Расчет механизма подъема башенного крана

Mashiny_poyasnilka.docx

Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Волгоградский государственный технический университет»
«Нефтегазовых сооружений»
«Расчет механизма подъема башенного крана»
)ГрузоподъёмностьG= 7000 кг
)Высота башенного кранаH=50 м
)Режим работы крана - тяжелый
)Длина конструкции стрелы a=8
)Кратность полиспаста i=4
Выбор полиспаста диаметра барабана и блоков
)Определяем коэффициент полезного действия полиспаста:
)Определяем максимальное натяжение в канате при подъёме груза:
)Выбор каната по разрывному усилию:
)Выбираем диаметр каната:
)Определяем диаметр блока и барабана по центру наматываемого каната:
для тяжелого режима работы
)Выбираем по ГОСТ диаметр барабана:
)Расчет узла барабана
а) Определяем общую длину каната:
б) Определяем число витков нарезки на барабан:
в) Определяем длину нарезки
для диаметра каната = 13.5(мм)
г) Определяем число навивок на барабан:
)Определяем толщину стенки канатного барабана лебедки с учетом действующих на него напряжений:
а) Из условия технологии изготовления барабанов определяем толщину стенки:
)Определяем приведенное напряжение от изгиба и кручения:
)Определяем мощность электродвигателя
Принимаем электродвигатель МТВ 312-6
Максимальный момент: 46 кг*м
Момент инерции ротора: 00318
а) Определяем общее передаточное число редуктора:
)Допустимая величина предельного момента передаваемого редуктором:
)Уточняем число оборотов барабана:
)Фактическая скорость подъёма груза:
)Определяем статический момент на валу двигателя:
) Определяем средний момент двигателя в период пуска:
Проверка выполняется. Т.к. условие выполняется то редуктор удовлетворяет условиям перегрузки двигателя в период запуска.
)В период пуска электродвигатель должен развивать момент:
)Статический момент на валу двигателя:
)Момент инерции движущихся масс механизма приведенный к валу двигателя при подъеме груза:
Крутящий момент муфты в период пуска двигателя:
)Средний момент электродвигателя в период пуска:
)Время пуска двигателя при подъеме и опускании груза:
Динамический момент от поступательного движения груза:
Динамический момент от вращающихся масс:
Проверка выполняется. Следовательно двигатель подобран верно.
Тормоз устанавливаем на валу двигателя. Расчетный тормозной момент:
Статический момент на валу двигателя при торможении:
Выбираем тормоз типа тт-200 с наибольшим тормозным моментом 20 кг*м отрегулированный на расчетный тормозной момент.
)Время торможения механизма подъема:
Момент инерции движущихся масс механизма приведенный к валу тормоза при торможении:
Время торможения при опускании груза:
Время торможения при подъеме груза:
)В зависимости от тормозного момента выбираем диаметр тормозного шкива:
Наименьший диаметр тормозного шкива:
)Сила трения между колодкой и шкивом:
)Сила нажатия колодки на шкив:
Принимаем зазор между колодкой и шкивом равным 1 мм
)Работа растормаживания при отходе колодок:
АВТОМАТИЗАЦИЯ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИЙ
Датчики перемещения. Устройства служащие для получения информации о положении элементов устройств механизмов или их частей путем преобразования линейных или угловых перемещений в электрические или другие величины называются датчиками перемещения или положения. Простейшее устройство двухпозиционного (релейного) типа для контроля положения механизмов или их частей – концевой или путевой выключатель. Контактный концевой (конечный) выключатель рычажного типа ограничивающий линейное перемещение работает следующим образом. При достижении механизмом или его частью какого-либо крайнего положения этот механизм нажимает рычаг 1 концевого выключателя который переключает контактную группу 2. (Рис 1 а). Для ограничения углового перемещения механизма служит например шпиндельный выключатель. Он имеет винт соединенный с валом механизма через зубчатую или цепную передачу при вращении которого гайка (кулачок) перемещается до наезда на левый или правый выключатель (Рис. 1 б). В редукторных выключателях вращение от вала механизма передается рычагу выключателя через червячный редуктор а также замыкающие и размыкающие кулачковые шайбы смонтированные на его выходном валу. В слаботочных системах автоматического управления распространены так называемые микропереключатели (Рис. 2).
Они имеют один замыкающий 1 и один замыкающий 2 контакты расположенные в корпусе 3. С помощью пружины 4 и толкателя 7 приводится в действие подвижный контакт 5. Толкатель приводится в движение рабочим органом машины положение которого контролируется. В приведенной схеме концевой выключатель выключает привод рабочего органа когда последний достигает крайнего положения. Второй контакт концевого выключателя может быть использован для включения например механизма реверса.
Защитное устройство от аварийных ветровых нагрузок
На рис. 3 дана схема защитного устройства от аварийных ветровых нагрузок предназначенного для установки на башенных и портальных кранах. В состав устройства входят датчик 1 скорости ветра анемометрического типа М-95 и блок управления БУ который состоит из измерительного модуля 2 модуля индикации 3 модуля задержки времени 4 и исполнительного устройства 5.
Датчик скорости ветра имеет крыльчатку и тахогенератор с входа которого напряжение Uтг пропорциональное скорости ветра подается в измерительный модуль с измерительным прибором. Шкала последнего проградуирована в метрах в секунду. Сигнал U2 из измерительного модуля подается в модуль индикации 3 имеющий реле К1 и сигнальную лампу HL1. При опасных порывах ветра реле К1 включает выдержку времени реле HL2. Если время действия опасной ветровой нагрузки превышает выдержку времени реле КТ то оно включает сигнальную лампу HL2 и подает напряжение U4 на промежуточное реле К2 в блоке 5 которое включает противоугонное устройство (механизм захвата) и отключает двигатель передвижения крана М. Схема механизма захвата показана на рис. 4. Рычаг 5 механизма захвата поворачивается вокруг оси 1. При работе крана длинные плечи рычагов сводятся при помощи пневмоцилиндра 3. При выключении пневмоцилиндра (с помощью золотникового устройства с электросоленоидом) рабочие поверхности коротких плеч рычагов прижимаются к рельсам пружиной 2.
Автоматизация ограничения грузоподъемности
Для стреловых кранов безаварийная работа обусловлена требованием не превышать допустимый грузовой момент. Он зависит как от конструкции крана так и от условий его эксплуатации (расстояния до груза горизонтальной базы крана). Однако в любых условиях должно выполняться требование устойчивости крана ( - опрокидывающий момент при максимальном вылете крюка).
Грузовой момент определяется выражением где Р – вес поднимаемого груза l – длина стрелы - угол наклона стрелы крана к горизонту.
При нарушении требования устойчивости крана у крановщика имеется только одна возможность сохранения условия устойчивости (при заданной массе груза) – уменьшить вылет крюка. Для принятия такого решения и его реализации крановщику требуется достаточно большой опыт. Однако риск опрокидывания остается особенно при расположении груза со стороны меньшей базы крана. По этой причине в настоящее время на большинстве кранов операция уменьшения риска опрокидывания выполняется автоматической системой ограничения грузоподъемности крана.
Условие работы крана (УРК) которое должна выдерживать автоматическая система получается на основании зависимостей МгМгд и :
Это условие контролируется системой при работе крана непрерывно. Структурная схема системы контроля показана на рисунке рис 5 а. В рассматриваемом устройстве в качестве датчика усилия ДУС (рис 5 б) используется динамометрическое кольцо 1 связанное с потенциалометрическим преобразователем 2. Оно устанавливается на канатных оттяжках 3 стрелового полиспаста и реализует зависимость . Для измерений вылета крюка используется кулачковый датчик ДУГ кинематическая схема которого представлена на рис 5 в. Датчик реагирует на изменение угла наклона стрелы 1 крана и с помощью поводка 2 и кулачка 3 поворачивает рычаг 4 (подвижный контакт потенциометра 5). Выходным параметром датчика является . К ДУГ переключателя SAI подключаются резисторы R1 R8 задатчика ЗД что позволяет задавать необходимый режим работы крана (см. рис. 6).
Датчики ДУС ДУГ и резисторы задатчика для проверки УРК включены в мостовую схему к выходу которой подключено поляризованное реле КР выполняющее в схеме роль нуль-органа и усилителя сигналов. Датчики ДУС ДУГ задатчик и нуль-орган образуют функциональный преобразователь Пр1 (рис 5 а) формирующий сигнал Uс. Этот сигнал характеризует выполнение условия УРК.
При работе крана в режиме удовлетворяющем УРК на поляризованное реле КР подается сигнал достаточной величины и необходимой полярности что создает условие для подачи напряжения Uд на двигатель вылета крюка. Это происходит в такой последовательности: контакт 1КР подает питание на катушку реле времени КТ1 которое с заданной выдержкой времени контактом 1КТ1 отключает реле времени КТ2. Последнее с выдержкой времени контактом 1КТ2 подает напряжение на катушку промежуточного реле К которое включив свои контакты 1К 2К 3К через штепсельный разъем подает напряжение Uд в цепь питания двигателя вылета крюка. Одновременно с этим загорается сигнальная зеленая лампа HL1 сигнализирующая о нормальной работе крана. При невыполнении УРК выходное напряжение моста меняет свою полярность в результате чего реле КР размыкает свои замыкающие контакты 1КР. Это приводит к отключению двигателя вылета крюка. При этом гаснет зеленая лампа HL1 и загорается красная HL2 включается звукововая сигнализация ЗВ. Степень приближения рабочего режима к предельному контролируется микроамперметром мкА включенным параллельно катушке реле КР. Функциональный преобразователь Пр2 собран на реле времени что обеспечивает устойчивую работу схемы при кратковременных нарушениях УРК. В последнее время большое распространение получили подъемные краны с телескопическими выдвижными стрелами. У таких кранов длина стрелы – величина переменная и поэтому системы ограничения грузоподъемности должны дополнительно иметь еще датчик для стрелы.

Mashiny_proekt.dwg

тип цилиндрический двухступенчатый
суммарное межосевое расстояние
передаточное число 34
тип электромагнита ТГМ-50
дмаметр тормозного шкива
тормозной генератор ТМ-4
Тяговое усилие каната
Канатоемкость барабана
Число слоев навивки каната 2
Лебедка грузоподъемная
Механизация и автоматизация строительства
68077-271101.65-003-КП-1-15
Лебедка грузоподъемная Л-400
Расчет механизма подъема башенного крана
Число слоев навивки каната
Суммарное межосевое расстояние
Скорость подъема груза