Проектирование тележки мостового крана г/п 4 т. с фланцевым редуктором передвижения

Спецификация лист1 (1).cdw

Барабан ОСТ 24.191.02
Втулка ОСТ 24.191.02
Втулка ГОСТ 28773-80
Ступица ОСТ 24.191.02
Полуось ОСТ 24.191.02
Полукрышка ОСТ 24.191.02
Ступица зубчатая ОСТ 24.191.02
Шайба концевая ОСТ 24.191.02

Спецификация лист1(2).cdw

Болт М10х55 ГОСТ7798-70
Болт М8х25 ГОСТ7798-70
Болт М10х40 ГОСТ7798-70
Болт М8х65 ГОСТ7798-70
Винт М10x16 ГОСТ1481-84
Винт М6x20 ГОСТ117475-80
Гайка М10 ГОСТ5915-70
Гайка М8 ГОСТ5915-70
Гайка М14 ГОСТ5915-70
Прокладка ОСТ24.292.02
Шайба стопорная 10.03.016
Планка прижимная ГОСТ 24741-81
Шайба 10 65Г ГОСТ6402-70
Шайба 8 65Г ГОСТ6402-70
Шпилька М14 1.5-6g 35 ГОСТ 22036-76

Спецификация лист 1(3).cdw

3 лист рама.spw

4 лист общий.spw

Тележка крановоя с фланцевым
редуктором передвижения
Тележка крановая с фланцевым
Механизм передвижения
Рама тележки крановой
Болт М24х50 ГОСТ7798-70
Болт М12х50 ГОСТ7798-70
Болт М10х30 ГОСТ7798-70
Болт М12х60 ГОСТ7798-70
Гайка М24 ГОСТ5915-70
Гайка М12 ГОСТ5915-70
Гайка М10 ГОСТ5915-70
Шайба 24 65Г ГОСТ6402-70
Шайба 12 65Г ГОСТ6402-70
Шайба 10 65Г ГОСТ6402-70
Шпилька 16x390 ГОСТ22042-76
Гайка М16 ГОСТ5915-70

Спецификация Лист 2(1).cdw

Механизм передвижения
Муфта зубчатая ГОСТ5006-55
Колесо 250 ГОСТ 3569-74
Болт М10х55 ГОСТ7798-70
Электродвигатель 4АС71АE4
Болт М8х30 ГОСТ7798-70
Болт М8х20 ГОСТ7798-70

Спецификация лист 2(2).cdw

Гайка М27 ГОСТ5915-70
Гайка М8 ГОСТ5915-70
Шпонка 10х8х45 ГОСТ23360-78
Шайба 8 65Г ГОСТ6402-70
Шайба 27 65Г ГОСТ9649-78
Подшипник 1204 ГОС28428-90
Шпонка 18х11х50 ГОСТ23360-78

Пояснительная записка.docx

Проектирование тележки мостового крана с фланцевым редуктором передвижения
Грузоподъёмность м(т) 4
Скорость подъёма V(мс) 0125
Высота подъёма H(м) 6
Продолжительность включения ПВ(%) 25
Группа классификации механизма( по ИСО 43011 «Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» М4
Рис. 1. Тележка крановая с фланцевым редуктором передвижения
[3] c. 63 69 98 138 139; [4] c. 23 73 75; [6] 2.04-5; ГОСТ 50895
Глава 1: Расчет механизма подъема тележки мостового крана с фланцевым редуктором передвижения
Выбор каната и барабана
1 Возможные схемы полиспастов
Рис.2. Схемы полиспастов механизма подъема груза
– кратность полиспаста;
-012 число обводных блоков.
Получим КПД полиспаста для кратностей по формуле (1):
3 Грузоподъемная сила
где - ускорение свободного падения
4 Наибольшее натяжение ветви каната при подъеме груза
где - число полиспастов.
Наибольшее натяжение ветви каната набегающей на барабан при подъёме груза по формуле (3):
5 Разрывное усилие в канате
где - минимальный коэффициент использования каната (КИК) [1] п. 2.78;
-табличное значение разрывного усилия.
Согласно ИСО-43011 п. 2.82 допускается изменение коэффициента выбора диаметра барабана (КВДБ) h1 не более чем на 2 шага с компенсацией по z на то же число шагов.
Примечание: По рекомендации ВНИИПТМаш[2] при малых грузоподъемностях до 3т груз может подвешиваться без полиспастов либо на 1 подвижном блоке. При грузоподъемностях более 5т примем сдвоенный полиспаст с кратностью от 2 до 4 при увеличении грузоподъемности от 5 до 50.
Далее исходя из примечания примем вторую схему а=2 для грузоподъемности 4т. Остальные 3 схемы отбросим из-за их неприемлемости.
Обозначим значение смещения КВДБ h1 по таблице 1[3]
Группа классификации механизма
Коэффициент использования каната z
Коэффициент выбора диаметра барабана h1
Для группы классификации механизма М4 имеем основное значение z=4 (h1=16) для а=2.
Разрывное усилие каната () для кратностей и для z=4 получим по формуле (4):
Индекс 2-2 означает а=2 =-2
Мостовой кран работает в чистом сухом помещении. Абразивный износ мал. Выбираем канат ГОСТ7668(6x36). Тонкие проволоки долговечны при перегибах.
Условие прочности каната:
где - разрывное усилие каната в целом по каталогу.
По таблице ГОСТ имеем следующие значения диаметров каната (в скобках указаны разрывные усилия каната в целом):
7 Минимальный диаметр барабана
8 Длина барабана с двухсторонней нарезкой
где - диаметр каната;
с - коэффициент длины средней (не нарезанной) части барабана
9 Условие прочности барабана(устойчивость стенки при изгибе трубы)
Где 6- коэффициент длины барабана по РТМ-24.09.21(ВНИИПТМаш)
- условие не выполнено;
- условие выполнено;
В соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов “допускается изменение коэффициента не более чем на два шага по группе классификаций механизмов с соответствующей компенсацией путем изменения величины ”.
Увеличим на два шага.
Условие прочности: - условие выполнено.
Следовательно все варианты прошли.
10 Угловая скорость барабана
где - скорость подъема груза
Выбор электродвигателя
1 Мощность электродвигателя
Мощность электродвигателя при ПВ 40% принятой в каталогах:
где - предварительное значение КПД (для механизма подъёма с цилиндрическим редуктором).
Мощность электродвигателя при заданном значении ПВ 25%:
2 Выбор электродвигателя
До 15 кВТ при ПВ=25% выбираем короткозамкнутый двигатель серии МТКF. Класс изоляции F т.к режим работы легкий(ПВ=25%) по таблице правил ИСО 43011.
Выберем электродвигатель:
Частота вращения n(обмин) 925
Частота вращения n(обмин) 720
3 Угловая скорость двигателя
где n- частота вращения ротора электродвигателя.
1 Выбор типа редуктора
Выберем редуктор типа Ц2У - универсальный крановый производства Ижевского завода.
Достоинства данного редуктора: универсальный усиленный с частью зубчатой полумуфты на выходном валу для уменьшения габаритов.
2 Условие прочности редуктора по консольной нагрузке
где [] – допускаемая консольная нагрузка по каталогу редуктора.
По полученным данным выбираем из каталога редуктор Ц2У-200
3 Передаточное число редуктора
Определим расчетное передаточное число редуктора формула (13):
4 Грузовой момент на барабане
где = 2 число полиспастов
5 Условие прочности редуктора по крутящему моменту
где – крутящий момент на барабане;
– допускаемый крутящий момент на валу редуктора.
Проверяем редуктор Ц2У-250 по условию (16):
Н·м - условие выполнено;
Н·м - условие выполнено.
Следовательно редуктор Ц2У-250 подходит для всех вариантов.
1 Статический момент на входном валу редуктора при торможении
где - КПД механизма который можно принять равным 09;
- передаточное число редуктора.
2 Регулировочный момент тормоза
где - коэффициент запаса торможения с одним тормозом( по ИСО 43011)
По данным значениям примем тормоз ТКТ-200[7] который удовлетворяет всем значениям.
Характеристика тормоза:
Тормоз колодочный с электромагнитом переменного тока.
Диаметр шкива(мм) 200
Тормозной момент (Нм) при ПВ=25% 157
Минимизация массы и габаритов механизма
1 Сравнение характеристик вариантов механизмов подъема
Для сравнения металлоёмкости вариантов механизма подъёма занесем их характеристики в таблице №3
Самыми легкими оказались варианты с двигателем серии АИР но т.к разница с вариантами с двигателем серии MTKF незначительна примем вариант 62+2( с шести полюсным двигателем марки 4MTKF132L6 двухскоростным полиспастом увеличенным на 2 шага барабаном) т.к:
Лучшая устойчивость к перегреву и перегрузке относительно вариантов с двигателем АИР
Самая компактная длина барабана по сравнению с другими вариантами с этим же двигателем(452мм)
2 Условие соседства электродвигателя и барабана
Необходимо чтобы размер соседства электродвигателя и барабана удовлетворял условию:
где – суммарное межосевое расстояние редуктора;
N=131мм – высота вала электродвигателя;
Следовательно необходимо установка промежуточного вала для смещения электродвигателя относительно барабана.
3 Условие соседства тормоза и барабана
Для возможности установки тормоза необходимо чтобы размер соседства тормоза и барабана удовлетворял условию
где 07mz - радиус утолщения барабана для зубчатой полумуфты
– диаметр тормозного шкива;
Выберем муфту зубчатую МЗ-3 ГОСТ5006-83[8].
Модуль зуба m(мм) 38
Максимальный крутящий момент(Н*м) 1380
По формуле (20) получаем:
условие выполняется.
Глава 2: Расчет механизма передвижения тележки мостового крана с фланцевым редуктором передвижения
Определение массы тележки
На основании статистических данных массу тележки можно выразить зависимостью:
1Определение массы тележки с грузом
2 Определение веса тележки
3 Определение веса тележки с грузом
1 Максимальная статическая нагрузка на ходовое колесо
где z=4-число ходовых колес воспринимающих вертикальную нагрузку
Выберем из таблицы 4[9] диаметр ходового колеса:
Выберем диаметр ходового колеса =200 мм
Размеры ходовых колес принимаем по ОСТ 24.090.09-75
2 Расчет сопротивления передвижению ходовых колес
Сила сопротивления передвижению тележки с грузом:
где fхк=0015 – коэффициент трения качения подшипников буксы[1]
=2 коэффициент сопротивления реборды[1]
=04-коэффициент трения колеса о рельсу[1]
1Номинальная мощность электродвигателя
Получим: Вт - для ПВ40%
По номинальной мощности электродвигателя из каталога[4] выбираем электродвигатель 4АС71Е4 со встроенным тормозом:
Мощность эл. двигателя P (кВТ) для ПВ 40% 0.6
Число оборотов n(обмин) 1380
Пусковой момент Тп.мин(Н*м) 82
Номинальный момент Тн.э (Н*м) 7
Тормозной момент Тт (Н*м) 6
Момент инерции электродвигателя I1(кг*м2) 0004
1Угловая скорость ходового колеса
2 Угловая скорость электродвигателя
3Требуемое передаточное число редуктора
4 Момент на тихоходном валу
где - КПД трехступенчатого редуктора
Ближайшее значение [T]=350 Н*м
При ПВ25% и U=25 принимаем редуктор Ц3ВКФ-100[9]: цилиндрический трехступенчатый крановый вертикальный редуктор с фланцем с коническим быстроходным валом и полым тихоходным валом со шлицами.
Характеристика данного редуктора:
Передаточное число редуктора 25
Диаметр быстроходного вала dб.в(мм) 22.9
Внутренний диаметр тихоходного вала dб.в(мм) 30
Номинальный момент на тихоходном валу Тр(Н*м) 410
Масса редуктора m(кг) 53
где а=02 мс2-допускаемое максимальное ускорение(замедление) тележки[10]
6 Динамический момент сопротивления вращения во время пуска
где I1 =0004- момент инерции электродвигателя
Сравним Тп.мин и Тg : 8.2 Н > 4.66Н
Следовательно условие выполняется с запасом желательно ограничение пускового момента
7 Коэффициент запаса сцепления ходовых колес с рельсом при пуске
7.1 Условие отсутствия буксования
где - сила сцепления приводных ходовых колес с рельсами;
- сила статического сопротивления передвижению тележки без груза; - сила динамического сопротивления передвижению тележки без груза;
=11минимальное значение коэффициента запаса сцепления[1]
kсц - расчетный коэффициент сцепления
7.2 Сила сцепления приводных ходовых колес с рельсами
где - коэффициент сцепления приводного ходового колеса с рельсом. Если исключено попадание влаги и масел то [2];
=2 - число приводных колес;
z - общее число ходовых колес.
7.3 Сила статического сопротивления передвижению тележки без груза
7.4 Сила динамического сопротивления передвижению тележки без груза
Вернемся к формуле (34):
Следовательно условие пуска без буксования выполняется с большим запасом.
где - момент инерции вращающихся и поступательно движущихся масс приведенных к тормозному шкиву. Т.к. тормозной шкив установлен на быстроходном валу редуктора вращающегося от электродвигателя то:
2 Статический момент сопротивления передвижению при торможении
Вернемся к формуле(38):
Следовательно дополнительный тормоз не требуется т.к двигатель 4АС71АЕ4 имеет встроенный тормоз с Тт=6 Н*м что значительно превышает расчетное значение Тт=221 Н*м
Подъемно-транспортные машины Александров М. П. - М.: Высшая школа1979. 558с.
Расчет механизма передвижения тележки мостового крана Ермоленко В.А; рецензент: Сероштан В.И.- методические указания по курсовому проектированию для студентов. - Калуга 1985
Расчёты крановых механизмов и их деталей М. П. Александров И. И. Ивашков С. А. Казак; Под ред. Р. А. Лалаянца.- М.: ВНИИПТМаш 1993.- Т. 1. - 187 с.
Крановое электрооборудованиеСправочник. М.: Энергия 1979. – 240 с. Алексеев Ю.В. Богословский А.П. Певзнер Е.М. Рабинович А.А. Яуре А.
Справочник. Справочник по кранам в 2-х томах. Том 2Гохберг М. М. (общ. ред. ). - М.: Машиностроение 1988. - 536с.

ЧЕРТЕЖ 2 ЛИСТ.cdw

Технические требования:
Тормоз регулировать на момент 2
Наклон пути не более 1
В подшипники на 23 своего объема заложить смазку
Механизм передвижения
КФ МГТУ им.Н.Э.Баумана
Литол ГОСТ 21150-87.

Первый лист полностью.cdw

Технические требования
Тормоз регулировать на момент 85 Нм.
Смещение валов двигателя и редуктора не более
В подшипники заложить смазку Литол 24 ГОСТ21150-87.
КФ МГТУ им. Н.Э.Баумана
на 23 своего объема.
Тормоз условно не показан

Первый лист полностью.dwg

Технические требования
Тормоз регулировать на момент 85 Нм.
Смещение валов двигателя и редуктора не более
В подшипники заложить смазку Литол 24 ГОСТ21150-87.
КФ МГТУ им. Н.Э.Баумана
на 23 своего объема.
Тормоз условно не показан

Чертеж 4 ЛИСТ.dwg

Технические характеристики:
Высота подъёма груза
Скорость подъёма груза
Группа классификации механизма М4
Продолжительность включения ПВ=25%
КФ МГТУ им Н.Э Баумана
Тормоз условно не показан

ЧЕРТЕЖ 2 ЛИСТ.dwg

Технические требования:
Тормоз регулировать на момент 2
Наклон пути не более 1
В подшипники на 23 своего объема заложить смазку
Механизм передвижения
КФ МГТУ им.Н.Э.Баумана
Литол ГОСТ 21150-87.

Чертеж 3 ЛИСТ.cdw

Доускается сварка по ГОСТ5264-80 электродом Э 50А-Ф
Сварные швы зачистить от сварочных брызг и шлака
Неуказанные предельные отклонения размеров
Рама тележки крановой
КФ МГТУ им. Н.Э.Баумана

Чертеж 3 ЛИСТ.dwg

Доускается сварка по ГОСТ5264-80 электродом Э 50А-Ф
Сварные швы зачистить от сварочных брызг и шлака
Неуказанные предельные отклонения размеров
Рама тележки крановой
КФ МГТУ им. Н.Э.Баумана

ЧЕРТЕЖ 2 ЛИСТv13.cdw

Технические требования:
Тормоз регулировать на момент 2
Наклон пути не более 1
В подшипники на 23 своего объема заложить смазку
Механизм передвижения
КФ МГТУ им.Н.Э.Баумана
Литол ГОСТ 21150-87.

Чертеж 4 ЛИСТ.cdw

Технические характеристики:
Высота подъёма груза
Скорость подъёма груза
Группа классификации механизма М4
Продолжительность включения ПВ=25%
КФ МГТУ им Н.Э Баумана
Тормоз условно не показан