Кран самоходный с решетчатой стрелой г/п 15 т.

МПГ сп1.dwg

общ.вид.dwg

Техническая характеристика крана
База Кран колесный МКГ-6
Высота подьёма груза
Скорость подьёма груза
Скорость изменения вылета стрелы
Частота вращения ОПУ
Скорость передвижения

МПГ сп2.dwg

Барабан.dwg

кинемат.схемы.dwg

Двигатель MTН 612-10
=3200 Н*м; n=565 мин
Р=200 кВт; n=109 мин
Муфта МУВП 5500-70-I-2-75-II-1-УЗ
Двигатель МТН 713-10
Двигатель MTKF 112-6
Р=5.8 кВт; n=915 мин
Опорно-поворотный кругоднорядный роликовый
с зубьями внутреннего зацепления
Кинематические схемы
Механизм изменения вылета стрелы
Механизм пдьёма груза
Механизм поворота крана

МПГ.dwg

Техническая характеристика
Скорость подъема груза
Технические требования
Радиальное биение валов редуктора и двигателя не более 1
Механизм обкатать в холостую в течение 30 минут. Стук
повышенный шум не допускаются.
Покрыть эмалью ЭМПФ-115 серая ГОСТ 6465-76.

Спецификация 1 (Кран ).dwg

Механизм изменнения вылета
Пояснительная записка
Механизм подъема груза
Механизм передвижения
Опорно-поворотное устройство
Канат d=21 ГОСТ 7668-80

Записка.doc

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия
КРАН САМОХОДНЫЙ С РЕШЕТЧАТОЙ СТРЕЛОЙ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Расчет механизма подъема груза4
1 Определение кратности полиспаста4
2 Определение тягового усилия полиспаста5
3 Выбор гибкого элемента5
4 Определение расчетного диаметра барабана6
5 Проверка барабана на прочность7
6 Расчет крепления каната8
7 Расчет грузовой подвески9
7.2 Выбор подшипника блока 10
7.3 Расчет оси блока 11
7.4 Выбор подшипника под гайку крюка 12
7.5 Расчет траверсы 14
7.7 Проверка щеки на смятие 15
8 Определение мощности и выбор электродвигателя 16
8.1 Проверка двигателя по пусковому моменту 17
9 Выбор редуктора 18
Расчет механизма изменения вылета 21
1 Расчет полиспаста стрелоподъемного механизма 22
2 Выбор гибкого элемента 23
3 Определение мощности и выбор электродвигателя 23
4 Выбор редуктора 24
Список литературы 27
Приложение Задание на курсовой проект 28
Цель курсового проекта по грузоподъемным машинам – проектирование грузоподъёмной машины – самоходного крана.
В данном курсовом проекте необходимо рассчитать механизмы: подъема груза и изменения вылета. А также разработать сборочные чертежи: крана механизма подъема груза барабана механизма подъема груза и кинематические схемы.
Расчет механизма подъема груза
Рисунок 1 – Кинематическая схема механизма подъема груза
1 Определение кратности полиспаста
Вычислим ориентировочную кратность полиспаста по формуле:
гдеQ – грузоподъемность крана т.
Вычислим кратность полиспаста по формуле:
гдеZ – количество ветвей гибкого элемента на котором весит груз
ZН – количество ветвей гибкого элемента наматываемого на барабан.
Рисунок 2 – Схема полиспаста.
2 Определение тягового усилия полиспаста
где Fб – тяговое усилие полиспаста кН; g – ускорение свободного падения;
а – коэффициент учитывающий тип полиспаста; п – КПД полиспаста.
t – количество блоков согласно схеме.
3 Выбор гибкого элемента
В основу выбора гибкого элемента положена разрушающая нагрузка которая определяется по формуле 8:
где Fраз – разрушающая нагрузка;
zр – коэффициент запаса прочности для группы режима крана М6;
Fб – натяжение каната.
Канат выбираем из справочника по разрушающей нагрузке. Канат типа ЛК-Р 6 × 19 = 114 проволок с органическим сердечником 7.
Канат 21 – Г – – Н – 1568 ГОСТ 2688-80.
Рисунок 3 – Эскиз сечения каната типа ЛК-Р
4 Определение расчетного диаметра барабана
– коэффициент выбора диаметра для группы режима М6 8: =20.
Определим длину барабана по формуле:
гдеl1 – отступ от нарезной части барабана
l2 – нарезная часть барабана.
z – количество витков.
гдеzраб – количество рабочих витков;
zзап – количество запасных витков (zзап = 3);
zкр – количество витков для крепления конца каната на барабане (zкр=3).
Рисунок 4 – Схема барабана
Рисунок 5 – Профиль канавок барабана
где – толщина стенки барабана.
r = 06 · dк = 06 · 21 = 126 мм(16)
DH = D1 + 2 · c = 399 +2 · 84 = 4158 мм(17)
DВ = D1 - 2 · = 399 - 2 · 92 = 3806 мм(18)
5 Проверка барабана на прочность
Цилиндрическую стенку барабана следует проверять на совместное действие изгиба и кручения по формуле 8:
где – суммарный момент;
– момент сопротивления.
Определим суммарный момент по формуле:
гдеТИ – изгибающий момент
ТК – крутящий момент.
Определение момента сопротивления:
6 Расчет крепления каната
Рисунок 6 – Расчетная схема
Определение расчетного напряжения каната 8:
где e – основание натурального логарифма e = 272;
α – угол обхвата барабана α = 3 · = 942;
f – коэффициент трения f = 01.
Определение усилия прижатия планки 8:
гдгf1 – коэффициент трения на поверхности планки f1 = 025.
Определение усилия болта 8:
где – допускаемое напряжение
d1 – внутренний диаметр резьбы d1 = 21 мм.
Определение количества планок 8:
7 Расчет грузовой подвески
Определение диаметра блока:
гдеdk – диаметр каната dk = 21 мм;
hi – коэффициент выбора диаметра для группы режима М6 8: hi =224.
Рисунок 7 – Эскиз блока
Определение частоты вращения блока 8:
гдгVг – скорость подъема груза;
Uп – кратность полиспаста;
7.2 Выбор подшипника блока по коэффициенту динамической работоспособности
Определение коэффициента динамической работоспособности:
где – приведенная нагрузка на подшипник кН;
nбл – частота вращения блока мин ;
– срок службы блока в часах Lh = 3200 часов;.
α =3 – для шарикоподшипника
Определение нагрузки на подшипник 8.
KQ – коэффициент переменности нагрузки 8 KQ = 08;
KK – коэффициент учитывающий вращение наружного кольца 8
K – коэффициент учитывающий тип механизма 8 K = 12;
KT – коэффициент учитывающий температурный режим 8 KT = 10.
гдеzбл – количество блоков на оси;
zп – количество подшипников.
По справочнику 7 выбираем подшипник 313:
D = 140 мм B = 33 мм C = 106 кН d = 65 мм.
Рисунок 8 – Эскиз радиального подшипника
7.3 Расчет оси блока
Определение изгибающего момента в опасном сечении:
гдеl – длина между опорами блока.
Рисунок 9 – Расчетная схема для определения диаметра оси блока
zбл – количество блоков;
гдеВ – ширина подшипника.
Определение диаметра оси блока:
где[] – допустимое напряжение [] = 120 · 106 Па Сталь – 45.
Конструктивно выбираем по справочнику 7 подшипник 318:
D = 190 мм B = 43 мм C = 170 кН d = 90 мм.
7.4 Выбор подшипника под гайку крюка
Подшипник выбираем по статической грузоподъемности 8:
Рисунок 10 – Эскиз подшипника под гайку крюка
Выбираем подшипник упорный 7 8224:
С = 220000 Н В = 39 мм D =170 мм d = 120 мм.
Производим выбор заготовки крюка по грузоподъёмности и группе режима работы.
Примем кованый однорогий крюк №19 наибольшей грузоподъемности при группе режима М6 8.
Основные размеры: S = 115 мм; d = 95 мм; d1=Тр80×10 мм; D=150 мм; L=480 мм; l1 = 210мм. Тип заготовки А для коротких крюков выполненный (по ГОСТ 6627-63) сталь 20.
Рисунок 11 – Эскиз однорогого крюка
Определение диаметра гайки крюка:
гдеdрез – диаметр резьбы под гайку крюка.
Определение высоты гайки крюка:
d – наружный диаметр резьбы;
d1 – внутренний диаметр резьбы;
[см] – допускаемое напряжение смятия.
Рисунок 12 – Эскиз гайки крюка
Рисунок 13 – Эскиз траверсы
Определение длины траверсы:
Lтр = Dп + 20 мм = 170 + 20 = 190 мм(40)
Определение ширины траверсы:
Bтр = Dп + 15 мм = 170 + 15 = 185 мм(41)
Определение диаметра траверсы:
dтр = dхв + 2 мм = 95 + 2 = 97 мм(42)
Определение длины между опорами:
lтр = Lтр + 2·к + щ = 190 + 2·3 + 14 = 210 мм(43)
Определение высоты траверсы:
где[] – допускаемое напряжение;
ТА – изгибающий момент в опасном сечении;
Определение диаметра цапфы:
Рисунок 14 – Эскиз щеки
Определение ширины щеки:
b = 2·do = 2·0095 = 019 м(48)
Определение напряжения в сечении В-В:
Условие выполняется т.к. 5895 МПа 120МПа.
7.7 Проверка щеки на смятие
Условие выполняется т.к. 5895 МПа 221 МПа.
8 Определение мощности и выбор электродвигателя
Электродвигатель выбираем из условия
Определение расчетной мощности электродвигателя 8:
гдеРст – статическая мощность кВт;
Ки – коэффициент использования номинальной грузоподъемности 8 Ки = 07;
К – коэффициент учитывающий фактическую продолжительность включения 8 К = 082;
Кр – коэффициент учитывающий схему регулирования скорости 8 Кр = 105;
Кпр – коэффициент пусковых потерь 8 Кпр = 135;
гдемех – общий КПД механизма 8 мех = 085;
Выбираем двигатель с мощностью которая бы удовлетворила условие.
Принимаем электродвигатель МТН 612-10 7 ГОСТ 185-90 с техничес-кими характеристиками:
Частота вращения вала n = 565 мин-1;
Мощность на валу P = 600 кВт при ПВ = 25%;
Пусковой момент T = 3200 Нм;
Момент инерции ротора J = 534 кг·м2;
Основные размеры: b1=16мм b31=198мм d1=65мм h=225мм h31=527мм L1=140мм L10=325мм L11=395мм L30=877мм концы валов конические.
Рисунок 15 – Эскиз электродвигателя серии MTH с фазным ротором
8.1 Проверка двигателя по пусковому моменту
Главное условие 8: ;
гдеТс – статический момент Н·м;
Тив – инерционный момент от вращающихся масс Н·м;
Тип – инерционный момент от поступательно движущихся масс Н·м;
гдеzн – количество ветвей каната закрепленных на барабане
Up – передаточное число редуктора
гдеnб – частота вращения барабана мин. 8:
– допустимое ускорение
n1 – частота вращения электродвигателя
J1 – момент инерции ротора электродвигателя.
Условие выполняется: 30425 Н·м ≥ 17229 Н·м.
Редуктор выбираем по мощности и передаточному числу.
Мощность редуктора определяем по формуле 8:
гдеРр – мощность редуктора
Р1 - мощность двигателя
К – коэффициент учитывающий группу режима.
Выбираем редуктор Ц2-250 7.
Наибольшая мощность передаваемая редуктором при нормально проте-
кающем процессе работы механизма .
Номинальная частота вращения мин-1.
Передаточное число редуктора Uр = 96.
Рисунок 16 – Эскиз редуктора Ц2-250
Муфту выбираем по крутящему моменту Тм 8:
гдеТс – статический момент
К1 – коэффициент учитывающий тип механизма 8
К2 – коэффициент учитывающий группу режима 8.
Выбираем муфту 7: МЗ-3200 ГОСТ 21424-90.
Основные размеры муфты: d = 50 мм d1 = 60 мм D = 220 мм Dт=300 мм L = 2325 мм B = 95 мм l = 130 мм l1 = 85 мм.
Рисунок 17 – Эскиз зубчатой муфты с тормозным шкивом
Выбор тормоза производим по тормозному моменту.
Тормоз выбирается из условия 8:
где – механический крутящий момент;
– коэффициент запаса торможения 8.
т – время торможения 8.
Из справочника 7 выбираем тормоз с электрогидравлическим толкателем: ТКТГ-400м ГОСТ 24.290.08-82 с наибольшим тормозным моментом Тт = 1500 Н·м; диаметр тормозного шкива Dт = 400 мм L = 935 мм H = 630 мм B = 232 мм b = 130 мм.
Рисунок 18 – Эскиз колодочного тормоза с приводом от электрогидравлического толкателя
Расчет механизма изменения вылета
Рисунок 19 – Расчетная схема механизма изменения вылета при наибольшем вылете
Графически получили: с = 3 м Lmax = 137 м а = 89 м h1 = 1 м
h2 = 05 м h3 = 15 м h4 = 15 м.
Рисунок 20 – Расчетная схема механизма изменения вылета при наименьшем
Графически получили: с = 3 м Lmin = 89 м а = 5 м h1 = 177 м
h2 = 9 м h3 = 45 м h4 = 55 м.
Определение длины стрелы по заданной высоте подъема груза:
Определение грузового момента при наименьшем вылете:
Определение грузоподъемности при наибольшем вылете:
Определение массы стрелы:
гдеq – погонная масса решетчатой стрелы.
Определение площади поверхности решетчатой стрелы:
Определение ветровой нагрузки на груз:
гдер – динамическое давление ветра
Определение ветровой нагрузки на стрелу:
Определение силы натяжения каната стрелоподъемного механизма при наибольшем вылете стрелы:
Определение силы натяжения каната стрелоподъемного механизма при наименьшем вылете стрелы:
1 Расчет полиспаста стрелоподъемного механизма
Рисунок 21 – Схема полиспаста
Определение тягового усилия полиспаста:
где F – сила натяжения каната стрелоподъемного механизма кН;
2 Выбор гибкого элемента
zр – коэффициент запаса прочности для группы режима крана М6.
3 Определение мощности и выбор электродвигателя
Принимаем электродвигатель МТН 713-10 7 ГОСТ 185-90 с техничес-кими характеристиками:
Частота вращения вала n = 582 мин-1;
Мощность на валу P = 200 кВт при ПВ = 25%;
Момент инерции ротора J = 153 кг·м2;
Выбираем муфту 7: МУВП 5500-70-I-2-75-II-1-УЗ ГОСТ 21424-90.
Основные размеры муфты: d = 70 мм d1 = 75 мм D = 220 мм Dт=400 мм D1 = 170 мм D2 = 275 мм d2 = 120 мм d3 = 18 мм d4 = 36 мм d5 = М12 число пальцев – 10.
Определение передаточного числа редуктора:
гдеn1 – частота вращения вала электродвигателя;
nб – частота вращения вала барабана.
Выбираем редуктор Ц2-650 7.
Передаточное число редуктора Uр = 5.
Определение тормозного момента на барабане:
Определение статического тормозного момента:
Определение расчетного тормозного момента:
гдеКЗТ=12– коэффициент запаса торможения 8.
Из справочника 7 выбираем тормоз с электрогидравлическим толкателем: ТКГ-400 ГОСТ 24.290.08-82 с наибольшим тормозным моментом Тт = 28 кН·м; диаметр тормозного шкива Dт = 400 мм L = 772 мм H = 550 мм B = 232 мм b = 130 мм.
Список использованной литературы
Александров М.П. Подъёмно – транспортные машины. – М.: Высшая школа 1985. – 593 с.
Александров М.П. Грузоподъёмные машины. – М.: Высшая школа 2000. – 552 с.
Вайнсон А.А. Подъёмно – транспортные машины. – М.: Машиностроение 1993. – 431 с.
Кузьмин А.В. Марон Ф.Л. Справочник по расчётам механизмов подъёмно- транспортных машин. – Минск: Высшая школа 1983. – 272 с.
Курсовое проектирование грузоподъёмных машин Под ред. С.А. Казака.- М.: Высшая школа 1983. – 319 с.
Справочник по кранам Под ред. М.М. Гохберга. – Л.: Машиностроение 1988. Т.1. – 353 с.
Справочник по кранам Под ред. М.М. Гохберга. – Л.: Машиностроение 1988. Т.2. – 559 с.
Курс лекций по грузоподъёмным машинам за 2010 г.
Приложение Задание на курсовой проект