Расчет механизма подъема мостового крана

Определение параметров каната для механизма мостового крана. Подбор крюка, размеров блока и барабана. Расчет крепления каната к барабану. Подбор электродвигателя, редуктора, тормоза. Проверка электродвигателя по пусковому моменту. Компоновка механизмов.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 08.11.2013
Размер файла 1,1 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Подбор каната

2. Подбор крюка

3. Подбор размеров блока и барабана

4. Расчёт крепления каната к барабану

5. Расчёт останова

6. Подбор электродвигателя, редуктора, тормоза

7. Проверка электродвигателя по пусковому моменту

8. Компоновка механизмов

Список использованной литературы

1. Подбор каната

Максимальный вес груза G = Q•g =2,75*10=27,5 кН.

Определим максимальное натяжение каната, возникающее в ветви, набегающей на барабан -

где: zб= 2 - число ветвей каната, наматывающихся на барабан; а = n / zб - кратность полиспаста, где n - число ветвей каната, на которых подвешен груз, принимаем а = 6/2 = 3; t = m/ zб - расчетное число обводных блоков, где m - число обводных блоков, принимаем t = 2/2 = 1; коэффициент 1,03 -

учитывая вес подвески с крюком; = 0,985 - КПД блока на подшипниках качения.

= 4,86кН

Определим КПД полиспаста

= = 0,97

Определим разрывное усилие каната

Sраз=SmaxK=4,865=24,3 kH,

где: K - коэффициент запаса, определяемый по режиму работы (K=5 - при легком (Л), К = 5,5 - при среднем (С), К = 6 - при тяжелом и весьма тяжелым (Т, ВТ)).

Выбираем канат двойной свивки с линейным контактом в прядях проволок разного диаметра ЛК-Р ГОСТ 2688-80.

По разрывному усилию выбираем канат диаметром d = 6,9мм с разрывным усилием 28кН, с временным сопротивлением разрыву в проволочках В = 160 МПа.

2. Подбор крюка

По грузоподъемности и режиму работы, выбираем крюк однорогий ГОСТ 6627-74 № 11 с наибольшей грузоподъемностью 3,2 т, тип А - короткий. Основные размеры (мм):

Н= 265, В = , D =60, b = 38, h = 55, d1, = 35, d2 = М33, L = 195, l1= 90, l2=50, r2 = 9, r5 =78

Рис.1. Эскиз крюка.

3. Определение размеров блока и барабана

Диаметр блока (барабана) по центрам каната

D0 = ed

Коэффициент e выбираем из таблицы 2.

Таблица 2

Режим работы

e

;2М,ЗМ-Л

20

4М-С

25

5М-Т

30

6М-ВТ

35

D0 = 20*6,9=138 мм

Диаметр блока по дну канавки или ручья

D = D0-d =138-6,9 = 131 мм

округляем согласно нормальному ряду: 100,160, 200, 250, 320,400,450 и т.д. Принимаем D = 160 мм, тогда D0 = D+d = 166.9 мм.

Наружный диаметр блока Dн = D+2h = 160 +214 = 188 мм.

Ширина ручья блока B1= 28 мм, где B1, h и др. размеры ручья блока (см приложение 3).

Ширина ступицы блока Bбл = (1,2ч1,4) B1 =(1,2ч1,4) ·28=33,6ч39,2 мм.

Принимаем Вбл.=35мм

Ширина ступицы уточняется расчетом подшипников, которые устанавливаются по два под ступицу блока. Радиальное усилие, действующее на подшипник блока

Fr = 1,1Smax = 1,14,8 = 5,34 kH,

где 1,1 - коэффициент неравномерности нагрузки.

Подшипник выбираем по статической грузоподъемности C0 из условия С0>Fr

Выбираем радиальные однорядные шарикоподшипники особо легкой серии № 80105 имеющей статическую грузоподъемность C0 = 5,6 кН и размеры (мм):

dr = 25, Dп = 47, Вп = 12 (см. ГОСТ7242-82).

Ширина ступицы должна быть больше 1,22Вп = 28,8 мм. Выбираем Вбл= 35 мм. Рисуем эскиз блока (рис. 2).

Рис.2. Эскиз блока

Барабан. Основные диаметры барабана D0 и D также, как у блоков: D0= 166,9 мм, D = 160 мм.

Внутренний диаметр барабана Dвн = D-2, где - толщина стенок (рис. 3).

Рис. 3. Эскиз барабана (в разрезе)

Для барабана из стали (выбираем сталь 20)

=0,01 D0+3 = 0,01166,9+3 = 5 мм

Принимаем =6мм

Внутренний диаметр барабана: Dвн = 160-26 = 148 мм.

Наружный диаметр:

Dн = D+2h , где h0,3d=2,07мм

Dн = 160+22,07 = 164 мм, Шаг винтовой нарезки выбираем по диаметру каната, согласно приложению 4. Принимаем шаг нарезки t=6 мм. Длина нарезной части барабана с учетом запасных витков (1,5... 2) и витков для крепления (2... 3).

l==2*236=472мм.

где 35 - число рабочих витков, 2 - число неприкосновенных витков, остающихся на барабане при полном опускании груза, 3 - число витков для крепления каната на барабане, 236 - длина нарезной части с одной стороны.

Для сдвоенных полиспастов между нарезными частями посередине должен быть гладкий участок длиной l0 = (К-1)Вбл , где К - число блоков крюковой подвески или направляющих блоков, с которых ветви каната наматываются на барабан, Вбл - ширина блока.

Возьмём К = 3, l0 = (3-1)35 = 70 мм. В конце нарезной части предусматривается гладкий участок или реборда длиной

l1 = 2t=2*6=12мм.

Общая длина барабана и Lб = l+l0+2l1 = 472+70+24 = 566 мм.

Рисуем эскиз барабана (рис. 4).

Рис.4. Эскиз барабана

Отношение Lб / Dн = 566 / 164 = 3,4 меньше 3,5. Поэтому расчет на прочность ведем только на сжатие

Для стали 20 допускаемые напряжения в зависимости от режима работы составляют []сж = 160 МПа (Л), 130 МПа (С), 110 МПа (Т и ВТ). Тогда

что меньше, чем []сж = 160 МПа, т.е. условие прочности удовлетворяется.

4. Расчет крепления каната к барабану

мостовой кран электродвигатель редуктор

Для крепления было предусмотрено 3 витка.

Ставим две одновинтовые планки (рис.5) на расстоянии =60° (/3). Так как винты ввинчиваются в одну из канавок между двумя соединениями, то диаметр винта 8t = 0,8 dd =0,6 = 4,8 мм.

Рис. 5 Крепление каната к барабану

Принимаем резьбу М6, имеющую шаг 1,25 мм и внутренний диаметр 5,2 мм.

Натяжение каната под прижимными планками в начале подъема

где f = 0,15 - коэффициент трения между канатом и барабаном;

= 22 - угол обхвата неприкосновенными витками (2 витка).

Усилие затяжки в винте

=0,95kH

где К - 1,25 - коэффициент запаса надежности крепления; f = 0,15 -приведенный коэффициент трения между канатом и прижимной планкой; = 2 - /3 = 5/3 - угол обхвата канатом барабана между первой и второй планкой.

Напряжение растяжения в винте

где 1,3 - коэффициент, учитывающий напряжения кручения при затяжке, z - число винтов

Допускаемое напряжение для винтов из стали 3 [] = 40...50МПа

5. Расчет останова

Остановы препятствуют самопроизвольному опусканию груза, ставятся на валу барабана и встраиваются в торец барабана.

Поэтому ориентировочно диаметр останова должен быть меньше или равен диаметру барабана.

Роликовый останов (рис.6).

Примем диаметр втулки = диаметру барабана D=160 мм, диаметр ролика d=D/8=25мм. Длина ролика l=(1,5ч2,0)d =35ч50мм.

Отсюда принимаем l=45мм, угол б = 6ч8°, принимаем б = 6°

Окружное усилие, действующее на заклиненные ролики при равенстве диаметров останова и барабана равно силе натяжения ветвей канатов, наматываемых на барабан-

F=zв·Smax= 2·4,86=9.72 kH

С учетом динамики, точности изготовления расчетное усилие

Fp=1.45·P=1.45·9.72=14.1 kH

Нормальная сила действующая на заклиненный ролика

H

Расчет роликового останова ведется по контактным напряжениям

д= =1670МПа

если материал корпуса и втулки -сталь 40Х с HRC = 60, то [д] =1500 МПа.

Поэтому принимаем число роликов z=5, тогда

N = 3/5·44,9 =26,9 кН

д = 0,418 МПа? [д]

Условие прочности при z = 5 удовлетворяется.

Размеры останова: Диаметр втулки D = 160 мм, диаметр роликов d = 25мм, длина роликов l = 45 мм, угол б = 6°, число роликов z = 5. Остальные размеры принимаем конструктивно.

Рисуем эскиз останова.

Рис. 6 Роликовый останов.

6. Подбор электродвигателя, редуктора, тормоза

При заданной скорости груза v = 6 м/мин. = 0,1 м/с. Угловая скорость вращения барабана

Число оборотов в минуту барабана nб = щб · 60 / 2 ·р = 3,6 ·60 / 2· 3,14= 34,39 об/мин.

Мощность на валу барабана при подъеме груза максимальной массы

Расчетная мощность на валу электродвигателя

где, = 0,9 - КПД механизма подъема с цилиндрическим двухступенчатым редуктором.

Электродвигатель выбираем по каталогу (см. приложение 5) так, чтобы мощность электродвигателя для машин периодического действия (подъем - опускание) составляла 0,9... 1 расчетной мощности, т.е. Рэ.д. > (0,9... 1) Р = 2,9...3,2 кВт.

Выбираем крановый асинхронный электродвигатель серии МТF, с фазовым ротором (для лёгкого режима работы ПВ = 25%) МТF 111-6, номинальной мощностью Рн = 4,1 кВт, частотой вращения nн - 880 об/мин, максимальным моментом Мmax =90 Нм, моментом инерции ротора I=0,049 кг-м2 , диаметром вала электродвигателя d1=35мм, высотой вала h - 132 мм, габаритными размерами (мм): l33 =673, l32 = 86,5 L = 585; В = b11 = 290, b10 = 220, b31,=137, Н = h31 = 342.

Номинальный момент на валу электродвигателя

Общее передаточное число редуктора

u0 = nн/nб = 880/34,39 = 25,5

Момент на валу барабана равен моменту на тихоходном валу редуктора

Mб = Pб/б = 2,9/ 3,6 = 0,805 кН*м = 805 нм

По передаточному числу и моменту на тихоходном валу выбираем двухступенчатый цилиндрический редуктор Ц2У-160 с передаточным отношением uр =25 моментом на тихоходном валу Мт =1000 Нм и КПД=0,97 (Приложение 6).

Габаритные размеры редуктора: межосевые расстояния ат = 160 мм, аБ= 100 мм; другие размеры L = 560 мм,L1=475 l = 200 мм, l1 = 136 мм, l2 = 170 мм l3 = 224 м, Н = 345 мм, Н1 = 170 мм, В = 212 мм.

Уточняем общий КПД привода:

0 =рм2 = 0,970,982 = 0,93,

где м = 0,98 - КПД соединительной муфты.

По тормозному моменту подбираем тормоз, который ставится на валу электродвигателя.

Тормозной момент, развиваемый тормозом механизма подъема, должен обеспечивать удерживание подвешенного груза в неподвижном состоянии с определенным коэффициентом запаса торможения. Коэффициентом запаса торможения пТ называют отношение момента Мт, создаваемого тормозом, к статическому крутящему моменту Мст, создаваемому весом груза номинальной массы на тормозном валу и определяемому с учетом потерь в полиспасте и механизме, способствующих удерживанию груза,

nТ = МТСТ

Статический крутящий момент при торможении определяют по формуле:

Мст = GDб0/(2аu0)= =5,45

где G -- вес груза номинальной массы вместе с грузозахватным устройством; а -- кратность полиспаста; u0 -- передаточное число механизма от вала барабана до тормозного вала; 0 -- общий КПД механизма подъема, учитывающий потери в полиспасте, барабане, обводных блоках и механических передачах.

При определении Mст в расчет вводят максимальное значение КПД. Коэффициент запаса торможения nт, для кранов, в механизмах подъема которых установлен один тормоз, принимают по данным, приведенным в Правилах Госгортехнадзора, в зависимости от типа привода и группы режима работы (см. табл.3)

Таблица 3

Группа режима работы (по СТ СЭВ 2077-88)

1; 2; 3

4

5

6

Режим работы по правилам Госгортехнадзора

Легкий

Средний

Тяжелый

Весьма тяжелый

Тип привода

Ручной и машинный

Машинный

Коэффициент запаса торможения

1,5

1,75

2,0

2,5

Выбираем (Приложение 7) тормоз колодочный с электрогидравлическим толкателем ТКГ-160 с тормозным моментом 100 Нм, диаметром шкива D = 160 мм, высотой h = 144 мм, габаритными размерами L = 490 мм, Н = 415 мм, В =201 мм, B =268мм, l = 147 мм.

В качестве тормозного шкива используем тормозной шкив упругой втулочно-пальцевой муфты (Приложение 8) с диаметром D = 160 мм, шириной шкива В = 75 мм и тормозным моментом Мт = 100 Hм.

7. Проверка электродвигателя по пусковому моменту

В период пуска возникает ускорение груза ап= v/t , где t-время пуска. Это ускорение не должно превышать допускаемых значений [а] = 0,6...0,8 м/с2 для крюковых кранов.

Определим время пуска из уравнения

Мп > Мн + Мин1+ Мин2

Пусковой момент Мп = 0,75 Mmax = 0,75 90 = 67,5 Hм. Номинальный момент Мн = 44,5 Нм.

Момент инерции вращающихся масс привода составляет

Мин1 = 1,15•I•е

где: е = щ/t = nн•2р/60t - угловое ускорение при пуске, I-момент инерции ротора, откуда -

1,15·0,049·

Определяем момент инерции поступательно движущихся масс (груза) на валу барабана.

Сила инерции при пуске

где а = v/t - ускорение, t - время пуска.

Момент от силы инерции на валу барабана

Момент инерции на валу электродвигателя

Подставляем в уравнение (2) 67,5 > 44,5 + 5,19/t + 0,33/t, откуда t = 0,7 с

Ускорение при пуске а = v / t = 0,1 / 0,7= 0,14 м/с2, что меньше допускаемых значений [а] = 0,6...0,8 м/с2.

8. Компоновка механизма

Рисуем кинематическую схему механизма подъема (рис.8).

Рис.8. Кинематическая схема механизма подъёма

Элемент привода

Габариты(мм)

Высота вала, h, мм

Другие размеры (мм)

Длина

Ширина

Высота

Электро двигатель

L=560

b11=290

h31=342

132

Тормоз

L=490

B=201

H=415

144

lт=147

Редуктор

L=560

B=212

H=272

170

аw=100

аwт=160

l=200

Барабан

L=566

Dн=164

По размерам на миллиметровке или на клетчатой бумаге в масштабе 1:10 рисуем эскиз механизма в плане (рис.9).

Рис.9. Эскиз механизма в плане

Условие компактной компоновки:

по электродвигателю -

awБ + аwт>В/2 + Dн/2,(3)

по тормозу -

аwт>lт+Dн/2.(4)

После подстановки в (3) получаем 260 > 188;

а в (4) 260 > 229 т.е. оба условия выполняются. При другой компоновке тормоз можно установить и на другом конце вала эктродвигателя.

Габариты механизма (ориентировочно):

Ширина

В = (l33-l37)+Bт/2+Bред =(673 - 140) + 201/2 + 212= 845,5 мм;

В = Lбар+Bред = 566 + 212 = 778 мм.

Длина

1) L Lт+Dн =490+164=654 мм

2) LLт-lтwтwБ+l= 490-147+160+100 + 200 =803мм.

Таким образом, L = 803мм.

Высота определяется максимальным значением высоты элементов привода - Нред = 415 мм. Таким образом, Н =420 мм.

Соединение вала электродвигателя с входным валом редуктора рекомендуется выполнять с помощью зубчатых или упругих втулочно-пальцевых муфт с тормозным шкивом (см. Приложение 8).

Для соединения барабана с выходным валом редуктора существует несколько вариантов, наибольшее распространение получила конструкция в которой установка одной из опор барабана выполнена внутри консоли выходного вала редуктора. Конструктивное выполнение этого узла показано на чертеже. Конец выходного вала редуктора выполняют полым, в виде половины зубчатой муфты, вторая половина муфты укреплена на барабане. Размеры выходного конца вала приведены в приложении 9.

Все механизмы монтируются на единой сварной раме. Разновысотность устраняется подбором опорных швеллеров или двутавров.

Список использованной литературы

1. Александров М.П. Подъемно-транспортные машины. - М.: Высшая школа, 1985.

2. Зуев Ф.Г., Левачев Н.А., Лотков Н.А. Механизация погрузочно-разгрузочных, транспортно-складских работ. - М.: Агропромиздат, 1988.

Александров М.П. Грузоподъемные машины. - М.: Высшая школа, 2000.

Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины. - М.: Машиностроение, 1983.

Левачев Н.А. Механизация ПРТС работ в пищевой промышленности. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.

Зуев Ф.Г., Лотков Н.А., Полухин А.И. Справочник по транспортирующим и погрузочно-разгрузочным машинам. - М.: Колос, 1983.

Александров М.П., Решетов Д.Н. Подъемно-транспортные машины. Атлас конструкций.- М.: Машиностроение, 1987.

Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины. Атлас конструкций. - М.: Машиностроение, 1969.

Подъемно-транспортные установки. Рабочая программа и контрольные задания. - М.: МГЗИПП, 1997.

Механизация погрузочно-разгрузочных и транспортно-складских работ. Задания на курсовой проект и методические указания по его выполнению. Буланов Э.А.- М.: МГЗИПП, 1994.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Расчет механизма подъема: выбор полипаста и расчет каната. Определение размеров блоков и барабана. Подбор болтов крепления прижимной планки. Подбор подшипников, двигателя, редуктора, тормоза, муфты для соединения вала двигателя с валом редуктора.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 30.04.2013

  • Классификация механизмов подъема грузоподъемных машин. Выбор полиспаста, подбор каната и крюковой подвески. Поворотная часть портального крана и стреловые устройства. Расчет барабана и крепления каната на нем. Определение мощности электродвигателя.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 13.12.2013

  • Выбор типа и кратности полиспаста, крюка и крюковой подвески, каната. Определение тормозного момента, выбор тормоза и муфты с тормозным шкивом. Проверка двигателя по времени пуска. Крепление каната к барабану. Расчет механизма передвижения тележки.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 17.03.2013

  • Обзор существующих конструкций кранов: однобалочных и двухбалочных. Определение разрывного усилия каната, размеров барабана и мощности двигателя механизма подъема. Выбор механизма передвижения крана и тележки. Расчет металлоконструкции мостового крана.

    курсовая работа [713,1 K], добавлен 31.01.2014

  • Расчет механизма подъема тележки мостового электрического крана. Выбор кинематической схемы механизма, крюковой подвески, каната. Установка верхних блоков, барабана и уравнительного балансира. Выбор двигателя, редуктора, тормоза, соединительной муфты.

    курсовая работа [367,5 K], добавлен 17.10.2013

  • Выбор кинематической схемы, расчет каната, выбор крюковой подвески. Определение основных размеров и числа оборотов барабана. Проверка прочности стенки барабана. Расчет крепления каната к барабану. Выбор электродвигателя и редуктора, проверка двигателя.

    курсовая работа [924,9 K], добавлен 05.06.2015

  • Выбор полиспаста, каната, барабана и электродвигателя. Расчет редуктора и длины барабана. Проверка электродвигателя по времени разгона. Расчет механизма передвижения тележки и механизма поворота. Определение сопротивления вращению от крена крана.

    курсовая работа [292,6 K], добавлен 21.03.2012

  • Изучение методов и этапов проектирования механизмов мостового крана, которые обеспечивают три движения: подъем груза, передвижение тележки и передвижение моста. Выбор полиспаста, каната, диаметра барабана и блоков. Расчет тормоза и мощности двигателя.

    курсовая работа [2,8 M], добавлен 14.12.2010

  • Расчет механизма подъема: определение массы подвижных частей, расчет и подбор каната, канатоведущего шкива, натяжения канатов подвески, электродвигателя, редуктора лебедки, тормоза, каната, барабана. Расчетное обоснование геометрических характеристик.

    дипломная работа [541,3 K], добавлен 18.11.2009

  • Определение передаточного числа механизма и требуемой мощности электродвигателя, подбор редуктора. Расчет стопорного двухколодочного и спускного дискового тормозов. Выбор и расчет параметров резьбы. Проверка условия отсутствия самоторможения механизма.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.09.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.