Кран балка подвесная грузоподъемность 0,5 т.

Спецификация 3.dwg

Болт М8х20 ГОСТ 7798-82
Гайка М8х20 ГОСТ 7798-82
Кольцо 1А80 ГОСТ 13941-68
Подшипник 1000911 ГОСТ 8338-75
Шайба 8.01.016 ГОСТ 13465-77

Спецификация 4.dwg

Болт М12х35 ГОСТ 7798-82
Болт М12х40 ГОСТ 7798-82
Гайка М12.5 ГОСТ 5916-82
Шайба 12 Н 65Г ГОСТ 6402-70
Шпонка 12х8х63 ГОСТ 8789-68
Шпонка 14х9х70 ГОСТ 8789-68

1 лист.dwg

подвесной кран-балки
Технические характеристики:
Скорость передвижения
Группа классификации механизма М3

3лист.dwg

Технические требования:
Тормоз регулировать на момент 10 Нм.
Наклон пути не более 1
В подшипники заложить смазку Литол ГОСТ 21150-87.
Радиальное смещение не более 0.5 1 мм.
х 2 х 9Н ГОСТ 6033-80

2лист.dwg

4лист.dwg

Сварку производить электродом марки Э42А;
Сварные швы очистить от шлака и брызг металла;
Тележку красить серой нитроэмалью
защитив присоединительные места..
Технические требования

Спецификация 2.dwg

Механизм передвижения
Электродвигатель MTF 011-6
-250-25-25У3 ОСТ 24.848.06-77
Приводная колесная установка
К2РП-200 исп.1 ОСТ 24.090.09-75
К2РП-200 исп.2 ОСТ 24.090.09-75
Болт М12х30 ГОСТ 7798-82
Болт М10х50 ГОСТ 7798-82
Гайка М12.5 ГОСТ 5916-82
Гайка М10.5 ГОСТ 5916-82
Шайба 10 Н 65Г ГОСТ 6402-70
Шайба 12 Н 65Г ГОСТ 6402-70

Спецификация 1.dwg

Подвесная кран-балка
Механизм передвижения
Неприводная колесная установка
К2РП-200 ОСТ 24.090.09-75
Болт М8х25 ГОСТ 7798-82
Болт М12х40 ГОСТ 7798-82
Болт М12х65 ГОСТ 7798-82
Болт М12х75 ГОСТ 7798-82
Болт М16х80 ГОСТ 7798-82
Болт М20х70 ГОСТ 7798-82
Болт М20х80 ГОСТ 7798-82
Гайка М12.5 ГОСТ 5915-82
Гайка М16.5 ГОСТ 5915-82
Гайка М20.5 ГОСТ 5915-82
Шайба 8 Н 65Г ГОСТ 6402-70
Шайба 12 Н 65Г ГОСТ 6402-70
Шайба 16 Н 65Г ГОСТ 6402-70
Шайба 20 Н 65Г ГОСТ 6402-70

записка.doc

В современных условиях поточного и автоматизированного производства значение подъемно-транспортных машин качественно изменилось. Они вышли за рамки своего первоначального назначения – вспомогательного оборудования для механизации трудоемких процессов производства – и являются связующими звеньями в технологической цепи обеспечивающими непрерывность производства основным регулятором поточного производства ограниченной частью технологических процессов определяющих ритм и производительность основного оборудования предприятия. Подъемно-транспортные устройства являются основой комплексной механизации и автоматизации производственных процессов. От правильного выбора наиболее рациональных машин зависит высокопродуктивная работа всего предприятия.
Конструкция подъемно-транспортных машин непрерывно совершенствуется в связи с чем возникают новые задачи по расчету проектированию исследованию и выбору оптимальных параметров машин обеспечивающих высокие технико-экономические показатели и качество машин.
В данной работе был рассчитан и спроектирован механизм подъема мостового крана были рассчитаны параметры барабана выбран канат подобраны двигатель и редуктор подобрана крюковая подвеска выбран тормоз.
Рассчитать механизм подъема грузовой тележки электрического мостового крана по следующими данными: Q=05 т - грузоподъемность; Н=18 м - высота подъема; - скорость подъема груза.
Группа режима – 3М; (ПВ15%; Л). Расчетная схема механизма подъема показана на рис.1.
Рис.1 Схема механизма подъема
Выбор полиспаста. В зависимости от грузоподъемности выбираем сдвоенный полиспаст а = 2 (число полиспаста) кратностью m = 2; выбираем по таблице 4 или [2] стр.63 табл. 18; [7] стр.55 табл. 22.
Кратность "т" при грузоподъемности "Q
Определяем максимальное усилие в ветвях полиспаста.
где - вес поднимаемого груза; m=2 - кратность полиспаста; - к. п. д. блока установленного на подшипниках качения [3] стр.117.
Определяем разрывное усилие каната и выбираем диаметр каната.
- К=4 - коэффициент запаса прочности для группы режима 3М; выбираем по табл. 3 или [I] стр. 79.
1.Учитывая преимущества канатов с односторонней свивкой (канаты типа ЛК) по сравнению с канатами с крестовой свивкой (канаты типа ТК) выбираем канат 83 - Г - 1 - СС - Р - 1600 ГОСТ 2688 - 80 [ЛК - Р6Х19]
- первая марка по механическим свойствам проволоки;
СС - вид покрытия проволоки (светлая проволока для средних условий работы);
Р - способ свивки (раскручивающаяся) (маркировочная группа по временному сопротивлению разрыву) [4] стр.162.
2. Определяем фактический коэффициент запаса.
Определяем размеры грузового барабана.
1.Определяем диаметр по дну канавки .
где - диаметр каната е=20 - коэффициент пропорциональности принимаемый в зависимости от типа грузоподъемной машины и режима работы механизма (табл. 5 или [1] табл.15 стр. 80;[2] стр.65; [5] стр. 33 табл. 4).
Диаметр барабана Дб =160мм измеренный по дну канавки следует принимать по нормальному ряду размеров: 160; 200; 250; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000 [1] стр.80.
2.Определяем диаметр барабана по центру каната:
- математическая модель.
3.Определяем внутренний диаметр барабана.
где - толщина стенки барабана
4.Определяем длину барабана.
- длина нарезки на одной половине барабана:
- число витков нарезки барабана:
Н = 18м - высота подъема груза;
m = 2 - кратность полиспаста;
- расчетный диаметр барабана;
2 - витка служат для уменьшения усилия действующего на узел крепления каната к барабану;
- расстояние между блоками подвески груза:
Проверяем барабан на прочность.
Т.к. - барабан длинный то его необходимо проверить по всем трем напряжениям (; ; ).
1. Определяем напряжение сжатия:
2. Определяем напряжение изгиба:
конструктивного тогда
2.1. Реакции в опорах
2.2.Изгибающий момент максимальный
2.3. Величина напряжения изгиба в опасном сечении
где - осевой момент сопротивления барабана.
3. Определяем напряжение кручения
- крутящий момент на барабане;
- полярный момент сопротивления барабана. 5.4. Определяем эквивалентное напряжение
По напряжению назначаем материал барабана табл.6(см. приложение) или [1] табл.19 стр. 90 для 3М группы режима работы механизма. Барабан изготовлен из чугуна СЧ15
- условие прочности выполняется.
Расчет оси (вала) барабана
Рис.4 – Расчетная схема оси барабана со сдвоенным полиспастом
В нашей конструкции установки барабана механизма подъема кранов общего назначения соединение оси барабана с тихоходным валом редуктора осуществляется с помощью специальной зубчатой муфты.
При этом конец вала редуктора выполняют в виде зубчатой шестерни которая входит в зацепление с венцом закрепленным на барабане. Крутящий момент от вала редуктора передается через зубчатое зацепление на венец- ступицу и далее через болты на обечайку барабана.
Ось барабана испытывает напряжение изгиба от действия усилий двух ветвей каната при сдвоенном полиспасте а также от собственного веса барабана (при расчете обычно весом барабана пренебрегают). При сдвоенном полиспасте положение равнодействующей натяжений каната относительно опор оси остается неизменным.
Величина этой равнодействующей Н
венец- ступицу и далее через болты на обечайку барабана
Нагрузка Н на опору 1 оси при положении равнодействующей указанном на рис.4
l2 – расстояние от центра ступицы барабана С до опоры 2 l2 = 200мм.
Для определения расстояний используем следующие соотношения
Нагрузка на опору 2 Н
R2 = 34722 – 19848 = 14874 Н.
Нагрузка на ступицу барабана А (1)
где l1 – расстояние от центра ступицы барабана А до опоры 1 l1 = 120мм.
l4 = 1196 – 120 = 1076 мм.
Нагрузка на ступицу С (2)
P2 = 34722 – 19297 = 15425 Н.
Расчет оси барабана сводят к определению диаметра ступицы из условия работы оси на изгиб в симметричном цикле
где Ми – изгибающий момент в расчетном сечении Нм;
W – момент сопротивления расчетного сечения при изгибе мм3;
допускаемое напряжение изгиба при симметричном цикле изменения напряжений Нмм2.
Допускаемое напряжение при симметричном цикле Нмм2
где k0 – коэффициент конструкцию детали для осей k0 = 20 28 принимаем k0 = 20;
предел выносливости стали для углеродистых сталей
где предел прочности стали = 1000 Нмм2;
[n] – допускаемый коэффициент запаса прочности для лекгого режима [n] = 14.
Изгибающие моменты: наибольший изгибающий момент под правой ступицей барабана в точке С
Момент сопротивления сечения оси под ступицей мм3
де d – диаметр оси под ступицей барабана С d = 45мм.
Диаметр оси под ступицей барабана мм
Прочность оси на изгиб обеспечивается.
Расчет подшипников барабана
Подшипники выбирается в соответствии с диаметром проточки в зубчатом венце выходного вала редуктора равной 110мм. Учитывая это выбираем подшипники шариковые радиальные сферические двухрядные с диаметром наружного кольца D = 110мм ГОСТ 5720-75.
Рисунок 5 – Основные размеры подшипника
Таблица– основные параметры подшипника
Условное обозначение подшипника типа 1000
Долговечность подшипника млн. об
где С – табличное значение динамической грузоподъемности C = 30200 H;
RЭ – эквивалентная нагрузка Н
где Х – коэффициент радиальной нагрузки Х = 1;
Rr = R1 – радиальная нагрузка равная опорной реакции Н;
V – коэффициент вращения при вращении внутреннего кольца V = 1;
Kб – коэффициент безопасности принимаем из условий работы механизма Кб = 15;
Т – температурный коэффициент КТ = 1;
показатель степени для шариковых подшипников .
Расчетная долговечность подшипника час
где n – фактическая частота вращения барабана мин-1.
Для крановых механизмов считается приемлемой долговечность часов поэтому чтобы не изменять размеры проточки зубчатого венца выходного вала редуктора следует принять подшипник более тяжелой или широкой серии с большей динамической грузоподъемностью.
Расчет крепления каната к барабану
Конец каната на барабане крепят накладкой с трапециидальными канавками
Рис.6 – Крепление каната на барабане накладкой с трапециидальной канавкой
Выбираем накладу с двумя болтами.
Напряжение каната в месте крепления на барабане Н
где f – коэффициент трения между канатом и барабаном f = 015;
угол обхвата барабана запасными витками каната () ;
e = 274 – основание логарифма.
Сила растягивающая один болт Н
где f1 – приведенный коэффициент трения между канатом и накладкой с трапециидальным сечением канавки
где угол наклона боковой грани канавки;
угол обхвата барабана канатом при переходе от одной канавки накладки к другой.
Сила изгибающая один болт Н
Суммарное напряжение в каждом болте Нмм2
где k – коэффициент запаса надежности крепления каната k = 15;
l – расстояние от головки болта до барабана мм (по дну канавки см рисунок2.13).
d1 – внутренний диаметр резьбы болта мм.
допускаемое напряжение на растяжение материала болта Нмм2
где предел текучести материала болта 240Нмм2;
Условие прочности выполняется.
Расчет (подбор) крановой подвески
Крюковую подвеску выбираем по ГОСТ 6626-53 однорогую для ручных механизмов с учетом грузоподъемности режима работы диаметра каната и схемы полиспаста.
Выбор электродвигателя.
1. Мощность двигателя привода механизма определяется по эквивалентной нагрузке.
где - эквивалентная нагрузка в "Н";
- скорость подъема груза ммин;
; - коэффициент приведения к эквивалентной нагрузке:
Кп - коэффициент использования крана при работе с грузами от Q до 07Q ;
Ки - коэффициент использования крана при работе с любыми грузами;
Квк - отношение времени работы механизма при пусках ко времени условного цикла
Zbk - число включений в час;
tBK - продолжительность одного включения tBK = 1 3 секунды
- коэффициент пусковой перегрузки двигателя .
Группа режима работы
Из таблицы 7 или [2] стр. 25 принимаем для 3М группы режима работы механизма
Ки = 05; Кп = 02; Zbk =80.
Определяем мощность двигателя .
2. Выбираем крановый асинхронный двигатель с фазовым ротором MTF011-6 Nдв= 2 кВт при ПВ% = 15%; nдв = 800 обмин; маховый момент ротора двигателя GД2рот =0021кг м2; масса двигателя 51кг [2] стр.314.
Выбранный двигатель в дальнейшем следует проверять по условиям пуска.
Определяем передаточное число редуктора и выбираем редуктор.
; - частота вращения барабана:
1. Определяем крутящий момент на тихоходном валу редуктора (на барабане)
2 Выбираем двухступенчатый цилиндрический редуктор с зацеплением Новикова Ц2У-250Н; ; ; Ир=25; Тт=750 Н м; ; масса редуктора [7] табл. 66 стр.41.
Определяем тормозной момент и выбираем тормоз:
1. Статический момент приведенный к валу тормоза
2. Коэффициент запаса торможения (СТ СЭВ 1067-68) для легкого режима работы К= 15 [1] стр.149.
3. Выбираем тормоз ТКТ-100; при ПВ 15% тормозной момент Тт =20 Н м ; диаметр тормозного шкива Дт =100мм; [1] стр.104; масса тормоза 12 кг. [6] табл. 82 стр.431; маховый момент ротора двигателя GД2тор.шк. =25кг м2 [2] стр.337.
Проверяем двигатель по условиям пуска.
- коэффициент учитывающий остальные вращающиеся детали механизма;
Пусковой момент двигателя:
Статический момент приведенный к валу двигателя:
tп= 1 2сек - легкий пуск двигателя
tп =2 5сек - средний пуск двигателя
tп =6 10сек - тяжелый пуск двигателя.
2. Определяем ускорение при работе крана с номинальным грузом.
- скорость подъема груза;
- частота вращения барабана.
Фактическое ускорение соответствует рекомендациям [3] стр.229.
Выбранный двигатель можно оставить.
Как показали проектные и проверочные расчеты выбранный канат крюковая подвеска электродвигатель редуктор соединительные муфты и тормоз отвечают правилам и нормам Госгортехнадзора и обеспечивают выполнение основных положений технического задания.
Конструкция барабана оси и подшипниковых опор барабана спроектированы с учетом специфики эксплуатации механизма и требований предъявляемых к прочности надежности и долговечности данных изделий.
Следовательно можно сделать вывод: спроектированный механизм подъема груза отвечает необходимым критериям работоспособности и обеспечивает выполнение требований технического задания.
Таблица 1 Значение коэффициента К1
режима работы механизмов
Подъема монтажных мостовых и козловых кранов; передвижения тележки крюковых и грейферных мостовых и козловых кранов
Подъема крюковых мостовых и козловых кранов; передвижения тележки крюковых и грейферных мостовых и козловых кранов; передвижения кранов монтажных и грейферных мостовых и козловых
Подъема крюковых и грейферных мостовых и козловых кранов
Подъема и передвижения тележки и крана
Таблица 2 Значение коэффициента К2
магнитного и грейферного
Таблица 3 Минимальные допускаемые значения коэффициентов запаса прочности канатов К
Грузовые и стреловые
Грейферные для грейферов с раздельным двухмоторным приводом (принимая что все грейфера с грузом равномерно распределены на все канаты)
Оттяжки мачт и опор растяжки стрел
Канаты лебедок предназначенных для подъема людей
Канаты используемые при монтаже
Для подъема и транспортирования расплавленного метала жидкого шлака ядовитых и взрывчатых веществ
Таблица 5. Минимальные допускаемые значения коэффициента е.
Грузоподъемная машина
Все типы за исключением стрелковых кранов электрических талей и лебедок
механизмы подъема груза и стрелы механизм монтажа крана
- всех машин за исключением стреловых кранов и электрических талей
Таблица 6. Допускаемые напряжения сжатия []сж МПа.
Группа режима работы механизма
М.П. Александров. П. Т. М. М. "Машиностроение" 1984.
Павлов Н.Г. Примеры расчетов кранов. Л. "Машиностроение" 1978.
Александров М.П. П.Т.М. М. "Высшая школа" 1979.
Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя. Т.1 М. "Машиностроение" 1980.
Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. М. "Металлургия" 1979.
Руденко Н.Ф. и др. Курсовое проектирование Г.П.М. М. Машиностроение 1971.
Александров М.П. Тормозные устройства в машиностроении.М. "Машиностроение" 1965.
Кузьмин А.В. ФЛ. Марок. Справочные по расчетам механизмов П.Т.М. Минск "Высшая школа" 1983.
Механизм передвижения
Рассчитать механизм передвижения тележки мостового крана установленного в помещении и без уклона пути.
Q=05 т - грузоподъемность;
- скорость передвижения.
Группа режима – 3М; (ПВ15%; Л).
Предварительно принимаем массу тележки из условия .
Назначаем количество ходовых колес в зависимости от грузоподъемности из таблицы 1.
Определяем нагрузку на колесо
Диаметр ширину поверхности катания выбираем из таблицы 2; 3; 4 – двухребордное цилиндрическое колесо по ГОСТ 3569-74. Выписываем размеры
Рельс выбираем плоский (таблица 5).
Ширина рельса В=40мм.
Проверяем выбранное колесо на прочность. Для цилиндрических колес с плоским рельсом имеет место линейный контакт поэтому
где Кf =102 для 3М – коэффициент учитывает влияние силы трения на работу механизма передвижения;
- стальное колесо и стальной рельс (таблица 5) .
F – расчетная нагрузка где ;
- коэффициент неравномерности для рельса с плоской головкой (таблица 6);
В=0040мм – ширина рельса;
- коэффициент толчков для (таблица 7).
По таблице 8 назначаем материал колеса сталь 55Л при НВ 200 300 .
Определяем силы сопротивления передвижению
f- коэффициент трения в подшипниках качения колес f = 0015 (табл. 14)
d=55мм – диаметр цапфы;
К=03мм – коэффициент трения качения с плоским рельсом (табл.13).
Кр=25 – коэффициент трения реборд для крановой тележки рельс цилиндрический колесо с ребордом привод центральный с жестким токоподводом (табл.12).
2. Сила сопротивления передвижению разгруженной тележки.
3. Сила сопротивления передвижению разгруженной тележки без трения о реборд о рельсы.
Определим потребную мощность двигателя и выбираем двигатель.
Выбираем крановый двигатель переменного тока с фазным ротором серии МТF 011-6 ([8] стр.37) Nдв= 2 кВт при ПВ% = 15%; nдв = 800 обмин; момент инерции ротора двигателя Jрот.дв. =0021кг м2; масса двигателя 51кг
где - частота вращения ходового колеса.
Выбираем редуктор с вертикальными валами ВКН – 475 крутящий момент на тихоходном валу до 1950 Н-м [8] стр. 27.
Для механизма передвижения тележки
При выбранном редукторе фактическая скорость передвижения равна
Определяем допускаемые ускорения при пуске по условию отсутствия пробуксовки и при торможении по условию отсутствия груза.
1. Пуск (без ветровой нагрузки Wв=0)
где m=2 – число приводных колес;
n=4 – общее число ходовых колес;
=02 – коэффициент сцепления колеса с рельсом (в закрытом помещении табл.17);
Ксц=12 – коэффициент запаса сцепления без ветровой нагрузки;
Дх.к.=200мм – диаметр ходового колеса;
Кр=25 – коэффициент трения реборд (табл.12);
g=981мс2- ускорение свободного падения.
Определяем потребный тормозной момент и выбираем тормоз. Тормоз подбирается для разгруженной тележки по тормозному моменту
где - динамический момент механизма передвижения приведенный к валу тормоза (ветровая нагрузка и уклон пути отсутствует).
где J1 – момент инерции вращающихся масс на первом валу.
(Принимаем предварительно диаметр тормозного шкива равным 100мм [8] стр.23); время торможения tm
Статический момент при торможении
Выбираем колодочный тормоз ТКТ 100 который при ПВ 15% имеет тормозной момент 20Н м [8] стр.10 или [2] [5] [6] [7] [9].
Проверяем выбранный двигатель по условию пуска.
Для этого следует определить ускорение при пуске разгруженной тележки чтобы не было пробуксовки и сравнить его с допускаемым.
- время пуска разгруженной тележки.
где - пусковой момент для двигателей с фазовым ротором;
- номинальный момент двигателя;
- пусковой коэффициент перегрузки.
- статический момент разгруженной тележки при пуске приведенной к валу двигателя.
Фактическое ускорение при пуске разгруженной тележки
Следовательно пробуксовки при пуске разгруженной тележки не будет. Время пуска груженной тележки.
- статический момент груженой тележки приведенной к валу двигателя.
Допускаемое время пуска груженой тележки до 10 секунд (для механизма передвижения крана до 15 секунд).
Следовательно выбранный двигатель по условию пуска устраивает.
Значение коэффициента Кн Таблица 6
Рельс с выпуклой головой
Значение коэффициента Кт Таблица 7
Допускаемые напряжения Таблица 8
[ ] МПа при линейном
Подкрановые квадратные рельсы. Размеры и масса. Таблица 9
Масса 1 погонного метра рельса в кг.
Значение коэффициента реборд Кп Таблица 12
Вид обода ходового колеса
Цилиндрический с ребордами
Цилиндрически безребордный с направляющими роликами
Раздельный или центральный
Для крановой тележки
с жестким токоподводом
с кабельным токоподводом
Для подвесных кранов
Конический одноребордный
на подшипниках качения
на подшипниках скольжения
Значение коэффициента К. Таблица 13.
Диаметр ходового колеса мм
Рельс с выпуклой головкой
Значение коэффициента трения f Таблица 14.
Значение коэффициента К1. Таблица 15
Подъема монтажных и козловых кранов; передвижения козловых кранов; передвижения тележки монтажных листовых и козловых кранов
Подъема крюковых мостовых и козловых кранов; передвижения тележки крюковых и грейферных мостовых и козлозых кранов; передвижения кранов монтажных и грейферных мостовых и козловых
Значение коэффициента К2. Таблица 16
Подъема крана: крюкового
Магнитного и крейферного
Значение коэффициента . Таблица 17
Условия работы механизма
Краны работающие на открытом воздухе
Краны работающие в закрытых помещениях (атмосферные осадки не влияют на коэффициент смещения)
Краны работающие на открытом воздухе с применением песочниц
Александров М.П. Подъемно-транспортные машины. М. "Машиностроение" 1984-335 с.
Александров М.П. Тормоза подъемно-транспортных машин. М. "Машиностроение" 1976-383 с.
Александров М.П. Подъемно-транспортные машины. М. "Высшая школа" 1979-558 с.
Ерохин А.В. и др. Проектирование и расчет подъемно-транспортных машин сельскохозяйственного назначения. М. "Колос" 199-228 с.
Кузьмин А.В. Марон Ф.Л. Справочник по расчету механизмов подъемно-транспортных машин. Минск "Высшая школа" 1983-350 с.
Павлов Н.Г. Примеры расчетов кранов Л. "Машиностроение" 1978.
Подъемно-транспортные машины; Атлас конструкций (под редакцией Александрова М.П. и Решетова Д.Н.) М. "Машиностроение" 1973.
Руденко Н.Ф. и др. Курсовое проектирование грузоподъемных машин. М. "Машиностроение" 1971-464 с.