Проектирование башенного крана

общий вид спец.doc

Пояснительная записка
Инструкция по эксплуатации
Схема гидравлическая
Перечень спецификаций
Механизм передвижения кр.
Платформа неповоротная
Платформа поворотная
М-м изменения вылета стр.
Узел блока обводного
Механизм ограничения
Выключатель концевой
Канат ТК (ГОСТ2688-80)
Масло индустриальное
Солидол ГОСТ 4366-76
Краска эмаль оранжевый

Спецификация мм передвиж.doc

Опора вспомогательная
Механизм передвижения
электродвигатель MTF-211-6
Тормоз колодочный ТКТ-200

1лист.dwg

Сварочные швы по ГОСТ 14771-76
Грузоподъемность Мг 8 Вылет крюка м 14 Вылет подъема м 42 Скорость подъема ммин 10 Скорость передвижения крана мс 0
Скорость передвижения груза мс 0
Частота поворота обмин 0
Подкрановый путь (рельс) тип КР 70 Нагрузка от колеса на рельс кН 430 Число ходовых колес 8крана кН 8472 Режим работы крана тяжелый
Техническая характеристика
Грузоподъемность Мг 11 Вылет крюка м 23 Вылет подъема м 75 Скорость подъема ммин 10 Скорость передвижения крана мс 0
База м 12.5 Колея м 12.5 Подкрановый путь (рельс) тип КР 70 Нагрузка от колеса на рельс кН 430 Число ходовых колес 8крана кН 15000 Режим работы крана тяжелый
Устойчивость крана (см. 1.012.00.00.ПЗ) Устойчивость грузовая К=2
собственная устойчивость К=1
] 2. Максимальный угол продольного уклона крана не более 2 град. 3. Кран эксплуатируется при силе ветра Wв=9530 Н (см. 1.012.00.00.ПЭ). 4. Перед эксплуатацией: а) редукторы всех механизмов залить маслом И30А (ГОСТ 20799-75) до нужного уровня. б) подшипники прошприцевать Литолом -24 (ГОСТ 21150-73) Все приборы по безопасности и эксплуатации проверить
испытать их работоспособность и запломбировать. 5. После изготовления провести техническое освидетельствование. 6. Все размеры для справок
Первый зам. Генерального конструктора В.В. Витер

3 лист1.dwg

Грузоподъемность Мг 11 Вылет крюка м 23 Вылет подъема м 75 Скорость подъема ммин 10 Скорость передвижения крана мс 0
Скорость передвижения груза мс 0
Частота поворота обмин 0
База м 12.5 Колея м 12.5 Подкрановый путь (рельс) тип КР 70 Нагрузка от колеса на рельс кН 430 Число ходовых колес 8крана кН 15000 Режим работы крана тяжелый
Техническая характеристика
механизм передвижения
Тип привода - раздельный 2 скорость передвижения мс 0.33 3 мощность двигптеля кВм 9 4 тип двигателя - MTF-211-6 5 тип редуктора - Ц2-250 6 передаточное число - 19.88 7 тип тормоза - ТКТ-200 8 тормозной момент Н*м 157 9 масса механизма кг 300 10 габариты L*B*H мм 1500*1005*805

К П Б Кран Часть 2.doc

РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ КРАНА
вес груза Qг=120 кН; вес стрелы Qс=525кН; вес кабины Qк=30кН; вес башни Qб=195кН; вес балласта Qбал=510кН ; вес поворотной платформы Qпп=315кН ; вес неповоротной платформы Qнр=383кН. Скорость передвижения Vк=0333мс; база равна колее К=В-12.5м
2. Определение нагрузок на колеса и выбор колес
Рис.2.2.1.Схема для определения реакций в опорах
В стреловых поворотных кранах нагрузки на основании крана переменная и зависит не только от веса груза и частей крана но и от положения поворотной части и от вылета стрелы. Нагрузка передается через четыре колеса которыми кран опирается на путь. Башенные краны обычно работают в условиях когда наблюдается неровности пути. В этом случае одна из опор крана теряет контакт с рельсом и тогда кран опирается только тремя колесами т.е. в трех точках. Из практики использования башенных кранов известно что при низком качестве подкрановых путей кран в некоторые моменты при строго диаметральном расположении стрелы может опираться на две точки. Такой случай считается недопустимым и обычно не рассчитывается.
Определяется равнодействующая всех вертикальных сил приложенных к крану и в зависимости от положения стрелы определяется давления на колеса.
Равнодействующая вертикальных сил
Определения опорных реакций. Обозначим сумму реакций в точках 3 и 4 через RA а сумму реакций в точках 1 и 2 через RB.
Определяем расстояние от левых опор 3 и 4 до равнодействующей вертикальных сил:
Из условия прочности подкранового рельса и допускаемых давлений на грунт нагрузка на одно ходовое колесо должно быть не более 220 .270кН. Следовательно принимаем в каждой опорной точке по два ходовых колеса с балансирной тележкой.Тогда нагрузки на одно колесо
Расчетная нагрузка на колесо
где Кд— коэффициент учитывающий влияние вертикальной динамической нагрузки возникающей вследствие неровностей крановых путей и стыков ; Кд принимается пол табл. 2.2.1.;
Кн— коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине рельса: Кн=11 для рельсов с выпуклой головой и Кн=20 – для плоских рельсов
значения коэффициента Кдтабл.2.2.1
Дробная часть коэффициента Кд может быть уменьшена в 2 раза если крановый путь выполнен без стыков или стыки заварены.
Принимаем колесо типа КУ при расчетной нагрузке 240 кН для ПВ=25% и скорости передвижения крана VК=20ммин.
Dk=500мм допускаемая нагрузка 266 кН – табл 2.2.2 и рельс типа КР 50 – табл. 2.2.3.
Допускаемая нагрузка в кН
Тип рельсов в зависимости от давления ходового колеса
Типоразмер рельса при давлении колеса кН
При точечном контакте стального колеса с рельсом (цилиндрическое или коническое колесо и крановый рельс) эффективное напряжение определяется по формуле
где— коэффициент зависящий от отношения (Rmin- меньший из радиусов
Rmax-больший) определяется по табл. 2.2.4
— коэффициент учитывающий влияние силы трения на работу колес (при легком режиме работы К=1 при среднем К=104 .106; при тяжелом К=106 11;
— приведенный модуль упругости
где и - модули упругости материала колеса и рельса. При стальном колесе и рельсе =21·105 МПа
Значение коэффициента К Таблица 2.2.4
Радиус колеса =300мм радиус сферы рельса КР =450мм табл.2.2.5
Рельсы крановые КР Таблица 2.2.5
подкрановые квадраты
;коэффициент К=108 К=0111
Допускаемое напряжение =НВ==МПа
где НВ – твердость по Бринеллю табл.2.2.6
Приведенные модули упругости и допускаемые контактные напряжения
модуль упругости МПа
Твердость поверхности ободо по БринеллюНВ
Допускаемые контактные напряжения МПа
при линейном контакте
при точечном контакте
3. Определение сопротивлений передвижению крана.
При определении сопротивлений передвижению башенных кранов часто ограничиваются определением сопротивлений только от сил трения.
Однако сопротивления возникающие от ветровой нагрузки достигают 13 величины сопротивлений от сил трения а сопротивления возникающие от инерционных сил нередко превышают сопротивления от сил трения. Поэтому при расчетах следует учитывать все возможные сопротивления т.е. создавать наихудшее положение для крана которое возможно при его эксплуатации.
Сопротивление передвижению определяется как сумма сопротивлений трения ветра и уклона:
Сопротивление от ветровой нагрузки ( м. раздел 5.1 части 1 Методического пособия по курсовому проектированию башенных кранов)
где — коэффициент трения скольжения =002
— коэффициент трения качения = 01см
— коэффициент учитывающий трение реборд = 18
— средний диаметр двухрядного роликового подшипника 3618
(ГОСТ 5721-75) с допускаемой статистической нагрузкой 270 кН внутренним диаметром 90мм наружным- 190мм.
Сопротивление от сил инерции
Общее сопротивление передвижению крана в пусковой период
Мощность двигателя механизма передвижения
На башенных кранах целесообразно применять механизм передвижения крана с раздельным приводом где устанавливают два двигателя с редукторами. Приводы размещают по диагонали для обеспечения сцепления колес с рельсами независимо от направления действия результирующего момента на кран.
По каталогу крановых двигателей выбираем два асинхронных электродвигателя с фазовыми роторами MTF 211-6 N=9кВт n=915мин-1 (=9577с-1) MH=94.1 H·м p=0.107кг·м2.
Общее передаточное число механизма
Разбираем общее передаточное число по ступеням редуктор- зубчатая пара (рис.2.3.1)
Бывают следующие типы приводов передвижения крана.
Выбираем редуктор Ц2-250-19 с передаточными числами способными передавать мощность 141кВт при 1000мин-1 входного вала.
4. Проверка выбранных двигателей по условию нагрева
Момент статистического сопротивления при перемещении крана с номинальным грузом приведенный к валу двигателя.
Максимальный момент
Загрузка двигателя при перемещении номинального груза
Пользуясь графиком рис.4.2.3.1 части 1 Методического пособия по курсовому проектированию башенных кранов при α=072 находим относительное время пуска при пониженном напряжении
Время разгона при перемещении с номинальным грузом
Средний рабочий путь принимают в пределах (12 .34)L общей длины путей крана : где L=50м- длина путей.
Среднее время рабочей операции
Отношение времени протекания пускового тока к среднему времени рабочей операции
По графику рис.4.2.2.1 части 1 Методического пособия по курсовому проектированию башенных кранов определяем вспомогательный коэффициент
Эквивалентная мощность
где мощность определенная по моменту статистического сопротивления при перемещении крана с номинальным грузом
Находим необходимую номинальную мощность двигателя при ПВ=25%:
т.е. выбранные двигатели для механизма передвижения крана удолетворяют требованиям по нагреву.
5. Проверка двигателя по пусковому моменту
Условие правильности выбора двигателя по перегрузке
Коэффициент перегрузки двигателей при пуске
6.Выбор тормоза механизма передвижения башенного крана
Тормозной момент на валу двигателя
где соответственно моменты тормозные сил ветра уклона инерции масс крана груза и привода и сил трения при неблагоприятном их сочетании:
Принимаем два тормоза ТКТ-200 с наибольшим тормозным моментом 157 Н·м отрегулированных на расчетный тормозной момент.
РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ИЗМЕНЕНИЯ ВЫЛЕТА
Грузоподъемность Qг=120 кН вес стрелы Qс=525 кН наибольший угол наклона =800 длина стрелы Lс=187м наибольший вылет А=23м. Расстояние от оси вращения крана до корневого шарнира X0=195м.Наименьший вылет Amin=4 м.
Высота расположения блоков стрелового полиспаста относительно корневого шарнира .Радиус грузового блока . Средняя скорость перемещения горизонтальной проекции груза при изменении вылета Vср=0.2мс ПВ=40%.
Расчетная схема для расчета механизма изменения вылета приведена на рис.3.2.1.
Рис.3.2.1. Схема определения усилия и кинематическая схема механизма изменения вылета
Среднеквадратичное усилие в стреловом полиспасте
где— усилие в стреловом полиспасте определенные для положений стрелы через равные промежутки угла наклона;
— длины стрелового полиспаста на каждом промежутке (определяется графически по масштабу вычерченного механизма рис.3.2.2.).
Статистическое усилие в стреловом полиспасте определяется из условия равновесия моментов всех сил относительно корневого шарнира стрелы.
где — угол наклона стрелы;
— минимальное расстояние от корневого шарнира до линии действия усилия в полиспасте для различных положений стрелы;
— усилие в грузовом канате приведенное к стреловому полиспасту
Рис.3.2.2. Схема определения длины стрелового полиспаста
Для определения рассмотрим рис.3.2.3. Усилие в стреловом полиспасте будет уменьшаться не только на величину усилия в грузовом канате а дополнительно на часть его обусловленную трением в блоке.
рис.3.2.3 Схема определения приводного усилия
Принимаем радиус грузового блока диаметр оси блока коэффициент трения в подшипниках блока
От усилия в грузовом канате на оси блока возникает реакция и момент трения
Реакция определяется по формуле (см.рис.3.2.3)
где при кратности полиспаста
Углы ; легко определить графически на рис.3.2.2
Окружное усилие на блоке
Усилия для других положений приведены в табл.3.2.1.
Данные для расчета усилий в стреловом полиспасте
Значения для положений
Для определения мощности электродвигателя необходимо знать скорость сокращения полиспаста
где — величина сокращения полиспаста;
— величина изменения вылета стрелы;
—средняя скорость перемещения груза.
Используя рис.3.2.2 получаем
Выбираем асинхронный электродвигатель МТН 412-6 с фазовым ротором: N=36 кВт n=955 обмин (=9996 с-1)
3. Расчет стрелового полиспаста
Задаемся кратностью полиспаста из расчета чтобы усилие в канате не превышало 50 кН т.е. чтобы получить наиболее часто применяемый диаметр каната.
При кратности полиспаста КПД полиспаста
Усилие в ветви каната
Выбираем канат с разрывным усилием ГОСТ 2686-69при временном сопротивлении разрыву 1600Мпа (160 кгсмм2).
Диаметр барабана при (см. табл.4.3 части 1 Методического пособия по курсовому проектированию башенных кранов).
Остальные размеры барабана и проверка его на прочность и устойчивость определяется по методике приведенной в разделе 4 части 1 Методического пособия по курсовому проектированию башенных кранов.
Частота вращения барабана
Передаточное число редуктора
По каталогу выбираем редуктор Ц2-400 способный передать при частоте вращения входного вала 1000 мин-1
4. Проверка двигателя на продолжительность времени пуска
Проверка двигателя на продолжительность времени пуска при минимальном и максимальном усилиях осуществляется по формуле
где — кинетическая энергия стрелы и груза;
— угловая скорость вращения стрелы радс;
— скорость движения груза при подъеме стрелы или линейная скорость движения конца стрелы
— статический момент:
— момент инерции вращающихся масс механизма изменения вылета крюка.
Время пуска при максимальном усилии в стреловом полиспасте
Согласно принятым нормам время пуска при должно быть не более 5 6 с при - не менее 10 с. Так как время пуска при минимальном усилии меньше допускаемого необходимо на валу двигателя установить маховик с моментом инерции
5. Проверка электродвигателя по пусковому моменту
Условия правильности выбора двигателя по пусковому моменту
где — максимальный момент на валу двигателя определенный с учетом сил инерции.
Здесь — усилие в стреловом полиспасте с учетом сил инерции
Сила инерции груза при подъеме стрелы
Сила инерции стрелы
Коэффициент загрузки двигателя при пуске
Тормоз должен удерживать стрелу в любом положении при действии статических и инерционных нагрузок.
где (см.табл.4.3.1 части I Методического пособия по курсовому проектированию башенных кранов);
— максимальный тормозной момент на валу тормоза соответствующий .
Расчетный момент тормоза
Выбираем тормоз с электрогидротолкателем ТКТ-300 с максимальным тормозным моментом 800 Н·м отрегулированный на расчетный тормозной момент.
Проверку тормоза производим на продолжительность торможения при действии максимального и минимального моментов которая должна быть не менее 4 5 с при и не менее 15 с при
где — статистический момент.
где— момент инерции вращающихся масс с учетом маховика.
Условия продолжительности торможения при действии максимального и минимального моментов соблюдается.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ БАШЕННЫХ КРАНОВ
Коэффициенты грузовой и собственной устойчивости кранов определяется с возможным совмещением операций : подъема груза поворота и передвижения крана изменения вылета стрелы.
грузоподъемность при всех вылетах вес стрелы вес башни и кабины крановщика вес балласта вес поворотной платформы вес неповоротной платформы Вес крана полный Угол наклона для башенных кранов . - расстояние от оси вращения крана до центра тяжести подвешенного наибольшего рабочего груза на горизонтальной плоскости; - расстояние от плоскости проходящей через ось вращения крана параллельно ребру опрокидывания до центра тяжести подвешенного наибольшего груза при установке крана на горизонтальной плоскости. При расположении стрелы перпендикулярно ребру опрокидывания .
При расположении стрелы под углом 450 к ребру опрокидывания ; сила давления ветра на кран
сила давления ветра на груз . Размеры плеч приложения нагрузок при определении устойчивости крана показаны на рис.5.2.1.
2. Определение грузовой устойчивости башенного крана
Согласно Правилам Госгортехнадзора коэффициенты грузовой устойчивости определяются для положения когда кран установлен на горизонтальной площадке и при этом не учитываются силы ветра и инерции.
где — восстанавливающий момент;
— опрокидывающий момент.
Расстояние от оси вращения крана до центра тяжести крана(горизонтальная координата)
Знак минус показывает что центр тяжести смещен влево от оси вращения крана.
Расстояние от плоскости проходящей через опорный контур до центра тяжести крана.
рис 5.2.1. Схема определения координат центра тяжести крана в рабочем состоянии
Коэффициент грузовой устойчивости без учета дополнительных нагрузок и уклона пути
При окончательном расчете определяют коэффициенты грузовой устойчивости при статистических ветровых инерционных и центробежных сил.
Расчетные положения:
Стрела крана расположена перпендикулярно ( в плане) к ребру опрокидывания наклон и ветер в сторону груза.
Стрела крана расположена под 450 (в плане) к ребру опрокидывания наклон и ветер также в сторону груза. Расчетная схема для определения грузовой устойчивости приведена на рис.5.2.2.
рис.5.2.2. Расчетная схема определения коэффициента грузовой устойчивости
Окончательно коэффициент грузовой устойчивости определяется как частное от деления момента удерживающих сил с учетом моментов сил инерции центробежных и ветровых на момент опрокидывающий.
Моментов удерживающих сил с учетом уклона пути в сторону груза (положение1)
Ввиду того что база равна колее В=К все моменты действующие на кран вдоль пути и поперек будут одинаковы.
Опрокидывающий момент от действия центробежных сил груза для всех расчетных положений
Момент сил инерции поднимаемого груза (положения 1):
где — среднее время пуска механизма подъема.
Момент сил инерции массы груза при разгоне механизма передвижения (положение I):
вдоль пути и для положения II
где — время разгона механизма передвижения.
Момент сил инерции массы крана при разгоне механизма передвижения (положения I)
Момент сил инерции масс груза и стрелы в вертикальной плоскости при изменении вылета (положения I)
где приведенный вес стрелы к головке стрелы определяется из закона постоянства кинетической энергии стрелы
— соответственно скорости движения середины и конца стрелы при изменении вылета ;
— время пуска при максимальном усилии.
Момент сил ветра действующих на кран для всех положений
Момент сил ветра действующих на груз для всех положений
Момент груза (положение I)
Коэффициент грузовой устойчивости крана:
3. Определение собственной устойчивости крана
В соответствии с Правилами Госгортехнадзора коэффициент собственной устойчивости (K2>115) определяют при следующих условиях : кран находится в нерабочем положении груза на крюке нет стрела максимально поднята вверх уклон пути в направлении противовеса.
Расчетная схема для определения коэффициента собственной устойчивости приведена на рис .5.3.1.
Рис.5.3.1. Расчетная схема для определения коэффициента собственной устойчивости
Горизонтальная координата центра тяжести крана
Вертикальная координата центра тяжести крана
Наветренные площади: поворотной платформы балласта
Давление ветра на кран в нерабочем положении принимают по табл.5.3.1
Расчетное давление ветра в нерабочем положении
Высота от поверхности земли м
Расчетное давление Нм2
Башня расположена на высоте от 0 до 40м. Среднее расчетное давление
Сила давления на башню
Сила давления на стрелу
Сила давления на платформу и балласт
Коэффициент собственной устойчивости
При коэффициенте устойчивости менее 115 необходимо найти конструктивный метод : увеличить или уменьшить вес балласта увеличить расстояние от оси вращения крана до центра тяжести балласта увеличить базу или колею крана с сохранением весовых данных .
Александров М.П. Подъемно-транспортные машины. — М: Высшая школа 1979.
Базанов А.Ф. Подъемно-транспортные машины.- М: Изд. литературы по строительству 1969.
Вайнсон А.А. Подъемно- транспортные машины. — М: Машиностроение 1975.
Иванченко Ф.К. Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин. Киев :Висша школа 1978.
Неврозов Л.А. и др. Башенные краны. — М: Высшая школа1979.
Неврозов Л.А. и др. Башенные краны. — М: Высшая школа 1980.

4 лист1.dwg

Техническая характеристика
Тип: цилиндрицеский двухступенчатый
Межосевое расстояние мм 650
Передаточное число 8
Частота вращения обмин 970
Диаметр тормозного шкива мм 300
Параметры зубчатого зацепления
диаметр делительной окружности 480 мм
выходного тихоходного вала редуктора Ц2-650
Установку барабана производить по чертежу 01.020.01.01. СБ. 2. После сборки проверить легкость хода при вращении редуктора. 3. Все размеры для справок.
Ст3nc I-II 2 ГОСТ 535-88
В-2-2-КД-36х90 ГОСТ 103-76
-3ГП-М1-ТВ1-ПР ГОСТ 1050-88

К П Баш.Часть 1.doc

Большое значение для народного хозяйства России в 21 веке имеет повышение технического уровня и качества выпускаемой продукции улучшение её эксплуатационных свойств повышение единичных мощностей машин в т.ч. и башенных кранов предназначенных для промышленного и жилищного строительства.
Башенные краны получили широкое распространение практически во всём мире. Они нашли применение в жилищном гражданском и промышленном строительстве при возведении как одноэтажных из кирпича так и высотных полносборных зданий.
Широкое распространение в строительстве башенные краны получили в результате следующих преимуществ перед другими кранами.
По сравнению с козловыми кранами они позволяют обслуживать большой фронт работ равный двойному вылету крана не требуют устройства кранового пути с двух сторон здания более просто монтируются и легче перевозятся со стройки на стройку.
По сравнению со стреловыми кранами они имеют большее подстреловое пространство могут быть размещены в непосредственной близости от возводимого здания позволяют обслуживать здания имеющие значительные размеры по высоте и ширине.
В настоящем пособии приводятся примеры расчёта элементов башенных кранов. Уделено внимание определению мощности приводов расчёту деталей башенных кранов на прочность и выносливость.
Расчёты выполнены в принятой системе единиц “СИ” по методике разработанной ВНИИПТмаш с учётом многолетнего труда краностроительных заводов по использованию электрооборудования в современном краностроении. В пособии приведены данные современных ГОСТов и нормалей Правил Госгортехнадзора а также другие справочные материалы необходимые для расчётов и проектирования башенных кранов.
Все расчёты выполнены в соответствии с курсом “Подъёмно- транспортные машины” для механических специальностей и могут быть использованы при выполнении курсового и дипломного проектирования реальной машины.
КЛАССИФИКАЦИЯ БАШЕННЫХ КРАНОВ
Башенным краном называют кран со стрелой закреплённой в верхней части вертикально расположенной башни.
По типу применяемых стрел краны разделяют на три основные группы: с подъёмной (рис.1а) с балочной (рис.1б) и с шарнирносочленённой стрелой (рис.1в).
По конструкции башен краны разделяют на краны с неповоротной (рис.1г) и краны с поворотной башней (рис.1д).
Кран с вращающейся башней состоит (рис.2 а) из неповоротной рамы 1 поворотной платформы 2 башни 3 с кабиной крановщика 4 стрелы 5 подстрелка 6. На поворотной платформе расположены балласт 7 и механизмы: подъёма груза 8 поворота 9 изменения угла наклона стрелы (на схеме не показан).
Башенный кран с невращающейся башней (рис.2 б) состоит из башни 3 с кабиной крановщика 4 портала 1 с балластами 2 стрелы 5 с грузовой тележкой 6 противовесной консоли 12 на которой расположены механизмы: подъёма груза 8 передвижения грузовой тележки 9 поворота крана 7 и балласта 11.
Рис.1. Классификация башенных кранов
Рис. 2: Схемы башенных кранов.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ КРАНА И МАСС МЕХАНИЗМОВ И УЗЛОВ
Исходные данные для расчёта крана с вращающейся башней:
Грузоподъёмность G=11 Мг;
Высота подъёма H=75 м;
Максимальный вылет A=23;
Наибольший угол подъёма стрелы 80°;
Скорость подъёма Vг=08 мс;
Частота вращения башни 0.5 мс;
Скорость передвижения крана Vп=0333 мс;
Режим работы – тяжелый ПВ=40%;
Кран работает на открытой площадке.
Основные ориентировочные размеры массы механизмов и узлов башенных кранов приведены в табл. 1 и 2.
Ориентировочные размеры металлоконструкций башенных кранов
С поворотной головкой
Габаритные размеры поперечного сечения башни:
Труба с наружным диаметром
Габаритные размеры поперечного сечения стрелы (в среднем сечении):
решетчатой подъёмной с концевым блоком– прямоугольник с отношением высоты к основанию 1315 и основанием;
решетчатой горизонталь-
ной с подвижной грузовой кареткой квадрат или треугольник углом вниз высотой
трубчатой с концевым блоком и развилкой у пяты на расстоянии ~13 длины стрелы труба наружным диаметром
трубчатой горизонталь-
ной с подвижной грузовой кареткойтруба наружным
Высота от головки рельса до пяты стрелы:
при подъёмной стреле
при горизонтальной стреле
Высота головки башни (от центра пяты стрелы до центра верхних блоков): большие значения относятся к кранам большой грузоподъёмности
Расстояние от оси вращения крана до оси башни
Расстояние от оси вращения башни до оси пяты стрелы
Расчётная длина противовесной консоли от оси вращения крана до центра противовеса
Длина распорки (подстрелка) от оси вращения крана до оси блока (большие значения для кранов меньшей грузоподъёмности)
Колея и база ходовой части крана
Угол наклона b подъёма стрелы к горизонту
Расчётная длина стрелы:
Ориентировочный диаметр опорноповоротного круга
Ширина поворотной платформы
Радиус хвостовой части поворотной платформы
Примечание: — высота подъема при максимальном вылете м ;
— наибольший вылет м ;
— грузоподъемность Мг.
с горизонтальной стрелой
Укрупненное распределение общего веса крана:
механизмы и электрооборудования
балласт и контргруз (противовес)
Металлоконструкции крана с подъемной стрелой:
поворотная платформа
консоль противовесная
Металлоконструкции крана с горизонтальной стрелой :
Механизмы крана с подъемной стрелой:
изменения вылета стрелы
грузовой полиспаст и крюк
стрелоподъемный полиспаст
ходовые колеса и тележки
Механизмы крана с горизонтальной стрелой:
передвижения каретки на стреле
ходовые тележки и колеса
балласт (противовес)
Примечание: Q=вес крана;G=грузоподъемность Мг; A-максимальный вылет ;
H- высота подъема наибольшая м
По табл. 1и 2 определяем основные размеры крана и веса отдельных его элементов необходимых для расчета. Недостающие размеры принимаем после конструктивной проработки (рис. 3). Вычисления сводим в табл. 3.
Таблица 3: Размеры крана и вес его элементов.
Расстояние от оси вращения до центра тяжести поворотной платформы (конструктивно) а1
То же от оси вращения крана до Ц.Т. башни и кабины крановщика
То же от оси вращения крана до Ц.Т. стрелы
Вес поворотной платформы и всех механизмов находящихся на ней
Вес неповоротной платформы с механизмами и ходовыми тележками
Рис. 3: Схема определения действующих нагрузок.
РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
Принимаем кратность простого полиспаста (рис. 4) (см. табл.4).
Таблица 4: Значение кратности полиспаста.
Характер навивки на барабан
Значение кратности при грузоподъемности в
Через направляющий блок
Рис. 4: Схема механизма подъема.
Максимальное усилие в ветви каната навиваемого на барабан
— количество свободных блоков
Канат выбирается по разрывному усилия с учетом коэффициента запаса прочности который принимается по табл. 5
Коэффициент запаса прочности
Тип привода и режим работы
Грузовые и стреловые
Выбираем канат ТК о.с. диаметром с разрывным усилием и с пределом прочности (ГОСТ 2688-80).
Диаметр барабана и блоков по центру наматываемого каната
где коэффициент принимаемый по табл.6
Наименьшие допускаемые значения коэффициента
амеханизмы подъема груза и стрелы
(Ряд диаметров барабана: 260335400510 мм).
Рабочая длина каната наматываемого на барабан
Количество рабочих витков
где — минимальное количество запасных витков (по Правилам Госгортехнадзора );
— количество витков для закрепления каната на барабане.
—запасное расстояние от последних витков каната до концов барабана.
Ввиду того что длина барабана получилась очень большой принимаем навивку каната на барабан в три слоя. Общая длина каната во всех слоя навивки
Учитывая неравномерность навивки вводится коэффициент неравномерности
Тогда расчетная длина каната
Число витков в одном слое
Кроме этого два витка- количество запасных витков четыре витка- для закрепления каната. На каждый слой дополнительно приходится по три витка т.е. . Барабан принимаем гладкий поэтому
где — запасное расстояние от последних витков каната до конца барабана.
Толщина стенок барабана определяется согласно условию деформации сжатия
где — для чугуна СЧ-15-32
Из условий технологии изготовления толщина стенок должна быть не менее 12 мм и может быть определена по формулам :
Ввиду того что длина барабана более трех диаметров производится проверка толщины стенок барабана от одновременного действия сжатия кручения и изгиба. Расчет производится по формуле
где — изгибающий момент;
— осевой момент сопротивления сечения
Напряжения кручения
— полярный момент сопротивления
Проверка толщины стенки барабана из условия устойчивости
По заданной грузоподъемности для тяжелого режима работы ПВ=40% выбираем крюк однорогий №18 типа Б ГОСТ 6627-74.
Расчет элементов крюковой подвески (см.методическое пособие «Мостовые краны» раздел 3.2.)
1.Расчет мощности двигателя и выбор редуктора
Мощность двигателя при подъеме номинального груза
где — КПД механизма подъема груза принимаемый по табл. 7
К.П.Д. основных крановых механизмов
Наименование элементов
Открытые зубчатые передачи:
Блоки и барабаны для стальных канатов
Механизмы подъема груза
С цилиндрическими колесами
с червячной передачей
Механизмы передвижения :
с передачей зубчатыми колесами
с червячной и зубчатой передачей
Выбираем электродвигатель асинхронный с фазовым ротором типа
МТН 280-L6: частота вращения
Скорость наматывания каната на барабана
Частота вращения барабана
Расчетное передаточное число редуктора
Выбираем редуктор Ц2-650 с передаточным числом
Фактическая скорость подъема груза
Величина предельного момента передаваемого редуктором
где — табличное значение мощности передаваемой редуктором ;
— кратность пускового момента редуктора табл. 8
Значение кратности пускового момента
Средний пусковой момент электродвигателя
2. Проверка электродвигателя по нагреву
2.1. Проверка по среднеквадратичному моменту.
Статистические моменты развиваемые электродвигателем в течение цикла загрузки определяется при подъеме и опускании грузов среднее значение которых приближенно принимают :
Усилие в канате при подъеме груза (разд. 4)
То же при опускании
Статический момент при подъеме груза
То же при опускании груза
Значение к.п.д. принимается по экспериментальному графику рис.6.
Рис. 6: КПД механизма подъема в зависимости от загрузки.
Расчет для груза сведены в табл.9.
Момент инерции приведенный к валу двигателя при подъеме груза
где и — моменты инерции ротора двигателя и муфты ;
— масса поднимаемого груза кг;
— общее передаточное число ;
— коэффициент учитывающий моменты инерции масс деталей вращающихся медленнее чем вал двигателя.
Моменты инерции для остальных масс приведены в табл.9.
где знак “-” соответствует пуску при подъеме груза знак “+” – при опускании.
Для остальных грузов (см. табл. 9).
Результаты расчета механизма подъема
при опускании груза Н
Статический момент Н·м
Приведенный момент инерции кг·м2
То же при опускании груза
Среднеквадратичный момент эквивалентный по нагреву действительному переменному моменту в течении цикла
где — суммарное время пуска с;
— общее время установившегося движения с;
— коэффициент учитывающий ухудшение условий охлаждения при пуске и торможении
— коэффициент учитывающий ухудшение условий охлаждения во время пауз. Принимают для открытых и защищенных двигателей с вентилятором на валу ;
— для закрытых двигателей с ребрами и внешним обдувом ; — для закрытых двигателе.
Время установившегося движения
Для строительных кранов принимают средние рабочие пути: подъема механизма передвижения Механизмы подъема работает по графику (рис 7).
Рис. 7: График загрузки механизма подъема.
Время пауз за цикл работы при ПВ=40%
Эквивалентная мощность по нагреву
Мощность необходимая для подъема груза
Среднее время пуска привода механизма подъема груза
Среднее время рабочей операции
По графику рис .8 находим .
Рис. 8: График влияния пусковых режимов на эквивалентную мощность:
А- механизмы перемещения мостов кранов тележек поворота стреловых кранов;
Б- механизмы передвижения крюковых кранов ;
В- механизмы подъема.
Для тяжелого режима работы эквивалентная мощность двигателя где — коэффициент принимаемый в зависимости от режима работы по табл. 10.
Таблица 10: Значение коэффициента К.
2.3. Проверка двигателя с использованием метода номинального режимам работы
Проверка по этому методу производится тогда когда отсутствует достоверный график работы механизма.
мощность двигателя при подъеме груза
Крутящий момент на валу двигателя при подъеме номинального груза
Номинальный момент выбранного двигателя
Коэффициент перегрузки
Используя величину перегрузочной способности двигателя
По графику рис. 9 находим относительное время пуска
Время разгона при подъеме номинального груза
По графику рис. 8 находим значение
Требуемая мощность при ПВ=40%
Расчетный тормозной момент
— коэффициент запаса торможения (табл. II);
Значение коэффициента Таблица 11
С машинным приводом
По расчетному тормозному моменту выбирается тормоз ТКТ-300 с тормозным моментом отрегулированный на расчетный тормозной момент.
А— двигатель с фазовым ротором 1- 2-
Б- двигатель с короткозамкнутым ротором 1- 2-

2лист..dwg

Техническая характеристика
Тип: цилиндрицеский двухступенчатый
Межосевое расстояние мм 650
Передаточное число 8
Электродвигатель 4МТН 280 L6
Частота вращения обмин 970
Диаметр тормозного шкива мм 300

Спецификация мех подъема груза нов.doc

Привод механизма подъема
Болт М12-6g x 55.58(S24)
Гайка М12-6Н.5 ГОСТ 5915-70
Шайба косая 12.02.ст3.016
Привод механизма подъема груза
Тормоз ТКТ300 М=490Нм
Редуктор Ц2-650 i=8.0
Электродвигатель 4МТН 280