ПТМ Семинар упр-N5 (ред_2020) (1175738)
Текст из файла
Редакция 2020г. Выполнено Пучковой Л.М.УПРАЖНЕНИЕ№5Пример расчета привода механизма поворота.1Редакция 2020г. Выполнено Пучковой Л.М.Исходные данныеГрузоподъемная сила FQ=12500Н.Высота подъема груза, Н= 6м.Вылет стрелы L=5м.Режим работы механизма поворота 2М.Относительная продолжительность включения ПВ-15% [1].Коэффициент эквивалентности КНЕ=0,63[1].Частота вращения крана кр = 3мин-1.Суммарное время работы tΣ=2000ч [1].В задании дан режим работы крана.Группа режима работы механизмов 1М, 2М,3М 4М5М6МГОСТ 25835-86Группа режима работы крана1К, 2К, 3К 4К,5К 6К,7К 8КГОСТ 25546-86Кран свободностоящий. Имеет неподвижную и поворотную части металлоконструкции иверхнюю и нижнюю опоры. Верхняя опора содержит упорный и радиальный подшипники.
Внижней опоре установлены два ролика в обойме, прикрепленной к поворотной части крана.Ролики установлены на радиальных подшипниках. В процессе пуска (неустановившеесядвижение) возникают инерционные нагрузки от перемещаемых масс: веса груза,металлоконструкции, механизмов и др.Так как при расчете инерционных нагрузок необходимо иметь размеры и массуметаллоконструкции и массу механизмов, размещенных на ней, сначала выполняютпредварительный эскизный проект металлоконструкции и приближенно определяют массуметаллоконструкции и механизмов, размещенных на ней.2Редакция 2020г. Выполнено Пучковой Л.М.Список литературы[1]- Снесарев Г.А., Тибанов В.П. Учебное пособие по проектированию и расчетуметаллоконструкций подъемно-транспортных устройств/ Под ред. Снесарева Г.А.-М.:Изд.
МВТУ, 1985-54с., илл.[2]- Снесарев Г.А., Тибанов В.П., Зябликов В.М. Расчет механизмов кранов. /Под ред.Решетова Д.Н.; Учебное пособие-М.: Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1994-60с., илл[3]- Подъемно-транспортные машины: Атлас конструкций. Учебное пособие для студентовВТУЗов/ Александров М.П., Решетов Д.Н., Байков Б.А.
и др. Под ред. Александрова М.П.,Решетова Д.Н.- 2-ое издание переработанное и дополненное- М.; Машиностроение, 1987122с., илл.[4]- Учебное пособие по курсовому проектированию средствмеханизации машиностроительного производства. Байков Б.А. и др.и др. Под ред. Решетова Д.Н., Гадолина Н.,В, Изд. МВТУ, 1984[5]-Атлас конструкций узлов и деталей машин. Байков и др. Под ред. Ряховского О.А.,Леликова О.П. Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009.-400с.: илл.[6]- Фомин М.В.
Расчет опор с подшипниками качения. Справочно-методическое пособие. М.:Изд. МГТУ им. Баумана, 2001-9с.,с илл.1.Предварительные расчеты.1.1. Металлоконструкция содержит неподвижную колонну, выполненную из трубы, иповоротную часть, состоящую из стрелы коробчатого сечения, соединенной с вертикальнойстержневой конструкцией П-образного сечения.1.2. Определение веса стрелы переменного сечения [1], с.16.стр = 2 ∙ 10−6 ∙ 2 ∙ √ =2 ∙ 10−6 ∙ 50002 ∙ √12500=5590H.1.3. Вес вертикальной стержневой конструкции П-образного сечения [1], с.16.ℎп2100пк = стр ∗ = 5590 ∗= 2348Н.5000ℎп - расстояние между точками контакта, в которых возникают горизонтальные реакции.
Вверхней опоре это середина радиального подшипника, в нижней опоре – точка контактаролика с колонной [1], с.6.6612500ℎп = 0,36 ∗ √ =0,36 ∗ 5000 √ 5000 =2097≈2100мм.1.4. Вес поворотной части кранаG=стр + пк =5590+2348=7938 H.Расчеты приближенные поэтому округляем до 8000Н ( не учтен вес роликов и подшипников).1.5. Абсцисса центра тяжести поворотной части Хстр≈0,25L= 0,25*5000=1250 мм.1.6. Вес колонны [1],с.17:Gкол=2,5*10-4*Dкол*Нкол*δкол=2,5*10-4*500*6200*50=8900Н, где:кол - диаметр неподвижной колонны [1], с.7:4кол ≈ 0,63 4√ ∙ ∙ кол = 0,63√12500 ∙ 5000 ∙ 6200 = 497 мм.Принимаем кол =500 мм ([1], с.44).Нкол -высота колонны, принимают по чертежу. Приближенно можно принять:Нкол≈ Н+ 100…200мм, (запас для крюковой подвески).Нкол =6000+200=6200 мм.δкол - толщина стенки колонны ([1], с.7)δкол=(0,05…0,08) кол = (0,05…0,08)500 =25…40мм..Принимаем δкол =50 мм ([1], с.44)h - высота балки h [1],с.7 :4ℎ = 4√ ∙ 2 = √12500 ∙ 60002 = 819 ≈ 820 мм.При расчете механизма поворота вес неподвижной колонны не нужен.3Редакция 2020г.
Выполнено Пучковой Л.М.1.7. Вес механизма подъема: м.под. ≈(0,15…0,2)FQ ; т =0,2*12500=2500Н.1.8. Вес механизма поворота: м.пов. ≈0,1FQ ; т =0,05*12500=625Н.1.9. Вес грузозахватного устройства Gзах= 0,03 FQ=0,03*12500=375 Н.1.10. Абсцисса центра тяжести механизма поворота хпов =0,6кол + 30 мм=0,6*500+30=330 мм1.11. Абсцисса центра тяжести механизма подъема хпод=50 мм.ПримечаниеВсе размеры металлоконструкции крана уточняются при расчетах на жесткость и прочность.2.
Выбор подшипников для опор крана.2.1. Вертикальная реакция в упорном подшипнике верхней опоры:Rв= FQ + Gзах + G+м.под. +м.пов. =12500+375+8000+2500+625=24000 H.2.2. Горизонтальная реакция в верхней и нижней опорах (радиальные сферическиедвухрядные подшипники и ролики).( + зах ) ∙ + ∙ стр − м.под. под − м.пов. повг ==ℎ(12500+375)∙5000+8000∙1250−2500∗50−625∗330= 35259≈35260 Н.2100Горизонтальная реакция без грузагб г =зах ∙ + ∙ стр − м.под. под − м.пов. пов=ℎ375∗5000+8000∙1250−2500∗50−625∗330= 5497≈5500 Н.Т.к. частота вращения крана кр = 3мин > 1 мин , то подшипники опор рассчитывают наресурс по динамической грузоподъемности с проверкой по статической грузоподъемности.2.3.
Подбор (расчет) подшипников на ресурс по динамической грузоподъемности.2.3.1. Радиальные подшипники [5,6].Предварительно из конструктивной проработки выбирают подшипник по ГОСТ 28428-90радиальный сферический двухрядный шариковый. Посадочный диаметр можно выбрать порекомендации d=(0,2..0,5) кол , принимаемd=0,2*500= 100мм.Выбираем подшипник №11320, d=100мм, Cor=91500 H, Cr=163000H.Радиальные подшипники не воспринимают осевую силу.Эквивалентную динамическую радиальную нагрузку определяют = ∙ ∙ Б ∙ =1*22213*1,4*1=31098 H.-коэффициент вращения кольца, вращается внутреннее кольцо: = 1Б -коэффициент динамичности нагрузки ([6], с.22, т.1.7), Б = 1,3 … 1,5, принимаем Б = 1,4.Т -температурный коэффициент ([6]), принимаем Т = 1(при t=100°C).
-эквивалентная радиальная сила, действующая на подшипник: = НЕ ∙ =0,63*35260=22213 Н.2100-1-1106Ресурс подшипников в часах 10ℎ = 60∙ ∙ 23 ∙ ( ) , при условии < 0,5 .где: 23 -коэффициент, учитывающий условия эксплуатации подшипников ([4], с.24, т.1.9),принимаем 23 = 0,55- для радиальных шариковых двухрядных сферических подшипниковобычных условий эксплуатации,=3 (для шариковых подшипников).При кр = 3мин-1 условно расчеты ведут , принимая кр = 10мин-1[4],Проверяют условие106 < 0,5106=31098=49362< 0,5 =81500. Условие выполняется.0,63163000 310ℎ = 60∙ ∙ 23 ∙ ( ) = 60∙10 ∙ 0,55 ∙ ( 31908 ) = 122200ч. > tΣ = 2000ч.Подшипник пригоден.2.3.2.
Упорный подшипник [5].Из конструктивной проработки выбираем упорный подшипник по ГОСТ 7872-89.4Редакция 2020г. Выполнено Пучковой Л.М.Как правило, для создания опорной площадки диаметр цапфы под упорный подшипникпринимают меньше, чем под радиальный подшипник.Выбираем подшипник № 8310, d=50мм, Coa=173000 H, Ca =88400H .Эквивалентную динамическую осевую нагрузку определяют = ∙ Б ∙ =15120*1,4 *1=21168 H. -эквивалентная осевая сила, действующая на подшипник. = НЕ ∙ в =0,63*24000=15120 Н.Проверяют условие < 0,5 .211680,63= 33600 < 0,5 = 0,5 ∗ 88400 = 44200Н. Условие выполнено.10610688400 310ℎ = 60∙ ∙ 23 ∙ () = 60∙10 ∙ 0,55 ∙ (21168) = 66762 > t Σ = 4000ч.Подшипник пригоден.2.4.
Проверка подшипников опор кранов по статической грузоподъемности.Условие пригодности подшипников:Coa ≥ ξRв - для упорных подшипников,Cor ≥ ξRг - для радиальных подшипников,ξ=1,5…4 - коэффициент запаса, вводимый для обеспечения плавности хода и стабильностимомента трения.Для радиальных подшипников обычно ξ=1,5…2.ξRг=1,5*30500=45750 H< Cor=91500Н.Подшипник пригоден.Для упорного подшипника принимаем ξ=4.ξRв =4*24000=96000 Н < Coa =173000Н.Подшипник пригоден.После проектирования открытой зубчатой передачи уточняют расчет радиальныхподшипников с учетом сил от зацепления открытой зубчатой передачи.3.Выбор электродвигателя.3.1.1. Номинальная частота вращения электродвигателя/Ориентируемся на электродвигатель с nc=1000мин-1 для него предварительно принимаемноминальную частоту вращения nн = 0,9 nc = 900 мин-1.9003.1.2.
Предварительное передаточное отношение механизма поворота: = н = 3 = 300.кр3.1.3. Предварительное определение КПД привода ɳ/.В предварительных расчетах можно принимать η/=0.85при зубчатом редукторе и η/=0.65 – причервячном редукторе. Ориентируясь на червячный редуктор, принимаем η/=0.65.3.1.4. Приведенный момент инерции при пуске:/пр.п =2 +22( +зах )∙2 +∙стрм.под. под +м.пов.
пов∙(/ )2 ∙/(12500+375)∙52 +8000∙1,252 +2500∗0,52 +625∗0,332=9,81∗3002 ∗0,65=0,564256/пр.п = 0,564256 кгм2.3.1.5. Окружная скорость стрелы на максимальном вылете:м/стр = 2 ∙ ∙ кр = 2 ∙ 5 ∙ 3 = 94,25 мин.м3.1.6. Время пуска при допускаемом ускорении [a] =0,25 с2 (крюковый кран с ручнойстроповкой и FQ менее 32 кН, см. табл. в упр.№4).//стр94,25 = 60∙[] = 60∙[0,25] = 6,28с.3.1.7. Номинальный момент электродвигателя, требуемый по условию разгона с заданнымускорением:/ =///∙пр.п ∙ ∙по/30∙п,5Редакция 2020г. Выполнено Пучковой Л.М./предварительно принимаем относительное время пуска по = 0,7.∙0,564256∙900∙0,7/ == 5,928 Нм.30∙6,283.1.8.
Мощность электродвигателя(кВт), требуемая по условию разгона с заданнымускорением:∙//5,928∙900 = 9550= 9550 = 0,5586 кВт.3.1.9. Момент сопротивления повороту крана относительно оси колонны от трения вподшипниках верхней опоры:утр = (г ∙ 2 + в ∙ 2 ), где:f =0,01-приведенный коэффициент трения в подшипниках качения ([2] на стр.40,табл.14),10050тр = 0,01(30500 ∙ 2 + 24000 ∙ 2 ) =21250 Нмм =21,25Нм;f=0.01-приведенный коэффициент трения в подшипниках качения ([2], стр. 40, табл. 14);dp=100 мм и dy= 50 мм – внутренние диаметры соответственно радиальных и упорногоподшипников.3.1.10. Момент сопротивления повороту крана относительно оси колонны от трения внижней опоре [2], с.47,49,50.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
