Расчет механизма подъема крана

Страницы работы

Фрагмент текста работы

округляем согласно нормальному ряду: 160, 200» 250, 320 и т.д.  Принимаем

D =160 мм, тогда :

D0= D + d                                                             (3.3)

D0= 160+6,9=166,9 мм

3.1.3 Наружный диаметр и ширина ручья блока

DH = D + 2h                                                          (3.4)

По приложению 3 принимаем  = 36 мм – ширина ручья,h=16 мм – высота ручья.

DH = 160 + 216=192 мм

3.1.4 Ширина ступицы блока

 Вбд = (1,2 .. 1,4) В                                                   (3.4)

Вбд = (1,2 .. 1,4)  36 =  43…..50 мм.

Ширина    ступицы    уточняется    расчетом    подшипников, которые, устанав-ливаются по два под ступицу блока. Радиальное усилие, действующее на подшипник блока.

                                                      (3.5)

 кН

где 1,1 - коэффициент неравномерности нагрузки.

3.1.5 Выбор подшипника

Подшипник выбираем по статической грузоподъемности С0 из условий

Выбираем радиальные однорядные шарикоподшипники особо легкой серии № 80106 имеющей статическую грузоподъемность С0 - 6,8 кН и размеры (мм): dr = 30, =55, Bn = 13 . Ширина ступицы должна быть больше 1,2 =26 мм. Выбираем = 40мм. 

Рис.3 Эскиз блока

3.2Расчет размеров барабана

Основные диаметры барабана  и D также, как и у блоков: =166,9 мм, D=160 мм.

3.2.1 Внутренний диаметр барабана

                                                      (3.6)

где: толщина стенок.

                                                       (3.7)

 мм

 мм

3.2.2 Наружный диаметр барабана

                                                        (3.8)

где  =0,36,9=2,07 мм

 мм

Принимаем =150 мм и мм

3.2.3  Шаг винтовой нарезки

t = d + (1….3)                                                      (3.9)

t = 6,9 + 2,1 =9 мм

3.2.4  Длина нарезной части барабана

                                             (3.10)

Где 2, 3 – число рабочих витков;

 мм

 


Рис.4 Разрез барабана

 


Рис.5 Эскиз барабана

Отношение . Поэтому расчет на прочность ведем только на сжатие:

                                                 (3.11)

Для стали 20 допускаемые напряжения в зависимости от режима работы составляют МПа  для среднего режима работы; Тогда :

 МПа

Что меньше, чем МПа  , т.е. условия прочности удовлетворяются.

3.2.5  Расчет крепления каната к барабану

Для крепления было предусмотрено 3 витка . Принимаем три двухвинтовые планки на расстоянии . Так как винты вворачиваются в канавки между соединениями, то диаметр винта:

                                                      (3.12)

мм

Принимаем резьбу М8, имеющую шаг 1,25 мм и внутренний диаметр 7,2 мм.


 


Рис.6 Крепление каната к барабану

3.2.6 Натяжение каната под прижимными планками в канале подъема

                                                         (3.13)

где f– коэффициент рения между канатом и барабаном, f=0,15;

3.2.7 Усилие затяжки в винте

                                                  (3.14)

Где k = 1,25 - коэффицнент запаса надежности

=1,04 кН

3.2.8 Напряжение растяжения на винте

                                                     (3.15)

где 1,3 –коэффициэнт  учитывающий напряжение кручения при задержки,

z - число винтов;

 МПа

Допускаемое напряжение для винтов из стали 3= 40…50 МПа

 МПа  = 40…50 МПа

3.3 Расчет останова.

3.3.1 Диаметр останова

Ориентировочно диаметр останова должен быть меньше или равен диаметру барабана.

Принимаем  диаметр храпового колеса  равной диаметра барабана D=160мм,

3.3.2 Диаметр храпового колеса

                                                          (3.16)

где  m – модуль сцепления ;

z= 10-30-число зубьев колеса;

3.3.3 Расчет условия несминаемости кромок

                                                                                                      (3.17)

Где q-линейное давление;

-допускаемое удельное давление с учетом динамического характера   загрузок;

- ширина зуба храпового колеса;

F-  окружная сила, при равенстве диаметров храпового колеса и барабана она равна силе натяжения ветвей каната, наматываемых на барабан : . Из условия (1) определим модуль храпового колеса.

                                                 (3.18)

Для храпового колеса из стали Ст 45        = 400 Н/мм  =1…2.

Округлим m по ГОСТу 6563-60 m=14мм.

3.3.4 Число зубьев храпового колеса

                                                            (3.19)

3.3.5 Размеры храпового  останова

Диаметр D=160 мм.

Ширина колеса =2 х 14= 28 мм.

Высота зубьев h= 0,75 х m =0,75 х 14=10 мм.

Окружной шаг =3.14 х 160/11= 45,6 мм.

Ширина головки зуба а = m = 14 мм.

Ширина собачки b1= b+2 = 28 + 2 = 30 мм.

Рис.7 Эскиз храпого останова

 


4 Энергетический расчет

4.1 Расчет и подбор электродвигателя

4.1.1 Угловая скорость вращения барабана

                                                          (4.1)

 рад/сек

4.1.2 Число оборотов в минуту барабана

                                                        (4.2)

 об/мин.

4.1.3 Мощность на валу барабана при подьеме груза

 максимальной массы

                                                 (4.3)

 кВт

4.1.4 Расчетная мощность на валу электродвигателя

                                                             (4.4)

где- КПД механизма подьема с цилиндрическим  двухступенчатом  редуктором.

кВт

4.1.5 Выбор электродвигателя

Электродвигатель выбираем так, чтобы мощность электродвигателя для машин периодического действия составляла 0,9…1 расчетной мощности, т.е.:

кВт. Выбираем крановый асинхронный электродвигатель MTF 012-6 c номинальной мощностью  кВт , частотой вращения  об/мин, максимальным моментом Нм, моментом инерции ротора , диаметром вала электродвигателя  мм, высотой вала

мм, габаритными размерами (мм):       .

4.1.6 Номинальный момент на валу электродвигателя

                                                         (4.5)

 

4.1.7 Общее передаточное число редуктора

                                                             (4.6)

4.1.8 Момент на валу барабана – момент на тихоходном валу редуктора

                                                         (4.7)

 

 4.2 Проверка электродвигателя по пусковому моменту

4.2.1 Пусковой момент:

                                                   (4.8)

4.2.2  Момент инерции вращающихся масс привода:

                                                 (4.9)

где I – момент инерции ротора,  по таблице 4 [ 1 стр. 22 ] I=0,029;

4.2.3 Сила инерции при пуске:

                                                 (4.10)

 Н

4.2.4 Момент от силы инерции на валу барабана:

                                                     (4.11)

 

4.2.5 Момент инерции на валу электродвигателя:

                                                     (4.12)

4.2.6 Время пуска:

                                            (4.13)

где  номинальный момент, ;

поставляем в уравнение:

4.2.7 Ускорение при пуске:

                                                            (4.14)

Так как , условие  выполнена.

5 Кинематический расчет           


5.1 Расчет и подбор редуктора    

По передаточному числу и моменту на тихоходном валу выбираем двухступенчатый цилиндрический редуктор Ц2У-160 с передаточным отношением ,  моментом на тихоходном валу  и

Габаритные размеры редуктора : межосевые расстояния  мм, мм; другие размеры: мм, мм, мм, мм,  мм, мм,  мм,  мм, мм.

5.1.1 Общий КПД привода

                                                          (5.1)

  5.2 Расчет и подбор тормоза

5.2.1 Тормозной момент

                                                        (5.2)

где коэффициент запаса прочности, для среднего режима.      работы .

  

5.2.2 Подбор тормоза

              По приложению 6 принимаем тормоз колодочный с электрогидравлическим толкателем ТГК-160 мм с тормозным моментом 100 , с диаметром шкива  мм, высотой  мм, габаритными размерами мм,  мм, мм, мм, мм. В качестве тормозного шкива по приложению 7 принимаем тормозной шкив упругой втулочно-пальцевой муфты с диаметром мм, шириной шкива мм и тормозным моментом .

  5.3 Кинематическая схема и компоновка механизма подъема

крана

 



Рис. 8 Кинематическая схема механизма подьема.

Элемент привода

Габариты(мм)

Высота вала, h, мм

Другие размеры, мм

Длина

Ширина

Высота

Электродвигатель

112

Тормоз

144

Редуктор

132

Барабан

Таб. 1 Основные размеры элементов привода.

По полученным размерам  рисуем в масштабе 1:10 эскиз механизма в плане:

 


Рис. 9 Эскиз механизма в плане

5.3.1 Условие компактной компановки по электродвигателю

                                                  (5.3)

 мм

мм

Условие компактной компановки по электродвигателю выполняется.

5.3.1 Условие компактной компановки  по тормозу               

                                                        (5.4)

 мм

Условие компактной компановки  по тормозу выполняется.

5.3.2. Ориентировочная длина механизма

                                               (5.5)

мм

                                                       (5.6)

 мм

Принимаем длину механизма: мм

5.3.3 Ориентировочная ширина механизма

                                                         (5.7)

мм

                                                  (5.8)

мм

Принимаем ширину механизма мм.

5.3.4 Ориентировочная высота механизма

Высоту принимаем по максимальному значению высоты элементов привода,  т.к. мм принимаем мм.


Заключение

           В курсовом проекте разработан механизм подъёма крана (лебедки). Для этого были определены размеры каната, крюка, блока, барабана, произведены расчеты барабана на прочность, узла крепления каната, останова, подобраны редуктор, тормоз, электродвигатель. На основании этих расчетов выполнен чертеж лебедки. Рассчитанные и подобранные узлы лебедки скомпонованы на единой сварной раме. Все   расчеты   оформлены   в   пояснительной   записке,снабжены соответствующими пояснениями и иллюстрациями.

Список использованной литературы

1 Александров М. П. Грузоподъемные машины: Учебник для вузов. Изд-во МГУТУ им. Баумана - Высшая школа, 2000. - 552 с.

2 Буланов Э. А. Подъемно-транспортные устройства (установки) / Рабочая программа

Похожие материалы

Информация о работе