Розрахунок основних параметрів механізмів баштових кранів. Розрахунок основного механізму кранів. Розрахунок і вибір параметрів вантажної лебідки баштового крана

Министерство образования, науки молодежи и спорта Украины

Харьковская национальная академия городского хозяйства

Кафедра ТСП и СМ

Практические работы

по дисциплине: «Механизация и автоматизация строительства и

ремонтно – строительных работ »

                                                                                                        Выполнила:

ст. гр. МБГ2008 – 1

                                                                                                          

                                                                                                       Проверила:

                                                                                                          

Харьков - 2012

Практичне завдання №1

Тема «Розрахувати основні параметри механізмів баштових кранів і навести розрахункову схему»

Згідно з варіантом завдання визначити:

- потрібну висоту підйому гака крана (Н),

- вантажопідйомність крана (Q_K),  

- необхідну для монтажу елементів заданої маси (Q_в).

За знайденою висотою піднімання гака Н масою вантажу Q_в, що піднімається, вибираємо кран. Наводимо розрахункову схему прийнятого крана.

Для встановлення потрібних технічних параметрів монтажних кранів потрібно розглянути базові моделі і їх модифікації з усіма типами робочого обладнання, підйомними й балочними стрілами, баштово-стріловим обладнанням.

Примітка: маса вантажу Q_в(т) враховує масу елемента, що монтується, масу оснащення і масу строповочних пристроїв.

Розрахунок технічних параметрів

Порівняємо технічні параметри башенних кранів КБ100.3 та КБР – 1.

Вантажопідйомність Q_к крана, прийнятого для монтажу елементів, визначається співвідношенням:

, де Q_в - вантажопідйомність крана, необхідна для монтажу елементів, т (кН);

М - вантажний момент кН м;

L - виліт стріли, необхідний для установки елемента, м.

КБ100.3:                                            8/98/20/3,2

8/4,9/3,2

КБР – 1:                                             8/85/20/3,2

8/4,25/3,2

Q_в = m₁ + m₂ + m₃ = 3,2 т де m₁ - маса елемента, що монтується, т;

m₂ - маса оснащення, встановленого на конструкціях до їх підйому, т;

m₃ - маса строповочних пристроїв, т.

Порівняємо технічні характеристики баштових кранів КБ100.3 та КБР – 1.

Виходячи з порівняльної характеристики приймаємо кран КБР – 1.

Необхідна висота підйому гака крана, м визначається за формулою

, де h₁ - позначення монтажного рівня (від основи крана), м;

h₂- запас по висоті, необхідний за умовами безпеки монтажу,

h₂=0,5-1 м;

h₃ - висота або товщина елемента, що монтується, м;

h₄- висота вантажозахватних пристроїв (строп або траверс), м;

h₄ = 0,8-2,2 м.

Н = 20 + 1 + 4 + 1 = 26 м

Розрахункова схема баштового крана

Практичне завдання №2

Тема «Розрахувати основний механізм кранів»

Описати будову й накреслити конструктивну схему прийнятого крана, навести кінематичні схеми основних механізмів.

Згідно з кінематичними схемами прийнятого крана визначити робочі швидкості основних рухів крана і передаточні числа механізмів.

Розрахунок основного механізму крану

Кінетична схема механізмів баштового крана КБР – 1

а - монтажна стрілова лебідка; б - вантажна лебідка; в - лебідка вантажного візка; г - механізм пересування; д - механізм повороту

а)      механізму підйому вантажу (рис. б)

Швидкість підйому вантажу V_в визначається так:

= 60*0,89/4 = 13,35 м/хв = 0,222 м/с де V_K - швидкість намотування канатів на барабан стрілової лебідки, м/хв.;

      і_n - кратність поліспаста (i = 2 – 4) підйому вантажу;

= (3,14*0,344*49,5) / 60 = 0,89 м/с;

де        D_б. - діаметр барабана стрілової лебідки, мм;

n_б - частота обертання барабана стрілової лебідки, хв.^-1.

n_в = n / i = 625 / 12,63 = 49,5 хв.^-1

де n – частота обертання вала двигуна стрілової лебідки, хв.^-1;

і -  передаточне число редуктора стрілової лебідки.

Загальне передаточне число ступінчастих передач визначається як

де                 - передаточні числа окремих передач;

                     - кількість зубців веденого колеса;

- кількість зубців ведучої шестерні.

i = i₁ * i₂ = (Z₂ * Z₄) / (Z₁ * Z₃) = (73 * 81) / (81 * 18) = 12,63

б)      механізму зміни вильоту стріли крана(рис. а)

Швидкість підйому стріли крана V_в визначається так:

= 60 * 0,29 / 4 = 4,35 м/хв, де V_K - швидкість намотування канатів на барабан вантажної лебідки, м/хв.;

      і_n - кратність поліспаста (i = 2 – 4) підйому вантажу;

= (3,14*0,377*14,63) / 60 = 0,29 м/с;

де        D_б. - діаметр барабана вантажної лебідки, мм;

n_б - частота обертання барабана вантажної лебідки, хв.^-1.

n_в = n / i = 710 / 48,51 = 14,63 хв.^-1

де n – частота обертання вала двигуна вантажної лебідки, хв.^-1;

і -  передаточне число редуктора вантажної лебідки.

i = i₁ * i₂ = (Z₂ * Z₄) / (Z₁ * Z₃) = (86 * 88) / (13 * 12) = 48,51

в) розрахувати механізм повороту крана (рис. д)

Частота обертання, (хв.^-1) механізму повороту крана

де n₁ -  частота  обертанні  вала двигуна  механізму повороту, хв.^-1;

і - передаточне число редуктора механізму повороту крана.

n = 910 / 1268,5 = 0,72 хв.^-1

i = i₁ * i₂ * i₃ * i₄ = (Z₂ * Z₄ * Z₆ * Z₈) / (Z₁ * Z₃ * Z₅ * Z₇)  = (36 * 68 * 60 * 114) / (10 * 12 * 10 * 11) = 1268,5

г)  розрахувати механізм пересування вантажного візка (рис.в)

Швидкість пересування вантажного візка

= 14,9 / 98 = 0,15 м/с

де V₁ – швидкість намотування канатів на барабан, м/с.;

= (3,14 * 0,320 * 890) / 60 = 14,9 м/с

де       - діаметр барабану лебідки вантажного візка, мм;

           - частота обертання барабана лебідки вантажного візка;

           - передаточне число черв’ячного редуктора.

 

= 98 / 1 = 98

де         - число зубців колеса,

- число заходів черв'яка (Z₁ = 1) - черв'як однозахідний;

д)  розрахувати механізм пересування крана по рейках (рис. г)

Швидкість пересування крана, м/хв.,

= 3,1 * 0,55 * 5,54 = 9,44 м/хв = 0,157м/с

де           - діаметр ходових коліс крана, м;

            - частота обертання коліс, хв.^-1

= 840 / 151,71 = 5,54 хв.^-1

де     -  частота обертання вала двигуна, хв.^-1;

 - передаточне число механізму пересування.

i = i₁ * i₂ = (Z₂ * Z₄) / (Z₁ * Z₃) = (59 * 54) / (1 * 21) = 151,71

Визначаємо час циклу крану:

Т_цикла = t₁ + t₂ + t₃ + t₄ = 138 + 22,2 + 3,2 + 117 = 280,4 сек де, t₁ – час пересування крана по рейкам

t₁ = S / V = 10 / 4,35 = 2,3 хв = 138 сек

t₂ – час на поворот крану

t₂ = 2α / (360 * n) = 2*40 / 360*0,6 = 0,37 хв = 22,2 сек

t₃ – час на пересування візка

t₃ = S / V = 21 / 0,15 = 3,2 сек

S = lmax – lmin = 25 – 4 = 21 м

t₄ – час на підйом вантажу

t₄ = S / V = 26 / 13,35 = 1,95 хв = 117 сек

Практичне завдання №3

Тема «Розрахунок і вибір параметрів вантажної лебідки баштового крана»

Виконати розрахунок вантажної лебідки баштового крана.

Для цього:

·  накреслити схему запасування каната згідно зі своїм варіантом;

·  визначити загальний ККД підйомного механізму;

·  підібрати сталевий канат;

·  визначити довжину, діаметр і канатомісткість барабана лебідки;

визначити необхідну потужність і вибрати електродвигун.

Схема канатного поліспаста:

Визначити загальний ККД поліспаста підйомного механізму:

= 0,58 * 0,98 = 0,57

де       - ККД поліспаста;

- ККД блоків.

Для поліспаста, в якого канат з нижнього рухомого блока

 = (0,98 / (1+4)) * ((1 - 0,98³)/(1 - 0,98)) = 0,196 * 2,94 = 0,58

де =0,98 - ККД одного блока;

і - кратність поліспаста = 4

z – число блоків у палиспасті = 3

Вибір сталевих канатів

У вантажопідйомних машинах застосовують переважно канати типу ЛК-Р. Підбирають канат за допустимим зусиллям на розрив, Н:

 = 5,5 * 21500 = 118 250 Н

де К - коефіцієнт запасу міцності каната на розрив залежно від режиму роботи лебідки (легкий режим - К = 5; середній - К = 5,5; важкий режим К = 6).

Рк - максимальне робоче зусилля в канаті, Н.

Вибрати канат потрібно з урахуванням:

= (9,81 * 5000) / (4 * 0,57) = 21500 Н

де Q_max – максимальна вантажопідйомність крана, т = 5т

і_пол - кратність поліспаста = 4

Згідно з ГОСТ 2688-80 за Р_р - максимальним зусиллям підібрати канат.

Діаметр барабана лебідки підбирають з умов

,

0,344 /d_k (20 – 1)

d_k [ 0,344 / 19

d_k [ 0,018 м = 18 мм де d_к - діаметр каната, мм = 344 мм

е - коефіцієнт, що враховує режим роботи і тип машини (е=20).

При т - кількість шарів намотування каната = 1:

Робочу довжину барабана визначають при одношаровому намотуванні: