Тракторный кран с навеской сбоку КП315

Общий вид трактора.cdw

технической механники

Спецификация сборка.spw

Гайка М14 ГОСТ 2528-73
Гайка М33 ГОСТ 5918-75
Кольцо А100 ГОСТ 13943-86
Крюк №11 ГОСТ 6627-63
Подшипник 180211 ГОСТ 8882-75
Подшипник 8207 ГОСТ 7872-89
Шайба 6 ГОСТ 6402-70
Шайба 8 ГОСТ 6402-70

ПТМ.docx

Грузоподъемность mг = 3000 кг
Высота подъема груза h = 5 м
Скорость подъема V = 6 ммин
Режим работы ПВ = 25 % (средний)
Полиспаст: одинарный.
Рис 1 Схема полиспаса
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
Fmax – максимальное усилие натяжения каната.
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 необходимо подобрать канат.
КАНАТ 13.5-Г-I-ЛН-1667 ГОСТ 3088-80
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 крана d0 и ненарезной части d1. ГОСТ 6627-74.
Грузоподъемная сила:
Проверяем крюк в опасном сечении.
где Fg – грузоподъемная сила Н
dвн – внутренний диаметр хвостовика крюка
[] – допускаемое напряжение для крюка [] = (50 60) МПа.
Из расчета на смятие определяем минимально допустимую высоту гайки.
p – шаг резьбы 3.с.627
q – допускаемое давление q = 30 40 Мпа
d0 – диаметр резьбы нарезной части хвостовика крюка.
Подбираем стандартную корончатую гайку 3.с.527 по наружному диаметру резьбы хвостовика так чтобы для высоты стандартной гайки hг выполнялось условие:
Гайка М 33 ГОСТ 5918-73
По диаметру нарезной части хвостовика крюка d1 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.
где Fg – грузоподъемная сила Н;
к – коэффициент безопасности для деталей крюковой обоймы;
Выбираем подшипник: №8207
Вычерчиваем эскиз хвостовика крюка.
Рис 3 Хвостовик крюка
Ширина тела траверсы конструктивно принимается:
где Dn – наружный диаметр подшипника мм.
Траверса испытывает напряжение изгиба от силы Fg которая при наличии упорного подшипника равномерно распределяется по площади.
где Lp – расчетная длина тела траверсы мм;
Fg – грузоподъемная сила Н;
Dn – наружный диаметр подшипника мм.
где Lt – длина траверсы
x – величина зазора между планкой и траверсой (x = 1)
n – толщина планки 6 16 мм.
Высота траверсы определяется:
где Мизг – изгибающий момент Н·мм;
Вт – ширина тела траверсы мм;
dт – диаметр отверстия под ненарезную часть хвостовика мм.
Принимаем размер тела траверсы:
где d1 – внутренний диаметр подшипника.
Диаметр цапфы траверсы определяется конструктивно:
где Нт – расчетная высота траверсы мм.
Цапфа рассчитывается на изгиб и на смятие:
где - расчетная длина цапфы мм.
где - допустимое напряжение смятия.
Вычерчиваем эскиз траверсы:
Наименьший допустимый диаметр блока по дну канавки определяется:
где dк – диаметр каната
e – коэффициент зависящий от типа крана и режима работы.
Ширина блока выбирается по нормали ПТМ 12-625.с.41 в зависимости от диаметра каната.
Из расчета на изгиб определяем диаметр оси блока:
где Мизг – изгибающий момент принимаемый:
где l – плечо действия силы мм
[] – допускаемое напряжение [] = 80 МПа.
Полученный диаметр оси блока округляем под подшипник качения
Выполняем эскиз блока:
Минимальная ширина планки первоначально определяется из расчета на разрыв:
где Fg – грузоподъемная сила кН
[] – допускаемое напряжение разрыва [] = 80 Мпа
dmax – подставляется больший диаметр dб и dп
п – толщина планки мм.
Из расчета на срез определяется размер:
где []ср - допускаемое напряжение среза []ср = 40 75 МПа.
В этом случае толщина планки определяется:
При малых нагрузках:
Из полученных трех значений выбираем наибольшее Вп.
Выполняем эскиз планки.
5 Подбор радиальных подшипников
Скорость движения каната:
где Vср – скорость подъема груза ммин
U – кратность полиспаста.
Частота вращения блока:
Приведенная нагрузка:
где Х – коэффициент для радиальной нагрузки Х = 1
V – коэффициент учитывающий влияние вращающегося кольца для внутреннего V =1
Fr – радиальная нагрузка кН
КТ – температурный коэффициент КТ = 1
Кб – коэффициент безопасности Кб = 1 12.
По диаметру оси блока dб подбираем шариковый подшипник записываем его диаметр и нагрузку:
Подшипник № 211; СДИН = 436 кН.
Расчетный ресурс в млн оборотах:
Определяем расчетную долговечность в часах:
Диаметр барабана по дну каната принимаемся равным размеру блока Dб.=230 мм
Диаметр барабана замеренный по центрам намотанного каната:
где: dк – диаметр каната мм;
Dб – диаметр барабана по центрам намотанного каната мм.
Внутренний диаметр барабана:
где Dб - диаметр барабана по центрам намотанного каната мм;
б - толщина стенки барабана мм.
По правилам Госгортехнадзора толщина стенки барабана должна быть не менее 12 мм.
Полная длина барабана определяется по формуле:
где lр - рабочая длина барабана
iн - количество витков на барабане.
где 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. 3426 ≤ 690 так как условие выполняется принимаем Dб = 230 мм.
Барабан рассчитывается только на смятие:
Принимаем материал Чугун – СЧ 1532.
Чертим эскиз барабана
РАСЧЕТ КРЕПЛЕНИЯ КАНАТА
Натяжение закрепленного конца каната:
где f – коэффициент трения каната о барабан f = 016
α – угол обхвата барабана α = 3
e – основание натурального логарифма e = 271.
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 трапецеидальной канавки
f – коэффициент трения каната о барабан f = 016.
По диаметру каната dк мм подбираем накладку 5.с.35выбираем диаметр болта крепления d2. По наружному диаметру резьбы d2 мм подбираем внутренний диаметр резьбы dвн2 3.с.481.
Болт М16 dвн2 = 1384 к = 2.
Определяем количество винтов:
где F – натяжение закрепленного каната кН
Fn – сила натяжения накладок на канат кН
lб – плечо изгиба принимаемое мм
[] – допускаемое напряжение для стали 3: [] = 80 Мпа
dвн 2 – внутренний диаметр резьбы мм.
где dк – диаметр каната мм
б – толщина стенки барабана мм.
Принимаем z1 = 5 винтов.
Схема крепления каната.
Рис 8 Крепление каната
Определяем потребную мощность по максимальной нагрузке:
Где Fg - грузоподъемная сила кН;
Vср - скорость подъема груза ммин;
р - к.п.д. механизма подъема р =065 045
м - к.п.д. редуктора м = 096 098
г - к.п.д. гидромотора м = 08 09.
По потребной мощности и режиму работы подбираем аксиально-поршневой нерегулируемый гидромотор записываем его номер и частоту вращения nдв мин-1 .
0.16 Р = 13 кВт n = 1920
ПРОВЕРКА УСТОЙЧИВОСТИ КРАНА
Правилами Гостехнадзора предусмотрена нормативная устойчивость определяемая коэффициентом устойчивости. Который определяется по формуле:
Кг=М0+Мк+ Ми+ МвМг≥115 (6.1)
где М0 – момент силы тяжести противовеса;
Мк – момент силы тяжести крана;
Мв – сумма моментов от ветровой нагрузки;
Ми – сумма моментов сил инерции груза.
Рис 9 Силы действующие на кран
M0=FaLH+Bcosa-hпsina (6.2)
где Fa – сила тяжести противовеса Н.
Mk=FTBcosa-hsina 6.3
где FТ – сила тяжести трактора Н.
где mП – масса противовеса кг;
g – ускорение свободного падения мс2.
где mТ – масса трактора кг.
Fa = 2500 98 =24500 Н
FТ = 6800 98 = 66640 Н
M0=245001245+925cos15-880sin15=46107 Hмм
Mk=66640925cos15-900sin15=44107 Hмм.
Находим сумму моментов от ветровой нагрузки действующей на кран и груз.
где МВГ – момент от ветровой нагрузки действующий на груз Нм;
МК – момент от ветровой нагрузки действующий на трактор Нм.
где FВГ – сила от ветра действующая на груз Н.
где FВГ – сила от ветра дейцствующая на трактор Н.
где А – площадь поверхности м2;
р – распределенная ветровая нагрузка.
где ρ – плотность воздуха ρ =1225 кгм3
– скорость ветра = 5 мс.
Находим сумму моментов инерции от перемещения груза.
где М1 – момент в начале подъема и торможения Нм;
М2 – момент от подъема стрелы Нм.
М1 = m(L – B) (6.11)
где – скорость подъема груза мс.
М1 = 3000(2600 – 925) 0.1 = 5.2105Hмм.
М2 = 3000360001 =1105 Hмм
Ми=52105+1105=62105Нмм.
Находим момент от силы тяжести поднимаемого груза.
МГ =3000982600 = 72107 Hмм
Кг=46000+44000-620- 33072000=124≥115
Находим коэффициент собственной устойчивости:
Кг=МкМ0+Мк≥115 (6.16)
где - момент силы тяжести противовеса.
M0=FaLH+Bcosa-hпsina (6.15)
M0=245001245-925cos15-880sin15=13107 Hмм
Кг=4400013000+380=32≥115.

Чертеж ось.cdw

чертеж блока.cdw

Неуказанные радиусы 25 мм.

траверса.cdw

Сталь 45 ГОСТ 1050-74

Чертеж сборка крюк.cdw

технической механники