Кран передвижной КП09

Кран передвижной КП09

Государственный комитет рыбного хозяйства Украины

Керченский морской технологический институт

Кафедра ОПРП

Курсовая работа

Кран передвижной КП09

г. Керчь 2012 г

Содержание

Задание на курсовой проект

1.       Механизм подъема груза

2. Механизм передвижения крановой тележки

Литература

Задание на курсовой проект

Производительность П =45 т/час

Скорость движения ленты(полотна) V=0,5 м/с

Длина участков

Горизонтального L_г =2,0 м

Наклонного L_н=4,5 м

Угол наклона конвейера В =55,град

Плотность транспортируемого груза р=1,6 т/м³

Графическая часть: общий вид элеватора

Элеваторы

Элеваторами называют машины непрерывного транспорта, перемещающие насыпные грузы в вертикальном или круто наклонном направлении (60-90⁰).

Элеваторы по тяговому органу подразделяют

Ковшовые элеваторы применяют в поточных линиях рыбоконсервного производства для подъема рыбного сырья.

Элеватор состоит из загрузочного устройства /, каркаса 2, опорной стойки 3, цепцого конвейера, снабженного ковшами 4, и привода, состоящего из электродвигателя 5, редуктора 6, клиноременной передачи 7 и цепной передачи 8.

Цепной конвейер состоит из двух тяговых цепей и перфорированных ковшей, расположенных между цепями. Конструкция ковшей исключает возможность попадания рыбы в зазор между ними. Натяжное устройство цепного конвейера расположено в зоне загрузочного устройства.

Методика расчета мощности привода и производительности.

Производительность ковшового элеватора определяется по линейному объёму ковшей:

.

, где

i₀ - геометрический полезный объем ковша, выбираемы по ГОС или по каталогам завода-изготовителя, м³;

к - шаг ковшей, м;

t_k=2.5…3H - для глубоких, мелких ковшей; t_k=Н - для ковшей, расположенных непрерывно.

V - скорость движения ленты (цепи), м/с;

ρ - плотность груза, кг/м³;

ψ - коэффициент заполнения ковша, ψ=0,4…0,6

Метод обхода по контуру начинают с точки, сбегающей с приводного барабана. Наружное усилие предаваемое ведущей звездочкой или блоком: Р=ΔS₁+ΔS₂+…+ΔS₈, где ΔS₁ - прирост натяжения на прямолинейном холостом участке пути (1-2): ΔS₁=К₀∙q₀∙q∙L_nx (H), где q₀ - масса 1 м длины настила, кг; К₀ - коэффициент тяж. На холостом участке пути; L_nx - длина прямого участка холостой ветви, м; q - масса рыбы, приходящаяся на 1 м ленты.

ΔS₂ - прирост натяжения цепи на холостом криволинейном участке цепи;

ΔS₂=С_n∙S_СБ (Н), где S_СБ - натяжение на сбегающей ветви; С_n - коэффициент, учитывающий прирост натяжения при сбегании тяговом органом звездочки или блока, и зависящ. от угла обхвата.

ΔS₄ - прирост натяжения при цепью натяжной звездочки (4-5), ΔS₄=С_n∙S_СБ; ΔS₅ - прирост натяжения на прямолинейном рабочем участке пути. ΔS₅=ΔS₇=(К∙q₀+ К₀∙q)∙q∙L_пр, где К - коэффициент тяги перемещения тягового органа; К₀ - коэффициент грузонесущего органа, L_пр - длина прямолинейного участка.

ΔS₆ - прирост натяжения на криволинейном рабочем участке (6-7), ΔS₆=С_n∙S_СБ+К₂∙q₀∙q∙L_кр, К₂ - коэффициент тяги; L_кр - длина криволинейного рабочего участка,м.

Мощность привода: , где V - скорость движения грузонесущих органов, м/с; К - коэффициент запаса мощности; η - механический КПД передач от двигателя к ведущей звездочке или блоку.

1. Механизм подъема груза

Расчет гибкого органа (каната или цепи).

Выбираем значение коэффициентов.

Для работы механизмов: К_гр = 0,25.

Для работы электрооборудования: К_гр = 0,25, К_г = 0,50, К_с = 0,67.

Определяем производительность.

где G_г - заданная грузоподъемность G_г = 500 кг;

n_ц - число циклов в час

;

где Н - высота подъема груза Н = 2 м;

V - скорость подъема груза V = 9 м/мин = 0,15 м/с;

t_р - суммарное время работы механизма в течении цикла;

Т_ц - полное время цикла работы механизма, включающее время работы t_р и время пауз t₀;

К_гр - Коэффициент использования механизма в году;

Определение усилия в канате полиспаста.

где U_п - кратность полиспаста U_п =2

η_п - КПД полиспаста

где η_б - КПД блока; η_б = 0,97

Величина разгружающей нагрузки.

Принимаем канат, имеющий суммарное разрывное усилие F_раз =19,4 кН:

канат ТК 6,2 - 160 - 1 - Л - О, ГОСТ 3070 - 66.

Статическая мощность электродвигателя.

где η₀ - общи КПД, η₀ = 0,75÷0,95 Принимаем η₀ = 0,9.

Принимаем электродвигатель МТК 11-6, Р_эд = 2,7 кВт, n_эд = 910 об/мин,

М_max = 2,6 Н^.м, момент инерции 0,16 кг^.м³, масса 79 кг.

Вычисляем общее передаточное число привода, и подобрать редуктор.

где n_э - частота вращения вала электродвигателя;

n_б - частота вращения барабана

где D_б - диаметр барабана

где d_к - диаметр каната, d_к = мм;

К - коэффициент, зависящий от типа механизма и режима работы, К = 20;

Выбираем редуктор марки Ц2 - 250

Определяем размеры барабана и проверяем его прочность.

Полная длина барабана при наматывании одной ветви

где Н - высота подъема груза, Н = 2 м.

t - шаг навивки каната на барабан,

Толщина стенок барабана

Подбор крюка:

Выбираем подвеску крюковую крановую, грузоподъёмностью 500 кг

по ГОСТ 24.191.08-87 , для легких условий работы, массой 47 кг, типоразмер 1,5-5-145 под канат диаметра 6,210

Проверим работу привода при неустановившемся движении (период разгона).

Статический момент на валу электродвигателя, необходимый для преодоления грузового момента на барабане.

где а - число ветвей каната, закрепленных на барабане а = 1

U_n - кратность полиспаста;

U₀ - передаточное отношение от двигателя к барабану.

η₀ - общий КПД передаточного механизма.

Инерционный момент динамической силы.

где t_р - время разгона (пуска)

Разгон движущих масс кранового механизма подъема производится с ускорением, назначенными в зависимости от типа груза и типа крана и колеблется в пределах а = 0,1 ÷ 0,8 сек², а = 0,1 сек².

Таким образом, время разгона будет:

Инерционный момент вращающихся масс

где К_м - коэффициент, учитывающий массу вращающихся валов 1 - го вала (электродвигателя) К_м = 1,1 ÷ 1,2, К_м = 1,2.

 - маховой момент, приведен в паспортных характеристиках двигателя  = 0,16 т^.м²

Полный необходимый пусковой момент.

Средний пусковой момент электродвигателя.

где

Проверка возможности пуска ,

Действительное время разгона для выбранного электродвигателя

Величина  дает возможность определить среднее ускорение при пуске

где  - допускаемое ускорение при разгоне.

Определить полный тормозной момент.

Время торможения принять равным времени разгона t_T = t_р

Подобрать тормоз по моменту

где К_зт - коэффициент запаса торможения К_зт = 1,5.

Выбираем тормоз ТКТ - 200

Подбор соединительной муфты.

Муфта ставятся для связи электродвигателя с редуктором, для этого обычно используют МУВП, которая состоит из двух полумуфт и пальцев с резиновыми втулками.

Выбор и расчет муфты производят по расчетному моменту.

где Т - передаваемый крутящий момент

Проверочный расчет резиновых втулок на смятие

D₀ - диаметр окружности расположения пальцев

d₀ - диаметр отверстия под резиновую втулку;

d_п, z - диаметр и число пальцев

l_в - длина резиновой втулки.

Проверочный расчет пальцев на изгиб

где l - плечо действия (плечо изгиба) окружной силы, приходящие на один палец:

σ_т - предел текучести материала пальца из стали 45

. Механизм передвижения крановой тележки

Расчет ходовых колес.

На каждой ходовой тележке установлено по четыре колеса.

Нагрузка (наибольшая) на одно колесо тележки.

привод груз крановый тележка

Выбираем колесо диаметром 175 мм и шириной 100 мм.

Напряжение при точечном контакте колеса с дорогой.

где k_f = 1,05 - коэффициент, учитывающий влияние силы трения;

E = 2,1 ^. 10⁶ Н/см² - модуль упругости;

Расчетная нагрузка

= 1 - коэффициент динамичности, учитывающий влияние вертикальной нагрузки.

 = 2 - коэффициент неравномерности распределения нагрузки;

Допускаемое напряжение при точечном контакте

где НВ = 285÷300 - твердость обода колеса, изготовленного из стали 35 нормализованной.

Напряжение при точечном контакте колеса с дорогой.

Сопротивление передвижению тележки

где  = 16410 кг - вес крана;

D_х.к = 320мм - диаметр ходового колеса;

 = 0,03 - коэффициент трения качения.

 = 0,015 - коэффициент трения в подшипниках ходовых колес;

 = 50 мм - диаметр вала ходового колеса;

К_р - - коэффициент, учитывающий сопротивление трения колес при движении крана К_р = 2,5;

Выбор электродвигателя.

Необходимая суммарная мощность электродвигателей

где V_к = 8 м/мин - скорость передвижения тележки;

η₀ = 0,85 - общий КПД механизма.

Для установки на каждой приводной тележке применяются электродвигатель типа МТК 11-6, N = 2,7 кВт, nэд = 837 об/мин.

Выбираем редуктор марки Ц2 - 300.

На тележке установлен редуктор с передаточным числом.

Фактическая скорость передвижения тележки.

Такое отклонение скорости от заданной является допустимой.

Проверка запаса сцепления

Проверка запаса сцепления k_сц производится для случая передвижения крана без груза, при расположении тележки у одной из концевых балок:

где G - суммарное давление приводных колес

 - нагрузка на колеса;

,5 - коэффициент, которым учитывается, что половина колес на каждой приводной тележке - холостая;

φ = 1 - коэффициент сцепления колеса с рельсом;

а = 0,25 м/сек² - ускорение, определяемое действительной характеристикой электродвигателя;

n_к = 2 - общее число ходовых колес;

n_х = 2 - число холостых колес;

 - полное сопротивление передвижению крана без груза;

Запас сцепления.

где t_р - время разгона (пуска)

Разгон движущих масс кранового механизма подъема производится с ускорением, назначенными в зависимости от типа груза и типа крана и колеблется в пределах а = 0,1 ÷ 0,8 сек², а = 0,25 сек².

Таким образом, время разгона будет:

Инерционный момент вращающихся масс

где К_м - коэффициент, учитывающий массу вращающихся валов 1 - го вала (электродвигателя) К_м = 1,1 ÷ 1,2, К_м = 1,2.

 - маховой момент, приведен в паспортных характеристиках двигателя  = 0,16 т^.м²

Полный необходимый пусковой момент.

Средний пусковой момент электродвигателя.

где

Проверка возможности пуска

Действительное время разгона для выбранного электродвигателя

Величина  дает возможность определить среднее ускорение при пуске

где  - допускаемое ускорение при разгоне.

Определить полный тормозной момент.

Время торможения принять равным времени разгона t_T = t_р

Подобрать тормоз по моменту

где К_зт - коэффициент запаса торможения К_зт = 1,5.

Выбираем тормоз ТКТ - 200

Выбор каната.

Необходимое номинальное разрывное усилие каната

Принимаем канат, имеющий суммарное разрывное усилие Р_к = 1940 Н:

канат 6,2 - 160 -1 - Л - О, ГОСТ 3070 - 55. При этом действительный запас прочности

Диаметр барабана D_б = 180 мм;

Передаточное число редуктора.

По нормалям на редукторы принять червячный редуктор типа РНЧ - 80А с передаточным числом U_р = 41 и расчетной мощностью при 12-часовой работе N_р = 1 кВт.

Действительная скорость передвижения тали

Определить полный тормозной момент.

Время торможения принять равным времени разгона t_T = t_р

Подобрать тормоз по моменту

где К_зт - коэффициент запаса торможения К_зт = 1,5.

Выбираем тормоз ТКТ - 200

Литература

1.       . Подъемно - Транспортные машины. Москва "Высшая школа". 1979г.

2.       Руденко Н.Ф., Александров М.П., Лысяков А.Т. Курсовое проектирование грузоподъемных машин. Москва "Машиностроение", 1971г, 464 стр.