Проектирование настенного крана»

ТНУ.05-03.00.00

Студент: Заболотный А.Н. Гр. МТ13 – 71

Консультант: Соболева Л.П. Дата:

МОСКВА 2003.

Содержание:

Техническое задание

Введение…………………………………………………………………………3

1. Расчет механизма подъема груза ………………………………………….4

1.1 Двигатель ………………………………………….4

1.2. Канат ……………………………………………………………………4

1.3 Барабан ……………………………………………………………….....4

1.3.1 Расчет крепления каната к барабану .……………………………….5

1.4 Выбор редуктора ………………………………………………………..6

1.5Выбор тормоза…………………………………………………………….7

2. Металлоконструкция………………………………………………………..10

2.1 Выбор основных размеров……………………………………………...10

2.2 Проверка статического прогиба………………………………………...12

2.3 Расчет веса металлоконструкции……………………………………....12

2.4 Проверка времени затухания колебаний………………………………12

2.5 Проверка прочности……………………………………………………..14

3. Расчет опорных узлов.………………………………………………………15

3.1 Равновесие стрелы………………………………………………………15

3.2 Равновесие кронштейна……………………………..……………….….15

3.3 Напряжение в стыках, сила затяжки……………………………………16

3.4 Расчет подшипников опорных узлов…………………………………...17

4. Механизм передвижения…..……………………………………………......19

4.1 Исходные данные…………………………………………….………….19

4.2 Схема механизма………………………………………………………...19

4.3 Колеса………………………………………………………………….....19

4.4 Сопротивление передвижению…………………………………………21

4.5 Двигатель………………………………………………………….……...21

4.6 Определение времени пуска…………………………………………….22

4.7 Расчет на нагрев……………………………………….………………...23

4.8 Редуктор…………………………………….…………………………….23

5. Расчет открытой зубчатой передачи……..…………………………………24

6. Расчет соединений…………………………………………………………...26

Список литературы……………………………………………………………..31

Введение.

Подвесной поворотный кран с переменным вылетом, состоит из механизма подъёма, механизма поворота в виде механизма передвижения, металлоконструкции и опорных узлов. Кран предназначен для подъёма и перемещения груза массой до 630 кг на расстояние 4 метра, с возможностью поворота на 170. Краны данного типа используются, например, для транспортировки промковшей от стальковшей к заливаемым формам.

1. Расчёт механизма подъёма.

1.1Мощность двигателя.

Определим кпд полиспаста:

_ред=0,85;

_муфты=0,99;

_блока=0,98;

отсюда

_пол=((1+_бл)/2) *_бл =((1+0,98)/2)*0,98=0,97;

Кпд привода

_пр=_ред_муфты_пол_блока =0,85*0,99*0,97*0,98=0,8;

С учётом ПВ=25% выбираем встраиваемый асинхронный двигатель 4АВ80А6У3.

P_дв =0.8 квт

n_дв = 860 мин^-1

1.2Выбор каната.

Наибольшая сила натяжения в канате:

a = 2, m = 1 – двухкратный одинарный полиспаст;

Рекомендуемый предел прочности материала проволок _в = 1800 Н/м²;

Разрушающая сила каната F_разр  K  F_max  6 3294 =19764 Н;

Выбираем канат ЛК-РО ГОСТ7668-80, d_кан = 6.3 мм, F_разр =23 кН;

1.3Определение размеров барабана.

Диаметр барабана:

D_б = d₃₀ + 2.4d_кан + 6 = 131 + 2.4 *6.3 + 6 = 153 мм

примем диаметр барабана исходя из размеров двигателя =190мм по ряду Ra40

Шаг нарезки:

p = 1.2d_к = 1.2 *6.3 =7.56 мм8 мм

Число рабочих витков:

Д
лина барабана:

L_б = p(z_р + 6) =8(11.4 + 6) = 145 мм

Материал барабана Ст3. Толщина стенки  = 10 мм.

Прочность барабана:

.Для стального барабана [_сж]=110Н/мм²

d_кан=6,3 мм

_сж= 110

Окончательно принимаем толщину стенки барабана  =10 мм.

1.3.1Винты для крепления каната на барабане.

Определим силу затяжки винтов:

Н

где z – кол – во болтов.

Принимаем класс прочности винтов 5.8, тогда предел текучести =400МПа. Допустимое напряжение сжатия МПа

Расчётный диаметр винтов:

мм

Окончательно выбираем винты М10.

1.4Передаточное отношение привода.

Частота вращения барабана.

П
ередаточное отношение редуктора.

Крутящий момент на барабане

Нм

где F_max - наибольшее натяжение в канате,

m - число канатов, наматываемых на барабан (число полиспастов)

Наибольший крутящий момент на тихоходном валу редуктора.

П
о следующим данным делаем рассчёт двухступенчатого соосного зубчатого редуктора на ЭВМ.

Вращающий момент на тихоходном валу 983 Нм

Частота вращения тихоходного вала 12.6 об/мин

Ресурс 8000 час

Режим нагружения 4

Передаточное отношение механизма 68

Данные полученные в результате проектного рассчёта редуктора представлены в распечатке:

1.5Расчёт дискового тормоза.

1.5.1Необходимый момент тормоза

Момент от груза на валу тормозного шкива:

Требуемый момент тормоза, с учётом режима нагружения:

1.5.2Р
асчёт пружины.

Сила пружины:

R
=0,5(R_H+R_B)=0,5(185+90)=137.5мм — средний радиус поверхности трения

i = 1 - число пар поверхностей трения .

f = 0,42 - коэффициент трения при работе всухую.

Материал фрикционных обкладок – прессованный асбест.

Давление на рабочих поверхностях фрикционных обкладок:

Д
опускаемое давление [p] при работе всухую 0,20МПа .

Начальный суммарный осевой зазор между трущимися поверхностями:

_нач=0,3+0,1i = 0,3+0,1 1=0,4мм.

Наибольший зазор _max = _нач.

При достижении наибольшего зазора осуществляется автоматическая регулировка зазора до начального значения.

Индекс пружины с =D_пр / d = 44 / 8 = 5.5 ;

Свободная длина пружины L_св=(1..3) D_пр ;

г
де k = 1+1,5 / c = 1,27 - коэффициент кривизны

Пружину изготавливают горячей навивкой из кремнистой стали марки 60С2А с закалкой до твёрдости HRC=40…45 (d 5мм). Допускаемые напряжения кручения [ ] = 750МПа.

Осадка одного витка пружины под действием силы F_пр:

г
де G =8 10⁴МПа - модуль сдвига.

Шаг витков пружины t= l₁ + 1,1d=5.5 + 1,1 *8 =14.3 мм.

По условию устойчивости свободная длина пружины L_св 3D_пр = 132 мм.

Свободная длина пружины - L_св = zt + d = 16 14.3 + 8 = 240мм

где z - число рабочих витков:

Полные размеры пружины: z_полн =16; L_полн = 240мм;

1.5.3Расчёт электромагнита

Работа кольцевого электромагнита:

_м = _м s_м  1,25 * F_пр * _max = 1,25 * 2424 * 0,4 = 1212Нм

где F_м - тяговая сила магнита;

s_м - ход якоря.

Площадь воздушного зазора между корпусом электромагнита и якорем:

Индукция электромагнитного поля в воздушном зазоре:

где = 4 10^-7Гн/м - магнитная постоянная.

Напряжённость магнитного поля в воздушном зазоре:

Н
еобходимое количество ампер-витков для создания индукционного потока, А,

I_w = 2 H_o = 2 4.38 0,0004 = 0,0035A

где - наибольшее значение воздушного зазора, м.

Площадь поперечного сечения катушки электромагнита

где 2A/м² - плотность тока;

k 0,5 - коэффициент, учитывающий заполнение проволокой сечения катушки.

Полученную площадь сравнивают с площадью поперечного сечения катушки по предварительному эскизу тормоза и электромагнита

Габаритные размеры электромагнита:

D_вн = 95мм

D_н = 190мм

В = 15мм

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.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов курсовой работы