Расчет пластинчатой грузовой цепи, страница 4

Практическая работа №5

Тема: Выбор и проверочный расчет крюка.

 Исходные данные:

1. Грузоподъёмность крана – Q,кн.

2. Режим работы – РР.

3. Материал крюка – Ст20 по ГОСТу 1050-94 со следующими характеристиками:

предел прочности – σ_в=420 (мпа)

предел текучести – σ_т=250 (мпа)

предел выносливости – σ₁=120 (мпа)

4. Тип крюка: тип А – заготовки для коротких крюков

тип Б - для удлиненных крюков.

Порядок расчёта:

1. По грузоподъёмности и РР выбираем номер заготовки (табл.1)

со следующими данными:

номер заготовки крюка - ГОСТ 6627-94

метрическая резьба на хвостовке с указанием внутреннего диаметра-d₁ (мм)

h, b₁, b₂ (мм)-размеры крюка в сечениях Б-Б и А-А (рис.1)

2. Нарезную часть крюка проверяют из условия прочности на растяжение (сечение 1-1)

σ_р=Q/F=4Q/π·d²₁ (па)

где Q-грузоподъемность крана (н)

d₁-(м)

если σ_р≤ [σ_р], крюк в данном сечении проходит

[σ_р]-табл.2

3. В сечении Б-Б напряжения определяются из расчета крюка как бруса с криволинейной осью. Это наиболее опасное сечение, работающее на изгиб и растяжение, для которого изгибающий момент от веса груза, приложенного в центре зева крюка, является максимальным.

3.1. Площадь трапеции  - F^'=(b₁+b₂)·h/2 (м²)

3.2. Положение центра тяжести трапеции относительно крайних волокон

С₁=(2b₁+b₂)/(b₁+b₂)·h/3 (м)

С₂=h-С₁ (м)

3.3. Радиус кривизны крюка (расстояние от центра зева крюка до центра тяжести)

r=D/2+С₂ (м)

где D – диаметр зева (м), табл.1.

k₀ – коэф.,  зависящий от кривизны и формы сечения.

k₀=0,1 – для трапециевидного сечения.

3.4. Напряжения в рассчитываемом сечении Б-Б

σ_б-б=σ_раст+σ_изг≤ [σ]

[σ]=125…140 (мпа)

σ_раст =Q/F^' (па)

σ_изг=М_изг/W (па)

где М_изг=Q(D/2+С₁) (нм)

W – осевой момент сопротивления

W=J/С₁ (м³)

J-осевой момент инерции (м⁴)

J=h³/36·(b₁²+4b₁b₂+b₂²)/( b₁+b₂)

если σ_б-б≤ [σ], то  крюк в данном сечении проходит.

4. Напряжения в сечении А–А определяют при условии, когда стропы расположены под углом 45⁰ к вертикали и рассчитывают  на изгиб и срез:

4.1. Горизонтальная составляющая натяжения этих  стропов

Q₁=Q/2·tg45⁰ (н)

т. к. размеры сечений Б–Б и А–А одинаковы, то тогда k и F^' нам известны из пункта 3.

Суммарное напряжение в сечении А-А:

σ_А-А=(σ_изг²+3τ²_ср)^1/2 (па)

где σ_изг=Q·С₁/ F^'k₀D

τ_ср(па)-напряжение среза в вертикальном сечении А-А

τ_ср=Q/2F

Если σ_А-А≤[σ]=150…160 (мпа), то крюк в данном сечении проходит.

Литература.

1. Справочник по кранам под редакцией Гохберга М.М., том 2. Машиностроение. Л., 1988.

2. Сапко А.И. Механическое и подъемно-транспортное оборудование электрометаллургических цехов. Металлургия. М., 1986.

Таблица 2.

Часть крюка	Виды напряжений	Допускаемые напряжения при режимах-[σ]
		1М	2М…4М	5М…6М
Криволинейная	Изгиб	σт/1,05	σт/1,3	σт/1,65
Прямолинейная	растяжение	σт/1,05	σт/1,5	σт/1,65

Практическая работа №6.

Тема: Расчет и подбор электродвигателя для механизма передвижения тележки и механизма подъема груза мостового крана.

Задача №1.

Расчет привода механизма подъема груза.

Данные для расчета:

1. Сила тяжести поднимаемого груза-Q_гр (н)

2. Скорость подъема груза-V_гр (м/мин)

3. К.П.Д. механизма подъема-η_м.п.

4. Время разгона электродвигателя-t_р (сек.)

5. Диаметр барабана-D_б (мм)

6. Кратность полиспаста-i

Порядок расчета:

1. Определение статической мощности двигателя-N_ст. (квт)

N_ст.= (Q_гр· V_гр)/10³·60· η_м.п.

Где Q_гр (н), V_гр (м/мин)

По табл.! Выбираем эл. двигатель со следующими техническими данными:

N_н(квт)-номинальная мощность двигателя

N_дв(об/мин)-частота вращения вала двигателя

ПВ=25

GD_я(кг·м³)-маховый момент ротора муфты и тормозного шкива

2. Определение скорости каната на барабане -V_кан. (м/мин)

V_кан.=i_n·V_гр.

3. Определение частоты вращения вала барабана - n_б (об/мин)

 n_б=V_кан./(π·D_б)

где V_кан (м/мин), D_б (м)

4. Определение передаточного числа редуктора-i_р

i_р=n_дв/n_б

По табл.2 выбираем типовой горизонтальный двухступенчатый цилиндрический редуктор типа Ц2, зная мощность, передаточное число и режим работы эл. двигателя.

Для этого вычисляем:

4.1. Статический момент на валу эл. двигателя-М_ст. (н·м)

М_ст.=(Q_гр.·D_б)/(2·i_n· i_р· η_м.п.)

4.2. Динамический момент поступательно движущихся масс-М_{дин.пост.} (н·м)

М_{дин.пост.}=(Q_гр· D_б² · n_дв)/(375·t_р.· i_n²· i_р²· η_м.п.)

Где Q_гр (н), D_б (м), n_дв (об/мин)

4.3. Динамический момент вращающихся масс-М_дин.вр. (н·м)

М_дин.вр.= (GD_я· n_дв·q)/(375·t_р.)

Где q=9,81 (м/с²)

4.4. Пусковой момент на валу двигателя- М_n (н·м)

М_n=М_ст.+ М_дин.вр.+ М_{дин.пост.}

5. Определение перегрузки при пуске-К

К=М_n/М_ст.

Если К≤1,75…2,0 то эл. двигатель выбран верно

Задача №2

Расчет привода механизма передвижения тележки

Данные для расчета:

1. Грузоподъемность тележки-Q (т·н)

2. Сила тяжести груза тележки-Q_гр., G_m-(н)

3. Скорость передвижения тележки-V (м/мин)

4. Диаметр ходового колеса-D_х.к. (мм)

5. Диаметр цапфы-d_ц. (мм)

6. Приведенный коэффициент трения в буксах ходовых колес-f

7. Коэффициент трения качения ходовых колес по рельсу-μ

8. Коэффициент трения реборд-β

9. Время разгона двигателя-t_р. (сек.)

10. КПД-η

Порядок расчета:

1. Определение силы сопротивления движению ходового колеса тележки-W_m (кн)