Расчет механизма вылета стрелы башенного крана КБ0–7507. АХЛ с разработкой цилиндрического кранового редуктора

Статический момент при торможении (считается, что тормоз установлен на валу двигателя) при максимальном вылете стрелы:

Требуемый тормозной момент:

где коэффициент запаса торможения для механизма изменения вылета стрелы

Из табл. I.9.5 выбираем колодочный тормоз типа ТКТ-300 с диаметром тормозного шкива D= 300 мм и тормозным моментом 500 Нм, который следует отрегулировать до требуемого тормозного момента T_T = 275,4 Нм.

Производим проверку продолжительности торможения при действии максимального и минимального моментов.

Минимальный тормозной момент (при минимальном вылете стрелы):

Время торможения при максимальном усилии в стреловом полиспасте:

Время торможения при минимальном усилии в стреловом полиспасте:

соответствует данными. Проверяем правильность выбора двигателя по пусковому моменту:

.

Табл. 8.1. Коэффициент полезного действия блоков

Тип подшипника	Условия работы
скольжения	Плохая смазка, высокая температура.	0,94	0,884	0,83	0,782	0,74	6,69	0,65	0,61
	Нормальная смазка	0,96	0,922	0,885	0,85	0,815	0,785	0,75	0,72
качения	Плохая смазка, высокая температура.	0,97	0,941	0,913	0,886	0,86	0,835	0,81	0,785
	Нормальная смазка	0,98	0,96	0,942	0,922	0,905	0,885	0,87	0,85

Табл. 8.2. Наименьшие допускаемые значения коэффициента е по правилам Госгортехнадзора

Тип грузоподъемной машины	Тип привода механизма	Режим работы механизма	е
Грузоподъемные машины всех типов за исключением стреловых кранов, электроталей и лебедок	Ручной Машинный	- Легкий Средний Тяжелый Весьма тяжелый	18 20 25 30 35
Краны стреловые	Ручной Машинный	- Легкий Средний Тяжелый Весьма тяжелый	16 16 18 20 25
Электрические тали	-	-	20

Табл. 8.3. Размеры профиля канавок барабанов, мм

Диаметр каната d, мм	Радиус r	Глубина h	Шаг t	Диаметр каната d, мм	Радиус r	Глубина h	Шаг t
7,4…8	4,5	2,5	9	21,5…23	12,5	7	26
8…9	5	2,5	10	23…24,5	13,5	7,5	28
9…10	5,5	3	11	24,5…26	14	8	29
10…11	6	3,5	12,5	26…27,5	15	8,5	32
11…12	6,5	3,5	13,5	27,5…29	16	9	34
12…13	7	4	15	29…31	17	9,5	36
13…14	7,5	4,5	16	31…33	18	10	38
14…15	8,5	4,5	17	33…35	19	10,5	40
15…16	9	5	18	35…37,5	21	11,5	42
16…17	9,5	5,5	19	37,5…40	22	12	44
17…18	10	5,5	20	40…42,5	23	13	48
18…19	10,5	6	22	42,5…45,5	25	14	50
19…20	11	6	23	45,5…47,5	26	14,5	52
20…21,5	12	6,5	24

Табл. 8.4. Значения коэффициента k_p для редукторов РЦ-150А и КЦ

Характер нагрузки	Режим работы редуктора
	Непрерывный; продолжительность работы в сутки, ч.	Прерывистый средний	прерывистый легкий или непрерывный; 0,5 ч и сутки
	24	8	3
Спокойная	1,25	1,0	0,8	0,7	0,6
Умеренные толчки	1,5	1,25	1,0	0,8	0,7
Сильные толчки	2,0	1,75	1,5	1,25	1,2

Табл. 8.5. Номинальная скорость грузоподъемных кранов с гибкой подвеской грузозахватного органа, м/с

-	0,01	0,1	1,0	10
-	0,0125	0,125	1,25	12,5
-	0,016	0,16	1,6	-
-	0,02	0,2	2	-
-	0,025	0,25	2,5	-
0,0032	0,032	0,32	3,2	-
0,004	0,04	0,4	4	-
0,005	0,05	0,5	5	-
0,0063	0,063	0,63	6,3	-
0,008	0,08	0,8	8	-

Табл.8.6. Значения коэффициента k₁ и k₂

Наименование механизма	k1	k2 при режимах
		Л	С	Т	Вт
Подъема	1,3	1,1	1,2	1,3	1,5
Передвижения	1,2
Изменение вылета	1,4
Поворота	1,4

Табл.8.7. Ориентировочное время пуска и торможения механизмов подъема и передвижения крана

Наименование механизма	Время, с.
Механизм подъема груза при скоростях подъема груза:	пуска	торможения
менее 0,2 м/с	1…2	1,0
более 0,2 м/с	1…2	1,5
Механизм передвижения:
крана	5…8
тележки	1,5…5

Табл. 8.8. Значения коэффициента запаса торможения k_т

Режим работа механизма	kт
Механизм подъема груза:
легкий	1,5
средний	1,75
тяжелый	2,0
весьма тяжелый	2,5
механизм изменения вылета	Более 1,5

8. Крановые редукторы. Редукторы подъемных механизмов. Редукторы механизмов передвижения и вращения

Редукторы - вид технических изделий, отличающийся широчайшей областью применения и огромной универсальностью. Главным назначением редукторов является регулировка скорости вращения при сообщении энергии вращения между валами. В зависимости от типа используемой передачи, выделяют редукторы червячные, зубчатые и гидравлические. По типу передачи они делятся на зубчатые, червячные и гидравлические.

Цилиндрический редуктор - это одна из самых популярных разновидностей редукторов. Он, как и все редукторы, служит для изменения скорости вращения при передачи вращательного движения от одного вала к другому. Именно редукторный привод один из наиболее распространенных видов приводов современных механических систем общепромышленного применения. Более ста лет назад перед нашей промышленностью стояла задача обеспечить нужды страны в цилиндрических редукторах. С этим успешно справлялись открывающиеся заводы. В настоящее время выпуск качественной и надежной продукции обеспечивается мощной производственной базой. Сейчас производят различные типы продукцией: цилиндрический редуктор одно-, двух-, и трехступенчатый. От работоспособности и ресурса цилиндрического редуктора во многом зависит обеспечение требуемых функциональных параметров и надежности машины в целом. Показатели долговечности и надежности элементов привода и, в частности, редукторов и мотор-редукторов, зависят от обоснованного выбора самого редуктора при проектировании машины, т.е. соответствия этого выбора действующей нормативной документации (НД). Неправильный выбор редуктора снижает его рыночную конкурентоспособность, нанося ущерб производителю, и может привести к значительным экономическим потерям потребителя машиностроительной продукции из-за внеплановых простоев, роста ремонтных затрат и пр. Одно из важнейших требований обеспечения конкурентоспособности цилиндрического редуктора - наилучшее соответствие его паспортных характеристик реальным эксплуатационным условиям нагружения и работы привода машины.

К цилиндрическим редукторам относятся следующие редуктора: 1Ц2У-100, 1Ц2У-125, 1Ц2У-200, 1Ц2У-250, Ц2Н, Ц2Н-450, Ц2Н-500, Ц2У-315Н, Ц2У-355Н, Ц2У-400Н, Ц2-1000, Ц2-250, Ц2-350, Ц2-400, Ц2-500, Ц2-650, Ц2-750, рм-1000, рм-250, рм-350, рм-500, рм-650, рм-750, рм-850, РЦД-250, РЦД-350, РЦД-400, 1Ц3У-160, 1Ц3У-200, 1Ц3У-250.

Червячный редуктор - это особой вид редуктора по типу передачи (наряду с зубчатыми и гидравлическими) с червячным профилем резьбы. Редукторы - продукция материально-технического назначения, служат для изменения скорости вращения при передачи вращательного движения от одного вала к другому. Все это механика, а если точнее детали машин. Червячный редуктор применяется при передаче движения между скрещивающимися (обычно под прямым углом) осями. Одним из существенных преимуществ червячных редукторов является возможность получить большое передаточное число в одной ступени (до 80 в редукторах общего назначения и до нескольких сотен в специальных редукторах). Данные редукторы обладают высокой плавностью хода и бесшумностью в работе и самоторможением при определенных передаточных числах, что позволяет исключать из привода тормозные устройства. Есть различные варианты данных механизмов, например, одноступенчатые универсальные, двухступенчатые, трех, одноступенчатые с расположением червяка над колесом и глобоидные, а также с различными параметрами: Ч-80, Ч-100, Ч-125, Ч-160, 2Ч-40, 2Ч-50, 2Ч-63, 2Ч-80, РЧУ-125 и т.д.

Коническо-цилиндрические редукторы - это разновидность редуктора по конструктивному выполнению рабочих элементов. Он, как и все редукторы, служит для изменения скорости вращения при передачи вращательного движения от одного вала к другому. Именно редукторный привод один из наиболее распространенных видов приводов современных механических систем общепромышленного применения. Данный тип редукторов обладают высоким КПД и значительной долговечностью. Встречается коническо-цилиндрический редуктор для приводов конвейерных линий, для привода тягового шахтного электровоза и т.д. В привод последнего, например, входят еще колесная пара и букс. От работоспособности и ресурса коническо-цилиндрического редуктора во многом зависит обеспечение требуемых функциональных параметров и надежности машины в целом. Показатели долговечности и надежности элементов привода и, в частности, редукторов и мотор-редукторов, зависят от обоснованного выбора самого редуктора при проектировании машины, т.е. соответствия этого выбора действующей нормативной документации (НД).

К коническо-цилиндрическим редукторам относятся: КЦ1-200, КЦ1-250, КЦ1-300, КЦ1-400, КЦ1-500, КЦ2-1000, КЦ2-1300, КЦ2-500, КЦ2-750

Неправильный выбор редуктора снижает его рыночную конкурентоспособность, нанося ущерб производителю, и может привести к значительным экономическим потерям потребителя машиностроительной продукции из-за внеплановых простоев, роста ремонтных затрат и пр. Существует специальный ГОСТ 27142-97 для данных механизмов (начало действия: 01.01.2002) Стандарт распространяется на вновь проектируемые конические и коническо-цилиндрические редукторы общемашиностроительного применения с межосевым углом конической передачи 90 градусов. Он устанавливает номинальные значения основных геометрических параметров зубчатых передач, передаточных чисел редуктора, номинальных крутящих моментов, допускаемых радиальных консольных нагрузок на выходных концах валов, размеров выходных концов валов, высот осей.

Цилиндрический редуктор - одна из самых распространенных разновидностей оборудования. Главным назначением редуктора этого типа является изменение скорости вращения при передаче энергии движения между валами.

Данный вид привода является самым популярным и универсальным и широко используется в системах общетехнического назначения. Выпуск редукторов цилиндрического типа - одна из самых развитых отраслей отечественного машиностроения, подкрепленная мощной технической базой. Сегодня промышленными предприятиями серийно выпускаются редукторы с одной, двумя и тремя ступенями передач.

Редуктор служит для уменьшения частоты вращения и увеличения крутящего момента. В корпусе размещены зубчатые или червячные передачи, неподвижно закрепленные на валы. Валы опираются на подшипники, размещенные в гнездах корпуса.

Тип редуктора определяется составом передач и положением осей вращения валов в пространстве. Для обозначения передач используют заглавные буквы русского алфавита по простому мнемоническому правилу: Ц - цилиндрическая, П - планетарная, К - коническая, Ч - червячная, Г - глобоидная, В-волновая. Количество одинаковых передач обозначается цифрой. Оси валов, расположенные в горизонтальной плоскости, не имеют обозначения. Если все валы расположены в одной вертикальной плоскости, то к обозначению типа добавляется индекс В. Если ось быстроходного вала вертикальна, то добавляется индекс Б, а к тихоходному соответственно - Т.

Мотор - редукторы обозначаются добавлением спереди буквы М. Например, МЦ2СВ означает мотор - редуктор с двухступенчатой соосной цилиндрической передачей, где горизонтальные оси вращения валов расположены в одной вертикальной плоскости, здесь В не индекс, поэтому пишется рядом с заглавной буквой.

Обозначение типоразмера редуктора складывается из его типа и главного параметра его тихоходной ступени. Для цилиндрической, червячной глобоидной передачи главным параметром является межосевое расстояние; планетарной - радиус водила, конической - диаметр основания делительного конуса колеса, волновой - внутренний посадочный диаметр гибкого колеса в недеформированном состоянии.

Под исполнением принимают передаточное число редуктора, вариант сборки и формы концов валов.

Вариант сборки цилиндрических редукторов и формы концов валов по ГОСТ 20373-74; червячных редукторов - по ТУ 2.056.218-83, а коническо - цилиндрических редукторов - ГОСТ 20373-80.

Основная энергетическая характеристика редуктора - номинальный момент Т_Н, представляющий собой допустимый крутящий момент на его тихоходном валу.

Новые редукторы имеют гладкие основания корпусов с утопленными лапами, а крышки имеют горизонтальные поверхности верхних частей, служащие технологическими базами (рис. 1).

Корпуса редукторов новой конструкции имеют следующие преимущества:

1. Увеличен объем масла, что увеличивает срок его годности.

2. Возможность исключения фланцев, как основного источника неплоскостности.

3. Большая жесткость основания и податливая крышка корпуса, что улучшает виброакустические свойства.

4. Меньшее коробление при старении, что исключает течь масла;

5. Уменьшение отказов примерно на 30% из-за повышенной прочности утопленных лап.

6. Упрощение дренажирования накопленного масла от разбрызгивания из подшипниковых узлов.

7. Возможность повышения точности расположения осей валов.

8. Простота наружной обработки.

9. Отсутствие цековки под головки стяжных винтов корпуса с основанием.

10. Обеспечение требования технической эстетики.

9. Справочные материалы

Табл.I. 9.1. Крановые электродвигатели МТF с фазным ротором 50 Гц, 220/380 и 500 В. Основные параметры

Тип электродвигателя	Мощность на валу, кВт, при	Частота вращения, мин - 1	Максимальный момент, Нм	Момент инерции ротора, кгм2	Масса электродвигателя, кг
	ПВ==15%	ПВ==25%	ПВ==40%	ПВ==60%	30 мин	60 мин
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
МТF 001-6	2						800
		1,7					850
			1,4		1,4		885	4,0	0,021	51
				1,2		1,2	910
МТF 012-6	3,1						785
		2,7					840
			2,2		2,2		890	5,7	0,029	58
МТF 111-6	4,5						850
		4,1					870
			3,5		3,5		895	8,7	0,048	76
				2,8		2,8	920
МТF 112-6	6,5						895
		5,8					915
			5		5		930	140	0,068	88
				4		4	950
МТF 211-6	10,5						895
		9					915
			7,5		7,5		930	19,5	0,115	120
				6		6	945
МТF 311-6	14						925
		13					935	320	0,225	170
			11		11		945
				9		9	960
МТF 312-6	19,5						945
		17,5					950	480	0312	210
			15		15		955
				12		12	965
МТF 411-6	30						945
		27					955	650	0,5	280
			22		22		965
				18		18	970
МТF 412-6	40						960
		36					965	950	0,675	345
			30		30		970
				25		25	975
МТF 311-8	10,5						665
		9					680	270	0,275	170
			7,5		7,5		695
				6		6	710
МТF 312-8	15						680
		13					695	430	0,387	210
			11		11		705
				8,2		8,2	720
МТF 411-8	22						685
		18					700	580	0,537	280
			15		18		710
				13		15	715
МТF 412-8	30						705
		26					715	900	0,75	345
			22		26		720
				18		22	730

Табл. І. 9.2. Канат двойной свивки типа ЛК -3 конструкции 6х25 (1+6+6+12)+1 о.с. по ГОСТ 76 65-80

Диаметр каната, мм	Ориентировочная масса 1000 мм смазанного каната, кг	Маркировочная группа, МПа
		1372	1568	1764	1960
		разрывное усилие каната в целом, Н, на менее
8,1	236,5	-	31900	35100	38050
9,7	342,5	-	46300	50850	55100
11,5	464,0	54900	62700	68900	74750
13,0	605,0	71500	81750	89450	97200
14,5	763,5	90350	102500	113000	122500
16,0	941,5	110500	126500	139500	151000
17,5	1140,0	134500	153500	169000	183000
19,5	1357,5	160000	183000	201000	218500
21,0	1594,0	188500	215000	236500	256500
22,5	1857,0	219000	250500	275000	298500
24,0	2132,0	251500	288000	316500	343000
25,5	2426,0	286500	327500	360000	390500
27,5	2739,0	323500	369500	406500	441000
29,0	3071,0	363000	415000	456000	494500
32,0	3768,0	445500	509500	559500	607000
35,5	4562,5	539000	616500	677500	735000
38,5	5405,0	639000	730500	795000	868500
42,0	6349,0	751000	857500	943000	1015000
45,0	7397,0	874500	999500	1095000	1190000
48,5	8496,0	999500	1145000	125500	1365000

Табл.І. 9.3. Редукторы цилиндрические горизонтальные двухступенчатые тип Ц2.

Техническая характеристика

Типоразмер редуктора	Ц2-250	Ц2-300	Ц2-350	Ц2-400	Ц2-500
передаточные число	Частота вращения быстрохолодного вала, мин-1	режим работы	мощность на быстроходном валу, кВт
номинальное-	фактическое
1	2	3	4	5	6	7	8	9
50	50,94	750	Л	6,3	9,9	15	29,2	50
			С	4,2	7,4	11,1	19,4	37
			Т	2,42	3,9	5,9	7,9	18,75
			ВТ	1,67	2,63	3,96	7,7	13,5
		1000	Л	8,2	12,5	20	39	67,2
			С	5,66	9,5	14,2	19,3	45,5
			Т	2,87	4,75	7,25	9,6	22,9
			ВТ	2,2	3,52	4,86	10,3	13,9
		1500	Л	11,5	18,5	27,5	54,5	94
			С	7,66	11,2	18,4	25,7	59,6
			Т	3,8	7,6	9,2	13,6	32,2
			С	8,1	14,6	21,8	28,1	64
			Т	4	7,8	12,4	14,2	32,3
			ВТ	3,54	5,67	8,31	14,55	28
		1500	Л	17	27,5	40	61,6	139
			С	10,3	19,3	30,2	31,4	77
			Т	5,7	13,5	16,7	16,8	43
			ВТ	4,45	6,88	9,5	18,6	34,8
25	24,9	750	Л	12,5	19	30	60
			С	9,25	16,1	22,4	35
			Т	5,6	9,7	13,5	17,5
			ВТ	3,36	5,3	7,95	15,6
		1000	Л	14	20	36	70,5
			С	11,7	18,3	27,1	42,2
			Т	6,15	9,3	14,5	21,1
			ВТ	4,05	6,36	9,53	18,75
		1500	Л	11,5	33	54	96
			С	16,3	21,2	39,5	45
			Т	8,2	16,2	19,4	27,8
			ВТ	2,6	4,22	6,17	12,1	21,2
40	41,34	750	Л	7,5	11,5	18,4	36,2	62
			С	5,6	8,3	13,4	23,2	42,2
			Т	2,85	4,5	6,8	11,1	22,4
			ВТ	2	3,19	4,77	9,25	16,1
		1000	Л	9,8	14	22	43,5	75
			С	6,95	11,2	16,3	28,1	55
			Т	3,43	5,9	8,2	14,2	27,5
			ВТ	2,39	3,81	5,56	11,1	19,4
		1500	Л	13	21	31,5	62	107
			С	8,85	12,3	22,5	31,4	70,2
			Т	4,5	8,9	10,7	16,8	35,8
			ВТ	3,02	4,72	7,15	14	23,6
31,5	32,42	750	Л	10,5	14,5	20	48,5	83
			С	6,62	10,4	16,6	23,2	52,7
			Т	3,6	6,4	10,3	11,1	26,3



Табл.І. 9.4. Муфты упругие втулочно-пальцевые с тормозными шкивами

Номер муфты	Наибольший передаваемый крутящий момент, Н·м	Диаметр тормозного шкива	Ширина тормозного шкива D, мм	Масса муфты, кг	Момент инерции муфты, кг·м2
1	500	200	95	25	0,125
2	800	300	145	60	0,6
3	5500	400	185	125	2,25
4	7000	500	210	175	5,0

Табл.І. 9.5. Тормоза колодочные электромагнитные. Техническая характеристика

Параметры	Типоразмер тормоза
	ТКТ - 100	ТКТ- 200/100	ТКТ- 200	ТКТ- 300/200	ТКТ-300
	ТКП- 100	ТКП- 200/100	ТКП- 200	ТКП- 300/200	ТКП-300
Диаметр тормозного шкива, мм	100	200	200	300	300
Наибольший тормозной момент, Н·м
при ПВ=25%	20	40	160	240	500
при ПВ=40%	20	40	160	240	500
	16	32	125	190	420
при ПВ=100% (для ТКТ)	11	22	80	120	200
Масса тормоза, кг	12	25	37	68	92
	12,5	25	34	65	84

Примечания: 1. ТКТ - тормоза с электромагнитами переменного тока;

ТКП - тормоза с электромагнитами постоянного тока.

2. В числителе - показатели для ТКТ, в знаменателе - для ТКП.

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы был сделан анализ устройства и применения башенных кранов, даны основные их характеристики. В результате выполнения расчетных работ был рассчитан механизма вылета стрелы башенного крана. За основу был взят башенный кран КБ0-7507.АХЛ с разработкой цилиндрического кранового редуктора

Башенные краны широко применяются в гражданском, промышленном, энергетическом и гидротехническом строительстве для монтажных работ и работ по вертикальному и горизонтальному перемещению различных грузов.

Ученые и специалисты-инженеры, конструкторы постоянно ищут способы улучшения конструкции, технических параметров башенных кранов. Благодаря этому постоянно совершенствуется механика управления кранами, повышается их грузоподъемность и маневренность, убыстряются сроки их монтажа и демонтажа, а у кранов на автомобильном и пневмоколесном ходу повышается проходимость, транспортные скорости. На стройках значительно увеличилось число кранов для строительства многоэтажных и высотных зданий. В настоящее время повышению эффективности механизации, комплексной механизации строительных работ уделяется первостепенное внимание.

Успешно решается такая важная проблема, как комплексная механизация работ по монтажу строительных конструкций. Заключается она в том, чтобы полностью механизировать не только основные процессы, выполняемые башенным краном (разгрузку, складирование конструкций и материалов, подъем и установку их на место), но и все остальные процессы по монтажу конструкций: их доставку на стройплощадку, укрупнительную сборку, проверку геометрических размеров и качества конструкций, навеску и закрепление подмостей и ограждений, строповку деталей к крюку крана, выверку, расстроповку детали. Большое значение для будущего строек имеет не только число башенных кранов, но и улучшение их использования за счет лучшей организации механизированных работ, применения новых форм и методов управления парком кранов.

Список используемой литературы

1. Методические рекомендации и указания для выполнения курсовой работы по дисциплине «Строительные машины и оборудование», специальности 050729 - «Строительство»/ Таскалиев А.Т.

2. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин: Учебник для студентов вузов / Под ред. А.В. Кузьмина. - М.: Высш. шк., 1983. - 349 с.

3. Подъемно - транспортные машины: Учебник для студентов вузов / Под ред. М.П. Александрова. - Высш. шк., 1985. - 519 с.

4. Теория, конструкция и расчет строительных и дорожных машин: Учебник для студентов вузов / Под ред. Л.А. Гоберман. - М.: Машиностр., 1980. - 407 с.

5. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. - М.: Металлургия, 1981

6. Невзоров Л.А. Башенные краны. - М.: Высшая школа, 1980

Размещено на Allbest.ru