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

Расчет ведем по рекомендациям [1]. Кратность полиспаста выбираем по табл. 5.1. Применяем сдвоенный полиспаст. Принимаем кратность полиспаста а = 1. Развернутая схема полиспаста показана на рис.1Усилие в набегающей на барабан ветви каната где а = 1 – кратность полиспаста;n = 2 – число направляющих блоков;_бл = 0,98 – к.п.д. блока;m = 1 –число полиспастов.По рекомендациям [1] усилие в набегающей ветви должно лежать в диапазоне S_б = 5000…10000 Н. Полиспаст выбран верно.

2.2. Выбор грузового каната

На грузоподъемных кранах применяют главным образом стальные проволочные канаты, так как они обладают высокой прочностью, гибкостью во всех направлениях, безотказностью и надежностью, связанной с тем, что их полному разрушению предшествуют разрывы проволок, сигнализирующие об исчерпании ресурса каната.Расчетное усилие в канате определим по формулегде К = 9,0 – коэффициент запаса прочности для режима работы 6М;Р – разрывное усилие каната.Подходит канат ЛК-Р 6х19 (1+6+6\6)+1 о.с. ГОСТ 2688-80.Диаметр каната – d_к = 12 мм. Разрывное усилие каната – Р = 78550 Н.

2.3.Выбор крюковой подвески

Крюковая подвеска выбирается с таким расчетом, чтобы она соответствовала принятой схеме и кратности полиспаста, грузоподъемности и режима работы механизма.По Приложению 2 [1] подбираем крюковую подвеску.Типоразмер – 1-3,2-366 ( 1 – число блоков; 3,2 – грузоподъемность; 366 – диаметр блока).Диаметр каната – d_к = 11…14 мм. Расстояние между блоками – 124 мм.

2.4.Определение основных размеров грузового барабана

Минимальный диаметр барабана определим по формулеD_б d_к *  = 12 * 16 = 192 ммгде  = 16 – коэффициент зависящий от типа подъемного устройства, привода механизма и режима работы механизма [1].Принимаем по стандарту D

_б = 250 мм.Длину барабана определим по формуле 2*0,448 + 0,07 + 2*0,06 = 1,086 мгде - длина одного нарезного участка; – длина гладкого среднего участка; – длина гладкого концевого участка.Длину нарезного участка определим по формулегде t – шаг нарезки;t = d_к + 2…3 мм = 12 + 2…3 = 14…15 = 15 ммZ_р – число рабочих витков каната, навиваемых на один нарезной участок;где – рабочая длина каната, навиваемая на один нарезной участок;где Н = 20 м – высота подъема груза;а = 1 – кратность полиспаста;Z_непр = 1,5 – число неприкосновенных витков, которые должны обязательно оставаться на барабане после опускания груза и тем самым разгружать узел крепления каната к барабану; Z_кр = 3…4 – число витков, используемых для крепления конца каната к барабану.Длина гладкого среднего участкапоэтому принимаем .Длина гладкого концевого участкаПроверка

2.5.Расчет крепления каната к барабану

Усилие нагружения узла креплениягде f = 0,1 – коэффициент трения между канатом и барабаном;α=3* = 9,42 рад – угол обхвата барабана неприкосновенными витками.Канат необходимо прижать усилиемгде  = 0,35 – коэффициент сопротивления вырыва каната из-под планок.

Диаметр болтов, прижимающих планки к барабану, определим по формулегде Z = 2 – число болтов;R = 1,25 – коэффициент запаса, учитывающий изгибные нагрузки;[] = 80 МПа – допускаемое напряжение для болтов.Принимаем d_б = М8.

2.6.Расчет толщины стенки барабана

Основной расчет стенки барабана расчет на сжатие. Принимаем, что барабан литой, чугунный (СЧ15). Толщину стенки барабана определим по формуле = 0,02 * D_б + (6…10) = 0,02*250 + (6…10) = 11…15 мм = 14 мм.Определим расчетное напряжение при сжатии стенки огибающим ее канатомгде [] = 115 МПа – допускаемые напряжения для чугуна СЧ24 и режиме работы 6M.

2.7.Выбор канатных блоков

В канатных блоках профиль ручья выполняется в соответствии с требованиями ОСТ 24.191.05-82. блоки выполняются из стали марки 35Л-2 отливкой. Диаметр канатных блоков определим по формулеD_бл d_к *  = 12 * 16 = 192 ммПринимаем по стандарту D_бл = 250 мм.

2.8.Выбор электродвигателя

К.п.д. механизма подъема определим по формуле_м = _п * _б * _р = 0,98 *0,97 * 0,95 = 0,91где _п – к.п.д. полистпаста;_бл = 0,98 – к.п.д. блока;_б = 0,97 – к.п.д. барабана;_р = 0,95 – к.п.д. редуктора.Максимальная статическая мощность электродвигателя подъема груза равнаПо рекомендациям [1] подбираем двигатель по мощности на 30% меньше N_{ст.макс}. Подбираем по Приложению 3 [1] асинхронный электродвигатель с фазным ротором МТF 012-6.Мощность электродвигателя – N_эл = 4,5 кВт.Частота вращения – n_эл = 850 об/мин.Максимальный крутящий момент - М = 56 Н*м.

2.9.Выбор передачи

В качестве редуктора для механизма подъема выбираем цилиндрический редуктор.Расчетный эквивалентный крутящий момент на тихоходном валу редуктора определим по формулеМ_э

= К_д * М_ст.б = 0,45 * 1345 = 605 Н*м

где К_д = 0,45 – коэффициент долговечности для режима работы 6М;

М_ст.б – статический крутящий момент на валу барабана.

где С = 2 – число ветвей каната, навиваемых на барабан одновременно.

Требуемое передаточное число редуктора определим по формуле

где n_б – частота вращения вала барабана.

где V_гр = 0,133 м/с – скорость подъема груза.

Подбираем трехступенчатый цилиндрический редуктор Ц2-250. [2]

Передаточное число редуктора - i_ред. = 40.

Крутящий момент на тихоходном

валу редуктора - М_т = М_н*К_д = 2700*1,6 = 4320 Н*м

где К_д = 1,6 – повышающий коэффициент для режима работы С;

М_н = 2700 Н*м – номинальный крутящий момент на тихоходном валу редуктора.

Условие М_э= 605 Н*м ≤ М_т = 4320 Н*м выполняется.

Расхождение в передаточном числе

Расстояние между осями валов редуктора А = 535 мм.

Проверим условие компоновки

где В = 350 мм – габаритный размер электродвигателя;

 = 100 мм – расстояние между двигателем и барабаном, необходимое для монтажа.

Условие компоновки выполняется.

2.10.Выбор соединительных муфт

Быстроходный вал 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*219 = 398 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-4.Наибольший крутящий момент, передаваемый муфтой – 230 Н*м.Диаметр тормозного шкива - 200 мм.Тихоходный валДля соединения вала барабана и тихоходного вала редуктора выбираем зубчатую муфту встроенную в барабан. Такая муфта является выходным концом редуктора Ц2-250.

Делительный диаметр зубчатого венца = d_з.в. = 240 мм.

2.11.Выбор тормоза

Наибольшее применение в грузоподъемных машинах получили стопорные нормально замкнутые автоматические колодочные тормоза. При отключенном электропитании такой тормоз всегда находится в замкнутом состоянии. Если же механизм работает, то на это время тормоз размыкается, но вновь автоматически замыкается при отключении электродвигателя от сети.Тормоз размещаем на быстроходном валу редуктора. По рекомендациям [1] выбираем тип тормоза ТКТ. Расчетный тормозной момент определим по формулеМ_т = К_т * М_ст.т. = 1,5 * 159 = 238 Н*мгде К_т = 1,5 – коэффициент запаса торможения [1];М_ст.т. – статический момент сопротивления при торможении, создаваемый весом номинального груза на быстроходном валу.Выбираем типоразмер тормоза ТКТ-200.Диаметр тормозного шкива - 200 мм.Номинальный тормозной момент - М_т.н. = 160 Н*м.

2.12.Проверка электродвигателя на время его разгона

В соответствии с указаниями в [1] расчет времени разгона для электродвигателя с фазным ротором не проводится.

2.13.Определение коэффициента пусковой перегрузки электродвигателя

В соответствии с указаниями в [1] расчет коэффициента пусковой перегрузки для электродвигателя с фазным ротором не проводится.

2.14.Проверка времени торможения механизма подъема груза

Продолжительность срабатывания тормоза проверяют при движении груза вниз. Время торможения определяем по формулегде - приведенный к быстроходному валу маховой момент механизма и груза;где К = 1,25 – коэффициент, учитывающий массы, вращающиеся на отдаленных от электродвигателя валах;