Козловые краны. Назначение машины, краткое описание ее устройства и работы. Описание управления машиной и устройств безопасности. Определение основных параметров козлового крана и рабочего оборудования. Обоснование выбора прототипа. Расчет механизма подъема груза

запас  прочности  крюка  при  растяжении  (для  режима  работы  4М  n =2,25 [6]).

[s_p] = 250/2,25 = 111 МПа;

МПа.

42 МПа £ 111 МПа.

Условие выполняется, следовательно прочность крюка достаточна.

3.13.1.2. Определение высоты гайки крюка

Высота гайки крюка определяется из условия  ограничения  удельного 

давления в резьбе.

Высота гайки крюка Н, мм:

                                                                 (45)

где t – шаг резьбы хвостовика, мм (t = 10 мм [9]);

р_ср – удельное давление в резьбе, МПа (р_ср = 10 МПа [10]).

мм.

Принимается Н = 125 мм.

3.13.1.3. Подбор подшипника крюка

Подшипник подбирается по статической грузоподъемности и ненарезанной шейке крюка.

Статическая грузоподъемность Q_ст, кН:

Q_ст = 1,2Q×g                                                                        (46)

Q_ст = 1,2×16×9,81 = 188,3 кН.

Принимается  упорный  однорядный  шарикоподшипник легкой серии 8220 со  статической  грузоподъемностью  С₀ = 330 кН,  внутренним  диаметром  d_п =  = 100 мм и наружным D_п = 150 мм, высотой  Н₁ = 38  мм [10].  Поскольку  внутренний диаметр подшипника d_п = 100 мм, а диаметр ненарезанной части  крюка d = 95 мм,  между  ними  устанавливается  специальная втулка, что допускается, так как подшипник является упорным и его отверстие не является рабочим.

3.13.1.4. Эскизная компоновка подвески

Эскизная  компоновка выполняется с целью предварительного определения размеров, необходимых для проведения прочностных расчетов  элементов  подвески. Определяются необходимые размеры.

Ширина траверсы В, мм:

В = D_п + (10…50) мм                                                         (47)

В = 150 + 30 = 180 мм.

Высота траверсы h, мм:

H = l₁ + l₂ – (H₁ + H),                                                           (48)

где l₁ – длина ненарезанной шейки хвостовика крюка, мм (l₁ = 140 мм [8]);

l₂ – длина нарезанной шейки хвостовика крюка, мм (l₂ = 130 мм [8]);

Н₁ – высота подшипника крюка, мм (Н₁ = 38 мм);

H – высота гайки крюка, мм (Н = 125 мм);

h = 140 + 130 – (38 + 125) = 107 мм.

Диаметр отверстия в траверсе под хвостовиком крюка d_т, мм:

d_т = d + (2…3) мм                                                              (49)

d_т = 95 + 3 = 98 мм.

Диаметр цапфы d_ц, мм:

d_ц = (0,7…1,0)h                                                                  (50)

d_ц = 0,8×107 = 85,6  мм.

Принимается d_ц = 85 мм.

Часть элементов   принимается   конструктивно   в   зависимости  от   грузподъемности:

толщина серьги d₁ принимается равной 8 мм [4];

толщина щеки d₂ принимается равной 4 мм [4];

расстояние между блоками  принимается равным 7 мм [4];

расстояние  между  блоками  и внутренней поверхностью щеки  принимается равным 7 мм [4];

расстояние  между  блоками   и   хвостовиком   крюка    принимается   равным 40 мм [4].

Длина траверсы l_т, мм:

l_т = 3l_ст +2+2                                                                (51)

                             l_т = 3×78 +2×7 +2×7 = 262 мм.

Эскизная компоновка крюковой подвески представлена на рисунке 7.

3.13.1.5. Расчет оси блоков

Цель  расчета – определение  диаметра  оси блоков из условия прочности ее на изгиб. Расчетная схема оси блоков представлена на рисунке 8. И представляет собой балку на двух опорах. Количество приложенных сил равно количеству блоков на оси.

Расчетные силы F₁ = F₂ = F₂  (сопротивление при огибании канатом блоков не учитывается) и равны 2F_k = 53,38 кН.

На основании эскизной компоновки определена расчетная длина оси l_р и длины участков: а₁, а₂, а₃ и а₄ , значения которых представлены в таблице 7.

      Таблица 7 – Значения расчетной длины оси и ее отдельных участков 

lр,  мм	а1, мм	а2, мм	а3, мм	а4, мм
274	52	85	85	52

В качестве материала для оси принимается Сталь 20 с допускаемым  напряжением на изгиб [s_из] = 120 МПа [9].

Реакции опор R_A и R_B определяются из одного уравнения равновесия:

  откуда

                                 

кН.

Поскольку силы приложены симметрично, то R_B = R_A = -1,59 кН.

Определяются изгибающие моменты в сечениях 1 и 2: М₁ и М₂.

Изгибающий момент в сечении 1 М₁, Н×м:

М₁ = -R_А×а₁

М₁ = -1,59×52 = -82,68 Н×м.

Изгибающий момент в сечении 2-2 М₂, Н×м:

М₂ = -R_A(a₁ + a₂) + F₁×a₂

М₂ = -1,59(52 + 85) + 53,38×85 = 4319,47 Н×м.

Наибольший изгибающий момент действует в сечении 2-2 и наибольший изгибающий момент М_и = 4319,47 Н×м.

Диаметр оси блоков d₀, мм:

                                                                       (52)

мм.

Принимается d₀ = 75 мм.

3.13.1.6. Подбор подшипников блоков

Вращающиеся блоки устанавливаются на подшипники качения. Для большей устойчивости каждый блок устанавливается на два подшипника.

Подшипники рассчитываются по эквивалентной нагрузке Gэкв