• RU
  • icon На проверке: 24
Меню

Расчет пневмоколесного крана

  • Добавлен: 11.01.2015
  • Размер: 1 MB
  • Закачек: 0
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Расчет пневмоколесного крана грузоподьемностью 60 тонн состоит из:
1 Расчет механизма подъема включает: выбор полиспаста, каната, диаметров барабана; расчет крюковой подвески; выбор подшипников блоков; расчет узла барабана; расчет оси барабана; расчет двигателя и выбор редуктора; проверка двигателя по условию нагрева и др.
2. Расчет механизма поворота: определение моментов сопротивления повороту крана, проверка двигателя по условию нагрева и по пусковому моменту, определение тормозного момента и выбор тормоза и т.д.
3. Расчет изменения вылета стрелы: расчет и выбор двигателя, расчет стрелового полиспаста, выбор тормоза и др..

Графическая часть: 1 лист-Общий вид; 2 Лист- механизм подъема; 3 Лист- механизм поворота

Состав проекта

icon
icon
icon (ГПМ пневмоколесный кран)окончательно.dwg
icon курсовой Оксаны.docx

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon (ГПМ пневмоколесный кран)окончательно.dwg

(ГПМ пневмоколесный кран)окончательно.dwg
Барабан механизма подъема
Барабан механизма замыкания
Грейферный режим - 16 т.
(Грейфер на глубине 10 м от уровня головки рельса).
Д.П. П.Т.М. і М.П.Р. 000.000.ТР.
Технологія ремонту гальма Кондуктор
ОНМУ ФМП III КУРС 1 ГРУППА
Привод механизма подъема
Техническая характеристика: q*;1. Электродвигатель AFD 423 SA6 мощность NД = 500 кВт частота вращения nД = 750 обмин максимальный момент Mmax = 4807 Нм момент инерции ротора jр = 3
7 кгс м с угловая скорость =7
c 2. Редуктор Ц2-750 мощность Nр = 482 кВт передаточное число редуктора Uр = 16 частота вращения nр = 750 обмин 3. Тормоз ТКТГ - 700 диаметр шкива Dшк = 700 мм тормозной момент MТ = 8000 Нм 4. Муфта МУВП - 75 диаметр шкива Dшк = 700 мм максимальный момент Mmax = 4000 Нм момент инерции jр = 0
Общий вид пневмоколесного крана
Техничечкая характеристика q*;Грузоподъемность 60 Т Высота подъема 20 м Глубина опускания 10 м Вылет максимальный 15 м Продолжительность включения 25% Режим роботы средний Скорость механизмов: подъема 0
мс изменения вылета 0
обмин Механизм подъема: 1. Электродвигатель AFD 423 SA6 мощность NД = 500 кВт частота вращения nД = 750 обмин максимальный момент Mmax = 4807 Нм момент инерции ротора jр = 3
9 кгс м с Механизм вращения: 1. Электродвигатель MTH 412 - 8 мощность NД = 26 кВт частота вращения nД = 710 обмин максимальный момент Mmax = 1430 Нм момент инерции ротора jр = 1
5 кгс м с угловая скорость =74
c 2. Редуктор Ц2-400 мощность Nр = 30
кВт передаточное число редуктора Uр = 50
частота вращения nр = 750 обмин 3. Тормоз ТКТ - 300200 диаметр шкива Dшк = 300 мм тормозной момент MТ = 240 Нм 4. Муфта МУВП - 75 диаметр шкива Dшк = 300 мм максимальный момент Mmax = 400 Нм момент инерции jр = 0
Схема запасовки канатов
Барабан механзма подъема
Техническая характеристика q*;1. Электродвигатель MTH 412 - 8 мощность NД = 26 кВт частота вращения nД = 710 обмин максимальный момент Mmax = 1430 Нм момент инерции ротора jр = 1
Механизм вращения крана

icon курсовой Оксаны.docx

Расчет механизма подъема 5
1 Выбор полиспаста каната диаметра барабана и блоков5
2 Выбор и проверочный расчет крюковой подвески7
4 Упорный подшипник7
6 Выбор подшипников блоков9
7 Расчет узла барабана11
8 Расчет крепления каната к барабану13
9 Расчет оси барабана15
10 Выбор подшипников оси барабана16
11 Расчет двигателя и выбор редуктора17
12 Проверка двигателя по условию нагрева19
Расчет механизма вращения23
1 Определение моментов23
2.Определение моментов сопротивления повороту крана24
3 Проверка выбранного двигателя по условию нагрева28
4 Проверка двигателя по пусковому моменту29
5 Определение тормозного момента и выбор тормоза29
Расчет механизма изменения вылета стрелы32
1 Расчет и выбор двигателя32
2 Расчет стрелового полиспаста34
3 Проверка двигателя на продолжительность времени пуска 35
Список используемой литературы38
Пневмоколёсный кран — кран стрелового типа на пневмоколёсном шасси управляемый из кабины установленной на поворотной части крана. От автомобильного крана отличается ходовой частью двигателем и общей компоновкой.
Устройство и принцип работы
Основное назначение самоходных кранов на пневмоколёсном ходу — обеспечение выполнения строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ на рассредоточенных объектах находящихся на небольших расстояниях друг от друга.
В процессе работы возможно совмещение рабочих операций:
Подъём (опускание) грузов с подъёмом (опусканием) стрелы.
Подъём (опускание) рабочей стрелы с поворотом крана.
Для выполнения этих операций на поворотной части установлены рабочие механизмы: грузовые и стреловая лебёдки поворотный механизм.
Описание и конструкция
Кран на пневмоколёсном ходу состоит из следующих частей:
Ходовое устройство в составе которого:
Выносные опоры: основные и вспомогательные.
Опорно-поворотное устройство
Кабина управления с пультами.
Рабочее оборудование.
Грузозахватное оборудование.
Подъём грузов осуществляется при помощи грузовых лебёдок (главной и вспомогательной) грузового каната и крюковой обоймы. Поворотная часть крана вращается относительно ходовой неповоротной посредством шариковых или роликовых кругов поворотного механизма называемого опорно-поворотным устройством относящегося к типу унифицированных.
Привод механизмов кранов может осуществляться от силовой установки смонтированной на шасси поворотной части крана или на раме поворотной платформы крана-экскаватора. В кранах большой грузоподъёмности на многоосном пневмошасси применяется многомоторный раздельный привод: один двигатель устанавливается на шасси другой — на поворотную часть.
Стреловое оборудование
В качестве основного рабочего оборудования пневмоколёсных кранов всех типов выступает стреловое оборудование представляющее собой удлиняемую стрелу решётчатой конструкции или выдвигаемую телескопическую. Стрелы решётчатой конструкции подвешиваются на гибкой канатной подвеске от полиспаста телескопические — при помощи гидравлических цилиндров.
Увеличение длины стрелы производится с помощью неуправляемых удлинителей называемых гуськами. Решётчатые стрелы наращиваются при помощи секций-вставок монтируемых в среднюю часть стрелы. Выдвижение телескопической осуществляется при помощи телескопических элементов и может производиться с грузом на крюке.
Стреловое оборудование может быть дооснащено системами перемещения груза в горизонтальном направлении а также устройствами повышения грузоподъёмности.
Расчет механизма подъема
1 Выбор полиспаста каната диаметра барабана и блоков
В механизмах подъема с непосредственной навивкой на барабан обычно применяют сдвоенный полиспаст обеспечивается вертикальное перемещение груза одинаковая нагрузка на подшипники барабана и на ходовые колеса тележки независимо от высоты подъема груза. Для крана грузоподъемностью 60 т принимаем сдвоенный полиспаст (а=2) кратностью i=2. Усилие в канате Sк= 10 т. Максимальное натяжение в канатах набегающих на барабан при подъеме груза:
Рис. 1.1 – Схема запасовки канатов
где z – количество ветвей на которых висит груз
где п – к.п.д. полиспаста.
При сбегании каната с подвижного блока к.п.д. полиспаста
где - к.п.д. блока с учетом жесткости каната; для блока на подшипниках качениях . Принимаем =097
Рис 1.2 Кинематическая схема механизма подъема
Канат выбираем по разрывному усилию:
где - коэффициент запаса прочности каната для легкогорежима Принимаем .
= 10306·55= 56683 кгс.
Из приложения I выбираем канат стальной двойной свивки типа ЛК-3 конструкции 625(1+6;6+12)+1 о. с. (ГОСТ 7665-69) диаметром dк=32 мм при расчетном пределе прочности проволок у=200 МПа площадью сечения всех проволок Fк=38049 мм2 и с разрывным усилием Sp=61800Н. Диаметр блока и барабана по центру наматываемого каната:
Диаметр блока и барабана по дну канавки
где е – коэффициент зависящий от режима роботы и типа груподьемной машины. Для среднего режима е=18.
Диаметр блока крюковой подвески (по центру наматываемого каната) принимаем
Диаметр уравнительного блока
2 Выбор и проверочный расчет крюковой подвески
По номинальной грузоподъемности Q=60 т и режиму роботы выбираем крюк однорогий №24 (ГОСТ 6627-74 Прил.VI VII).
Крюк изготовлен из стали 20 имеющей придел прочности в=4200 придел текучести т=2500 придел выносливости -1=120 . Резьба шейки крюка – трапециидальная Трап. 14016 с внутренним диаметром dв=134 мм.
Высота гайки должна быть не менее
где t=45 мм - шаг резьбы;
– допускаемое напряжение на смятие; сталь по стали (материал гайки сталь 45).
Для метрической резьбы высота гайки:
Высота гайки с учетом установки стопорной планки Н=07 мм.
Наружный диаметр гайки:
Для крюка диаметром шейки d1=150 мм выбираем упорный однорядный подшипник средней серии 8330(ГОСТ 6874 - 75) со статической грузоподъемностью С0=102000 кгс (прил.IX).
Расчетная нагрузка на подшипник должна быть равна или меньше статической грузоподъемности.
где – коэффициент безопасности (прил. Х).
Она изготовлена из стали 45 имеющей предел прочности предел текучести предел выносливости .
Траверсу рассчитывают на изгиб при допущении что действующие на нее силы сосредоточенные; кроме того считают что перерезывающие силы незначительно влияют на изгибающий момент. После конструктивной проработки или из приложения ХI определяем расчетные размеры т. е. расстояние между осями крайних блоков b=346мм. Расчетная нагрузка на траверсу .
Рис. 1.2. - Траверса
Максимальный изгибающий момент :
Момент сопротивления среднего сечения траверсы
где - допускаемое напряжение на изгиб МПа.
Приближенно принимаем .
Момент сопротивления среднего сечения траверсы ослабленной отверстием
где =+(2 5)=150+5=155 мм.
- ширина траверсы; назначается с учетом наружного диаметра (D1 = 217 мм )посадочного гнезда для упорного подшипника
Из формулы определим высоту траверсы:
Минимальный диаметр цапфы под подшипник
6 Выбор подшипников блоков
Поскольку подшипники блоков работают при переменном режиме нагрузки то эквивалентную нагрузку определим по формуле
где Р1 Р2 Р3 Рn – эквивалентные нагрузки;
- номинальные долговечности млн.об.
Для радиальных шарикоподшипников эквивалентную нагрузку при каждом режиме вычислим по формуле
где - радиальная загрузка Н;
- осевая нагрузка Н; в нашем случае =0;
X и Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузок для однорядных шарикоподшипников при X=1 Y=0 (здесь - коэффициент осевого нагружения зависящий от угла контакта);
- коэффициент вращения =12 при вращении наружного кольца;
- коэффициент безопасности; =12 (прил. Х);
- температурный коэффициент; =1.
С учетом графика загрузки механизма подъема при среднем режиме роботы радиальные нагрузки на подшипник составляют:
Эквивалентные нагрузки при каждом режиме:
Долговечность подшипника номинальная и при каждом режиме нагрузки
где ресурс подшипника
n - частота вращения подвижного блока крюковой подвески с которого канат сматывается на барабан при установившемся режиме:
Динамическая грузоподъемность
где – показатель степени; для шарикоподшипников =3.
Для данного диаметра цапфы по динамической грузоподъемности выбираем шарикоподшипник радиальный однорядный легкой серии №324 внутренний диаметр d=120 мм наружный диаметр D=260 мм ширина подшипника В=55 мм динамическая грузоподъемность С=17000 Н (прил. ХIII).
7 Расчет узла барабана
Принимаем барабан диаметром D=525мм по дну канавки.
Расчетный диаметр барабана Dб=556 мм (по центру наматываемого каната).
Длина каната наматываемого на одну половину барабана
Число витков нарезки на одной половине барабана
где (15 2)–число запасных витков.
Длина нарезки на одной половине барабана
где – шаг нарезки барабана (XIV) для каната dк=32 мм
Полная длина барабана:
где - длина участка с каждой стороны барабана используемая для закрепления каната;
- расстояние между правой и левой нарезками
– расстояние между осью барабана и осью блоков в крайнем верхнем положении
- допустимый угол отклонения избегающей на барабан ветви каната от вертикального положения =;
b - расстояние между осями ручьев крайних блоков b=346 мм (прил.XI).
=2(2014+152)+230=4562 мм.
Барабан отлит из чугуна СЧ15-32 с пределом прочности на сжатие в=7000 кгс. Толщину стенки барабана определяют из расчета на сжатие:
k – коэффициент запаса прочности для крюковых кранов k=425 (прил. XV).
Из условий технологии изготовления литых барабанов толщина стенки их должна быть не менее 12 мм и может быть определена по формуле:
Кроме сжатия стенка барабана испытывает деформацию изгиба и кручения.
Крутящий момент передаваемый барабаном:
Изгибающий момент определяемый для случая когда крюковая подвеска находится в самом верхнем положении(расстояние между навиваемыми канатами ). После конструктивной проработки расстояние от точки приложения усилия до середины торцового диска оказалось равным =575 мм. Тогда:
Сложное напряжение от изгиба и кручения:
W – экваториальный момент сопротивления поперечного сечения барабана.
– коэффициент приведения напряжений =075
Напряжения от изгиба и кручения в стенке барабана незначительны; при длине барабана менее трех диаметров они обычно не превышают 15% от напряжения сжатия.
8 Расчет крепления каната к барабану
Принята конструкция крепления каната к барабану прижимной планкой имеющей трапециевидные канавки. Канат удерживается от перемещения силой трения возникающей от зажатия его между планкой и барабаном болтами(шпильками). Начиная от планки предусматривают дополнительные витки (15 2) способствующие уменьшению усилия в точке закрепления каната.
Рис. Конструкция крепления каната
Натяжение каната перед прижимной планкой:
где е = 272 – основание натурального логарифма;
f – коэффициент трения между канатом и барабаном (f=010 016);
угол обхвата канатом барабана принимаем = 4.
Суммарное усилие растяжения болтов:
где - приведенный коэффициент трения между планкой и барабаном; при угле заклинивания каната 2 = 80°.
- угол обхвата барабаном каната при переходе от одной канавки к другой.
Суммарное напряжение в болте при затяжке крепления с учетом растягивающих и изгибающих усилий:
где – коэффициент запаса надежности крепления каната к барабану
≥1 5; Принимаем = 15;
z=4 - количество болтов;
- усилие изгибающее болты
внутренний диаметр болта М 22 изготовленного из стали Ст 3
Допускаемое напряжение для болта:
9 Расчет оси барабана
Ось барабана изготовляют из стали 45 (ГОСТ 1050-74) с пределом прочности в= 6100 .
Предварительный расчет.
При номинальном грузе на крюке равнодействующая от усилий в ветвях каната находится на расстоянии 237 мм от правой опоры D.
Рис. Эпюра изгибающих моментов.
Усилия действующие со стороны ступиц на ось:
Строим эпюры изгибающих моментов и перерезывающих сил:
При известном изгибающем моменте диаметр оси приближенно вычисляется по формуле:
где допускаемое напряжение изгиба для материала оси.
Для стали 45 при III режиме нагрузки изменяющейся при вращении вала от + М до – М (симметричный цикл) = 550 (прил.XVIII). Принимаем d = 171 мм.
10 Выбор подшипников оси барабана
Ось барабана устанавливают на ролико- или шарикоподшипники радиальные сферические двухрядные.
Подшипник опоры D вставляется в выточку тихоходного вала редуктора Ц2-750 имеющую следующие размеры: диаметр 200 мм глубина 70мм. Поскольку ось барабана не вращается относительно вала редуктора то подшипник опоры D выбираем по статической нагрузке.
Расчетная нагрузка на подшипник
По этой нагрузке для диаметра цапфы выбираем подшипник который должен иметь наружный диаметр 200 мм. Таким условиям удовлетворяет шарикоподшипник радиальный однорядный №416(ГОСТ 8338-75) со статической грузоподъемностью 12700 Н.
Радиальные нагрузки на подшипник при среднем режиме нагрузки
Долговечность подшипника номинальная и при каждом режиме нагрузки:
где - частота вращения барабана
Для радиального роликоподшипника эквивалентную нагрузку Н при каждом режиме вычисляем по формуле
где ; ; Для радиальных самоустанавливающихся двухрядных роликоподшипников при
(здесь – номинальный угол контакта равный углу между нормалью к зоне контакта ролика с дорожкой качения наружного кольца и плоскостью перпендикулярной к оси подшипника).
Эквивалентная нагрузка
С целью соблюдения унификации для опоры принимаем подшипник №318 который вполне удовлетворяет по динамической грузоподъемности .
11 Расчет двигателя и выбор редуктора
При подъеме номинального груза мощность двигателя механизма подъема
где к.п.д. =085 (прил.XXXIII).
Предварительно до проверки мощности двигателя по нагреву принимаем ближайший по каталогу двигатель. Выбираем асинхронный электродвигатель типа AFD423SA6 мощностью максимальным моментом Мп.max=4807 Нм частотой вращения = 750 мин-1 моментом инерции ротора Jр=3273 кгсмс2.
Номинальный момент на валу двигателя:
Отношение максимального момента к номинальному:
Передаточное число редуктора:
где частота вращения барабана
Редуктор механизма подъема выбираем исходя из расчетной мощности частоты вращения двигателя передаточного числа и режима работы.
По каталогу выбираем редуктор типа Ц2-750 у которого
Т. к. передаточное число выбранного редуктора отличается от расчетного то находим фактическую скорость подъема груза:
где - фактическая частота вращения барабана.
Предельная консольная нагрузка на конце тихоходного вала редуктора Ц2-750 при среднем режиме работы принимается 12500 кгс (прил. XLVI). Действующая нагрузка от оси барабана на конец тихоходного вала редуктора составляет 10306 кгс которая меньше предельной.
Допустимая величина предельного момента передаваемого редуктором
кратность пускового момента среднего режима работы =16.
Средний момент электродвигателя в период пуска:
Для выбранного двигателя кратность максимального пускового момента
Поскольку то редуктор удовлетворяет условиям перегрузки двигателя в период пуска.
12 Проверка двигателя по условию нагрева
Проверка двигателя по условиям нагрева с использованием метода номинального режима работы производится тогда когда отсутствует достоверный график работы крана.
Мощность двигателя при подъеме номинального груза
Крутящий момент на валудвигателя при подъеме номинального груза:
Предварительно выбрано электродвигатель типа AFD423SA6 мощностью максимальным моментом Мп.max=4807 Нм частотой вращения = 750 мин-1 моментом инерции ротора Jр=3273 кгсмс2.
Номинальный момент выбранного двигателя:
Коэффициент перегрузки двигателя при подъеме номинального груза:
Используя величину перегрузочнлй способности двигателя и пользуясь графиком на рис.79. находим относительное время пуска .
Определим время разгона при подьеме номинального груза
- моментинерции роторадвигателя;
- моментинерции МУВПс тормозным шкивом;
m ==611621 – масса груза;- угловая скорость вращения барабана. (1.1.68)
Среднее время рабочей операции :
Отношение времени пуска к среднему времент рабочей операции:
Пользуясь графиком определим вспомагательный коэффициент
Эквивалентная мощность цикла:
Определим требуемую мощность цикла по условиям нагрева для ПВ=25% по формуле:
где K=075-коэффициент принимаемый в зависимости от РР выбирают по табл.30.
следовательно ранее выбранный двигатель удовлетворяет условиям нагрева.
Тормоз устанавливается на быстроходном валу редуктора. Расчетный тормозной момент
где - статический моментна валудвигателя приторможении:
где - коэффициент запаса торможения по Правилам Госгортехнадзора для среднего режима ;
-общее передаточное число механизма.
По таблице выбираем двухколодочный тормоз типа ТКГ-700 с наибольшим тормозным моментом =800 кгсм отрегулированный на расчетный тормозной момент.
Время торможения механизма подъема:
где - момент инерции движущихся масс механизма приведенный к валу тормоза при торможении
В зависимости от тормозного момента выбираем диаметр тормозного шкива D = 700 мм. Тормозной шкив изготовляют из стального литья марки 45Л тормозные колодки футерованы фрикционной лентой типа Б (ГОСТ 1198 - 69).
Между двигателем и редуктором устанавливаем МУВП-75 с тормозным шкивом 700 мм имеющую следующую характеристику: наибольший передаваемый крутящий момент=400 кгсм момент инерции
Между барабаном и редуктором установлена зубчатая муфта. Крутящий момент передаваемый муфтой:
где = 098 – к.п.д. барабана.
Расчетный момент для выбора муфты:
где – коэффициенты принимаемые при расчете зубчатых муфт .
По выбираем стандартную зубчатую муфту (ГОСТ 5006-55) №13 с модулем m =10 числом зубьев z = 48 шириной зуба b = 60 мм толщиной зуба s1 = 1491 мм наибольшим моментом передаваемый муфтой равным 15000 кгсм.
Расчет механизма вращения
По аналогии с существующими кранами :
длина стрелы- L=15 м;
- частота вращения крана 076 обмин
масса крана 98-114 т принято 100 т которая распределяется следующим образом: масса шасси – 50 т масса поворотной части со стрелой – 50 т (масса стрелы 18 т масса поворотной части с оборудованием 32 т).
Корень стрелы удален от оси вращения на расстояние r=075 м.
1 Определение моментов.
Определяем наибольший момент действующий на шариковый опорно-поворотный круг:
Наибольшая вертикальная реакция равна сумме действующих сил:
Используя данные ВНИИстройдормаш применяем стандартное опорноповоротные круги (табл.44 Иванченко). По расчетным данным нам подходит ОПК (опорноповоротный круг) №5:- максимальная вертикальная нагрузка - максимальный момент - диаметр опорно-поворотного круга по центрам шариков число шариков n=252.
Наибольшая сила давления на один шарик если реакция не вышла за опорный контур
где – угол между реакцией шарика и вертикалью
Проверяем шарик и беговые дорожки на контактную прочность:
где – допускаемое контактное напряжение принимаемое для стали 45 с поверхностной закалкой .
=2100000 кгссм2 – модуль упругости стали
– приведенный радиус кривизны
радиус кривизны беговой дорожки.
Следовательно можно принимать термические необработанные поверхности при твердости НВ 180 190.
2.Определение моментов сопротивления повороту крана.
Суммарный статический момент сопротивления повороту:
где – суммарный статический момент трения
– это момент создаваемый силой ветра
– момент сил возникающих при уклоне.
Момент сил трения определим для двухдиаметрально противоположных шариков.
Сила вертикальной нагрузки которая действует на условный шарик:
Вертикальная сила давления на условный шарик от момента
Суммарная вертикальная сила давления на условный шарик
Поскольку линия контактов беговых дорожек и шариков расположена под углом то
Определяем моменты сил трения качения:
где – плечо трения качения шарика.
Суммарный момент сил трения:
Момент от действия сил ветра равен сумме моментов на кран и на груз:
Момент действующий на крана:
Сила давления ветра на элементы крана:
где – наветренная площадь для коробчатых
давление напора ветра при расчете привода
– давление ветра которое нормируется Правилами Госгортехнадзора Украины для кранов работающих в морских или речных портах.
– высотный коэффициент до 10 м от 10 до 20 м принято для расчета =(132+1)2 = 116
– коэффициент аэродинамичности для ферм .
=1 11 – коэффициент динамичности принято .
- на кабину крановщика:
- на поворотную часть МО (машинного отделения):
Плечи приложения наветренных сил (определяем графически):
- на кабина крановщика:
- на поворотная часть машинного отделения:
Суммарный момент от сил ветра действующий на кран:
Момент от сил ветра действующий на груз:
Момент сил возникающих от уклона:
α- угол наклона принимаем α=1
Общий статический момент:
Момент сил инерции масс при пуске:
где – суммарный момент инерции масс механизма поворота (груза стрелы поворотной части) приведенный к оси крана
-углавая скорость поворота крана:
– время пуска принимаемое согласно рекомендациям ВНИИПТмаш. Принято 4 с.
Расчетная мощность двигателя:
где – средний коэффициент перегрузки для асинхронного электродвигателя с фазовым ротором.Принимем .
По каталогу выбираем двигатель MTH 412-8 с мощностью частотой вращения n=710 обмин( максимальным моментом моментом инерции ротора
Общее передаточное число механизмов вращения:
Применяем в качестве конструкторского решения схему с использованием червячного редуктора и промежуточных зубчатых зацеплений (2 ступени) для зацепления с наружным венцом ОПК.
Передаточное число открытой венцовой зубчатой передачи обычно принимается 6 20. Принимаем Тогда передаточное число редуктора .
Выбираем редуктор типа Ц2-400 мощноостью передаточным числом частотой вращения =750 обмин РР-Л предельной консольной нагрузкой на конце тихоходного вала
Фактическое передаточное число механизма:
Фактическая частота вращения крана:
– отличается от заданной в пределах допустимой разницы (до 10%).
3 Проверка выбранного двигателя по условию нагрева.
Суммарный момент статического сопротивления повороту приведенный к валу двигателя:
Коэффициент перегрузки двигателя при повороте:
где - номинальный момент выбранного двигателя
Относительное время пуска при =031 равно.
Время разгона при номинальном грузе:
где -углавая скорость двигателя
– суммарный момент вращающихся масс механизма поворота крана груза поворотной части стрелы приведенный к валу двигателя:
-момент инерции вращающихся масс механизма поворота крана
- момент инерции муфты =00076 кгс
- момент инерции груза приведенный к валу двигателя
- момент инерции массы вращающейся части крана приведенный к валу двигателя
Время разгона привода
– что соответствует рекомендуемому времени разгона .
Среднее время рабочей операции при среднем угле поворота:
Определяем отношение времени пуска к времени рабочему:
Необходимая мощность двигателя:
Эквивалентная мощность цикла:
Номинальная мощность .
Следовательно по условиям нагрева двигатель MTH 412-8 мощностью удовлетворяет.
4 Проверка двигателя по пусковому моменту.
Условие правильности выбора двигателя по моменту:
Следовательно двигатель MTH 412-8 удовлетворяет условиям перегрузочной способности.
Максимальный момент сил упругости в приводе механизма в период неустановившегося режима работы:
Коэффициент динамичности:
5 Определение тормозного момента и выбор тормоза.
Для того чтобы силы инерции возникающие при торможении не превышали силы инерции при пуске принимаем время торможения равным времени пуска:
Линейное замедление конца стрелы:
Допускаемое ускорение при замедлении:
Необходимый тормозной момент:
По каталогу выбираем тормоз двухколодочный с электромагнитом переменного тока ТКГ-200 с допустимым тормозным моментом. Тормозной шкив -мм. Тормоз отрегулирован на необходимый тормозной момент.
Подбираем муфту МУВП с тормозным шкивом расчетный момент инерции
Данную муфту проверяем на максимальный крутящий момент с учетом коэффициентов запаса:
где – коэффициент зависящий от режима работы муфты
– коэффициент зависящий от степени ответственности муфты.
- условие выполняется.
Расчет механизма изменения вылета стрелы.
длина стрелы от оси вращения
угол подъема стрелы при загрузке
разность высот (между нижней опорной осью стрелы и оголовком стойки) ;
смещение оси стойки в сторону моря от оси вращения
расстояние центра тяжести «стрелы» (при ) от оси вращения
режим работы : Средний;
Скорость при изменении вылета:
время подъема стрелы
1 Расчет и выбор двигателя
Расчет включает в себя определение мощности электродвигателя по среднеквадратичной нагрузке проверку по максимальному усилию в стреловом полиспасте и по продолжительности времени пуска двигателя и торможения.
Среднеквадратичное усилие в стреловом полиспасте:
где – усилия в стреловом полиспасте определенные для положения стрелы через равные промежутки угла наклона (чем больше участков тем точнее расчет);
– длины стрелового полиспаста на каждом промежутке.
Статическое усилие в стреловом полиспасте определяют из условия равновесия моментов всех сил относительно корневого шарнира стрелы: .
В общем случае (стр.489 том 2 ) момент статических сил сопротивления действующих на стрелу относительно оси О на произвольном вылете Аi при установившемся движении привода находят по формуле:
где –грузовой неуравновешенный момент в нашем случае не кран
– неуравновешенный момент силы тяжести Gi стрелового устройства (знаки – положительные моменты действуют в сторону увеличения вылета)
– абсолютная величина момента создаваемого действием ветровой нагрузки. В нашем случае: так как подъем во время повышенного ветра не осуществляется
– абсолютная величина момента вызываемого отклонением грузовых канатов от вертикали на угол в плоскости качания стрелы.
Данные для расчета усилий в стреловом полиспасте.
Значение для положения
Используя схему определяем усилия . (3.1.3)
Мощность двигателя: (3.1.4)
где – скорость сокращения полиспаста
– к.п.д. механизма изменения вылета (стр.489 том )
– величина сокращения полиспаста
– величина изменения вылета.
Выбираем асинхронный двигатель MTН 713-10 с фазовым ротором (прил.XXXV стр.492 ): N25% = 200 кВт n = 582 мин-1
Мп.max= 745 кгсм МН= 955Nn = 12225 кгсм
2 Расчет стрелового полиспаста
Задаемся кратностью стрелового полиспаста таким образом чтобы усилие в канате не превышало 5 т то есть чтобы получить наиболее часто применяемый диаметр каната более гибкий в употреблении.
Пусть =8 тогда усилие ветви каната
где – к.п.д. полиспаста (стр.271 том 2 ) (3.1.7)
–к.п.д. блоков (стр.271 том 2 ) принимаем при подшипниках качения .
где – коэффициент запаса прочности для тягового каната (табл.V.2.4. стр.250 том 2 ).
По каталогу выбираем канат двойной свивки типа ЛК-З 6х25 (1+6; 6+12)+ 1 о.с. по ГОСТ 7665-69 диаметром dk= 255 мм при пределе прочности проволок с разрывным усилием [Sp]= 39700 кгс (прил.I стр.451 ).
Диаметр барабана при е = 16:
Диаметр барабана принимаем с целью сокращения габаритов
Частота вращения барабанов (3.1.8)
где – скорость набегания каната на барабан
Передаточное число редуктора:
По каталогу выбираем редуктор двухступенчатый Ц2 - 500 суммарное межосевое расстояние 500 мм передаточное число при и РР-С редуктор способен передать мощность предельная консольная нагрузка
3 Проверка двигателя на продолжительность времени пуска
При минимальном и максимальном усилиях осуществляется по формуле:
где – кинетическая энергия стрелы и груза (3.1.11)
– угловая скорость качания стрелы радс.(3.1.12)
–момент инерции вращающихся масс механизма изменения вылета
– момент инерции зубчатой муфты с тормозным шкивом (прил. стр.513 ) =0471 кгм2; [Мкр.max]= 3200 Н*м DT= 300 мм.
Время пуска при максимальном усилии в стреловом полиспасте:
при минимальном усилии в стреловом полиспасте:
Согласно принятым нормам стр. 236 время пуска при должно быть не более 5 6 с при не менее 1с.
Условие правильности выбора двигателя по пусковому моменту: (3.1.17)
где –максимальный момент на валу двигателя определенный с учетом сил инерции рабочее положение стрелы – силы ветра можно не учитывать ввиду их незначительности (3.1.18)
Здесь – усилие в стреловом полиспасте с учетом сил инерции:
– линейная скорость движения центра тяжести стрелы:
Максимальный момент:
Коэффициент загрузки двигателя при пуске:
– условие соблюдено.
Тормоз должен удерживать стрелу в любом положении при действии статических и инерционных нагрузок.
Тормозной момент (3.1.21)
где– коэффициент запаса торможения по Правилам ГПТН Украины для РР-С (табл.18 стр.84 )
– максимальный тормозной момент на валу тормоза соответствующий
Расчетный тормозной момент
Выбираем тормоз с электрогидротолкателем типа ТКТГ-400м с максимальным тормозным моментом 150 (прил.L стр.519 ).
Проверку тормоза производим на продолжительность торможения при действии максимального и минимального моментов которая должна быть не более 4 5с при и не менее 15с при
При соответственно:
Данное время полностью удовлетворяет условие допустимого времени.
Список используемой литературы:
Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин Иванченко Ф. К.;
Справочник по кранам (том 1). Гохберг М.М.;
Справочник по кранам (том 2). Гохберг М.М.;
Подъемно-транспортные машины (атлас конструкций). Александров М. П.;
Грузоподъемные машины. Дукельский А.М.
Желтонога А.И. Кучерин Н.В краны и подъемы (атлас конструкций).
up Наверх