Проектирование крана, предназначеного для перемещения грузов массой 2000 кг на плечо 3 м (Конструкторская часть дипломного проекта)

7 Конструкторская часть

7.1 Консольный кран

7.1.1 Описание предлагаемой конструкции

Кран предназначен для перемещения грузов массой 2000 кг на плечо 3 м.

Кран состоит из следующих основных частей: стационарной колонны 1, поворотной колонны 2, рамы фундамента 3, механизма передвижения 5, механизма подъема (электрической тали ТВ - 2) 6.

Стационарная колонна представляет собой трубу, на верхнюю часть которой через сферический радиальный и упорный подшипники опирается траверса. Своей нижней частью колонна смонтирована на раме фундамента

7.1.2 Расчет параметров конструкции

7.1.2.1 Механизм изменения вылета

Вылет в данной конструкции крана изменяется передвижением электротали по стреле при помощи канатной тяги. При грузоподъемности электротали             Q = 2000 кг ее собственный вес G₀ равен 550 кг.

Общее сопротивление передвижению тележки электротали

, кг                   (7.1)

где  - сопротивление передвижению тележки электротали от трения качения

и трения в опорах катков;

 - коэффициент трения реборд ходовых колес;

 - сопротивление от центробежной силы инерции, возникающей только  при повороте крана.

Сопротивление передвижению тележки

, кг          (7.2)

где = 0,02 – коэффициент трения в подшипниках котков;

d = 40 мм – диметр оси катка;

D = 120 мм – диаметр катка;

 = 0,04 – коэффициент трения качения;

, кг.

Коэффициент трения  с учетом сопротивления поперечного скольжения примем равным 1,9 (по опытным данным).

Сопротивление от центробежной силы

, кг                        (7,3)

где L = 3м – максимальный вылет крюка;

= 3 об/мин – число оборотов крана.

 кг.

Следовательно,

 кг.

Мощность двигателя при неподвижной стреле

, кВт                            (7,4)

где =12 м/мин – скорость передвижения электротали;

= 0,7 – к.п.д. механизма передвижения;

, кВт.

Принят электродвигатель АО 31 – 6 со следующими данными:

; ; ; ; ;

;

7.1.2.2 Напряжение каната механизма передвижения электротали

Максимальное сопротивление передвижению тележки электротали при трогании ее с места (влияние веса каната вследствие его небольшой длинны не учитывается)

, кг                      (7,5)

где м/сек²;

t_n = 0,425 сек – принятое время пуска

, кг.

Максимальное натяжение в рабочей ветви каната

,                         (7,6)

где S₂ – минимальное натяжение в холостой ветви каната;

 - к.п.д. обводного блока.

Отношение

,

где e – основание натуральных логарифмов;

f = 0,13 – коэффициент трения каната по барабану;

a = 7 - угол обхвата барабана канатом;

;

отсюда

, кг;

, кг.

7.1.2.3 Выбор каната

Необходимое минимальное разрывное усилие каната

, кг

Принимаем канат, имеющий суммарное разрывное усилие Р_к = 1940 кг: канат 6,2 – 160 – 1 – Л – 0, ГОСТ 3070 – 98. При этом действительный запас прочности

,

что соответствует Правилам Госгортехнадзора

диаметр барабана D_б = 180 мм;

,

что удовлетворяет требованиям правил Госгортехнадзора.

7.1.2.4 Передаточное число редуктора

.

По нормалям на редукторы принят червячный редуктор типа РЧН – 80А с передаточным числом i_p = 41 и расчетной мощностью при 12-часовой работе      N_p = 1 квт.

Действительная скорость передвижения тали

м/мин.

7.1.2.5 Время разгона

Момент двигателя механизма передвижения электротали при совмещении движения электротали при совмещении движения тележки с поворотом крана

, кг∙м,

а момент двигателя при невращающейся стреле

, кг∙м.

Время пуска двигателя при неподвижной консоли

сек,

где избыточный момент

, кг∙м²

Общий маховый момент

, кг∙м²

Избыточный момент электродвигателя при повороте крана

, кг∙м.

Время разгона двигателя при повороте крана

, сек.

Допустимое число включений в час

.

При невращающейся стреле

; ;

 включений в час.

При повороте крана

;

включений в час.

7.1.2.7 Тормоз

В связи с тем, что при повороте крана на тележку действуют только сила инерции и сила, возникающая при ее скатывании за счет прогиба стрелы, величины которых незначительны, на механизме передвижения установлен тормоз ТКТ-100 наименьшего типоразмера с тормозным моментом 200 кг∙см.

7.1.2.8 Механизм поворота

Веса вращающихся частей крана: стрелы G_с = 270 кг, механизма передвижения G_м = 95 кг, механизма поворота G_пов = 200 кг, поворотной колонны крана G_кол = 715 кг.

Вертикальная нагрузка на опорный подпятник (упорный шарикоподшипник)

, кг.

Горизонтальные усилия на опорах

, кг

7.1.2.9 Сопротивление при вращении крана

Момент сил трения в опорах

,

где  - коэффициент трения стали по бронзе в подшипнике скольжения