Кран прицепной тракторный с механизмом подъема

Чертеж Сборка 5555555.cdw

Кафедра графики и технической механики

Чертеж подпятник 55555.cdw

Спецификация.ВО.spw

Кран прицепной тракторный

Чертеж вала 55555555.cdw

записка ПТМ Колян.docx

Вологодская Государственная молочно-хозяйственная
Академия имени Н.В.Верещагина
Кафедра графики и технической механики
РАСЧЁТНО – ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовому проекту ПО
ПОДЪЁМНО – ТРАНСПОРТНЫМ МАШИНАМ
«Расчёт прицепного тракторного крана»
Расчет деталей крюковой обоймы7
Подбор крюка и подшипниковой обоймы7
Расчет радиальных подшипников.13
Расчет крепления каната.18
Подбор редуктора..21
Использованная литература.27
Грузоподъёмность8 т.
Высота подъёма груза6 м.
Скорость подъёма груза12ммин.
Режим работы ПВ 40%.
Рис.1.Схема полиспаста
Для подъёма удержания на заданной высоте и плавного опускания груза используют полиспасты тали домкраты пневматические и гидравлические подъёмники лебёдки. При горизонтальном или наклонном транспортировании груза механизм подъёма можно использовать как тяговое устройство.
Полиспаст состоит из тягового органа и нескольких огибаемых им подвижных и неподвижных блоков. Усилие для передвижения груза массой до 05 т. прикладывают к концевой ветви полиспаста вручную или с помощью лебёдки. В зависимости от схемы работы полиспасты дают экономию силы или скорости. Первые применяют в виде самостоятельных механизмов вторые в гидравлических и пневматических подъёмниках. В сельском полиспасты используют для подъёма грузов натягивания электрических проводов проволочных изгородей и т.п.
Полиспасты встроенные в грузоподъёмные машины бывают одинарные и сдвоенные. В зависимости от типа полиспаста применяемого в грузоподъёмнике выбирают схему подвеса груза и расчёт всех элементов подъёмного устройства
Сдвоенный полиспаст обеспечивает вертикальный и устойчивый подъём груза при наматывании одновременно двух ветвей. Для выравнивания натяжения и длины ветвей каната ставят уравнительные блоки. Подвешивание груза на нескольких ветвях позволяет снизить нагрузку на канат уменьшить его сечение размеры блоков и барабанов массу и размеры механизма.
Основная характеристика полиспаста — кратность V. В одинарном полиспасте кратность равна числу ветвей Z на которых висит груз в сдвоенном - отношение числа ветвей на которых висит груз к числу ветвей наматываемых на барабан.
Приняв кратность полиспаста u в зависимости от грузоподъемности и типа каната или рассчитав по предварительной схеме определяем максимальное усилие натяжения каната.
где - грузоподъемная сила состоящая из массы груза и массы грузозахватного органа (крюковой обоймы); mk: для одинарного полиспаста ;
mk - масса крюковой обоймы кг;
mг - масса груза кг;
z - число ветвей каната;
u - кратность полиспаста I.с.63. ;
- к.п.д. полиспаста определяемый расчетом или по таблице I.с.74
Согласно правилам Госгортехнадзора канат подбирается по разрывному усилию Fр.
где S - запас прочности выбираемый в зависимости от назначения каната и режима работы (S=6) I.c.65 ;
Fmax - максимальное усилие натяжения каната (Fmax=1429 kH)
Действительное разрывное усилие подбираем по таблицам
Учитывая незначительную длину каната выбираем для механизма подъема барабан с винтовой канавкой. В этом случае наибольшей износостойкостью обладает канат типа ЛК-Р.
По таблице подбираем канат типа ЛК-Р ГОСТ 3088-80.
Диаметр каната dk =125 мм;
Разрывное усилие Fp=7321 кН;
Канат 125-Г-В-Л-Н-1765ГОСТ 3088-80.
Рис. 2. Сечение пряди.
РАСЧЕТ ДЕТАЛЕЙ КРЮКОВОЙ ОБОЙМЫ
1 Подбор крюка и упорного подшипника.
По грузоподъемной силе и режиму работы определяем номер крюка 5с.32 а по номеру крюка 5.с.28 определяем диаметр нарезной части хвостовика крюка d0 и ненарезной части d1.ГОСТ 6627-74.
Проверяем крюк в опасном сечении.
где Fg - грузоподъемная сила Н;
dвн - внутренний диаметр хвостовика крюка (dвн=5751мм);
[] - допускаемое напряжение для крюка [] = (50 60) МПа;
Из расчета на смятие определяем минимально допустимую высоту гайки.
p - шаг резьбы (p=45) м 3.с.627;
q - допускаемое давление q = 30 40 МПа (принимаем q= 35);
dвн - внутренний диаметр хвостовика крюка (dвн=3713 мм);
d0 - диаметр нарезной части хвостовика крюка (d0 =64 мм);
Подбираем стандартную корончатую гайку 3.с.527 по наружному диаметру резьбы хвостовика так чтобы для высоты стандартной гайки hг выполнялось условие: . Принимаем hг = 44 мм.
Гайка М64 ГОСТ5918-73
По диаметру нарезной части хвостовика крюка d1(64мм) и статической нагрузке Fст которая должна быть больше или равна грузоподъемной силы с
учетом коэффициента безопасности подбираем упорный шариковый радиальный подшипник. 4.с.182.
Записываем номер подшипника нагрузку Fст и диаметр Dn .
к - коэффициент безопасности для деталей крюковой обоймы к = =10 12 (принимаем к = 1).
Принимаем подшипник № 8213. Наружный диаметр Dn =100 мм.
Вычерчиваем эскиз хвостовика крюка.
Рис. 3. Хвостовик крюка
Ширина тела траверсы конструктивно принимается:
где Dn - наружный диаметр подшипника мм.
Траверса испытывает напряжение изгиба от усилия Fg которая при наличии упорного подшипника равномерно распределяется по площади.
где Lp - расчетная длина тела траверсы мм
х – величина зазора между телом траверсы и планкой принимаемая для упрощения расчёта х = 1 мм
- толщина планки конструктивно = 6 .10 мм
Lp = 110 + 21 + 10 = 122 мм
Fg - грузоподъемная сила Н;
Dn - наружный диаметр подшипника мм ;
Высота траверсы определяется:
где Мизг - изгибающий момент Н·мм ;
Вт - ширина тела траверсы мм ;
dт - диаметр отверстия под ненарезную часть хвостовика мм ;
где d1 - внутренний диаметр подшипника (d1 =65 мм).
Диаметр цапфы траверсы определяется конструктивно:
где Нт - расчетная высота траверсы мм ;
Цапфа траверсы проверяется:
dц - диаметр цапфы траверсы мм ;
n - толщина планки мм ;
[]из - допускаемое напряжение изгиба []из = 60 100 МПа
[]см - допускаемое напряжение смятия []см = 80 150 МПа
Наименьший допустимый диаметр блока по дну канавки определяется:
где dк - диаметр каната dк = 125 мм;
e - коэффициент зависящий от типа крана и режима работы (для тяжёлого режима работы e = 20).
Ширина блока выбирается по нормали ПТМ 12-625.с.41 в зависимости от диаметра каната. Вб = 29 мм.
Из расчета на изгиб определяем диаметр оси блока.
где Мизг - изгибающий момент принимаемый ;
n - толщина планки 6 16 мм (принимаем n = 10 мм);
[] - допускаемое напряжение [] = 80 МПа;
Полученный диаметр оси блока округляем под подшипник качения. dв = 90 мм.
Выполняем эскиз блока
4. Подбор радиальных подшипников.
Скорость скольжения каната определяется:
где Vср - скорость подъема груза ммин;
U - кратность полиспаста;
Частота вращения блока:
где Vк - скорость скольжения каната ммин ;
Dб - допустимый диаметр блока по дну канавки мм ;
dк - диаметр канатамм ;
Приведенная нагрузка для однорядного подшипника:
Х – коэффициент для радиальной нагрузки (для подшипника = 1)
V – коэффициент учитывающий влияние вращающего колеса т.к. вращается внутреннее колесо V = 1.
Fr-радиальная нагрузка кН
Fg-грузоподъемная сила кН
к – количество блоков на оси
kT-температурный коэффициент (т.к. t≤100C то kT=1)
k-коэффициент безопасности k=1 .12; (принимаем k=1)
По размеру оси блока (dб = 95 мм) подбираем 3 шариковых однорядных
подшипника № 319 записываем динамическую нагрузку С = 143 кН.
Определяем ресурс в миллионах оборотов:
где Р - приведенная нагрузка для однорядного подшипника;
Определяем расчетную долговечность в часах:
где L - ресурс в миллионах оборотов;
n - частота вращения блока;
Минимальная ширина планки первоначально определяется из расчета на разрыв:
где Fg - грузоподъемная сила кН ;
[] - допускаемое напряжение разрыва [] = 80 МПа;
п - толщина планки мм ;
Из расчета на срез определяется размер
где Fg - грузоподъемная силакН ;
п - толщина планкимм ;
[]ср - допускаемое напряжение среза []ср = 40 75 МПа
(принимаем []ср = 70 МПа).
В этом случае толщина планки определяется:
При малых нагрузках:
Из полученных трех значений выбираем наибольшее Вп =180 мм.Вычерчиваем эскиз планки
Диаметр барабана по дну каната принимаемся равным размеру блока Dб = 300 мм.
Диаметр барабана замеренный по центрам намотанного каната:
где dк - диаметр канатамм ;
Dб - диаметр барабана по центрам намотанного канатамм ;
Внутренний диаметр барабана:
где Dб - диаметр барабана по центрам намотанного канатамм ;
б - толщина стенки барабанамм ;
По правилам Госгортехнадзора толщина стенки барабана должна быть не менее 12 мм.
Н - высота подъема груза;
u - кратность полиспаста;
Dн - диаметр барабана по центрам намотанного каната;
(35 4) - Дополнительные Витки (15 2) Витка Для Крепления Каната и еще (15 2) витка для разгрузки крепления;
dк - диаметр каната;
Стремясь к снижению напряжений в стенке барабана принимаем соотношение размеров l ≤ 3Dб . Проверку по напряжениям можно не проводить.
Вычерчиваем эскиз барабана:
Барабан работает только на сжатие
Подбираем материал барабана чугун СЧ18-32.
РАСЧЕТ КРЕПЛЕНИЯ КАНАТА.
Предусматриваем крепление каната к барабану двумя прижимными планками.
Натяжение закрепленного каната:
где f - коэффициент трения каната о барабан f = 016;
α - угол обхвата барабана α = 3;
e - основание натурального логарифма e = 271;
F - максимальное усилие натяжения каната кН;
При этих данных можно принять:
Задаемся условием что сила трения каната о прижимную накладку и барабан равны натяжению закрепленного конца каната тогда сила натяжения накладок на канат:
где F - натяжение закрепленного каната кН;
f1 - приведенный момент трения при наличии овальной канавки f1 = 016;
f - коэффициент трения каната о барабан f = 19;
По диаметру каната dк = 125мм подбираем накладку М14 5.с.35выбираем диаметр болта крепления d2 =14 мм (М14). По наружному диаметру резьбы d2 =14 мм подбираем внутренний диаметр резьбы
dвн 2 = 118 мм 3.с.481.
Определяем количество витков:
Fn - сила натяжения накладок на канат кН;
[] - допускаемое напряжение для стали 3: [] = 80 МПа;
dвн 2 - внутренний диаметр резьбы мм;
dк - диаметр каната мм;
б - толщина стенки барабана мм;
Удовлетворяет условию z1 = 2 8=4винта
Схема крепления каната.
Рис. 8. Крепление каната.
Частота вращения барабана:
где Vк - скорость скольжения каната ммин;
Dн - диаметр барабана по центрам намотанного каната мм;
Передаточное число механизма:
где nдв - частота вращения двигателя обмин;
nдв - частота вращения барабана обмин;
По передаточному числу частоте вращения быстроходного вала режиму работы и потребной мощности подбираем крановый двухступенчатый цилиндрический редуктор 4.с.473. Записываем марку Ц2-250.
Передаточное число =3242; мощность на быстроходном валу = 45 кВт.
Статический момент груза приведенный к валу электродвигателя:
где z - количество ветвей барабана намотанных на барабан;
Dн - диаметр барабана по центрам намотанного каната м;
up - передаточное число механизма;
Определяем расчетный тормозной момент:
где Тс - статический момент груза Н·м.;
кт - коэффициент запаса торможения зависящий от режима работы (при тяжёлом режиме кт = 2).
По режиму работы и расчетному тормозному моменту подбираем тормоз типа ТКТ-200.
РАСЧЕТ ДИАМЕТРА ВАЛА ПОД ПОДШИПНИК.
Из расчета на изгиб определяем диаметр оси вала.
где Мкр - крутящий момент принимаемый ;
Полученный диаметр оси блока округляем под подшипник качения. dв = 50 мм.
Выбираем 2 роликовых однорядных подшипника 32210А: dн=50мм D=90мм С=644кН.
Схема нагружения: (см.приложение).
Ra=Rb=Fmax2=14292=71кН.
Произведем расчет по опоре А:
где X - коэффициент для радиальной нагрузки (для подшипника=1);
V - коэффициент учитывающий влияние вращающего колеса
т.к. вращается внутреннее колесо V = 1.
Ra – нагрузка на опоре А.
kт - температурный коэффициент (т.к. t ≤ 1000 С то kт = 1);
k - коэффициент безопасности k = 1 12; (принимаем k=1).
n - частота вращения вала;
Шпонки подбираются исходя из диаметра вала на который они будут установлены.
Выбираем шпонку ГОСТ 23360-78 к валу диаметром d=50 мм размеры шпонки b=14мм h= 9мм t1=55мм.
Длину шпонки выбираем из формулы:
L≥2T0103d(h-t1)[см] (38)
Где L- рабочая длина шпонки
t1- глубина паза вала
см- напряжение на смятие см=65Мпа
Шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок – по ГОСТ 23360- 78 .
Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.
Напряжение смятия и условие прочности
Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице
Здесь ограничимся проверкой прочности лишь одного соединения передающий вращающий момент от вала к барабану.
Сечение и длина шпонки глубина паза t1=55 мм
Момент на брабане М3=5175 Н м
Выбранная шпонка удовлетворяет условию прочности.
ЛИТЕРАТУРА Павлов Н. Г. Пример расчетов кранов. Л. Машиностроение. 1976
Красников В. В. Подъемно – транспортные машины. И. Агропромиздат. 1987.
Васильев В. З. и др. Справочные таблицы по деталям машин. т. 1. М. Машиностроение. 1965.
Васильев В. З. и др. Справочные таблицы по деталям машин. т. 2. М. Машиностроение. 1966.
Васильев В. З. и др. Справочные таблицы по деталям машин. Дополнение. М. Машиностроение. 1966.
Чернавский С. А. и др. Курсовое проектирование деталей машин. М. Машиностроение. 1988.

кп 25м.cdw

Кран прицепной тракторный
технической механики

Чертеж барабан 5555555.cdw

Сталь 45 ГОСТ 1050-88