Тележка мостового крана 3200 кг

лист 4. рама.dwg

Доускается сварка по ГОСТ5264-80 электродом Э 50А-Ф
Сварные швы зачистить от сварочных брызг и шлака
Неуказанные предельные отклонения размеров

сп 3.dwg

передвижения тележки
Механизм передвижения тележки
Электродвигатель 4AC90LE6
Редуктор ВК-350-10-23-Т1
Муфта зубчатая МЗП-2
Муфта зубчатая МЗП-1
Букса Ост 21.191.33-74
Болт М10х60 ГОСТ7817-80
Подшипник 212 ГОСТ 8338-75
Шпонка 9х12х30 ГОСТ23360-78
Шпонка 8х14х36 ГОСТ23360-78
Шайба 10 65Г ГОСТ 6402-70

Лист3 Мех.пер..dwg

Технические требования:
Тормоз регулировать на момент 16 Нм.
Наклон пути не более 1
В подшипники заложить смазку Литол ГОСТ 21150-87.

сп5.dwg

Лист5 Общий вид.dwg

Технические характеристики:
Скорость передвижения
Группа классификации механизма М1

лист2.dwg

СП4.dwg

1.dwg

Технические требования
Тормоз регулировать на момент 70 Нм.
Смещение валов двигателя и редуктора не более
В подшипники заложить смазку Литол ГОСТ21150-87.

СП 1.dwg

Редуктор Ц2-300 ТУ24-9-488-88
Электродвигатель 4МТКF112 LВ4
ТКГ-160 ГОСТ24.290.08-82
Муфта МУВП 250-48-II.6
Болт М12х70 ГОСТ7817-80
Болт М8х60 ГОСТ7798-70
Болт М5х12 ГОСТ7798-70
Втулка РБ 22 ОСТ 24.191.02
Гайка М12 ГОСТ5915-70
Канат 9.9-Г-10-Н-О1770
ГОСТ2688-80 6х19+1о.с. L=50м
Корпус опоры ШМ-110 ГОСТ
Крышка ГН-110 ГОСТ13219-81
Крышка МН-110х60 ГОСТ13219.6-81
Манжета 1-60х90 ГОСТ8752-79
Накладка 3 МН 4806-63
Планка стопорная РБ 21 ОСТ24.191.02
Подшипник 1610 ГОСТ5720-75
Полукрышка РБ 24 ОСТ.24.191.02
Полуось РБ 23 ОСТ24.191.02
Прокладка РБ 22 ОСТ24.191.02
Ступица зубчатая РБ 21 ОСТ.24.191.02
Шайба 5 Н 65 Г 01 9 ГОСТ 6402-70
Шайба 8Н 65Г 01 9 ГОСТ6402-70
Шайба стопорная 20-015 ГОСТ 13463-77
Шайба РБ 26 ОСТ24.191.02
Шайба торццевая РБ 27 ОСТ 24.19102
; L=80мм ГОСТ 6467-79
Шпилька М12х45 1530 ГОСТ22034-76

Записка1.doc

Московский Государственный Технический Университет
Факультет: Конструкторско-механический (КМК)
Кафедра: «Деталей машин и подъёмно-транспортного оборудования» КЗ-КФ
Расчётно-пояснительная записка
Проект защищен с оценкойдата:
РАСЧЁТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЁМА ГРУЗА МОСТОВОГО КРАНА
Грузоподъемная сила.4
Наибольшее усилие в ветви каната набегающего на барабан при
Выбор электродвигателя5
Угловая скорость электродвигателя.6
Разрывное усилие каната в целом..6
Минимальный диаметр барабана8
Расчетный диаметр барабана8
Длина барабана с двусторонней нарезкой.9
Проверка размеров барабанов по условиям.9
Угловая скорость барабана9
Выбор типа редуктора9
Передаточное число редуктора10
Грузовой момент на барабане10
Проверка редуктора по грузовому моменту.10
Тормозной момент на который регулируют тормоз11
Условие соседства электродвигателя и барабана11
Условие соседства тормоза и барабана.12
Бесступенчатый барабан 13
Барабан ступенчатый13
Минимальная колея тележки13
Металлоемкости вариантов механизма подъема.14
РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ТЕЛЕЖКИ.
Выбор ходовых колес.16
1 Определение предварительной массы тележки.16
2 Давление на ходовое колесо.17
Расчет сопротивления передвижению.17
Выбор электродвигателя.17
Определение коэффициента запаса сцепления приводных
колес с рельсом при пуске.18
РАСЧЁТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЁМА ГРУЗА МОСТОВОГО КРАНА ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
Задание: спроектировать механизм подъёма груза мостового крана общего назначения.
Дано: грузоподъёмность кг; скорость подъёма ; высота подъёма ; режим нагружения L1 - легкий; группа классификации механизма – М1 по ИСО 43011 дана схема тележки (рис. 1).
Рис.1 Тележка крановая
ГРУЗОПОДЪЕМНАЯ СИЛА:
где - ускорение свободного падения.
где - КПД блока на подшипниках качения; -кратность полиспаста; - число обводных блоков.
Согласно рекомендациям ВНИИПТМаш: «При малых грузоподъёмностях (до 3 тонн) груз может подвешиваться без полиспаста либо на одном подвижном блоке; при грузоподъёмностях свыше 5 т обычно применяют сдвоенные полиспасты с кратностью возрастающей от 2 до 4 при увеличении грузоподъёмности от 5 до 50 тонн».
Получим КПД полиспаста для кратностей :
НАИБОЛЬШЕЕ НАТЯЖЕНИЕ ВЕТВИ КАНАТА НАБЕГАЮЩЕГО НА БАРАБАН ПРИ ПОДЪЕМЕ ГРУЗА
где - число полиспастов.
Для мостового крана т.е. оба конца каната закреплены на барабане - для строго вертикального подъёма груза выравнивания усилий на опоры барабана (рис. 2).
Наибольшее натяжение ветви каната набегающей на барабан при подъёме груза:
Рис.2. Схемы полиспастов механизма подъема груза
Очевидно что Fa уменьшается по мере увеличения кратности.
ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
Статическая мощность электродвигателя:
где - предварительное значение КПД (для механизма подъёма с цилиндрическим редуктором).
Выбираем для легкого режима нагружения ПВ=15% и мощности Р15 кВт электродвигатель серии 4MTКF. Технические данные двигателей принимаем:
MTКF112LВ4 ( кВт; р=4; m=63 кг; мм; обмин; мм).
MTF132L6 ( кВт; р=6; m=104 кг; мм; обмин; мм).
где ()- длина двигателя без посадочной части вала мм.
В литературе указана мощность P40 (при ПВ=40%). При ПВ=15% те же двигатели имеют большую мощность:
Имеем: кВт т.е. мощность выбранных двигателей достаточна.
УГЛОВАЯ СКОРОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ
РАЗРЫВНОЕ УСИЛИЕ КАНАТА В ЦЕЛОМ
где - минимальный коэффициент использования каната.
По табл. П.1 (2. с.17) выбирают для заданной группы классификации механизмов. Символ означает смещение по таблице вверх и вниз на 1 и 2 шага.
Согласно «Правил » [2 c.18] опускается изменение коэффициента выбора диаметра барабана но не более чем на два шага по группе классификации в большую или меньшую сторону с соответствующей компенсацией путем изменения величины на то же число шагов в меньшую или большую сторону поэтому введём ряд смещений: Тогда получим ряд значений: .
Для группы классификации механизма М1 имеем . Получаем добавочные значения ; и разрывное усилие каната () для кратностей для основного и добавочных значений :
Мостовой кран работает в относительно чистом сухом помещении следовательно абразивный и коррозионный износ проволок каната незначителен. Поэтому выбираем канат типа ГОСТ 7668-80. Он имеет большое количество проволок малого диаметра и высокую усталостную износостойкость при перегибах на блоках.
По найденным значениям находят значения диаметров каната и маркировочную группу соответствующую условию прочности каната:
где - разрывное усилие каната в целом.
Имеем следующие значения диаметров каната (в скобках указаны маркировочные группы МПа разрывные усилия):
МИНИМАЛЬНЫЙ ДИАМЕТР БАРАБАНА
где - коэффициент выбора диаметра барабана.
По табл. П.1 (2. с26) для заданной группы классификации механизмов получают основное значение . При определении минимального диаметра барабана для заданной группы классификации механизма М1 получим основное значение . При смещении по этой таблице вниз на два шага имеем: ; . Сразу увеличим КВДБ на два шага в большую сторону. Получим мм:
Примечание. ГОСТ 3241-80 «Канаты стальные. Технические условия» приводит ограничение: «Диаметр шейки барабана должен быть не менее 15 номинальных диаметров каната». В выводах по расчету вариант с h115 может быть принят с пометкой «условно до согласования с изготовителем каната».
РАСЧЕТНЫЙ ДИАМЕТР БАРАБАНА
Барабаны диаметром меньше 140 мм исключаем из дальнейших расчетов т.к. наименьший из выходных валов редукторов с частью зубчатой полумуфты встраиваемый в барабан имеет диаметр . Тогда диаметр охватывающей зубчатой обоймы составляет .
Расчётный диаметр барабана мм принимают из ряда : 100 110 125 140 160 180 200 220 250 280 320 360 400 450 500.
Расчетный диаметр барабана мм:
Барабаны диаметром менее 140 мм исключены т.к. будут иметь большую ступень.
ДЛИНА БАРАБАНА С ДВУСТОРОННЕЙ НАРЕЗКОЙ
где - шаг нарезки; a - кратность полиспаста; - диаметр каната; с - коэффициент длины средней части барабана H - высота подъема.
Принять: для кратности
Длина барабана с двусторонней навивкой мм:
ПРОВЕРКА РАЗМЕРОВ БАРАБАНА ПО УСЛОВИЯМ
При проводят простой расчёт барабана на сжатие. При проводят уточнённый расчёт барабана на сжатие и совместное действие напряжений изгиба и кручения на устойчивость стенки. При необходимости усиливают барабан вводят кольца жесткости в его полость (РТМ–24.09.21–76).
Проверим размеры барабана по условиям:
Остается вариант кратностью a=1 с увеличенным на 2 шага барабаном.
УГЛОВАЯ СКОРОСТЬ БАРАБАНА
ВЫБОР И РАСЧЕТ РЕДУКТОРА
Выбираем редуктор с зубчатой полумуфтой на выходном валу т.к уменьшается габариты механической передачи. Это редукторы Ц2 (завод ПТО им. Кирова) специальные крановые и Ц2У (Ижевский редукторный завод) универсальные общемашиностроительного применения.
где – действующая радиальная нагрузка. Полагаем что наибольшее усилие от левой ветви каната набегающей на барабан действует на консоль выходного вала редуктора (рис. 2); Fy – допускаемая радиальная консольная нагрузка на выходном валу редуктора. Выбираем редукторы Ц2 т.к они более легкие.
Для полиспаста кратностью выберем редуктор Ц2-300 для которого условие выполняется с наименьшим запасом:
Масса редуктора Ц2-300 m=138 кг КПД=096.
ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО РЕДУКТОРА
Определим расчетное передаточное число редуктора и округлим его до номинального значения:
ГРУЗОВОЙ МОМЕНТ НА БАРАБАНЕ
где – число полиспастов.
ПРОВЕРКА РЕДУКТОРА ПО ГРУЗОВОМУ МОМЕНТУ
Условие прочности редуктора:
где – грузовой момент на барабане; – допускаемый крутящий момент на валу редуктора.
Проверяем редуктор Ц2-300 для кратности . Допускаемый крутящий момент на валу редуктора Н·м определяем для редуктора Ц2-300 соответствующей частоты вращения вала электродвигателя обмин и обмин (приравниваем к 1500 и 1000) номинального передаточного числа режима работы “Л” ПВ=15%. Сведем результаты в табл. 1.
Из табл. 1 следует что редуктор подходит. Наименьший запас крутящего момента имеем для вариантов 41+1 и 61+1.
Статический момент на выходном валу редуктора при торможении
где - КПД механизма который можно принять равным КПД редуктора; - номинальное передаточное число редуктора.
ТОРМОЗНОЙ МОМЕНТ НА КОТОРЫЙ РЕГУЛИРУЮТ ТОРМОЗ
где - коэффициент запаса торможения.
Согласно правилам ПБ . Тормоз выбирают по условию
где – максимальный тормозной момент по каталогу.
Для всех вариантов двигателей выбираем тормоз типа ТКГ-160 с тормозным моментом .22 кг.
КОМПОНОВКА МЕХАНИЗМА
Для сравнения металлоёмкости вариантов механизма подъёма заносим их характеристики в табл.4.
Наименее металлоёмким является вариант 41+1 с кратностью быстроходным двигателем с увеличенным на 2 шага диаметром барабана. Далее продолжим расчет двух вариантов т.к. более тяжелый вариант может иметь меньшую колею.
Необходимо чтобы размер соседства электродвигателя и барабана удовлетворял условию
где – суммарное межосевое расстояние редуктора; – габаритный размер электродвигателя; – размер от оси вращения барабана до наружного конца шпильки крепления каната получен конструктивно из чертежа в стандарте. Если то принимают редуктор с большим значением
Все варианты проходят по размеру A1 и не нуждаются в компоновке с промежуточным валом.
УСЛОВИЯ СОСЕДСТВА ТОРМОЗА И БАРАБАНА
Для возможности установки тормоза необходимо чтобы размер соседства тормоза и барабана удовлетворял условию
где – модуль зубчатого венца;– число зубьев венца по справочнику; – размер от оси вращения барабана до крайней точки зубчатой ступицы получен конструктивно из чертежа – диаметр тормозного шкива; – размер от оси вращения тормозного шкива до наружной поверхности рычага тормоза получен конструктивно.
0-06·5·40-08·160=52>20
Все варианты проходят по размеру A2.
БЕССТУПЕНЧАТЫЙ БАРАБАН
Если диаметр барабана превышает диаметр делительной окружности зубчатого венца редуктора более чем на 40% т.е.
то барабан будет бесступенчатым. Полуколея тележки равна расстоянию от середины редуктора до середины бесступенчатого барабана
где – расстояние от оси редуктора до оси зубчатого венца; –ширина зубчатого венца. Размер необходим для размещения зубчатой ступицы внутри барабана получен конструктивно из ГОСТа.
Если диаметр барабана мал а редуктор велик то соотношение не выполняется. Тогда имеем ступенчатый барабан. Ступень увеличивает длину барабана на величину .
Приняв литейный уклон толщину стенки и зазор получим:
Тогда полуколея тележки (расстояние от середины редуктора до середины ступенчатого барабана)
где - ширина зубчатого венца.
Полуколея тележки равна расстоянию от середины редуктора до середины барабана.
5+2·25+30+05·503 =5365
5+2·25+30+05·503=5365
МИНИМАЛЬНАЯ КОЛЕЯ ТЕЛЕЖКИ
Находим значения для каждого варианта и округляем его до ближайшего большего значения кратного 10 мм.
Минимизация колеи и массы
Приводим наиболее приемлемую схему с минимальной массой и колеей по варианту 41+1.
Для грузоподъемности 32 т кратность 3 и 4 неприемлема т.к. диаметр барабана составляет менее 160 мм. Барабаны с кратностью 2 можно было бы использовать но при дальнейших расчетах они подошли по причине большой длины.
Использование шестиполюстных двигателей нецелесообразно в связи с увеличением массы двигателя на 41 кг.
Наиболее приемлем вариант 41+1 с увеличенным на 2 шага диаметром барабана.
РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ КРАНОВОЙ ТЕЛЕЖКИ.
Тележка (рис.3) имеет опорные ходовые колеса. Ходовое колесо приводится в движение при помощи редуктора и электродвигателя. На металлоконструкции тележки установлен механизм подъема.
Исходные данные см. в задании и выше в расчете механизма передвижения.
Рис.3. Тележка крановая
ВЫБОР ХОДОВЫХ КОЛЕС.
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ МАССЫ ТЕЛЕЖКИ.
На основании статистических данных массу тележки можно выразить зависимостью:
где - масса груза. кг
Вес тележки с грузом:
2. ДАВЛЕНИЕ НА ХОДОВОЕ КОЛЕСО.
Определим диаметр ходового колеса
Итак выберем колесо диаметром 200мм: диаметр внутреннего отверстия подшипника d=45мм. Значения и d принимают по ГОСТу 24.090.09-75 а значение в этом случае равно 04мм.
РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЮ.
Сила сопротивления передвижению тележки с грузом.
где f – коэффициент трения качения подшипников буксы (f=0015)
- коэффициент сопротивления реборды (). H
ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.
Номинальная мощность электродвигателя механизма передвижения: Вт
Выбираем электродвигатель 4АС90LЕ6 со встроенным тормозом.
Рассчитаем минимальный пусковой момент
Угловая скорость ходового колеса:
Угловая скорость электродвигателя:
Определим требуемое передаточное число:
Принимаем редуктор ВК-350-10-23-Т1 с передаточным числом
; диаметр быстроходного вала равен 25мм масса редуктора 77 кг.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПАСА СЦЕПЛЕНИЯ ПРИВОДНЫХ КОЛЕС С РЕЛЬСОМ ПРИ ПУСКЕ.
где - сила сцепления приводных ходовых колес с рельсами;
- сила статического сопротивления передвижению тележки без груза и без учета трения в подшипниках приводных колес;
- сила динамического сопротивления передвижению тележки без груза;
- допускаемое значение коэффициента запаса сцепления (=115).
где - коэффициент сцепления приводного ходового колеса с рельсом. Если исключено попадание влаги и масел то .
- число приводных колес.
где - максимально допустимое значение ускорения (замедления) тележки.
Таким образом запас сцепления при пуске достаточен.
Тормозной момент определим как
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:
выберем муфту МУВП-25 с диаметром выходного вала 25мм. Момент инерции муфты диаметр тормозного шкива 200мм.
Коэффициент полезного действия механизма:
Определим статический момент сопротивления передвижению при торможении:
На чертеже механизма передвижения укажем: “ тормоз отрегулировать на момент 10 Нм.
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.
Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов: Утв. Госгортехнадзором России 31.12.2000.- М. ПИО ОБТ 2000.- 266 с.
Подъемно-транспортные машины Александров М. П. - М.: Высшая школа1979. 558с.
Расчет механизма подъема груза мостового крана: Методические указания к домашнему заданию и курсовому проектированию по курсу «Грузоподъемные машины».— М.:Ермоленко В.А.Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 2003.
Курсовое проектирование грузоподъёмных машин.Руденко Н.Ф.Александрав М.П. и Лысяков А.Г..изд.3—е переработанное и дополненное. М. изд—во “Машиностроение” 1971 464стр.