Автомобильный кран КС – 8362 механизм главного подъема

СБ мех подъёма.cdw

1 * Размеры для справок
Несоосность валов при сборке не более 0.05мм

КС - 8362.doc

Кран на пневмоколесном ходу КС – 8362 имеет следующие параметры:
Грузоподъемность при максимальном вылете т ..9
Грузоподъемность при минимальном вылете т .100
Длина стрелы м . .15
Вылет максимальный м .15
Вылет минимальный м ..52
Высота подъема максимальная м .18
Скорость подъема ммин 3
Предварительные расчеты механизмов
1 Механизм главного подъема
Выбор кинематической схемы
Механизм подъема груза состоит из двигателя 1 соединительной муфты 2
тормоза 3 редуктора 4 барабана 5 (рис. 1).
Рис. 1. Кинематическая схема механизма подъема.
Выбор полиспастной системы
Схема полиспастной системы представлена на рис. 2.
Кратность полиспаста uп=5
Число ветвей каната навиваемых на барабан zк.б.=2
Рисунок 2. Схема запасовки каната
– направляющие блоки
– крюковая подвеска крана КС – 8162
По ГОСТ 6627-74 выбираем крюк гп 100 т.Под выбранный крюк
подбираем крюковую подвеску показанную на рис. 2. (стр. 344 Гохберг т2).
Вес номинального груза
G=mгр ·g=100·98=980 кН
g – ускорение свободного падения мс2
Максимальное статическое усилие в канате
п – КПД полиспастной системы = 094.
б – КПД направляющих блоков бл = 098.
zкб – число ветвей каната навиваемых на барабан zкб=2.
Выбираем канат по ГОСТ 2688-80.
Коэффициент запаса прочности для режима работы механизмов 5М равен
Разрывное усилие составляет:
Из таблицы ГОСТа 2688-80 выбираем каната.
Назначение каната – грузовое марка проволоки – высшая. Маркировочная
Установка верхних блоков
Диаметр блока по средней линии навиваемого каната:
dк - диаметр каната мм
h1 – коэффициент выбора диаметра блока h1 = 200.
Диаметр блока по дну канавки:
Максимальное значение диаметра блока:
По табл. П3.3 выбираю блок с ( 530 мм исполнения 10.
dк - диаметр каната мм.
h2 – коэффициент выбора диаметра барабана h1 = 180.
Из нормального ряда диаметров принимаем Dб=630 мм
Рабочая длина каната:
Lкр = Н Uп = 18 5 = 90 м
Число рабочих витков:
Число неприкосновенных витков принимаем zнепр = 15; число витков для
крепления каната принимаем zкр = 3.
t = (11 123) dк = (11 123) 24 =264 295 мм принимаю t =
Длина одного нарезного участка:
lн = t (zp + zнепр + zкр) = 27 (473 + 15 + 3) = 1399 мм.
Длина одного концевого участка:
lk = (4 5) dк = (4 5) 24 = 96 120 принимаю lk = 100 мм.
Lбар = lн + 2lk = 1399 + 2 100 ~ 1599 мм
отношение LбDб = 1599630 = 25 что вполне приемлемо.
Предварительно принимаем КПД механизма подъема (пр.=085
Максимальная статическая мощность которую должен иметь механизм в
период установившегося движения при подъеме номинального груза:
V – скорость подъёма мс
пр – предварительное значение КПД механизма пр = 085.
Номинальная мощность двигателя с учетом коэффициента использования k
Nдв = (07 08) Nст.max = (07 08) 288 = 2016 2304 кВт.
Кран КС-8362 имеет дизель – электрический привод постоянного или
переменного тока с возможностью питания от внешней. Привод крана
электрический от генератора постоянного тока типа П-92. Выбираем эл.
двигатель постоянного тока Д 806 ГОСТ 184-71.
Эффективная мощность Nдв=23 кВт
Частота вращения вала двигателя номинальная nдв.н=560 обмин;
Диаметр вала двигателя dдв.=50 мм
Момент инерции Iр.дв.=40 кг м2
Масса двигателя mдв.=635 кг
Частота вращения барабана:
Требуемое передаточное число лебедки:
Требуемое передаточное число редуктора:
Uр.тр. = Uл.тр = 736
Ориентировочно выбираем редуктор ЦЗУ – 200 с передаточным числом Uр..
[pic]% что является допустимым значением т.к. входит в предел 15%.
Определим расчетный эквивалентный момент на тихоходном валу редуктора.
Принимаем класс нагружения механизма В2. Ему при заданной группе
режима работы 5М соответствует класс использования А4.
Находим значение коэффициента нагружения К = 025.
Коэффициент переменности нагрузки [pic]. Находим машинное время работы
механизма tмаш = 12500 ч.
Частота вращения тихоходного вала редуктора равна nт.в = n б = 76
Число циклов нагружения на тихоходном валу редуктора:
zт = 60 nт.в tмаш = 60 76 12500 =57 106 .
Передаточное число тихоходной ступени редуктора предполагаю близким к
Суммарное число циклов контактных напряжений зуба шестерни тихоходной
ступени редуктора: zp = zт Uт = 57 106 5 = 285 106 .
Базовое число циклов контактных напряжений тихоходного вала редуктора:
Коэффициент срока службы: [pic]
Коэффициент долговечности: Кд = KQ Kt = 0629 056 = 035
КПД опор барабана принимаю равным бар = 099
Расчетный крутящий момент на тихоходном валу:
rб – радиус барабана м
Эквивалентный крутящий момент на тихоходном валу:
Тр.э. = Кд Тр = 035 34427 = 12049 Н м = 1204 кН м
Выбираю редуктор ЦЗУ – 200 имеющий передаточное число Uр. = 80
разница между Uр.тр и Uр составляет 8% что допустимо. Редуктор имеет
следующие параметры:
- передаточное число: Uр. = 80;
- суммарное межосевое расстояние: аw с = 425 мм
- масса редуктора: m = 186 кг
Определение фактической скорости подъёма груза и фактического КПД
Передаточное число механизма:
Uмех = Uр Uп = 80 5= 400.
Угловая скорость вала двигателя:
Фактическая скорость подъёма:
скорость мало отличается от заданной.
В механизме установлено 2 муфты: между двигателем и редуктором
редуктором и барабаном. КПД муфты принимаю м = 099.
мех = п б р м2 = 096 099 096 0992 = 089
данное значение мало отличается от значения пр = 085 поэтому перерасчет
Типоразмер муфты выбираем по диаметрам концов соединяемых данной
муфтой валов. При выборе муфты должно проверяться условие - наибольший
передаваемый момент муфты должен быть не меньше крутящего момента на
быстроходном валу: Тм.н ≥ Тб.в.
Выбираем зубчатую муфту по ГОСТ 5006 – 83. Муфта имеет параметры:
- максимально допустимый диаметр расточки: dmax = 80 мм (расточку
под вал двигателя делаем на заказ);
- номинальный крутящий момент муфты: Тм.н = 6300 Н м;
- момент инерции муфты: Jм = 025 кг м2 ;
- масса муфты: mм = 226 кг.
Статический крутящий момент при торможении:
мех – КПД механизма подсчитанный по max значению КПД
мех = п б р м = 099 099 097 099 = 091.
Расчетный тормозной момент:
Тт.р = Кт Тст.т = 2 35114 = 702 Н м
Кт – коэффициент запаса торможения Кт = 2.
Выбираю тормоз с электрогидравлическим толкателем типа ТКГ – 400 ОСТ
290.08-82 со следующими параметрами:
- номинальный тормозной момент: Тт.н = 1500 Н м;
- номинальное усилие на штоке толкателя: Ршт = 800 Н;
- максимальный ход штока толкателя: hшт.ma
- требуемый диаметр тормозного шкива: Dт.ш = 400 мм;
- ширина колодок: Вк = 140 мм ;
- масса тормоза: mт = 120 кг.
Выбор муфты с тормозным шкивом
Учитывая требуемый диаметр тормозного шкива ширину колодок и диаметр
быстроходного вала редуктора выбираем муфту с тормозным шкивом. Параметры:
Диаметр тормозного шкива Dт.ш=400 мм;
Ширина тормозного шкива Вт.ш= 190 мм;
Момент инерции Iм.т.ш.=69 кг м2;
Вес муфты mм.т.ш.=92 кг.
Проверка двигателя механизма главного
подъёма на время разгона.
Момент инерции вращающихся масс расположенных на быстроходном валу
I1=Iр.дв+Iм. быстр=4+025=425 кг м2
Момент инерции при разгоне всех вращающихся частей механизма приведённый к
Iвр=(· I1=115[pic] кг м2
где (=11 12 коэф. учёта инерции вращающихся масс расположенных на втором
и т.д. валах механизма.
Поступательно движущаяся масса
Момент инерции при разгоне поступательно движущихся частей механизма плюс
груза приведённый к валу двигателя
Приведённый к валу двигателя момент инерции при разгоне всех движущихся
Iмех. р= Iвр+ Iпост. р=48+01=49 кг·м²
Момент статических сопротивлений при разгоне приведённый к валу двигателя.
Номинальный момент двигателя
Среднепусковой момент двигателя
Фактическое время разгона механизма
не превышает рекомендуемого 1 2 с;
Среднее ускорение при разгоне [pic][pic] [pic]
не превышает рекомендуемого.
Расчёт сборочных единиц барабана.
Толщина цилиндрической стенки.
В качестве материала барабана принимаем сталь 35Л.
Приближенное значение толщины стенки
Из условия технологии изготовления литых барабанов толщина стенки должна
быть не менее (л=001·Dб 0+0003=001·063+0003=00093 м
С учётом износа в процессе эксплуатации принимаем ( = 25 мм
Устойчивость цилиндрической стенки барабана.
Номинальное напряжение сжатия:
Условие устойчивости:
Где [k] = 2 для стальных барабанов.
[pic] устойчивость обеспечена.
Расчёт оси барабана.
L= lH+ l2=1394+150=1544 мм
Рис.2.1.расчет оси барабана.
Определим реакции в опорах для случая когда канат находится в крайнем
левом положении (наибольший изгибающий момент под левой ступицей) весом
барабана пренебрегаем.
(МВ = 0; RА=Smax lL=129000·13941544=116467 Н
RB = Smax – RA =129000-116467=12533 Н
Изгибающие моменты в сечениях под ступицами
Мс = RA . l1 =116467·015=17470 Н·м
МД = RB . l2 =12533·02=2506 Н·м
Принимаем материал оси сталь 45 ГОСТ 1050-74. (в = 598 МПа (1= 257 МПа
Допускаемое напряжение изгиба
где k0 = 25 -коэффициент конструкции оси
[ n ] = 16 - коэффициент запаса для М5 режима.
Принимаем предварительно диаметр оси барабана по наибольшему изгибающему
МС =17470 Н м под левой ступицей
Принимаем dС =120 мм
Напряжение изгиба в рассчитываемом сечении
Запас прочности по сопротивлению усталости в сеч. Под правой ступицей
где k’(=17 – масштабный коэффициент;
((=06 – масштабный фактор при изгибе;
(=1 – коэффициент упрочнения;
kд=087 – коэффициент долговечности
Прочность в сечении обеспечена.
Правый подшипник выбираем по статической нагрузке. Размер выточки в
тихоходном конце редуктора который является наружным диаметром подшипника
Выбираем подшипник радиальный сферический двухрядный роликовый
Наружный диаметр D=160 мм
Диаметр вала d= 90 мм
Статическая грузоподъемность C0 =162 кН
Динамическая грузоподъемность C=130 кН
Подшипник правой опоры выбираем по эквививалентной нагрузке:
где радиальная нагрузка Fr=604 кН
kб =15 -коэффициент безопасности
kt =11 -температурный коэффициент
k( =1 при вращении внутреннего кольца
Р=604·15·11·1=996 кН
Наружный диаметр D=215 мм
Диаметр вала d= 110 мм
Статическая грузоподъемность C0 =331 кН
Динамическая грузоподъемность C=281 кН
Номинальная долговечность подшипника
где n=61 обмин– частота вращения барабана
р=103 - показатель степени для роликоподшипников
Для М5 режима рекомендуемое значение долговечности
Lн = 20000 ч Lпн – подшипник выбран верно. По наружному диаметру
подшипника выбираем опору РШ-215 ГОСТ 13218.9-67
Расчет механизма поворота
Частота вращения крана nкр = 28 обмин (04)
Вылет максимальный Lmax = 15 м Q = 9 т (882)
Вылет минимальный Lmin = 52 м Q = 100 т (980 кН)
Масса крана m = 114 т Вес крана G = 11172 кН.
Вес составных частей крана и расстояния от оси вращения до их центров
Полный вес поворотной платформы с механизмами и электрооборудованием
составит 60% от веса крана.
Gпов = 06·Gкр = 06·11172 = 67032 кН
Gстр = 0072·Gкр = 0072·11172 = 804 кН
Стрела Gст = 804 кН mст = 82 т а = 75
Поворотная Gпов = 67032 кН mпов = 684 т b = 3
Балласт Gбал =294 кН mбал = 30 т c = 7
Определяем наибольший момент действующий на опорно поворотное устройство от
весовых нагрузок крана:
Наибольшая вертикальная нагрузка равна:
По вертикальной нагрузке выбираем шариковый опорно – поворотный круг №
с внутренним зацеплением имеющий следующие параметры (Дукельский т2
где: кр – угловая скорость крана
пр – предварительное значение кпд механизма пр – 09;
п.ср – кратность среднепускового момента по табл. 2.17
принимаем п.ср = 18.
Выбираем двигатель Д 808-Б ГОСТ 184 – 71 имеющий параметры:
- мощность двигателя: Nдв = 50 кВт;
- частота вращения: nдв = 680 обмин;
- момент инерции ротора: Jр.дв = 80 кг м2;
- масса двигателя: mдв = 885 кг.
Общее передаточное число механизма вращения:
На кранах последних конструкций в механизмах поворота нашли широкое
применение планетарные редукторы.
Принимаем передаточное число открытой передачи Uот = 63 из
стандартного ряда ГОСТ 2185-66.
Передаточное число редуктора определим по формуле:
U1 U2 U3 – отношение числа зубьев венцовой шестерни к числу зубьев
солнечной шестерни соответственно каждой ступени:
Полученное значение отличается от требуемого на 14 % что допустимо.
Фактическое передаточное число механизма:
Фактическая частота вращения крана:
Что незначительно отличается от заданной
мех = р от = 092 097 = 09
Межосевой расчет открытой передачи:
zш zв – число зубьев венца опорно – поворотного устройства и
Приведенные к первому валу моменты от:
- ветровой нагрузки:
Выбираем тормоз серии ТКТ – 200300 имеющий параметры:
- номинальный тормозной момент: Тт.н = 240 Н м;
- продолжительность включения катушки электромагнита: ПВ = 40%
- требуемый диаметр тормозного шкива: Dт.ш = 300 мм;
- ширина колодок: Вк = 140 мм;
- масса тормоза: mт = 68 кг.
Проверка двигателя механизма поворота на время разгона.
Момент инерции тормозного шкива:
Момент инерции вращающихся масс расположенных на быстроходном валу:
Момент инерции при разгоне всех вращающихся частей механизма приведенный к
Приведенный к валу двигателя момент инерции при разгоне всех движущихся
Момент статических сопротивлений при разгоне приведенный к валу двигателя:
Номинальный момент двигателя:
Среднепусковой момент двигателя:
Время разгона фактическое:
Не превышает рекомендуемого 4 10 с.