Расчет молотовидного крана грузоаодъемностью 8 т

Вид работы:

Дипломная (ВКР)
Предмет:

Другое
Язык:

Русский
,
Формат файла:
MS Word

133,86 kb
Опубликовано:

2012-03-21

Все дипломные работы по другим направлениям

Скачать дипломную работу Читать текст online Заказать дипломную
*Помощь в написании! Посмотреть все дипломные работы

Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.

Расчет молотовидного крана грузоаодъемностью 8 т

1. Расчет механизма подъема

.1 Выбор полиспаста и каната

Усилие в набегающей части каната определяем по формуле:

,где (1)

молотовидный кран электродвигатель

Q-грузоподъёмность каната, т

k-количество полиспастов(k=2);

m-кратность полиспаста

-кпд полиспаста, кпд выбираем в зависимости от кратности полиспаста

-сила тяжести крюковой подвески., т

(2)

Разрывное усилие каната определяется по формуле:

,где (3)

-коэффициент запаса прочности каната (выбирается в зависимости от режима работы механизма: для режима 4М)

По разрывному усилию выбираем канат двойной свивки типа ЛК-Р:

Разрывное усилие каната (табличное) ;

Диаметр каната ;

Шаг нарезки канавок на барабан определим по формуле:

.2 Выбор барабана

Диаметр барабана определяем по формуле:

где

минимальный диаметр блока,

,где

е - эмпирический коэффициент, зависящий от типа крана и режима его эксплуатации (е=25 для режима 4М)

- диаметр каната

Диаметр барабана :

1.3 Выбор электродвигателя

Статическая расчетная мощность привода (кВт) определяется по формуле:

(6)

где:

-скорость подъема груза, м/с;

-кпд механизма;

кпд механизма находим по формуле:

, (7)

где

=0,99 - кпд муфты;

=0,94 - кпд редуктора;

=0,98 - кпд барабана;

- кпд полиспаста

По полученной статической мощности с учетом режима работы выбираем электродвигатель типа МТН 612-10 со следующими характеристиками при ПВ=25%:

.Номинальная мощность

.Номинальная частота вращения ротора

.Момент инерции ротора

.Масса

.4 Выбор редуктора

Передаточное отношение редуктора определятся по формуле:

,где (8)

-частота вращения барабана. Об/мин

По справочнику выбираем двухступенчатый цилиндрический редуктор в зависимости от числа оборотов двигателя, исполнения по передаточному числу и мощности двигателя.

Выбираем редуктор РМ-850 со следующими параметрами:

.Передаточное отношение

.Мощность двигателя ; 3.Масса

т.к .,то уточнение диаметра барабана не требуется.

1.5 Выбор длины барабана

Длина барабана определяется по формуле:

,где (9)

-длина между нарезками;

-длина нарезной части;

-расстояние от нарезной части до края барабана;

.где (10)

,где (11)

Н-высота подъема, м;

-Число запасных витков;;

-Число витков нарезки;;

,где (12)

t - шаг нарезки

(14)

L=1.19м;;

Т.к. длина барабана меньше трёх диаметров барабана, то напряжения изгиба и кручения можно не учитывать.

.6 Выбор тормоза

Тормозной момент определяем из условия удержания неподвижно висящего груза:

,где (15)

-коэффициент запаса торможения(зависящий от режима работы при режиме 4М);

По расчетному значению тормозного момента выбираем тормоз колодочный с гидротолкателем ТГК-400 с ;

.7 Выбор муфт

Соединение электродвигателя с редуктором выполняется посредством муфты упругой втулочно-пальцевой с тормозным шкивом. Выбор муфты осуществляется по тормозу, так как в марке тормоза заложен размер тормозного шкива. Для тормоза ТКГ-400 применяют шкив диаметром 400 мм

.Диаметр шкива - ;

.Момент инерции муфты - ;

.8 Проверка электродвигателя по времени разгона

Время разгона электродвигателя при подъеме определим по формуле:

,где (16)

Q-масса груза(кгс);

G-сила тяжести груза(Н);

,-моменты инерции соответственно якоря (ротора) электродвигателя и соединительной муфты между двигателем и редуктором,

-средней пусковой момент электродвигателя,

(-номинальный момент электродвигателя, Нм, где -мощность двигателя в кВт);

=12сек-допускаемое время разгона механизма.

1.9 Проверка тормоза

Время торможения при опускании груза определяем по формуле:

,где (17)

-допустимое время торможения;

.10 Уточнение внутреннего диаметра барабана.

Барабан делаем литым, марку стали выбираем по справочнику (35Л2) и определяем толщину стенки барабана по допускаемым напряжениям сжатия и определения толщены стенки барабана.

(18)

<где (19)

F-усилие в канатах барабана, при налегании на барабан;

t-шаг нарезки;

.11 Расчет оси барабана на статическую прочность

Находим реакции в опорах:

Строим эпюру изгибающих моментов:

3,823

4,47

Эпюра изгибающих моментов

Ось изготавливаем из высококачественной стали ст45,имеющей следующие показатели:

1.предел текучести

.предел прочности

.предел выносливости

Определим допускаемое напряжение изгиба для расчета оси по допускаемым напряжениям по условию прочности по формуле:

(21)

(22)

Где: n=1.4 - коэффициент запаса;

Условия прочности выполняются.

.12 Расчет подшипника

Количество оборотов находим по формуле:

(23),где

m - коэффициент для подшипников m=10/3

-эквивалентная нагрузка на подшипник роликовый радиально сферический

=37000 Н - динамическая грузоподъемность

(24),где

-коэффициент вращения,

-коэффициент радиальной нагрузки,X=1

-Коэффициент безопасности,=1,1-1,2 ()

-температурный коэффициент, =1

2. Расчет механизма передвижения тележки

.1 Выбор ходовых колес

Диаметр ходового колеса выбирают в зависимости от давления на колесо, скорости движения механизма и режима эксплуатации. С выбором колеса определяют размеры подшипников, вала (оси) и корпусов полубукс.

(1)

Где:

-грузоподъёмность, т

-масса тележки, т

-число ведущих колёс

По полученной мощности и по заданной скорости подбираем колесо с диаметром d=250мм;

.2 Выбор электродвигателя

Сопротивление сил трения определяем по формуле:

(3)

Где:

-Коэффициент сопротивления движению, определяемый по формуле:

(4)

Где:

-коэффициент трения в подшипниках качения (=0,015)

-отношение диаметров цапфы колеса (=0,3)

- коэффициент трения качения колеса (=0,5мм)

- коэффициент сопротивления в ребордах (с=22,3)

Сопротивление от уклона путей определяем по формуле:

(5)

Где:

-уклон путей ( с)

Сила инерции:

,где

-скорость передвижения тележки, м/с

-время разгона,

Мощность двигателя определится как:

Подбираем электродвигатель МТН 211-6 с номинальной мощностью Р=8,2кВт; скоростью вращения =900 об/мин,

.3 Выбор редуктора

Передаточное отношение редуктора определяем по формуле:

, (6)

По полученным данным выбираем редуктор Ц2-250 с передаточным отношением u=8,32;мощностью =18кВт;n=1000 об/мин

.4 Выбор тормоза

Максимальный тормозной момент определим по формуле:

(10)

Где:

-статический момент при движении тележки, Нм

-маховый момент ротора ()

-момент инерции муфты (=0,11 )

-время торможения механизма передвижения ( с)

Статический момент при движении тележки определим по формуле:

(11)

Где:

По полученному значению выбираем тормоз ТКГ-160 с соответствующим тормозным моментом =0,1 кНм. Выбиваем муфту упруго втулочно-пальцевую с тормозным шкивом равным 160 мм.

2.5 Проверка электродвигателя по времени разгона

Сила сопротивления движению при разгоне определяется по формуле:

Где:

средний пусковой момент

Где:

кратность среднего пускового момента двигателя;

номинальный момент двигателя;

номинальная мощность двигателя;

.6 Проверка электродвигателя по времени торможения

Сила сопротивления движению при торможении определяется по формуле:

(14)

;

.7 Проверка запаса сцепления приводных колес с рельсами

3. Расчёт механизма поворота

.1 Определение нагрузок, действующих на опоры крана при положении тележки с грузом на конце консоли

Масса крана, ;

Масса тележки: ;

Расстояние от центра тяжести крана до оси его вращения:

Расстояние от центра тяжести груза до оси вращения крана, Rmax=8м

Высота колонны: h=7м;

Расчёт противовеса:

Масса противовеса:

Вертикальная реакция:

Горизонтальная реакция:

.2 Выборы опорно-поворотного устройства

В верхней опоре поворотной части устанавливают упорный шарикоподшипник. Так как скорость вращения подшипника меньше, чем 1 об/мин, то выбор подшипника произвожу по статической грузоподъемности,

Выбираю упорный шариковый подшипник D=170 мм d=100 мм Со=610 кН Так же в верхней опоре устанавливаю радиальный двухрядный сферический роликовый подшипник, Аналогичный сферический подшипник устанавливаю в нижней опоре колонны, выбираю радиальный двухрядный сферический роликовый подшипник серии Со=102 кН D=180 мм d=100мм

.3 Определение моментов, сил трения

Момент сил трения от горизонтальной реакции:

Где - коэффициент трения,

- средний диаметр цапфы ,

Момент сил трения от вертикальной реакции:

Где - коэффициент трения,

- средний диаметр пяты,

Момент от сил трения в нижней обойме:

R-усилие действующего на ролик

- угол действия сил R

- диаметр оси ролика

- диаметр ролика

- диаметр окружности движения роликов

- коэффициент трения качения ролика по кольцу

-коэффициент трения в подшипнике ролика

Момент сил трения:

.4 Определение сопротивления вращению от крена крана

Суммарный опрокидывающий момент от вертикальных сил, действующих на кран:

Момент сопротивления от наклона крана:

Где угол наклона;

угол поворота

.5 Определение сопротивлений вращению от давления ветра:

где

наветренные площади груза и крана;

.6 Определение сопротивлений вращению от сил инерции

Где

момент инерции груза относительно оси вращения крана;

момент инерции крана относительно оси вращения крана;

время разгона механизма поворота;

.7 Определение мощности привода

гдекпд механизма поворота;

кратность среднего пускового момента двигателя;

По каталогу выбираю крановый двигатель МТН-211-6

.8 Компоновка механизма поворота крана с открытой конической передачей и цилиндрическим редуктором

Передаточное отношение открытой цилиндрической передачи:

Общее передаточное отношение:

Тогда потребное передаточное отношение редуктора будет равно:

Передаточное отношение соосного редуктора (на основе редуктора Ц2-300) передачи:

Соответственно берём его с данными:

.9 Выбор тормоза

Тормозной момент при наличие муфты предельного момента рассчитывается по формуле:

Тогда требуемый тормозной момент будет равен:

Выбираю тормоз ТКГ-200 - тормоз колодочный электрогидравлический с диаметром

Тормозного шкива 200 мм и наибольшим тормозным моментом ,

По диаметру тормозного шкива подбираю муфту упругую втулочно пальцевую с тормозным шкивом 200 мм

Время торможения механизма поворота крана:

.10 Определение момента фрикционной муфты

На перегрузочных кранах для предотвращения перегрузок механизма поворота и

металлоконструкций поворотной части крана устанавливается муфта предельного момента.

Фрикционная муфта рассчитывается с запасом в 10%.

Момент срабатывания муфты:

Где коэффициент запаса

Необходимое усилие сжатия пружины:

Где коэффициент трения бронзового обода со стальным конусом.

Принятые пределы регулирования фрикциона, в соответствии с этим наибольшее сжатие пружины

Наибольший и наименьший диаметры конуса:

Удельное давление на рабочей поверхности конуса:

Допускаемое давление стали по бронзе может быть принято в пределах

.11 Расчёт пружины для муфты предельного момента

Задаёмся индексом пружины с=5

Необходимый диаметр проволоки

Где k-поправочный коэффициент, учитывающий кривизну витков:

допускаемые предельные напряжения для пружин из стали;

Средний диаметр пружины в этом случае:

Наибольшее допустимое предельное усилие

Зазор между витками при рабочей нагрузки пружины:

Зазор между витками при ненагруженной пружине:

Шаг витков при ненагруженной пружине:

Наибольшая допустимая длина пружины:

Число витков

.12 Расчёт параметров соосного редуктора

В этом пункте будет рассмотрен упрощённый проектировочный расчёт двухступенчатого соосного редуктора. В качестве базы для редуктора выбираем двухступенчатый цилиндрический редуктор Ц2-350 со следующими параметрами: