Кран настенный передвижной ГП грузоподъемностью 4т

Спецефикация Кран настенный передвижной.cdw

Кран настенный передвижной
Механизм передвижения
Букса угловая D 200 ОСТ 24.090.09-70

Расчётно пояснительная записка.docx

КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана
Техническое задание № 5 на проект по ГПМ
Спроектировать кран настенный передвижной состоящий из механизма подъёма (таль) механизма передвижения и металлоконструкции.
Кинематическая схема крана:
Рисунок 1 – Кран поворотный радиусный
Скорость передвижения
Продолжительность включения ПВ 40%;
Группа классификации механизма М5 по ИСО 43011
Число зубьев шестерни
Курсовой проект содержит 5 листов чертежей формата А1 расчетно-пояснительную записку на 32 с. включающую 2 рис. 5 табл. 19 литературных источников 1 приложение.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ КРАНА НАСТЕННОГО ПЕРЕДВИЖНОГО.
Объектом проектирования является конструкция крана подвесного радиусного.
Цель работы – проектирование крана подвесного радиусного.
В процессе курсового проектирования была разработана конструкция крана общего назначения отдельных его компонентов и узлов: механизма подъёма (электрической тали) механизма передвижения и опорно-поворотного устройства.
В результате проектирования получена конструкция с механизмом подъёма – электрической талью механизмом передвижения опорно-поворотным устройством; выполнены необходимые расчеты.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ КРАНА8
РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ9
1.ГРУЗОПОДЪЕМНАЯ СИЛА9
2. МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ9
3. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ10
4. УГЛОВАЯ СКОРОСТЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ10
РАСЧЕТ КАНАТНО-БЛОЧНОЙ СИСТЕМЫ11
1.ВОЗМОЖНЫЕ СХЕМЫ ПОЛИСПАСТОВ11
2.КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ПОЛИСПАСТА11
3.НАИБОЛЬШЕЕ НАТЯЖЕНИЕ ВЕТВИ КАНАТА11
4.РАЗРЫВНОЕ УСИЛИЕ КАНАТА12
5.МИНИМАЛЬНЫЙ ДИАМЕТР БАРАБАНА ПО СРЕДНЕЙ ЛИНИИ КАНАТА ИЗ УСЛОВИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПРИ ПЕРЕГИБАХ13
6. КОНСТРУКТИВНЫЙ ДИАМЕТР БАРАБАНА ИЗ УСЛОВИЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРИ БАРАБАНА.13
7. ОТНОШЕНИЕ КОНСТРУКТИВНОГО ДИАМЕТРА БАРАБАНА К ДИАМЕТРУ КАНАТА13
РАСЧЕТ ДЛИНЫ БАРАБАНА14
1.МИНИМАЛЬНАЯ ДЛИНА БАРАБАНА14
1 УГЛОВАЯ СКОРОСТЬ БАРАБАНА15
2.ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО РЕДУКТОРА16
3.ПРОВЕРКА РЕДУКТОРА ПО ГРУЗОВОМУ МОМЕНТУ18
3.1 УСЛОВИЕ ПРОЧНОСТИ РЕДУКТОРА18
3.2 ГРУЗОВОЙ МОМЕНТ19
4 РЕЗУЛЬТАТ РАСЧЕТА ПРОЧНОСТИ РЕДУКТОРА20
1.ВЫСОТА РЕДУКТОРА21
2.ШИРИНА РЕДУКТОРА21
4. МАССА РЕДУКТОРА22
7. МИНИМИЗАЦИЯ МАССЫ ТАЛИ23
КОМПОНОВКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТАЛИ24
ПРОВЕРКА ДВИГАТЕЛЯ ПО ПУСКОВОМУ МОМЕНТУ25
РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ26
1. ВЫБОР ХОДОВЫХ КОЛЕС26
1.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ МАССЫ ТЕЛЕЖКИ26
1.2. ДАВЛЕНИЕ НА ХОДОВОЕ КОЛЕСО26
2. РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЮ27
3. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ28
4. ВЫБОР РЕДУКТОРА28
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПАСА СЦЕПЛЕНИЯ ПРИВОДНЫХ КОЛЕС С РЕЛЬСОМ ПРИ ПУСКЕ29
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ33
Целью курсового проектирования является приобретение навыков принятия самостоятельных конструктивных решений закрепление учебного материала по расчету типовых узлов грузоподъёмных машин общего назначения.
Задачей проекта является разработка крана подвесного радиусного.
Кран состоит из механизма подъёма груза - электрической тали механизма передвижения крана.
Для механизма подъема по требуемой мощности был выбран встроенный электродвигатель. Редуктор выбирается с учётом условий сборки редуктора и равнопрочности валов. При расчете механизма передвижения была определена максимальная статическая нагрузка на ходовое колесо подобран его диаметр выбраны подходящий электродвигатель и редуктор определен коэффициент запаса сцепления при пуске.
В результате работы должна быть получена конструкция крана подвесного радиусного отвечающая заданным условиям работы и требованиям надежности.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ КРАНА
Сфера применения подвесного настенного крана ограничена его малой грузоподъемностью (до 5 тонн) и пролетом не более 12 м поэтому данный механизм находит свое применение на небольших складских помещениях промышленных цехах предприятий для погрузки и транспортирования различных механизмов.
Грузоподъемность m=4 т скорость подъема V=0.06 мс высота подъема H=10 м группа классификации механизма M5 число зубьев шестерни Z=17. Продолжительность включения ПВ=40%.
РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
1.ГРУЗОПОДЪЕМНАЯ СИЛА
где – ускорение свободного падения.
2. МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
Статическая мощность электродвигателя при продолжительности включения в час ПВ 40% принятой в каталогах:
где – предварительное значение КПД механизма.
Для заданной продолжительности включения ПВ=40%:
3. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
Выберем электродвигатели по ближайшей большей мощности (приложение):
Частота вращения обмин
Расшифровка обозначения:
А – асинхронный общепромышленный;
А; В – длина сердечника статора (А - короткий В - длинный);
4. УГЛОВАЯ СКОРОСТЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
n - частота вращения
Получим для чисел полюсов e=6;8;4
РАСЧЕТ КАНАТНО-БЛОЧНОЙ СИСТЕМЫ
1.ВОЗМОЖНЫЕ СХЕМЫ ПОЛИСПАСТОВ
Рис.1. Схемы полиспастов.
– число полиспастов; – кратность
2.КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ПОЛИСПАСТА
где – кратность полиспаста;
3.НАИБОЛЬШЕЕ НАТЯЖЕНИЕ ВЕТВИ КАНАТА
Наибольшее натяжение ветви каната указываемое в паспорте электрической тали
4.РАЗРЫВНОЕ УСИЛИЕ КАНАТА
Разрывное усилие каната в целом принимаемое по сертификату (приложение)
где z=4.5 – минимальный коэффициент использования каната для заданной группы классификации механизма по ПБ10-382;
– наибольшее натяжение ветви каната.
Выберем канат двойной свивки ГОСТ 2688-80 типа ЛК-Р конструкции 6х19 по условию F>[F] где [F] - разрывное усилие каната в целом по табл. ГОСТ
5.МИНИМАЛЬНЫЙ ДИАМЕТР БАРАБАНА ПО СРЕДНЕЙ ЛИНИИ КАНАТА ИЗ УСЛОВИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПРИ ПЕРЕГИБАХ
где =18 –коэффициент выбора диаметров барабана для М5;
6. КОНСТРУКТИВНЫЙ ДИАМЕТР БАРАБАНА ИЗ УСЛОВИЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРИ БАРАБАНА.
где - наибольший диаметр статора
- воздушный паз (высота)
7. ОТНОШЕНИЕ КОНСТРУКТИВНОГО ДИАМЕТРА БАРАБАНА К ДИАМЕТРУ КАНАТА
Числа превышают число более чем на 2 шага. Согласно [2 П.2.8.2]: "Допускается изменение коэффициента 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".
Положим что увеличение коэффициента более чем на два шага возможно однако значение может быть снижено не более чем на 2 шага. В данном случае диаметр барабана увеличен более чем на 2 шага. Уменьшим на 2 шага т.е. до значения и снова выберем диаметры канатов.
Вновь выбранные диаметра каната (9115 мм) меньше чем 9135 мм. Это позволяет уменьшить длину барабана или увеличить его канатоёмкость (высоту подъема) и выиграть на стоимости каната.
РАСЧЕТ ДЛИНЫ БАРАБАНА
1.МИНИМАЛЬНАЯ ДЛИНА БАРАБАНА
Минимальная длина барабана из условия обеспечения заданной высоты подъема
где – число полиспастов;
– коэффициент длины ненарезанной (средней) части барабана при сдвоенном полиспасте:
В скобках – число витков каната на барабане: рабочее плюс четыре (2 – неприкосновенных и 2 – для крепления конца каната). Перед скобкой – число полиспастов и шаг нарезки равный . После скобки – длина средней ненарезанной части барабана (для сдвоенных полиспастов).
1 УГЛОВАЯ СКОРОСТЬ БАРАБАНА
2.ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО РЕДУКТОРА
– угловая скорость электродвигателя;
– угловая скорость барабана;
Для уменьшения массы тали выбираем двухступенчатый соосный редуктор. Примем интервал передаточных чисел от до. Остальные значения принимаем так как они определены по программе «Редуктор» реализуемой на ПЭВМ (приложение).
В программу вводят число зубьев первичного вала-шестерни совпадающего с номером задания модуль первой ступени и передаточное число . Модуль первой ступени находят из соотношения:
Дано: z=15. Получим:
Выбираем модули из ряда:
Передаточное число второй ступени и межосевое расстояние А определим с помощью программы "Reductor".
3.ПРОВЕРКА РЕДУКТОРА ПО ГРУЗОВОМУ МОМЕНТУ
3.1 УСЛОВИЕ ПРОЧНОСТИ РЕДУКТОРА
– коэффициент твердости зубьев при соответственно;
- передаточное отношение второй ступени;
– крутящий момент на шестерни второй ступени:
где – грузовой момент на барабане тогда .
– количество ветвей каната;
– наибольшее натяжение ветви каната;
4 РЕЗУЛЬТАТ РАСЧЕТА ПРОЧНОСТИ РЕДУКТОРА
Определим значения межосевых расстояний и сравним их с минимальными:
где - крутящий момент на шестерне
- можно снизить требования к термообработке:
где – коэффициент учитывающий наличие корпуса;
Ширину редуктора примем равной межосевому расстоянию А. Предполагается что коэффициент ширины зубчатых колес первой ступени составляет 0.15 второй ступени 0.3
где – коэффициент заполнения объема электрической тали металлическими деталями;
7. МИНИМИЗАЦИЯ МАССЫ ТАЛИ
Сведем результаты расчета в таблицу масс и определим приоритеты: на первые места поставим самые легкие варианты.
Общее передаточное число
Вывод: Выбираем таль с трёхкратным полиспастом и восьмиполюсным электродвигателем является наименее металлоемкой. Она имеет легкий редуктор с передаточным числом 39 что является наименьшим показателем.
КОМПОНОВКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТАЛИ
а) наименее металлоемкого варианта;
б) варианта позволяющего получить наибольшую высоту подъема груза (имеет наименьшее значение произведения и несколько большую массу).
Для выбранного производят проверку электродвигателя по пусковому моменту и в случае необходимости возвращаются к альтернативному варианту.
Рис 2. Компоновка электрической тали
ПРОВЕРКА ДВИГАТЕЛЯ ПО ПУСКОВОМУ МОМЕНТУ
где – среднепусковой момент электродвигателя;
– момент инерции ротора электродвигателя;
– кратность полиспаста;
– общее передаточное число редуктора;
– грузовой момент на барабане;
где – ускорение при пуске для грузоподъемностей ;
коэффициент учитывает неучтенные вращающиеся массы.
Численный пример приведем для варианта 318:
>18.3 т.е. условие пуска выполняется.
РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ
1. ВЫБОР ХОДОВЫХ КОЛЕС
1.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ МАССЫ ТЕЛЕЖКИ
На основании статистических данных массу тележки можно выразить зависимостью:
Вес тележки с грузом:
1.2. ДАВЛЕНИЕ НА ХОДОВОЕ КОЛЕСО
Определим расстояние между боковыми роликами h из уравнения равновесия:
где - давление на боковой ролик.
Целесообразно принять .
Тогда получим для тележки:
Вылет консольной тележки определится из компоновочного чертежа тележки на котором необходимо обеспечить также размер .
Определим диаметр ходового колеса мм
Итак выберем колесо диаметром 250мм: диаметр внутреннего отверстия подшипника d=50мм. Значения и d принимают по ГОСТ 28648-90 а значение в этом случае равно 04мм по [4] с. 276 .
2. РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЮ
Сила сопротивления передвижению тележки с грузом.
где f – коэффициент трения качения подшипников буксы ( f=0015) см. [4] с. 275 ;
- коэффициент сопротивления реборды () см. [4] с. 275 .
Номинальная мощность электродвигателя механизма передвижения: Вт (10)
Электродвигатель с встроенным электромагнитным тормозом АИР 80А6Е (Е2) .Мощность электродвигателя Р=075 кВт.
Угловая скорость ходового колеса:
Угловая скорость электродвигателя:
Определим требуемое передаточное число:
Принимаем редуктор Ц3ВК 100Ф с передаточным числом ; диаметр быстроходного вала равен 25мм масса редуктора 52 кг.
5. 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 (=1.15) [4].
где - коэффициент сцепления приводного ходового колеса с рельсом. Если исключено попадание влаги и масел то [5] с.12.
- число приводных колес.
Имеем по формуле (15): H
где - максимально допустимое значение ускорения (замедления) тележки.
Принимая согласно [4] получим:
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 МЗ-1. Момент инерции муфты диаметр тормозного шкива 200мм.
Коэффициент полезного действия механизма:
Тогда по формуле (19) получим:
Определим статический момент сопротивления передвижению при торможении:
По формуле (18) получим:
Тормозной момент встроенного тормоза в электродвигателе 75- 9Нм что превосходит расчитанный тормозной момент 5.1 Нм
При работе над курсовым проектом был спроектирован кран настенный передвижной грузоподъемностью 4 т закреплены методики расчетов типовых узлов грузоподъемных машин общего назначения: мезанизма подъема груза- электрической тали механизма передвижения.
Для механизма подъёма был выбран восьмиполюсной электродвигатель АИРВ132М8 мощностью и частотой вращения Двигатель обеспечивает скорость подъема груза до 006 мс на высоту до 10 метров. Для передачи вращения от двигателя на барабан используется двухступенчатый цилиндрический горизонтальный редуктор. Он имеет наименьшую массу и небольшие габариты в сравнении с другими видами редукторов. Подобран тип каната по ГОСТ 7668 исходя из условий работы и заданной грузоподъемности крана.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. ПБ10-382-00 М.: ПИО ОБТ. 2000 - 266с.
Александров М.П. Грузоподъемные машины. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана – Высшая школа 2000 - 552с
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 томах. Т. 1. — М.: Машиностроение 1982. — 756 с.
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 томах. Т. 3. — М.: Машиностроение 1982. — 556 с.
Коросташевский Р.В. Нарышкин В.Н. Старостин В.Ф. и др. Подшипники качения: Справочник-каталог Под ред. В.Н. Нарышкина Р.В. Корасташевского. — М.: Машиностроение 1984. — 280 с.
Казак С.А. Дусье В.Е. Кузнецов Е.С. Курсовое проектирование грузоподъемных машин Под ред. С.А. Казака. — М.: Высшая школа 1983. — 320 с.
Кузьмин А.В. Марон Ф.Л. Справочник по расчетам механизмов ПТМ. — Минск: Высшая школа 1983. — 352 с.
Яуре А.Г. Певзнер Е.М. Крановый электропривод: Справочник. — М.: Энергоиздат 1988. — 344 с.
Приводы машин: Справочник Под ред. В.В. Длоугого. — Л.: Машиностроение 1982. — 384 с.
Анфимов М.И. Редукторы. Конструкции и расчет: Альбом. — М.: Машиностроение 1993. — 464 с.
Поляков В.С. Барбаш И.Д. Ряховский О.А. Справочник по муфтам. — Л.: Машиностроение 1979. — 344 с.
Справочник по кранам: В 2 томах. Т. 2 Под ред. М.И. Гохберга. — М.: Машиностроение 1988. — 560 с.
Ермоленко В.А. Расчет механизма передвижения тележки мостового крана: Методические указания. – М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 2006. – 28 с.
Подъемно-транспортные машины : Атлас конструкций :учебное пособие для студентов втузов М.П. Александров Д.Н. Решетов Б.А. Байков: Под ред. М.П.. Александрова Д.Н. Решетова. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение 1987.-122 с. : ил.
Расчеты крановых механизмов и их деталей: В 2 т. Под ред. Р.А. Лалаянца. Т. 2. — М.: ВНИИПТМаш 1993. — 163 с.
Графическая часть курсового проекта спецификации
В графическую часть курсового проекта входят:
Чертеж общего вида электрической тали – 2 листа А1;
Спецификация на таль электрическую – 3 листа А4;
Чертеж общего вида механизма передвижения –1 лист А1;
Спецификация механизма передвижения – 1 лист А4;
Чертеж общего вида рамы – 1 лист А1;
Спецификация на раму – 1 лист А4;
Чертеж общего вида крана настенного передвижного – 1 лист А1;
Спецификация крана настенного передвижного – 1 листа А4.

Спецификация Рама.spw

Конструкция для установки
Конструкция для установки
механизма передвижения

Механизм передвижения.cdw

х 2 х 9Н ГОСТ 6033-80
Механизм передвижения.
Технические требования:
Наклон пути не более 1
В подшипники заложить смазку Литол ГОСТ 21150-87.
Радиальное смещение не более 0.5 1 мм.

Спецификация Механизм передвижения.spw

Механизм передвижения.
Электродвигатель АИР
Болт М8х50.5.8 ГОСТ7798-70
Букса угловая D250 ОСТ 24.090.09-70
Гайка М14.5 ГОСТ5915-70
Колесо КР2 ГОСТ3569-74
Подшипник 210 ГОСТ8338-76
Шпонка 14х9х64 ГОСТ 23360-78

Кран настенный передвижной.cdw

Технические характеристики:
Скорость передвижения
Группа классификации механизма М5
Наклон пути не более 1

Таль электрическая.cdw

Технические характеристики
Грузоподъёмность 4 т;
Высота подъёма 10 м;
Продолжительность включения механизма подъема 40%
Технические требовония
Красить снаружи в желтый сигнальный цвет
внутренние поверхности
крышек шкафов электрооборудования - в красный сигнальный цвет по
Изоляция электрической цепи тали должна выдерживать без пробоя и
перекрытия испытания повышенным напряжением переменного тока
промышленной частоты
Эквивалентный уровень звука тали менее 80 дБА.
В редуктор залить масло И-Г-А-32 ГОСТ 20799.
дет. поз. условно не показана

Спецификация Механизм подъёма.spw

Токоприемник торцевой
Накладка фрикционная
Болт М6х6gх18 ГОСТ 7798-70
Болт М8х6gх40 ГОСТ 7798-70
Болт М8х6gх45 ГОСТ 7798-70
Кольцо А15.65Г ГОСТ 13940-86
Кольцо А75.65Г ГОСТ 13940-86
Манжета 1.1-70х100-2
Подшипник 106 ГОСТ 8338-75
Подшипник 109 ГОСТ 8338-75
Подшипник 113 ГОСТ 8338-75
Шайба 6Л ГОСТ 6402-70
Шайба 8Л ГОСТ 6402-70
Штифт 3х10 ГОСТ 3128-70
Штифт 6х18 ГОСТ 3128-70
Штифт 8х24 ГОСТ 3128-70