Разработка конструкции пневмоколесного крана грузоподъемностью 100 тонн, страница 8

Для дальнейших расчетов нам необходимо знать ширину опоры . Исходя из ранее найденных размеров, сделаем предварительный расчет :

Нагрузка на опору А оси при положении равнодействующей, показанной на схеме

;

на опору D

.

Нагрузку на ступицу B барабана (равнодействующую этой нагрузки полагаем приложенной в середине ступицы)

;

на ступицу С

.

Изгибающие моменты:

В точке B (середина левой ступицы барабана)

;

в точке С (середина правой ступицы барабана)

.

Принятый материал оси – углеродистая конструкционная сталь марки 45. Предел прочности , пределы текучести и выносливости , .

Размеры оси предварительно определяем исходя из напряжений, подсчитываемых для симметричного цикла, и коэффициентов [n] и  принятых по соответствующим таблицам («Примеры расчетов кранов» Павлов Н. Г.),

Необходимый диаметр оси в сечении B-B

;

принято d = 350мм. Исходя из этого диаметра конструируем ось барабана.

Подбор подшипников опор барабана.

Определяем окружное усилие

.

Определяем осевое усилие

.

Нагрузки, вводимые в расчет с учетом радиальных составляющих усилий в зацеплении:

;

.

Принятый тип подшипников – радиально-упорные конические  четырехрядные  роликоподшипники  Осевые нагрузки на эти подшипники по формуле:

;

.

Для выбранного подшипника   коэффициент e = 0,37.

При направлении осевого усилия к опоре D имеем следующее распределение нагрузок в соответствии с обозначениями, принятыми в формулах (124) и (125) (Павлов Н. Г.):

 ; ;

Для этого случая осевая нагрузка на опору А будет равна:

.

Нагрузка на опору D: .

При направлении осевой нагрузки к опоре А,  в соответствии с принятыми обозначениями:

; ;

Осевая нагрузка на опору А:

.

Осевая нагрузка на опору D: .

Наклон  зубьев  так  чтобы направлении осевой нагрузки  было к опоре А ,которую

И  будем  рассчитывать

Коэффициент вращения для рассчитываемого подшипника V=1 (вращается только внутреннее кольцо). Отношение . Эквивалентная нагрузка в этом случае определяется по формуле

.

Для заданного  легкого режима работы принимаем расчетный срок службы подшипника , его необходимая долговечность при этом сроке службы определяем по формуле:

, где - частота вращения вала.

Необходимая динамическая грузоподъемность подшипника при m = 3 (для шариковых подшипников)

Заданным выше условиям соответствует радиально упорный конический четырехрядный   роликоподшипник  нестандартный с   динамической грузоподъемностью С = 4100 кН  и статической грузоподъемностью .  

d	D	Т
300	500	360

Все размеры в миллиметрах.

Расчет болтов, соединяющих зубчатый венец с барабаном.

Соединение осуществляем болтами для отверстий из-под развертки по ГОСТ 7817-80, материал болтов – сталь 45 (). Болты устанавливаем на диаметре

. Окружное срезающее усилие, действующее на все болты,

Допускаемое напряжение среза болта

.

Задаваясь числом болтов , определяем их диаметр

.

Принимаем диаметр болта d=50мм.

РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОВОРОТА КОЛОННЫ

Поперечное сечение опорно-поворотного устройства круга с венцом с внешним зацеплением. Для простоты выбираем круг с внешним венцом. 

Суммарный статистический момент сопротивления вращению крана Мс:

Мс = Мтр+Мкр+Мв

Мтр – момент сопротивления от сил трения в опорном основании при вращении крана

Мкр – момент сопротивлению вращению платформы, создаваемый креном крана

Мв – момент от ветровой нагрузки на груз и на поворотную часть крана

Момент сопротивления вращению платформы крана от сил трения в шариковом опорно-поворотном круге при уклоне площадки на угол a и конструктивного угла наклона Q (Q = 20) с горизонтальной линией контакта шаров с опорными кольцами составит:

Мтр = f0*N*(D/2) = f0(N0*sinQн+S0*cosQн)*(D/2)

D – диаметр круга

N0 – вертикальная сила действующая на шарики опорно-поворотного круга

S0 – горизонтальная сила действующая на шарики опорно-поворотного круга

N0 = (Q+Gвр+(4M/D))*cosa

S0 = (Q+Gвр)*sina+Pвå*cosa

f0 – коэфициент трения в шариках

f0 = 0.005…0.012

a- угол наклона опорно-поворотного круга

a = 5

Q – вес груза крана

Q = 40000т

Gвр – вес поворотной части со всеми механизмами

Gвр = Gм+Gк+Gстр+Gкр = 30000+6000+4000+1500 = 41500кг

Pвå = Pвк+Pвстр+Pвкр+Pвг = 966+720+480+48 = 2214кг

После подстановки выражений и упрощения получим: