Файл: Курсовой проект по дисциплине "Грузоподъемные машины" на тему "Проектирование мостового крана".docx

= 1,13 Н*м² – маховый момент ротора электродвигателя; = 2,2 Н*м – маховый момент муфты, соединяющей вал электродвигателя с редуктором;V_гр = 6,5 м/мин – скорость подъема груза;Среднее замедление при торможении

3.Расчет механизма передвижения мостового крана

3.1.Определение диаметра ходовых колес крана

Максимальное вертикальное усилие, приходящееся на одно ходовое колесо крана определим по формулегде Q_кр – масса крана, т;z = 4 – число опорных колес крана;К₁=1,1 – коэффициент неравномерности нагружения колес;К₂ = 1,1 – коэффициент перегрузки.Массу крана определим по формулеПо усилию подбираем диаметр ходовых колес крана D_к = 250 мм. Диаметр цапфы под подшипник d_п = 45 мм.

3.2.Определение статического сопротивления передвижению крана

Статическое сопротивление передвижению крана определим по формулеW_ст = W_тр + W_у = 1 + 0,89 = 1,89 кНгде W_тр – сопротивление от сил трения;W_у – сопротивление уклона рельсового пути;Сопротивление от сил трения определим по формулегде f = 0,015 – приведенный коэффициент трения в подшипниках колес; = 0,3 мм – коэффициент трения качения колеса по рельсу;К_р = 1,1 – коэффициент, учитывающий дополнительное сопротивление от скольжения реборд колес по головке рельса при перекосах крана.Сопротивление от уклона рельсового путиW_у = α*(Q_кр + Q_гр ) * g = 0,005*(13,56 + 1,0) * 9,81 = 0,89 кНгде α – продольный уклон рельсового пути.

3.3.Определение сил сопротивления передвижению крана

с учетом сил инерции

Силы сопротивления движению крана с учетом сил инерции определим по формулеW_макс = W_ст + W_ин + W_р = 1,89 + 1,14 + 0,952 = 3,98 кНгде W_ин – сила инерции движущихся масс крана и вращающихся масс механизма;W_р – дополнительное сопротивление, вызываемое раскачиванием груза на гибкой подвеске.Силу инерции движущихся масс крана и вращающихся масс механизма определим по формулегде  = 1,25 – коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся частей механизма;t_р = (3…8) с – время разгона.дополнительное сопротивление вызываемое раскачиванием груза на гибкой подвеске.Дополнительное сопротивление, вызываемое раскачиванием груза на гибкой подвеске.

3.4. Выбор электродвигателя для механизма передвижения крана

Потребная статическая мощность электродвигателя механизма передвижения кранагде Z_м = 2 –число механизмов передвижения;_м = 0,9 – к.п.д. механизма передвижения.Потребная пусковая мощность электродвигателя механизма передвижения кранаКоэффициент фактической пусковой перегрузки электродвигателяПодбираем по Приложению 3 [1] асинхронный электродвигатель с фазным ротором МТF 011-6.Мощность электродвигателя – N_эл = 1,7 кВт.Частота вращения – n_эл = 850 об/мин.Максимальный крутящий момент - М = 39 Н*м.Номинальный крутящий момент электродвигателяКоэффициент пусковой перегрузкиУсловие  = 2,04  _ф = 1,4 выполняется.Для соединения вала электродвигателя с быстроходным валом редуктора выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую МУВП.Расчетный крутящий момент на муфте для быстроходного вала определим по формулеМ_р.м.б. = К₁*К₂*К₃ *М_ст.дв = 1,4*1,3*1*49 = 89 Н*мгде К₁ = 1,4 – коэффициент ответственности передачи;К₂ = 1,3 – коэффициент условий работы;К₃

= 1 – коэффициент углового смещения;

М_ст.дв. – крутящий момент от внешней нагрузки на быстроходном валу редуктора.

Подбираем типоразмер муфты МУВП-1.

Наибольший крутящий момент, передаваемый муфтой – 35 Н*м.

Диаметр тормозного шкива - 100 мм.

Уточним время разгона

где - маховой момент механизма передвижения, приведенный к быстроходному валу.

М_и – избыточный момент, создаваемый электродвигателем в период разгона механизма.

М_и = М_ср.п. – М_ст.дв. = 30,56 – 3,28 = 27,28 Н*м

где М_ср.п. – среднепусковой момент двигателя

М_ср.п. = 1,6 * М_н = 1,6*19,1 = 30,56 Н*м

где i_м – передаточное число механизма

где n_к – частота вращения приводного колеса.

Ускорение при разгоне

3.5. Выбор редуктора для механизма передвижения

Механизм передвижения состоит из двухступенчатого цилиндрического редуктора и открытой цилиндрической зубчатой передачи.Принимаем передаточное число открытой зубчатой передачиi_з.п. = 2,8Тогда передаточное число редуктора определим по формулеПринимаем i_ред = 16Расчетный эквивалентный крутящий момент на тихоходном валу редуктора определим по формулеМ_э = К_д * М_ст.т = 0,45 * 44 = 19,8 Н*мгде М_ст.т. – статический крутящий момент на тихоходном валу редукторагде _з.п. = 0,96 – к.п.д. открытой зубчатой передачи. Подбираем двухступенчатый цилиндрический редуктор Ц2У-125-. [2]Передаточное число редуктора - i_ред. = 16.Крутящий момент на тихоходном валу редуктора - М_т = М_н*К_д = 500*1,6 = 800 Н*мгде К_д = 1,6 – повышающий коэффициент для режима работы С;

М_н = 500 Н*м – номинальный крутящий момент на тихоходном валу редуктора.Условие М_э= 19,8 Н*м ≤ М_т = 800 Н*м выполняется.

3.6. Выбор тормоза для механизма передвижения крана

Определим максимальное сопротивление передвижению крана при трогании с места без учета массы груза.W_макс = W_тр + W_у + W_ин = 0,87 + 0,77 + 0,34 = 1,98 кНгдеW_у = α * Q_кр * g = 0,005*15,84 * 9,81 = 0,77 кНОпределим силу сцепления колес с рельсамиW_сц = G_сц * _сц = 77,7 * 0,12 = 9,32 кНгде _сц = 0,12 – коэффициент сцепления колес с рельсами;G_сц – сцепной вес крана.где Z_в = 4 – число ведущих колес;Z = 8 – общее число колес.Определим запас сцепления приводных колес с рельсамиЗапас сцепления достаточен.Определим необходимый тормозной момент.М_т = М_изб – М_{сопр.дв} = 32 – 2,65 = 29,35 Н*мгде М_изб – избыточный момент создаваемый тормозом одного механизма передвижения.где t_т – время торможения.где j_ср = 0,45 м/с² – среднее ускорение при торможении.М_{сопр.дв} – момент сопротивления на валу электродвигателя при торможении.Подбираем тормоз для механизма передвижения из условияМ_т.н.  М_тПодбираем тормоз ТКТ-200.Диаметр тормозного шкива - 200 мм.Номинальный тормозной момент - М_т.н. = 40 Н*м.

3.7. Размеры открытой зубчатой передачи

Размеры открытой зубчатой передачи механизма передвижения определяем из условия геометрической компоновки.Числа зубьев колес:- шестерня - z₁ = 11;- колесо - z₂ = 31;- паразитное колесо - z₃ = 21.Модуль передачи - m = 10 мм;Делительные диаметры колес:- шестерня - d₁ = m * z₁ = 10 * 11 = 110 мм;

- колесо - d₂ = m * z₂ = 10 * 31 = 310 мм;- паразитное колесо - d₃ = m * z₃ = 10 * 21 = 210 мм.

4. Расчет механизма передвижения тележки

Механизм передвижения тележки предполагается выполнить по кинематической схеме, показанной на рис.5.Рис.5. Кинематическая схема механизма передвижения тележкиДля передачи крутящего момента от двигателя к приводным колесам использован вертикальный редуктор типа ВКН. Вал двигателя соединен с быстроходным валом редуктора втулочно-пальцевой муфтой, на одной половине которой установлен колодочный тормоз с электрогидротолкателем.Сопротивление, кгс, передвижения тележки с номинальным грузом, при установившемся режиме работы определяем по формуле ,где Q=25000кгс – номинальный вес поднимаемого груза;G_T – собственный вес крановой тележки; принимаем G_T=10000 кгс;D_к – диаметр ходового колеса тележки.Для данной грузоподъемности предварительно можно выбрать диаметр колеса, пользуясь рекомендациями табл. 25 /1/. Принимаем двух реберное колесо с цилиндрическим профилем обода, диаметром D_к=250 мм (прил. LIX, LVI /1/);d = (0,25…0,30) D_к – диаметр цапфы, мм;f = 0,015 – коэффициент трения в подшипниках колес; подшипники выбираем сферические двухрядные (табл. 26 /1/);μ = 0,03 см – коэффициент трения качения колеса по плоскому рельсу (табл.27 /1/). Изготовляем колесо из стали 65Г (ГОСТ 1050-74), твердость поверхности катания НВ 320…350;k_p = 2,5 – коэффициент, учитывающий сопротивление от трения реборд колес о рельсы и от трения токосъемников о троллеи (табл. 28 /1/); W_цк – сопротивление, кгс, передвижению от уклона. Уклон ненагруженной главной балки принимаем равным нулю;W_B – сопротивление передвижению от действия ветровой нагрузки, определяемое по формуле /1/. При расчете мостовых кранов, работающих в закрытых помещениях, принимают W_B=0.Наибольшее сопротивление передвижению тележки с номинальным грузом при установившемся режиме кгс.Двигатель механизма передвижения тележки выбираем по пусковому моменту. Значение пускового момента должно быть таким, при котором отсутствует пробуксовка ведущих