Самоходный кран с башенным оборудованием грузоподъемность 4 т

rryirsresreryersresrrr1.dwg

rrsrrrr1.dwg

* Размеры для справок.
Корпус подшипников заполнить смазкой солидол Ж ГОСТ 1033-79
на 13 свободного пространства.
Плоскости разъема корпусов и крышек покрыть герметиком

rryirsresreryersresrrsrrrrr1.dwg

srr.ryesrr.dwg

Техническая характеристика
Скорость подъема груза
Технические требования
Все размеры для справок
Испытать подъемом груза массой 4 тонн
Испытать подъемом контрольного груза массой 5 тонн
Покрыть эмалью ЭМПФ-115 серая ГОСТ 6465-76.

rrsrrrr-rrr1.dwg

sryirs.-srr-ryesrr.dwg

Пояснительная записка
Механизм поворота стрелы
Механизм опорно-поворотный
Механизм подъема груза
Механизм подъема стрелы

ryerer.ssrrs1.dwg

Опорно-поворотный круг однорядный роликовый
с зубьями внутреннего зацепления
Кинематические схемы
Механизм подъёма груза
Механизм поворота крана

rryirsresreryersresrr-rr1.dwg

rrr-rr.doc

Грузоподъёмные машины– это классподъёмно-транспортных машин которые предназначены для подъёмагрузов в вертикальной плоскости.
Цель курсового проекта по грузоподъёмным машинам спроектировать кран самоходный с башенным оборудованием.
Цель данной работы – освоение основных расчётов грузоподъёмных машин на примере самоходного крана.
Главными задачами студента являются:
- освоение методов расчёта крановых механизмов и их приводов;
- выбор на основе этих расчетов нормализованных и стандартных сборочных единиц их рациональная компоновка;
- закрепление сведений о данном кране при выполнении и оформлении технических документов курсового проекта (работы).
Расчёт механизма подъёма груза
Рисунок 1 – Кинематическая схема МПГ
Ориентировочная кратность полиспаста
UП0 = Q4 6 = 46 =067 (1)
Для самоходных стреловых кранов используется одинарный полиспаст.
Определение фактической кратности полиспаста:
z – число канатов на которых висит груз zН – число канатов наматываемых на барабан.
Рисунок 2 – Схема полиспаста
2 Расчёт усилий в канате и выбор каната
Определение максимального усилия в ветви каната набегающей на барабан:
где Fб - тяговое усилие полиспаста кН;
Q – номинальная грузоподъёмность крана кг;
g - ускорение свободного падения мс2;
zн - количество канатов на барабане
zн=1 для одинарного полиспаста;
Uп – кратность полиспаста Uп=3.
n - количество блоков согласно схеме n=2.
Определение разрушающей нагрузки:
где – коэффициент использования каната (минимальный коэффициент запаса прочности каната) для группы режима крана М7 zр=71; 2
натяжение каната кН.
По значению разрушающей нагрузки подбираем стандартный канат двойной свивки типа ЛК–З 6х25 проволок с одним органическим сердечником ГОСТ 7665 – 80
Канат выбираем из справочника 4 по разрушающей нагрузке:
Рисунок 3 – Эскиз сечения каната
3 Выбор конструкции барабана и определение его размеров
Определение диаметра барабана 6:
где - диаметр каната =175 мм;
- коэффициент выбора диаметра для группы режима М7 =224.
Рисунок 4 – Схема барабана для одинарного полиспаста
Определение длины барабана c односторонней нарезкой 6:
где - длина буртика;
- длина нарезной части барабана.
Длины определяются по формулам 6:
где - общее количество витков;
- шаг навивки каната на барабан.
Определение общего количества витков 6:
где - количество рабочих витков;
- количество витков идущих на крепление каната к барабану =3;
- количество запасных витков =3.
Определение количества рабочих витков 6:
Определение шага навивки 6:
Определение размеров профиля канавок на барабане 6:
Определение основных размеров сечения барабана 6:
Определение наружного и внутреннего диаметров барабана 6:
где - толщина стенки барабана.
Определение толщины стенки стального барабана 6:
Принимаем толщину стенки
Проверка барабана на прочность 6:
Цилиндрическую стенку барабана следует проверять на изгиб и кручение 6:
где - допускаемый предел прочности =80МПа.
Определение допустимого напряжения на барабан 6:
Условие не выполняется. Увеличим толщину стенки барабана
4 Расчет крепления каната
Рисунок 6 – Эскиз крепления каната к барабану
Определение расчетного напряжения каната 6:
где - основание натурального логарифма 6
- угол обхвата барабана
- коэффициент трения 6
Определение усилия прижатия планки 6:
где-приведенный коэффициент трения между канатом и планкой ; 6
k – коэффициент запаса надежности крепления каната к барабану; k=125.
m- коэффициент учитывающий Эйлерову силу за счет крепежных витков принимаем m=3. 6
Определение допустимого усилия на болт М18 6:
где - допускаемое напряжение МПа 6;
-внутренний диаметр резьбы болта М18 мм 1.
Определение количества планок 6:
5 Расчет грузовой подвески
Рисунок 7 – Схема грузовой подвески
5.1 Выбор подшипника блока
Определение диаметра блока 6:
- коэффициент выбора диаметра для группы режима М7 8: =25.
Рисунок 8 – Эскиз блока
Определение коэффициента динамической работоспособности подшипника 6:
где - приведенная нагрузка на подшипник Н;
- частота вращения блока мин-1;
- срок службы блока в часах
Определение частоты вращения блока 6:
где - скорость подъема груза;
- кратность полиспаста;
Определение приведённой нагрузки 6:
где - максимальная нагрузка на подшипник Н;
- коэффициент переменности нагрузки
- коэффициент учитывающий вращение наружного кольца
-коэффициент учитывающий тип механизма
-коэффициент учитывающий температурный режим .
Определение максимальной нагрузки на подшипник 6:
где - количество блоков на оси
- количество подшипников в блоке принимаем
По справочнику 1 из средней серии выбираем радиальный подшипник 309 (ГОСТ 8338 – 75):
Рисунок 9 – Эскиз радиального подшипника
5.2 Расчёт оси блока
Рисунок 10 – Схема к расчёту оси блока
Определение диаметра оси блока 6:
где - допускаемое напряжение
- максимальный изгибающий момент
Определение максимального изгибающего момента 6:
Определение длины оси 6:
где - количество блоков
5.3 Выбор крюка расчет гайки крюка
Производим выбор заготовки крюка по грузоподъёмности и группе режима работы. Примем кованый однорогий крюк №13 с наибольшей грузоподъёмностью при группе режима М7 40 тонны .
Тип заготовки 13А ГОСТ 6627 - 74.
Рисунок 11 – Эскиз крюка
Определение диаметра и высоты гайки крюка 6:
где – диаметр гайки крюка мм;
– наружный диаметр резьбы на хвостике крюка d =42 мм.
Проверка высоты гайки из условия напряжения смятия 6:
где – высота гайки крюка с учетом проверки на смятие мм;
– шаг резьбы p =45 мм;
– допустимое напряжение на смятие
– внутренний диаметр резьбы
– наружный диаметр резьбы
Рисунок 12 – Эскиз гайки крюка
5.4 Выбор подшипника под гайку крюка
Подшипник выбираем по статической грузоподъемности 6:
Рисунок 13 – Эскиз упорного однорядного подшипника
По справочнику 1 выбираем упорный однорядный подшипник 8209 (ГОСТ 8338 – 75).
Установочные размеры:
Рисунок 14 – Эскиз траверсы для нормальной подвески
Определение ширины траверсы 6:
где - диаметр подшипника =73мм.
Определение диаметра траверсы 6:
где - диаметр хвостовика крюка=42 мм.
Определение длины траверсы 6:
Определение расстояния между опорами 6:
Длины оси блоков и траверсы должны быть равны. Поэтому из конструктивных соображений принимаем l=107мм.
Определение высоты траверсы 6:
где ТА- изгибающий момент в сечении А – А;
Определение изгибающего момента в сечении А – А 6:
Определение изгибающего момента в сечении Б – Б 6:
Определение диаметра цапфы 6:
где - допускаемый предел прочности МПа.
Рисунок 15 – Эскиз щеки
Определение ширины щеки 6:
где - диаметр цапфы траверсы.
Определение радиуса закругления траверсы 6:
Проверка условия прочности при растяжении 6:
где - толщина щеки принимаем = 15 мм.
Условие прочности :условие выполняется.
6 Определение мощности и выбор электродвигателя
Электродвигатель выбираем из условия
Определение расчетной мощности электродвигателя 6:
где - статическая мощность кВт;
- коэффициент использования номинальной грузоподъемности ;
- коэффициент учитывающий фактическую продолжительность включения =082;
- коэффициент учитывающий схему регулирования скорости =119;
- коэффициент пусковых потерь =11.
Определение статической мощности 6:
где - общий КПД механизма 6 .
Выбираем двигатель с мощностью которая бы удовлетворяла условию: .
Принимаем электродвигатель МТН 411-6 с техническими характеристиками:
Частота вращения вала n=960 мин-1;
Мощность на валу P=22 кВт при ПВ=40%;
Пусковой момент T=638 Нм;
Момент инерции ротора J=05 кгм2;
Рисунок 16 – Электродвигатель серии MTН
Проверка двигателя по пусковому моменту
Необходимо соблюдение условия 6:
Определение пускового момента механизма 6:
где - статический момент Н·м;
- инерционный момент от вращающихся масс Н·м;
- инерционный момент от поступательно движущихся масс Н·м.
Определение статического момента 6:
где - количество ветвей каната закрепленных на барабане
- передаточное число редуктора.
Определение передаточного числа редуктора 6:
где - частота вращения барабана мин.;
- частота вращения двигателя мин-1.
Определение частоты вращения барабана 6:
Определение инерционного момента от вращающихся масс 6:
- частота вращения электродвигателя;
- момент инерции ротора электродвигателя.
Определение времени пуска 6:
где - допускаемое ускорение.
Определение инерционного момента от поступательно движущихся масс 6:
Условие выполняется:
7 Выбор стандартных элементов
Редуктор выбираем по мощности (крутящему моменту на тихоходном валу) и передаточному числу.
Определение мощности редуктора 6:
где - мощность редуктора кВт;
- мощность двигателя кВт;
- коэффициент учитывающий тип механизма =1.
Определение крутящего момента на тихоходном валу 6:
где - передаточное число редуктора.
Выбираем редуктор Ц2 – 250-20-11-М-УЗ 4:
Рисунок 18 – Общий вид редуктора Ц2 – 250
Муфту выбирают по крутящему моменту
Определение крутящего момента 6:
где - статический момент;
- коэффициент учитывающий тип механизма
- коэффициент учитывающий группу режима
Выбираем муфту: МЗ-1000-40-М-УЗ ГОСТ 5006 – 55.
Рисунок 18 – Эскиз муфты
Выбор тормоза производим по тормозному моменту.
Тормоз выбирается из условия 6:
Определение расчётного тормозного момента 6:
где - тормозной момент механизма;
- коэффициент запаса торможения 6 .
Определение тормозного момента механизма 6:
Определение слагаемых входящих в уравнение (54) 6:
где - время торможения 6
Из справочника 2 выбираем тормоз ТКГ-300 с электрогидротолкателем ТГМ-50.
Рисунок 19 – Колодочный тормоз ТКГ с гидравлическим толкателем ТГМ
Расчёт механизма поворота крана
Составим кинематическую схему механизма:
1 Определение вертикальной силы
Определение вертикальной силы по формуле 6:
Массу крана определим по формуле 6:
где Q – грузоподъёмность крана т
H – высота подъёма груза м
2 Определение грузового момента
3 Выбор поворотного круга
С учётом ивыбираем однорядный роликовый опорно-поворотный круг № 5 ГОСТ 22-1401-79 .
Рисунок 20 – Схема опорно-поворотного круга
4 Определение моментов сопротивления повороту относительно оси поворотной части крана.
Определение момента сопротивления повороту относительно оси круга 6:
Определение статического момента сопротивления относительно оси электродвигателя 6:
где Uмех – передаточное число механизма
UЗП - передаточное число зубчатой пары
UР - передаточное число редуктора
- общий КПД механизма
5 Определение мощности и выбор электродвигателя
Выбираем двигатель с мощностью которая бы удовлетворила условие.
Выбираем электродвигатель с фазным ротором типа MTF 112-6 с техническими характеристиками:
Частота вращения вала n=930 мин-1;
Мощность на валу P=5 кВт при ПВ=40%;
Пусковой момент T=137 Н·м;
Момент инерции ротора J=0067 кг·м2;
Основные размеры: b1=10мм b31=137мм d1=35мм h=132мм h31=342мм L1=80мм L10=235мм L11=285мм L30=6235мм концы валов цилиндрические.
Рисунок 21 – Эскиз электродвигателя серии MTF с фазным ротором
6 Проверка электродвигателя по пусковому моменту
- пусковой момент электродвигателя из технической характеристики Н·м;
- расчетный пусковой момент.
+046+3488+39+2223=10365 Н·м (63)
где - статический момент Тс=22;
- момент инерционно вращающихся масс ;
- момент инерций поступательно движущихся масс ;
где- асинхронная частота вращения двигателя n = 930 мин -1
- момент инерций ротора
гдеJi= Jc + JГ+Jпр =
где Fв=АГ р=63150=945 Н
Подставив полученные значения в формулу (63) убедимся что выбранный двигатель удовлетворяет условию:
Условие выполняется Н·м.
Выбор муфты производится по расчётному моменту 6:
где - статический момент
Принимаем муфту втулочно-пальцевую с тормозным шкивом ГОСТ 24.848.04-79 2.
Основные размеры муфты: d = 32-45 мм L=110мм l=80мм m=135кг число пальцев – 6.
Рисунок 22 – Эскиз втулочно-пальцевой муфты с тормозным шкивом
Диаметр тормозного шкива D=200 мм
Ширина тормозного шкива B= 100 мм
Наибольший передаваемый крутящий момент Тм=250 Н·м;
Момент инерции муфты J=024 кг·м2
Редуктор выбираем по мощности и передаточному числу.
Мощность редуктора определяем по формуле 6:
где- мощность редуктора.
- мощность двигателя кВт
- коэффициент учитывающий группу режима =14
Примем редуктор червячный с предохранительным фрикционом типоразмер 2Ч-63 2.
Передаточное число редуктора
Рисунок 23 – Эскиз редуктора типа 2Ч-63
Тормоз выбирается из условия 6:
6+2648+2966-22= 555 Нм (63)
Из справочника 2 выбираем тормоз ТКГ-160 с одноштоковым гидротолкателем тип толкателя ТЭГ -16 с наибольшим тормозным моментом Н·м; диаметр тормозного шкива мм ширина тормозной колодки мм мм мм масса тормоза .
Рисунок 24 - Колодочный тормоз ТКГ с гидравлическим толкателем ТЭГ
8 Предохранительное устройство
Для предохранения от поломок элементов механизма при случайном стопорении поворотной части крана (задевание стрелы за препятствие заклинивание опорно-поворотного устройства и др.) а также от больших динамических нагрузок в периоде неустановившегося движения в приводе механизма устанавливают предохранительную муфту.
Наиболее часто применяют фрикционную муфту предельного момента.
В ходе данного курсового проектирования были рассчитаны основные механизмы крана. Все механизмы удовлетворяют требованиям надежности удобствам монтажа и демонтажа обслуживанию безопасности. Все расчеты выполнены с соблюдением требований Госгортехнадзора России.
Библиографический список
Ремизович Ю.В. Курсовой проект по грузоподъемным машинам. – М.: Высшая школа 2003. – 28 с.
Ремизович Ю.В. Грузоподъемные машины. – М.: Высшая школа 2008. – 85 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.
Курсовое проектирование грузоподъёмных машин Под ред. С.А. Казака.- М.: Высшая школа 1983. – 319 с
Ремизович Ю.В. Транспортно-технологические машины.-М.:Высшая школа2011.-159 с

rrrsrsrsrrrr1.dwg

Технические требования
Все размеры для справок.
Радиальное биение валов редуктора и двигателя не более 0
Механизм обкатать в холостую в течение 30 минут.
повышенный шум не допускаются.
Покрытие ЭМПФ-115. Эмаль НФ-115 серая ГОСТ 6465-76.IV.УХЛ4.
Техническая характеристика
Скорость подъема груза