Кран велосипедный

ОбщийОВ.dwg

Скорость передвижения крана
Скорость передвижения тележки
Скорость подъема груза
Высота подъема груза
а) механизма подъема груза
б) механизм передвижения
в) механизм передвижения крана
Режим работы - легкий
Схема запасовки грузоподъемного
каната на металлоконструкции
Кинематическая схема механизма
Кинематическая схема
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Схема запасовки каната грузовой тележки
Кинематическая схема механизма передвижения крана

Илья.doc

Техническое задание было выдано на кафедре "Подъёмно-транспортные машины и роботы". На основании этого задания был разработан курсовой проект по теме " Кран велосипедный". В ходе разработки проекта были выполнены пояснительная записка чертежи (общий вид крана общий вид механизма подъема сборочный чертёж механизма изменения вылета сборочный чертёж барабана). Цель проекта – углубление и закрепление знаний по дисциплине “Грузоподъемные машины”.
НАЗНАЧЕНИЕ ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КРАНА
Велосипедный кран - машина для подъёма и горизонтального перемещения грузов передвигающаяся по однорельсовому наземному пути. На 2- или 4-осной тележке крана установлена колонна несущая вращающуюся укосину. Устойчивость велосипедного крана в поперечном направлении обеспечивают реборды ходовых колёс и верхние ролики на вертикальных осях катящиеся между двумя опорными потолочными балками. Велосипедные краны при укосине повёрнутой в направлении движения занимает мало места. Обслуживает по ширине площадь равную вылету крана по обе стороны пути. Грузоподъёмность до 10 т вылет стрелы 3-7 м привод электрический.
Велосипедные краны предназначаются для механизации грузоподъёмных и погрузочно-разгрузочных работ в производственных цехах и закрытых складах.
Рисунок 1 – Схема велосипедного крана
масса поднимаемого груза - Q = 3500 кг;
высота подъёма груза - Н = 4 м;
скорость передвижения тележки т = 015 мс;
скорость подъёма груза г = 012 мс;
скорость передвижения крана к = 06 мс.
род тока – переменный;
группа классификации крана - 3К ;
токоподвод – кабельный.
РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА ГРУЗА
Общий расчет механизма подъема груза включает выбор крюка с подвеской полиспаста двигателя редуктора муфт тормоза выбор каната расчет барабана.
Необходимо рассчитать механизм подъема груза велосипедного крана грузоподъемностью Q = 3500 кг. Скорость подъема груза г= 012 мс. Высота подъема H=4 м. Группа классификации механизма М3 в соответствии с ИСО43011-86. Кинематическая схема привода механизма подъема показана на рисунке 1.
Рисунок 1 – Кинематическая схема привода механизма подъема;
– электродвигатель; 2 – муфта МУВП; 3 – тормоз ТКТ;
– редуктор Ц2; 5 – открытая пара; 6 – барабан.
Механизм подъема приводится в движение от кранового электродвигателя 1 соединяемого с цилиндрическим двухступенчатым редуктором 4 с помощью упругой муфты 2. Муфта снабжена тормозным шкивом с которым взаимодействует колодочный тормоз 3. Барабан 6 закреплен на оси опирающейся на два роликовых сферических подшипника позволяющих компенсировать перекосы оси относительно выходного вала редуктора. Барабан с редуктором соединяется с помощью открытой зубчатой передачи.
1Выбор полиспастной системы
Кратность полиспаста механизма подъема выбирается в зависимости от типа полиспаста и грузоподъемности механизма 1 с.55. Выбираем двукратный полиспаст. Схема запасовки каната показана на Рисунке 1.1
Рисунок 1.2 – Схема запасовки грузоподъемного каната
Общий КПД полиспаста по формуле:
где - кратность полиспаста; - КПД обводных блоков.
КПД полиспаста предназначенного для выигрыша в силе:
где - кратность полиспаста.
2 Расчет и выбор типа каната
Усилие в канате набегающем на барабан при подъеме груза:
гдеz – число полиспастов в системе;
Q – номинальная грузоподъемность крана кг.
Выбор стального каната производится в соответствии с Правилами Госгортехнадзора. Расчетное разрывное усилие в канате Н:
где zp = 355 минимальный коэффициент использования каната для группы классификации механизма М3 по ИСО 43011.
Выбираем по ГОСТ 2688-80 канат двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 619(1+6+66)+1о.с. диаметром d = 11 мм имеющий при маркировочной группе проволок 1568 МПа разрывное усилие F = 62850 H. Канат грузовой (Г) первой марки (1) из проволоки без покрытия (-) правой крестовой свивки (-) нераскручивающийся (Н) обозначается: 11-Г-I-H-1568-ГОСТ 2688-80.
Фактический коэффициент использования каната:
гдеF = 58350 H - разрывное усилие каната;
S=12642 – наибольшее натяжение ветви каната;
В соответствии с проведенными расчетами выбранный канат удовлетворяет условиям нагружения механизма.
При выборе стандартного крюка по грузоподъемности не требуется расчет его прочности. Параметры кованых и штампованных однорогих крюков выбирают по ГОСТ 6627-74. Выберем для крюка заготовку – 12 для группы классификации М3.
3 Выбор крюковой подвески
Выбираем подвеску крюковую типа 1 грузоподъемностью 5 тонн имеющую блок диаметром 400 мм. Крюковая подвеска состоит из: блока 4 траверсы 1 грузового крюка 2 и упорного подшипника 3. Конструктивная схема крюковой подвески показана на рисунке 1.3.
Рисунок 1.3 - Конструктивная схема крюковой подвески.
Определяем размеры блоков минимальный диаметр блока:
гдеd = 11 - диаметр каната мм;
= 20 - коэффициент выбора диаметра блока;
Выбираем блок диаметром Dбл=320 мм.
4 Определение основных размеров и числа оборотов барабана
Барабаны выполняют литыми из чугуна или стали и сварными стальными. На рисунке 1.4 представлена схема размеров барабана.
Рисунок 1.4 - Схема размеров барабана
Минимальный диаметр барабана по дну канавки:
гдеd = 11 - диаметр каната мм;
= 20 - коэффициент выбора диаметра барабана.
В соответствии с рядом предпочтительных чисел размеров выбираем барабан диаметром D=220 мм.
где d=11 мм – диаметр каната
Длина каната навиваемого на барабан с одного полиспаста:
где =2 - число запасных витков на барабане до места крепления;
=3 - число витков каната находящихся под зажимным устройством на барабане;
Н=4 – высота подъема крана.
Минимальная толщина стенки литого чугунного барабана:
Приняв в качестве материала барабана чугун марки СЧ15 ( найдем напряжение сжатия в стенке барабана:
где =17698 – усилие в канате;
t=121 - шаг нарезки;
=14 мм – толщина стенки литого барабана
Следовательно стенка барабана проходит проверку на сжатие.
Полная длина определяется по формуле:
гдеlр – длина рабочей части барабана м:
гдеt = 121 мм – шаг нарезки;
zp – число рабочих витков:
гдеН = 4 м – высота подъема;
aп = 2 – кратность полиспаста;
DБ = 022 м – диаметр барабана;
d = 0011 м – диаметр каната.
zp = 24(314(022+0011)) = 11
lраз – длина части барабана на которой размещаются разгружающие витки мм:
гдеt = 10 мм – шаг нарезки;
lраз = 15×121 = 181 мм
lр = 11121 + 181 = 1512 мм
lГ = 15×121 = 181 мм
lреб – длина реборды мм:
lреб » 15×121 » 181 мм
Найдем полную длину барабана:
LБ = 2(181+181) + 1512 = 2236 мм = 0223 м
При расчете длины барабана должно выполняться условие:
гдеL = 0223 м – длина барабана;
DБ = 022 м – диаметр барабана.
LDБ = 0223022 » 101 (4÷5)
Данное условие выполняется оставляем ранее выбранный размер.
Число оборотов барабана:
гдег = 012 мс – скорость подъема груза;
Определяем требуемую частоту вращения барабана:
гдеnБ = 2084 обмин – число оборотов барабана.
5 Выбор и расчет двигателя
Статическая мощность двигателя:
где Q – вес груза кг;
- скорость подъема груза мс;
- КПД механизма подъема.
Номинальная мощность принимается равной или несколько большей статической.
Выбираем крановый электродвигатель с фазным ротором MTF 112-6 имеющий при ПВ = 25% номинальную мощность 58 кВт и частоту вращения n = 915 об-1. Момент инерции ротора . Максимальный пусковой момент двигателя На рисунке 1.5 показана габаритная схема электродвигателя MTF 112-6. Основные габаритные и установочные размеры представлены в таблице.
Рисунок 1.5.1 - Габаритная схема электродвигателя MTF 112-6 и его размеры
Таблица 1.5.1 - Основные габаритные и установочные размеры
6 Выбор и расчет редуктора и открытой зубчатой передачи
Требуемое передаточное число привода:
Расчетная мощность редуктора при и
где - коэффициент учитывающий условия работы редуктора; P – наибольшая мощность передаваемая редуктором при нормально протекающем процессе работы механизма.
Выбираем редуктор цилиндрический двухступенчатый горизонтальный типоразмера Ц2-250 с и мощностью на быстроходном валу при легком режиме работы =14 кВт. Габаритная схема редуктора Ц2-250 представлена на рисунке 1.5.2.
Рисунок 1.5.2 - Габаритная схема редуктора Ц2-250 и его размеры
Основные размеры редуктора представлены в таблице 1.5.2.
Таблица 1.5.2 - Основные размеры редуктора
Так как в кинематическую схему входит открытая зубчатая передача определим ее передаточное число и основные размеры.
Передаточное число открытой передачи определим по формуле:
Ширину шестерни и колеса принимаем равными B = 70мм.
Тогда общее передаточное число будет:
где - передаточное число открытой передачи;
- передаточное число редуктора.
Момент статического сопротивления на валу двигателя в период пуска с учетом того что на барабан навивается одна ветвь каната при и
где - усилие в канате у барабана;
z – число ветвей каната закрепленных на барабане;
- расчетный диаметр барабана;
- общее передаточное число привода механизма;
- КПД привода барабана.
Номинальный момент передаваемый муфтой принимается равным моменту статических сопротивлений:
Номинальный момент на валу двигателя:
где n – частота вращения вала двигателя;
Р – статическая мощность двигателя механизма.
Расчетный крутящий момент для выбора соединительной муфты:
где - номинальный момент передаваемый муфтой;
- коэффициент учитывающий степень ответственности механизма;
- коэффициент учитывающий режим работы механизма.
Выбираем ближайшую по требуемому крутящему моменту упругую втулочно- пальцевую муфту №1 с тормозным шкивом и наибольшим передаваемым крутящим моментом 500 Нм. Момент инерции муфты Габаритная схема упругой втулочно-пальцевой муфты с тормозным шкивом показана на рисунке 1.6.
Рисунок 1.6 - Габаритная схема упругой втулочно-пальцевой муфты с тормозным шкивом
Момент инерции ротора двигателя и муфты:
8 Расчет параметров неустановившегося движения
Средний пусковой момент двигателя:
где = - максимальная кратность пускового момента электродвигателя;
- минимальная кратность пускового момента электродвигателя.
Время пуска при подъеме груза:
где – коэффициент учитывающий влияние вращающихся масс привода механизма;
v – скорость подъема груза;
Фактическая частота вращения барабана:
Фактическая скорость подъема груза:
Эта скорость отличается от ближайшего значения 01мс на 3% что допустимо.
Ускорение при спуске:
Полученные значения t и a соответствуют рекомендациям таблицы 1.19 и 1.25 1 с. 32 с.28.
Момент статического сопротивления на валу двигателя при торможении механизма:
где - КПД привода от вала барабана до тормозного вала;
- общее передаточное число между тормозным валом и валом барабана.
Необходимый по нормам Госгортехнадзора момент развиваемый тормозом при
Из таблицы III.5.11 1 с. 340 выбираем тормоз ТКТ-200 с тормозным моментом 160Нм диаметром тормозного шкива Регулировкой можно получить требуемый тормозной момент На рисунке 1.9 представлена габаритная схема двухколодочного тормоза с электромагнитами переменного тока.
Рисунок 1.9 - Габаритная схема тормоза типа ТКТ.
Основные размеры тормоза типа ТКТ-200 представлены в таблице 1.4
Таблица 1.4 - основные размеры тормоза типа ТКТ-200
По формуле 1 1.68 определим время торможения при опускании груза (при подъеме груза это время будет меньше так как в этом случае момент от веса груза и тормозной момент действуют в одном направлении):
Из таблицы 1 1.22 для легкого режима работы находим путь торможения механизма подъема груза:
Время торможения в предположении что скорости подъема и опускания груза одинаковы согласно формуле 1.75 1;
Замедление при торможении:
что соответствует данным таблицы 1 1.25 .
10 Компоновка механизма подъема груза
На основе рассчитанных параметров и выбранных элементов механизма подъема производим компоновку всех его составных частей их взаимное расположение в масштабе представлено на рисунке 1.10.
Механизм подъема приводится в движение от кранового электродвигателя 1 соединяемого с цилиндрическим двухступенчатым редуктором 4 с помощью упругой втулочно-пальцевой муфты 2 с тормозным шкивом 3. Крутящий момент от редуктора к барабану передается с помощью открытой передачи 5. Барабан 6 закреплен на оси опирающейся на два роликовых сферических подшипника позволяющих компенсировать перекосы оси относительно выходного вала редуктора.
Рисунок 1.10 - Компоновка механизма подъема
– двигатель; 2 – муфта-шкив; 3 – тормоз; 4 – редуктор;
– открытая передача; 6 – барабан.
РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ
Общий расчет механизма передвижения крана заключается в подборе и расчете ходовых колес определении сопротивлений передвижению выборе электродвигателей редукторов муфт и тормозов.
Необходимо рассчитать механизм передвижения крана электрического велосипедного грузоподъемностью Q=2500кг. Скорость передвижения крана к=04 мс. Вылет L=35 м. Группа классификации механизма М3 в соответствии с ИСО43011-86 в соответствии с ГОСТ 25835-83 - 3М. Кинематическая схема механизма передвижения крана представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 - Кинематическая схема механизма передвижения крана
- электродвигатель; 2- упругая втулочно-пальцевая муфта с тормозным шкивом; 3- редуктор; 4 – открытая передача; 5- ходовое колесо.
1.1 Определение сопротивлений передвижению крана
Ориентировочная масса велосипедного крана 1 с.13:
где Q = 2500 - масса номинального груза кг;
L = 35 – вылет крана м.
Наибольшее давление на ходовые колеса:
где Q –вес груза кг;
- вес тележки кг; - вес крана кг;
- число колес воспринимающих вертикальную нагрузку.
По таблице 2.11 2 с. 39 выбираем рекомендуемый диаметр ходовых колес при максимальной статической нагрузки на колесо
Диаметр цапфы колеса принимается равным (025-03).
Коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам с плоской головкой = 00005м (по таблице1.28 1 с. 73). Коэффициент трения в подшипниках качения ходовых колес f = 002.
Диаметр цапфы вала ходового колеса:
Общее сопротивление передвижению крана согласно 1 2.39 и 1 2.40
В качестве подтележечных и подкрановых рельсов можно использовать рельсы как с выпуклой головкой (типы Р и КР) так и плоские. Типоразмер рельса определяем по таблице 2.11 1 c.39 в зависимости от максимальной статической нагрузки на колесо таковым является типоразмер рельса с выпуклой головкой Р24 ГОСТ 7173-54 3 с. 325. Поперечное сечение рельса представлено на рисунке 2.1.2 основные размеры сведены в таблицу 2.1.2.
Рисунок 2.1.2 – Поперечное сечение рельса типа Р24
Таблица 2.1.2 – Основные данные железнодорожных рельсов
2 Выбор электродвигателя и редуктора
Статическая мощность привода по формуле 1 2.42 при 1 таблица 1.18:
Из таблицы 1 III.3.5 выбираем крановый электродвигатель типа MTF 011-6 мощностью P =17 кВт при ПВ = 25% с частотой вращения n = 8739 . Момент инерции ротора 0021 кгм². На рисунке 2.2.1 показана габаритная схема электродвигателя MTF 011-6.
Рисунок 2.2.1 Габаритная схема электродвигателя MTF 011-6 и его размеры
Основные габаритные и установочные размеры представлены в таблице 2.2.1
Таблица 2.2.1 - Основные габаритные и установочные размеры
Номинальный момент двигателя:
Частота вращения ходового колеса:
Требуемое передаточное число привода согласно 1 2.36
Так как конструкцией предусмотрена открытая зубчатая передача определим ее передаточное число и основные размеры.
Выбираем передаточное число из стандартного ряда. Принимаем . Ширину шестерни и колеса принимаем равным B = 70 мм.
Исходя из мощности и требуемого передаточного числа выбираем редуктор
Ц2-400 с передаточным числом мощностью на быстроходном валу P = 185 кВт при легком режиме работе и с частотой вращения быстроходного вала n = 785 . Габаритная схема редуктора Ц2-400 представлена на рисунке 2.2.2
Основные размеры редуктора представлены в таблице 2.2.2
Рисунок 2.2.2 - Габаритная схема редуктора Ц2-400 и его размеры
Таблица 2.2.2 - Основные размеры редуктора
Тогда общее передаточное число механизма будет:
3 Выбор муфты соединяющей двигатель с редуктором
Номинальный момент передаваемый муфтой двигателя принимается равным моменту статических сопротивлений согласно 1 1.29
Расчетный момент для выбора муфты:
где k1=12 - коэффициент учитывающий степень ответственности механизма 1 с.42;
k2=12 - коэффициент учитывающий режим работы механизма 1 с.42.
Из таблицы III.5.6 1 с. 338 выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту с номинальным крутящим моментом 63 Нм. Диаметр муфты D=100 мм момент инерции Iм=0002 кгм2. Габаритная схема упругой втулочно-пальцевой муфты с тормозным шкивом показана на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3 - Габаритная схема упругой втулочно-пальцевой муфты с тормозным шкивом
Основные размеры муфты представлены в таблице 2.3
Таблица 2.3 - Основные размеры муфты
4Расчет параметров неустановившегося движения
Фактическая скорость передвижения крана:
где - скорость передвижения крана;
- требуемое передаточное число привода;
- общее расчетное число привода.
Фактическая скорость отличается от заданного значения на 2% что допустимо.
Полагаем что общее число ходовых колес крана z = 2 из них приводных Примем коэффициент сцепления ходовых колес с рельсами φ = 015 коэффициент запаса сцепления (при работе крана в помещении) 1 с.33.
Максимально допустимое ускорение крана при пуске:
Наименьшее допускаемое время пуска по условию сцепления:
min= 11..14 - минимальная кратность пускового момента электродвигателя примем min=11.
Момент статических сопротивлений при работе крана без груза:
Момент инерции ротора двигателя и муфты быстроходного вала :
Фактическое время пуска механизма передвижения крана без груза:
где m – масса крана кг;
n – число оборотов двигателя;
- фактическая скорость передвижения крана мс.
что согласуется с данными таблицы 1 1.19.
Фактическое ускорение крана без груза при спуске:
Проверяем фактический запас сцепления. Для этого найдем суммарную нагрузку на приводные колеса без груза:
Сопротивление передвижению крана без груза:
Найдем фактический запас сцепления:
6 Определение тормозных моментов и выбор тормоза
Максимальное допустимое замедление крана при торможении:
По таблице 1 1.26 принимаем 01мс².
Время торможения крана без груза:
Сопротивление при торможении крана без груза:
Момент статических сопротивлений на тормозном валу при торможении крана:
Момент сил инерции при торможении крана без груза:
Расчетный тормозной момент на валу тормоза:
Выбираем тормоз ТКГ-160 с тормозным моментом 100 Нм диаметром тормозного шкива DT = 160 мм 1 с.341.тормоза 21 кг. Регулировкой можно получить требуемый тормозной момент = 25 Нм. На рисунке 2.6 представлена габаритная схема тормоза типа ТКГ. Основные размеры тормоза типа ТКГ-160 представлены в таблице 2.6
Рисунок 2.6 - Габаритная схема тормоза типа ТКГ
Таблица 2.6 - Основные размеры тормоза типа ТКГ-160
Минимальная длина пути торможения:
где – фактическая скорость передвижения крана мс;
– коэффициент по 7 с.31
Фактическая длина пути:
7 Компоновка механизма передвижения крана
На основе рассчитанных параметров и выбранных элементов механизма передвижения крана производим компоновку всех его составных частей их взаимное расположение в масштабе представлено на рисунке 2.7.
На велосипедных кранах механизм передвижения имеет один привод расположенный в нижней части крана. Ходовое колесо - 7 связано открытой зубчатой передачей - 6 с тихоходным валом редуктора - 4 через зубчатую муфту с промежуточным валом - 5. Первый вал редуктора связан с выходным валом двигателя - 1 упругой втулочно-пальцевой муфтой - 2 половина этой муфты укрепленная на валу редуктора одновременно служит тормозным шкивом на котором находится тормоз - 3.
Рисунок 2.7 – Компоновка механизма передвижения крана
РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ИЗМЕНЕНИЯ ВЫЛЕТА
Расчет механизма изменения вылета заключается в выборе барабана блоков определении сопротивлений передвижению катков тележки выборе электродвигателей редукторов муфт и тормозов. Необходимо рассчитать механизм передвижения тележки электрического велосипедного крана грузоподъемностью Q=2500 кг. Скорость передвижения тележки т = 01 мс. Группа классификации механизма М3 в соответствии с ИСО43011-86 в соответствии с ГОСТ 25835 – 3М.
Механизм передвижения тележек с канатной тягой позволяют значительно уменьшить массу и габаритные размеры тележки. В связи с отсутствием ограничений по сцеплению колес с рельсами возможно движение с большими ускорениями и по наклонному пути. Схема запасовки тягового каната представлена на рисунке 3.1.1 Кинематическая схема механизма передвижения тележки представлена на рисунке 3.1.2
Рисунок 3.1.1 – Схема запасовки тягового каната.
Рисунок 3.1.2 - Кинематическая схема механизма передвижения тележки:
- электродвигатель; 2 - муфта упругая втулочно-пальцевая с тормозным шкивом; 3 - тормоз; 4 - редуктор; 5 - барабан.
1 Определение усилия тягового каната и выбор каната.
Усилие тягового каната:
где - сопротивление передвижению тележки от трения;
- разность натяжений ветвей грузового полиспаста;
- сопротивление от провисания хвостовой ветви тягового каната.
Сопротивление передвижению тележки от трения:
где w - коэффициент сопротивления движению 2 с. 422
Разность натяжений ветвей грузового полиспаста:
где - КПД канатного блока 1 таблица 2.1;
z – количество ветвей каната в системе грузового полиспаста:
Сопротивление от провисания хвостовой ветви тягового каната:
где - погонная масса хвостового каната (принимаем ) ;
h – провисание допускаемое для хвостовой ветви тягового каната: h = (001..002)l. Принимаем h = 004м.
Разрывное усилие каната:
где k – наименьший допускаемый коэффициент запаса прочности каната (для легкого режима работы k = 5).
Из таблицы 3 1 с. 280 выбираем канат ЛК-3 81-Г-1-Н-1568 ГОСТ 7665-80 с разрывным усилием 31900Н.
2 Выбор основных размеров барабана
где d – диаметр каната; е – коэффициент зависящий от типа машины привода механизма и режима работы. По таблицы 2.7 1 с. 59 принимаем е = 20.
Согласно пояснениям к формуле 2.9 1 с. 59 D = 085D = 085162 = 138 мм.
Принимаем (из стандартного ряда).
Согласно таблицы 2.8 1 с. 60 примем шаг канавок на барабане t = 10мм.
Рабочая длина барабана:
где - длина каната наматываемого на барабан.
Частота вращения барабана:
3 Выбор редуктора и двигателя
Статическая мощность двигателя необходимая для привода механизма передвижения тележки:
Из таблицы III.3.5 1 с.313 выбираем крановый электродвигатель с фазным ротором типа MTF 011-6 мощностью Р = 17 кВт при n = 8897 моментом инерции ротора максимальным пусковым моментом
Рисунок 3.3.1 - Габаритная схема электродвигателя MTF 011-6 и его размеры
Основные габаритные и установочные размеры представлены в таблице 3.3.1.
Таблица 3.3.1 - Основные габаритные и установочные размеры
Требуемое передаточное число механизма передвижения тележки:
Из таблицы III.4.16 1 331 выбираем редуктор типоразмера ЦЗУ-160 с передаточным числом при номинальном крутящем моменте на тихоходном валу 1000 Нм при частоте его вращения 628 . Габаритная схема редуктора представлена на рисунке 3.3.2. Основные размеры в таблице 3.3.2.
Рисунок 3.3.2 – Схема редуктора Ц3У-160 и его размеры
Таблица 3.3.2. – Основные размеры редуктора Ц3У-160
Фактическая скорость навивки каната на барабан:
Фактическое время перевода тележки из крайне левого положения в правое:
где - фактическая скорость навивки каната на барабан;
- длина каната наматываемого на барабан.
Максимальный статический момент двигателя:
где - усилие тягового каната;
z – число полиспастов в системе;
u – передаточное число привода;
- расчетный диаметр барабана.
По этому моменту выбираем соединительную муфту.
Полагая получим расчетный момент муфты:
де = - максимальная кратность пускового момента электродвигателя;
Из таблицы III.5.9 1 с.340 выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту №1 с тормозным шкивом и наибольшим крутящим моментом 500Нм. Диаметр тормозного шкива 200мм. Момент инерции муфты . Габаритная схема упругой втулочно-пальцевой муфты с тормозным шкивом показана на рисунке 3.4.
Рисунок 3.4 - Габаритная схема упругой втулочно-пальцевой муфты с тормозным шкивом
Основные размеры муфты представлены в таблице 3.4
Таблица 3.4 - Основные размеры муфты
Момент инерции ротора двигателя и муфты:
Время пуска механизма передвижения тележки:
где – коэффициент учитывающий влияние вращающихся масс привода механизма (кроме ротора двигателя и муфт);
I - суммарный момент инерции вращающихся масс кгм2;
– число оборотов электродвигателя обмин;
– средний пусковой момент электродвигателя Нм;
– момент статических сопротивлений при работе крана без груза Нм;
– фактическая скорость передвижения тележки мc;
что примерно соответствует данным таблицы 1.20 1 с.28.
Статический момент при торможении при максимальном вылете стрелы:
Требуемый тормозной момент:
где - коэффициент запаса торможения для механизма изменения вылета.
Из таблицы III.5.11 1 с.340 выбираем колодочный тормоз типа ТКТ-100 с диаметром тормозного шкива D = 200 мм и тормозным моментом 20Нм который следует отрегулировать до требуемого тормозного момента 1035Нм. На рисунке 3.5 представлена габаритная схема двухколодочного тормоза с электромагнитами переменного тока.
Рисунок 3.5 - Габаритная схема тормоза типа ТКТ.
Основные размеры тормоза типа ТКТ-100 представлены в таблице 3.5
Таблица 3.5 - основные размеры тормоза типа ТКТ-100
Время торможения с грузом:
– масса поднимаемого груза кг;
Соответствует данным таблицы 1.20 1 с.28.
Проверяем правильность выбора двигателя по пусковому моменту:
6 Компоновка механизма изменения вылета
На основе рассчитанных параметров и выбранных элементов механизма изменения вылета крана производим компоновку всех его составных частей их взаимное расположение в масштабе представлено на рисунке 3.6.
На этом рисунке: 1 – электродвигатель; 2 – муфта упругая втулочно-пальцевая с тормозным шкивом; 3 – тормоз; 4 – редуктор; 5 – барабан.
Рисунок 3.6 – Компоновка механизма изменения вылета
РАСЧЕТ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ
Стойка крана сварена из швеллеров. Консоль представляет собой балку коробчатого сечения материалом сталь 3 ( ГОСТ 380 – 71)
1 Расчёт стойки крана
1.1 Изгибающий момент в стойке крана
где Q – грузоподъёмность кг
1.2 Момент сопротивления сечения стойки
где Wшв – момент сопротивления Для швеллера № 30 Wшв = 472 см3 (ГОСТ 8240 – 72)
Материал швеллера Ст 3.
1.3 Определяем напряжение изгиба
где Gи – напряжение изгиба [Gи] = 1400 Нм2
Gи = 9100944 = 964 Нм2 1400 Нм2
Условие выполняется швеллер подходит.
2 Определение геометрических параметров консоли
Определение оптимальной высоты балки коробчатого сечения:
где ст – суммарная толщина стенок балки принимаем ст= 6 мм; Wx-x – момент сопротивления сечения балки мм
где - максимальный изгибающий момент;
=180 - допускаемое напряжение для расчета главной балки МПа
где -предел текучести для Ст3 =235 МПа; = 13-14- коэффициент запаса
Максимальный изгибающий момент:
Определим расстояние между стенками балки:
Определяем свес полки со стенок b1:
При автоматической сварке из-за технологических особенностей b1≥20мм примем b1=20мм.
Определим толщину полки:
B=007+2(0006+002)=023 м
Расчет крюковой подвески
Конструкция крюковой подвески рассчитываемого крана приведена на рисунке 5.1. Она состоит из крюка на нарезанную часть которого навинчена гайка опирающаяся на упорный шариковый подшипник который опирается на поперечину закрепленную в корпусе. Этот подшипник позволяет легко поворачивать груз в требуемое положение не вызывая перекручивания грузовых канатов полиспаста. По правилам Госгортехнадзора устройство такой опоры обязательно в кранах грузоподъемностью от 3 т. на цапфах которой вращаются блоки полиспаста закреплены на цапфах поперечины установленные на шарикоподшипниках. Для безопасности работы и предохранения канатов от выпадания из блоков последние закрыты специальными сварными кожухами. Смазка подшипников блоков — консистентная при помощи масленок ввертываемых в торцы цапф поперечины.
Рисунок 5.1 – Крюковая подвеска
Траверсу крюковой подвески рассчитываемую на напряжение изгиба от момента в среднем сечении с учетом отверстия для грузового крюка в вертикальной плоскости рассматриваем как двухопорную балку с сосредоточенной нагрузкой в середине хотя в действительности нагрузка со стороны крюка распределена по опорной поверхности подшипника:
где G – номинальный вес поднимаемого груза и вес крюка; - расстояние между серединами серег.
Напряжения в среднем сечении траверсы:
где - момент сопротивления изгибу сечения траверсы относительно горизонтальной оси.
Допускаемое напряжение для стали Ст4 из которой изготовлена траверса 80МПа.
Цапфы траверс рассчитываем также на напряжение изгиба. При этом изгибающий момент в основании цапфы:
где - толщина серьги.
Напряжение изгиба в основании цапфы:
где - диаметр цапфы.
Кроме этого цапфы траверс проверим по давлению в зоне контактирования с серьгой:
где - допускаемое давление не более 35МПа из условия обеспечения свободного поворота траверсы.
Проверка выполняется.
Серьгу рассчитываем на напряжение растяжения в зоне отверстий под цапфу (сечение А-А рисунок 5.1) и ось блока (сечение Г-Г) по формуле Ляме:
где p – среднее давление цапфы траверсы или оси блоков на поверхность отверстий серьги; R – наружный радиус проушины (при прямоугольных контурах принимаемый равным радиусу вписанной окружности).
Для обеспечения одинаковой прочности рассчитываемых сечений серьги принимаем следующие соотношения ее размеров: ; .
Принимаем R = 100мм b = 0165мм.
Напряжение в сечении А-А:
Напряжение в сечении Г-Г:
Оба сечения проходят проверку на напряжение растяжения так как допускаемое напряжение составляет 120-140МПа.
Список используемых источников
Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин. Ф.Л. Марон - 2-е изд. перераб. и доп. - Мн.: Высш. шк. 1983.- 350 с. ил.
Курсовое проектирование грузоподъемных машин: Учеб. пособие для студентов машиностр. спец. вузовС.А. Казак В.Е. Дусье Е.С. Кузнецов и др.; Под ред. С.А. Казака.-М.: Высш. шк. 1989.-319с.: ил.
Справочник по кранам: В 2 т. Т.1. Характеристики материалов и нагрузок. Основы расчета кранов их приводов и металлических конструкций В.И. Брауде М.М. Гохберг И.Е. Звягин и др.; Под общ. Ред. М.М. Гохберга. - Л.: Машиностроение. Ленингр. Отд-ние 1988. - 536 с.: ил.
Справочник по кранам: В 2 т. Т.2. Характеристики конструктивные схемы кранов. Крановые механизмы их детали и узлы. Техническая эксплуатация кранов М.П. Александров М.М. Гохберг А.А. Ковин и др.; Под общ. Ред. М.М. Гохберга. - Л.: Машиностроение. Ленингр. Отд-ние 1988 - 559 с.: ил.
Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. ПБ 10-382-00. Утверждены постановлением Госгортехнадзора России от 31.12.1999г. N 38.
Курсовое проектирование грузоподъемных машин. Руденко Н.Ф. Александров М.П. и Лысяков А.Г. Изд. 3-е переработанное и дополненное. М. изд-во «Машиностроение» 1971 464 стр.
Грузоподъемные машины: Учебник для вузов по специальности «Подъемно-транспортные машины и оборудование» М.П. Александров Л.Н. Колобов Н.А. Лобов и др.: - М.: Машиностроение 1986 - 400 с. ил.

ВылетСБ.dwg

0700 ДФ 170900 К6.01.00.00 СБ
Кинематическая схема механизма
Привод механизма изменения вылета
Тележка крановая приводная (1:4)
Техническая характеристика:
Механизм изменения вылета
Группа классификации
Схема запасовки грузового каната

БарабанСБ.dwg

Барабан.dwg

0700 ДФ 170900 К6.11.000
0700 ДФ 170900 К6.01.000 СБ
0700 ДФ 170900 К6.01.0100
0700ДФ 170900 К6.01.001
0700ДФ 170900 К6.01.002
0700ДФ 170900 К6.01.003
0700ДФ 170900 К6.01.004
0700ДФ 170900 К6.01.005
0700ДФ 170900 К6.01.006

Мех. изм. вылета.dwg

0700 ДФ 170900 К6.01.00.00 СБ
Механизм изменения вылета
0700 ДФ 170900 К6.01.01.01 СБ

ПодъемОВ.dwg

хема запасовки грузоподъемного каната
Кинематическая схема механизма поъема
Техническая характеристика:
Группа классификации

Содержание.doc

Назначение область применения и техническая характеристика крана6
Расчет механизма подъема груза8
1 Выбор полиспастной системы9
2 Расчет и выбор типа каната10
3 Выбор крюковой подвески11
4 Определение основных размеров и числа оборотов барабана12
5 Выбор и расчет двигателя16
6 Выбор и расчет редуктора и открытой зубчатой передачи 17
8 Расчет параметров неустановившегося движения20
10 Компоновка механизма подъема груза23
Расчет механизма передвижения крана25
1.1 Определение сопротивлений передвижению крана26
1.2 Выбор рельса .. 27
2 Выбор электродвигателя и редуктора28
3 Выбор муфты соединяющей двигатель с редуктором30
4Расчет параметров неустановившегося движения31
5Определение тормозных моментов и выбор тормоза34
6Компоновка механизма передвижения крана36
Расчет механизма изменения вылета38
1 Определение усилия тягового каната и выбор каната.39
2 Выбор основных размеров барабана40
3 Выбор редуктора и двигателя41
6 Компоновка механизма изменения вылета48
Расчет металлоконструкции50
1 Расчёт стойки крана50
1.1 Изгибающий момент в стойке крана50
1.2 Момент сопротивления сечения консоли50
1.3 Определяем напряжение изгиба50
2 Определение геометрических параметров консоли .51
Расчет крюковой подвески53
Список используемых источников57