3 РАСЧЕТ КРАНОВЫХ МЕХАНИЗМОВ (1222699)

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

Текст из файла

3 Расчет крановых механизмов

3.1 Расчет механизма подъема груза

Принципиальная схема механизма подъема представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Схема механизма подъема груза

Натяжение каната на барабане при подъеме груза определяем по формуле (3.1):

(3.1)

где m_гр – масса груза, m_гр = 10000 кг;

_бл – КПД блока, принимаем _бл = 0,98;

Z_k – рядность полиспаста, Z_k = 1;

a_n – кратность полиспаста, A_n = 2;

t – число отклоняющих блоков, t = 2;

Тогда по формуле (3.1) получим:

КПД полиспаста определяется по формуле (3.2):

(3.2)

После подстановки получаем:

По правилам Ростехнадзора разрывное усилие рассчитывается по формуле (3.3):

F_о  F_max  Z_p (3.3)

где Z_p = 7,1 – коэффициент запаса прочности для режима работы 5М;

Тогда по формуле (3.3) получаем:

F_о = 51588  7,1 = 549313 Н = 366,3 кН

Выбираем канат: полиэтиленовый канатов марки "Dyneema"

диаметр каната d_k = 18 мм = 0,018 м;

предел прочности _в = 2920;

Диаметр барабана рассчитываем по формуле (3.4):

D_б = n₁  d_k (3.4)

где n₁ = 22,4 – коэффициент выбора для режима 5М;

тогда по формуле (3.4) получаем:

D_б = 22,4  0,018 = 0,40 м

D_б = D_бл = 0,40 м

где D_бл – диаметр блока, м;

Принимаем шаг нарезки на барабане р = 14;

Длину нарезаемого участка определяем по формуле (3.5):

l_н = р(z_p+z_н+z_кр) (3.5)

где z_н = 1,5 – число запасных витков;

z_кр = 3,2 – число витков крепления;

По формуле (3.5) имеем:

l_н = 14  (7,1 + 1,5 + 3,2) = 165,2 мм

Общая длина барабана с учетом крепления на станке для точения канавок состоит l_б = 220 мм.

Так как l_б  3D_б, то проверку на прочность и устойчивость не проводим.

Минимальная толщина стенки барабана:

 = 0,01D_б + 3 мм = 0,01  650 + 3 = 9,5 мм

С учетом износа принимаем  = 15 мм.

Напряжение сжатия на внешней поверхности барабана находим по формуле (3.6):

(3.7)

После подстановки получаем:

где [] = 160 МПа – допускаемое напряжение для Сталь 3;

  []

Статическую мощность электродвигателя определяем по формуле (3.7):

(3.7)

где _гр = 0,51 м/с – скорость подъема груза;

_м = 0,85 – КПД механизма;

Подставив в формулу (3.7) получим:

По каталогу выбираем электродвигатель серии MTF 311-6 со следующими параметрами:

Номинальная мощность: P_ном = 11 кВт – для ПВ = 40%;

Частота вращения вала электродвигателя: п = 945 об/мин;

Максимальный пусковой момент: М_мах = 320 Н  м;

Момент инерции ротора: I_p = 0,225 кгм²;

Требуемое передаточное отношение редуктора определяем по формуле (3.8):

(3.8)

где n_бар – частота вращения барабана механизма подъема, определяем по формуле (3.9):

(3.9)

Подставляя значения получаем:

Подставляя (3.9) в формулу (3.8) получаем:

Момент на тихоходном валу рассчитываем по формуле (3.10):

(3.10)

Подставляя значения в формулу (3.10) получаем:

По каталогу выбираем редуктор Ц2У-250 с передаточным числом 35,5, мощностью на быстроходном валу 10,4 кВт, номинальным моментом на тихоходном валу М_тих^н = 4 кНм, радиальной нагрузкой на тихоходном валу  = 16 кН и КПД  = 0,97;

Тормоз выбираем по расчетному тормозному моменту:

М_т = К  М_с^т (3.11)

где К = 1,5 – коэффициент запаса торможения;

М_с^т – статический крутящий момент при торможении, Нм;

(3.12)

где _общ = _ред  _п  _бар  _м = 0,96  0,95  0,98  0,98 = 0,87

Подставляя значении в формулу (3.12) получаем:

Подставляя (3.12) в формулу (3.11) получаем:

М_т = 1,5  660 = 990 Нм

По каталогу выбираем тормоз ТКГ-400 с М_т = 1500 Нм и регулируем его на 1000 Нм.

Выбираем шкив-муфту МУВП-1 с тормозным шкивом диаметром – 200 мм, наибольшим передаваемым моментом – 500 Нм и моментом инерции I_м = 0,125 кгм².

3.2 Проверочный расчет механизма подъема груза

Проверку двигателя на нагрев проведем по эквивалентному крутящему моменту из условия:

М_э  М_дв.н. (3.13)

где М_э – эквивалентный крутящий момент;

М_дв.н. – номинальный крутящий момент на валу электродвигателя;

М_дв.н. = 320 Нм;

(3.14)

где М_ст.под, М_ст.оп – статический момент при подъеме и опускании j-го груза;

t_p.j – время разгона при работе с j-м грузом;

t_y.под., t_y.оп. – время установившегося движения при подъеме и опускании;

(3.15)

(3.16)

П
ринимаем, что за рабочий цикл производится 10 подъемов и опусканий груза. На рисунке 3.2 представлен график загрузки механизма подъема для режима работы 5М.

Рисунок 3.2 – График нагрузки механизма подъема для режима работы 5М

Q₁ = Q_н = 147,2 кН – 2 раза;

Q₂ = 0,75Q_н = 110,4 кН – 4 раза;

Q₃ = 0,195Q_н = 28,7 кН – 1 раз;

Q₄ = 0,05Q_н = 7,4 кН – 3 раза;

По формулам (3.15) и (3.16) получаем:

Время разгона при подъеме и опускании груза находим по формулам (3.17) и (3.18) соответственно:

(3.17)

(3.18)

где _дв.п =   n_дв /30 = 3,14  945/30 = 98,91 с ^-1;

_дв.о = 2  _с - _дв.п

где _с – синхронная частота, с^-1;

_с = 2    f /р

где р = 3 – число пар полюсов;

f = 50 – частота, Гц;

_с = 2  3,14  50 /3 = 104,7 с^-1

_дв.о = 2  104,7 – 98,91 = 110,5 с^-1

Среднепусковой момент двигателя рассчитываем по формуле (3.19):

М_п.ср =   М_дв.н (3.19)

где  = 2 – кратность среднепускового момента;

М_дв.н = N_дв /_дв = 58000 / 104,7 = 554 Н  м

Подставив в формулу (3.19) получим:

М_п.ср = 2  554 = 1108 Н  м

Момент инерции механизма рассчитываем по формуле (3.20):

I_мех = I_вр + I_пост (3.20)

где I_вр – момент инерции вращающихся частей, кгм²;

I_пост – момент инерции поступательно движущихся частей, кгм²;

I_вр = 1,15(I_дв + I_муф) = 1,15(0,225 + 0,125) = 0,4 кгм²

где I_муф – момент инерции муфты, кгм²;

Момент инерции поступательно движущихся частей находим по формуле (3.21):

(3.21)

Подставляя полученные значения в формулу (3.20) получаем:

I_мех1 = 0,4 + 0,625 = 1,025 кгм²

I_мех2 = 0,4 + 0,468 = 0,868 кгм²

I_мех3 = 0,4 + 0,122 = 0,522 кгм²

I_мех4 = 0,4 + 0,031 = 0,431 кгм²

Подставляя полученные значения в формулы (3.17) и (3.18) получаем:

t_p.j = 2(1,13+0,06)+4(0,25+0,06)+(0,06+0,05)+3(0,04+0,04) = 4 с

Время установившегося движения находим по формулам (3.22) и (3.23):

(3.22)

(3.23)

где Н_ср = (0,5…0,8)Н – средняя высота подъема, м;

_под – скорость подъема груза, м/с;

_оп – скорость опускания груза, м/с;

Принимаем Н_ср = 32.

_под = _дв.п  r_б / U_мех = 98,91  0,325 / 54 = 0,6 м/с

_оп = _дв.о  r_б / U_мех = 110,5  0,325 / 54 = 0,67 м/с

Подставив значения в формулы (3.22) и (3.23) получим:

t_у.п. = 10  53,3 = 533 с

t_у.о. = 10  47,8 = 478 с

 = 0,65 – коэффициент учитывающий ухудшение охлаждения двигателя в процессе пуска.

Подставив значения полученные по формулам (3.15-3.19) и (3.22-3.23) в выражение (3.14) получим:

М_э  М_дв.н, так как заданное условие выполняется, следовательно двигатель перегреваться не будет.

3.3. Расчет механизма изменения вылета стрелы.

Исходные данные:

Грузоподъемность крана при всех вылетах наибольший вылет наименьший вылет Амин = 15м

Определение сопротивлений передвижению грузовой тележки, выбор двигателя и редуктора.

Расчет включает определение сопротивлений передвижению тележки, мощности, выбор электродвигателя, редуктора, тягового каната.

О
бщее сопротивление передвижению тележки равно сумме сопротивлений от сил трения, ветра, уклона, от перемещения каната по блокам полиспаста и натяжения в Рисунок 3.1. Сопротивлений передвижению грузовой тележки.

холостой ветви тягового каната.

(3.24)

Сопротивление от сил трения

(3.25)

Диаметр ходового колеса и диаметр цапфы выбирается по таблицы 3.1

Ориентировочное значение диаметров ходового колеса тележки и цапфы

Таблица 3.1 Диаметр ходового колеса и диаметр цапфы.

Ряд диаметров ходовых колес (ГОСТ 3569-74), мм : 200, 250, 320, 400, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000 и цапф соответственно : 50, 55, 70, 95, 115, 135, 145, 200, 155,190, 200.

Принимаем , ,

Значения коэффициентов трения скольжения и трения качения принимаем по табл.3.1.и 3.2.

В качестве подкранового рельса принимаем брус Подшипники качения роликовые. .;

Коэффициент, К_р учитывающий трение реборд колес о рельс для крановых тележек с цилиндрическим ободом ходового колеса принимаем К_р=1,5

Коэффициент трения в цапфах колес

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 ВКР