Настенный поворотный кран с тележечным механизмом изменения вылета грузоподъемностью 10 тонн.

ryesssrrrs-rryir.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
«Тюменский индустриальный университет»
Кафедра "Транспортные и технологические системы
по дисциплине «Грузоподъёмные машины»
Тема: «Настенный поворотный кран с тележечным механизмом изменения вылета грузоподъемностью 10 тонн»
МОПбп-16-1 Петров А.К.
Расчёт механизма подъема груза5
1. Выбор схемы полиспаста5
2. Выбор гибкого элемента6
3. Определение основных размеров барабана7
4. Проверка барабана на прочность9
5. Расчет крепления каната на барабане9
6. Выбор электродвигателя и редуктора10
7. Выбор редуктора12
Расчет механизма передвижения тележки14
1. Сопротивление передвижению.14
3. Выбор электродвигателя.15
4. Расчет ходовых колес.17
Список использованной литературы20
Курсовое проектирование по грузоподъемным машинам (ГПM) способствует обобщению и закреплению теоретических знаний студентов и прививает им навыки самостоятельного решения инженерных задач при разработке конструкций сборочных единиц и машин.
Главными задачами студента являются: расчет основных механизмов крана выбор на основе этих расчетов нормализированных и стандартных сборочных единиц их рациональная компоновка. Механизмы должны удовлетворять требованиям надежности удобства монтажа и демонтажа обслуживания безопасности.
Кран консольный настенный (рис. 1.) с электрическим приводом поворота консоли предназначен для механизации работ по подъему и перемещению различных грузов. Он может использоваться как в помещениях так и на открытом воздухе. Кран настенный применяется в условиях ограниченной высоты помещения когда отдельно стоящие грузоподъемные конструкции могут занимать рабочее пространство. Такие краны обеспечивают подъем груза и его перемещение в горизонтальной плоскости на угол не более 180°. В таблице 1 представлены основные параметры проектируемого настенного крана.
Таблица 1. - Основные параметры крана.
Грузоподъемность крана т.
Максимальный вылет м.
Скорость подъема груза ммин.
Скорость передвижения тали ммин.
Высота подъема груза м.
Рис. 1. - Кран консольный настенный
Расчёт механизма подъема груза
1. Выбор схемы полиспаста
1.1. Определяем ориентировочную кратность полиспаста
где Q-грузоподъемность крана т.
Принимаем одинарный полиспаст кратностью равной 2
Рис. 1. - Схема полиспаста.
1.2. Определение тягового усилия полиспаста в канате
Максимальное усилие Fб (Н) в ветви каната набегающей на барабан определяют из расчётной зависимости:
Где -номинальная грузоподъёмность крана;
Fб-сила натяжения каната Н;
g-ускорение свободного падения;
-количество ветвей на барабане;
2. Выбор гибкого элемента
2.1. Выбор каната производится по разрушающей нагрузке
где – коэффициент запаса прочности для группы режима крана М5 zр=45.
Fб – сила натяжения каната.
По значению разрушающей нагрузки подбираем стальной канат 225 ГОСТ 2688-80 - канат двойной свивки с линейным касанием проволок в прядях с органическим сердечником конструкции 6х19. Канат изготавливается диаметром 225 мм. Канат в основном используется в грузовых целях может применяться в грузоподъемных кранах.
Канат 225 ГОСТ 2688-80 изготавливается из проволоки изготовленной из углеродистой стали без покрытия. При производстве канат покрывается смазкой. Эскиз каната представлен на рис. 2.
Рис. 2. - Эскиз сечения каната
Основные характеристики стального каната 225 ГОСТ 2688-80:
3. Определение основных размеров барабана
3.1. Определение диаметра барабана
Где - диаметр каната =225 мм;
- коэффициент выбора диаметра для группы режима М5 =18.
На рис. 3. представлена схема барабана для полиспаста.
Рис. 3. - Схема барабана для полиспаста
3.2. Определение длины барабана с односторонней нарезкой
Где - длина буртика;
- длина нарезной части барабана.
3.3. Длины определяются по формулам
где - общее количество витков винтовой канавки;
- шаг винтовой канавки.
3.4. Определение общего количества витков винтовой канавки:
где - количество рабочих витков;
- количество витков для крепления конца каната =3;
- количество запасных витков =3.
3.5. Определение количества рабочих витков
3.6. Определение шага винтовой канавки
На рис. 4. представлен профиль канавок на барабане
Рис. 4. - Профиль канавок на барабане
3.7. Определение основных размеров сечения барабана
Где - толщина стенки стального барабана.
4. Проверка барабана на прочность
4.1. При длине барабана проверку барабана производят по формуле
где допустимое напряжение для стального барабана =80 МПа.
Условие выполняется.
5. Расчет крепления каната на барабане
На рис. 5. представлена схема крепления барабана
Рис. 5. - Крепление конца каната на барабане
5.1. Определение расчетного натяжения каната
Где - основание натурального логарифма ;
- угол обхвата барабана ;
- коэффициент трения между канатом и барабаном 012
5.2. Определение усилия прижатия каната к планкам
где -приведенный коэффициент трения между канатом и планкой ;
k– коэффициент запаса надежности крепления каната к барабану; k=125;
m- коэффициент учитывающий Эйлерову силу за счет крепежных витков; m=1.
5.3. Определение усилия болта М18 принимаем
где - допускаемое напряжение Па;
-внутренний диаметр резьбы болта М14 1155мм.
6. Выбор электродвигателя и редуктора
Электродвигатель выбираем из условия
6.1. Определение расчетной мощности электродвигателя
где- статическая мощность кВт;
-коэффициентиспользованияноминальнойгрузоподъемности ;
- коэффициент учитывающий фактическую продолжительность включения =082;
- коэффициент учитывающий схему регулирования скорости=119;
- коэффициент пусковых потерь =15.
6.2. Определение статической мощности
где - общий КПД механизма .
Выбираем двигатель с мощностью которая бы удовлетворила условие.
Выбираем электродвигатель АИР250M2 IM1001 (рис. 6.)
Частота вращения вала n=3000 мин-1;
Мощность на валу P=90 кВт
Рис. 6. - Электродвигатель АИР250M2 IM1001
Редуктор выбираем по крутящему моменту на тихоходном валу и передаточному числу.
7.1. Крутящий момент на тих. Валу
Выбираем редуктор Ц2У-315Н
Рис. 7. - Общий вид редуктора Ц2
Выбор тормоза производим по тормозному моменту
8.1. Тормоз выбирается из условия
Где - механический крутящий момент;
- коэффициент запаса торможения .
8.2. Определяем механический крутящий момент
где==4 - время торможения.
Выбираем тормоз ТКГ-300 (рис. 8.)
Рис. 8. - Колодочный тормоз ТКГ с гидравлическим толкателем ТГМ
Расчет механизма передвижения тележки
Выбранная схема механизма передвижения тележки с показана на рис. 9. Вал электродвигателя 1 соединен муфтой 2 с выходным валом редуктора 3 установленного вместе с двигателем на середине моста. Валы приводных колес 4 соединяются с выходным валом редуктора тихоходным валом 5 секции которого соединены зубчатыми муфтами 6. Шкив 7 тормоза устанавливается на втором конце вала двигателя.
Рис. 9. - Кинематическая схема механизма передвижения тележки
1. Сопротивление передвижению.
2.1. Сопротивление передвижению тележки с номинальным грузом приведенное к ободу ходового колеса:
Где - грузоподъемность;
- собственный вес тележки (Примем собственный вес тележки 1000кг);
Dх.к. – диаметр поверхности катания ходового колеса тележки (Dх.к. = 200 мм);
d – диаметр цапфы вала ходового колеса (примерно равный (025-030)Dх.к.. Примем d = 60 мм);
- коэффициент учитывающий сопротивление трения реборд ходовых колес и торцов ступиц колеса = 25 (дли подшипников качения [1]);
- коэффициент трения качения (при плоском рельсе = 004 мм);
f – коэффициент трения в опоре вала колеса (при установке ходовых колес на шариковых подшипниках f = 0015).
Тогда сопротивление передвижению тележки при работе с номинальным грузом:
2.2. При работе без груза:
3. Выбор электродвигателя.
Выбор электродвигателя производят по максимально допустимому пусковому моменту при котором обеспечивается надлежащий (равный 12) запас сцепления ходового колеса с рельсом исключающий возможность буксования в процессе разгона моста крана без груза.
3.1. Максимально допустимое ускорение моста при пуске при котором обеспечивается заданный запас сцепления равный 12 определяем по формуле:
где - число приводных ходовых колес;
- общее число ходовых колес;
- коэффициент трения качения ( = 004 мм [1]);
- коэффициент сцепления ходового колеса с рельсом принимаемый для кранов работающих в закрытых помещениях равным 015;
3.2. Определим мощность электродвигателя по статическому сопротивлению при перемещении тележки с номинальным грузом:
где - скорость движения тележки.
Принимаем двигатель МТ 011-6 с мощностью равной 17 кВт (845обмин при ПВ=15%). Мma Ммаховой = 09 Н·м2.
Рис. 10. - Габаритная схема электродвигателя
Основные размеры: L = 4155мм; H = 313мм; B1 = 230мм; C = 90мм;
C2 = 75мм; h = 125мм .
3.3. Число оборотов ходовых колёс:
3.4. Передаточное число редуктора:
По нормали на редукторы выбираем редуктор ВК. Наиболее подходящим для установки на тележке является редуктор ВК 400-III с передаточным числом i0 = 210. Этот редуктор рассчитан на передачу мощности 44 кВт при среднем режиме работы.
Рис. 11. - Конструктивная схема редуктора
Основные размеры редуктора ВК 400: A = 400мм; B = 245мм; H = 395мм; L = 665мм.
4. Расчет ходовых колес.
4.1. Максимальная нагрузка на ходовое колесо тележки в предположении равномерного распределения нагрузки по всем четырем колесам:
4.2. Расчет ходовых колес производится на контактное смятие для линейного контакта цилиндрического обода колеса с плоским рельсом имеющим длину контактной линии b = 40 мм:
где- коэффициент зависящий от режима работы (= 12);
– нормальная нагрузка при максимальном грузе;
– коэффициент учитывающий переменность нагрузки = 08;
– приведенный модуль упругости. При стальных колесах и рельсах 21·103 кНсм2;
- радиус ходового колеса.
= 2355 кгсм2 =2355 МПа.
Ходовое колесо можно изготовить из стали марки 45Г для которой допускаемое напряжение при смятии [] = 450 МПа .
В ходе данного курсового проектирования были рассчитаны основные механизмы настенного поворотного крана. Все механизмы удовлетворяют требованиям надежности удобствам монтажа и демонтажа обслуживанию безопасности.
Александров М.П. Грузоподъёмные машины. – М.: Высшая школа 2000. – 552 с.
Александров М.П. Подъёмно – транспортные машины. – М.: Высшая школа 1985. – 593 с.
Вайнсон А.А. Подъёмно – транспортные машины. – М.: Машиностроение 1993. – 431 с.
Конспект лекций по предмету «ГПМ»
Кузьмин А.В. Марон Ф.Л. Справочник по расчётам механизмов подъёмно- транспортных машин.– Минск: Высшая школа 1983. – 272 с.
Курсовой проект по грузоподъёмным машинам (метод. указания) Под ред. Ю.В. Ремизович – Омск 2003 гСибАДИ. -28с.
Справочник по кранам Под ред. М.М. Гохберга. – Л.: Машиностроение 1988. Т.1. – 353 с.
Транспортно-технологические машины (метод. указания) Под ред. Ю.В. Ремизович – Омск 2011 гСибАДИ. -159 с.
Учебное пособие для вузов. - Под ред. М. П. Александрова и Д. Н. Решетова. Атлас конструкций - М.: Машиностроение 1973. - 256 с.

chertezhi.dwg

Техническая характеристика настенного крана
т Максимальный вылет
м Скорость подъема груза
ммин Скорость передвижения тали
ммин. Высота подъема груза