Файл: Курсовая работа Проектирование мостового крана студент гр. М41 Н. С. Кравченко Новосибирск 2012.doc

МПа;
где [ σ _сж] = 110 МПа - допускаемое напряжение сжатия для стального барабана;

f = 0,7 - 0,8 - коэффициент, учитывающий влияние упругой деформации каната и барабана.
МПа;
77 МПа < 110 МПа.
При условии L_п > 3D_б барабаны рассчитывают на прочность от деформации кручения и изгиба.
L_п = 1160 мм < 3D_б = 2430мм.

Выбираем барабан: полная длина барабана – 1160 мм

диаметр барабана – 810 мм

1.6 Определение мощности и выбор электродвигателя
кВт;
где = 0,3 - скорость подъёма, м/сек;

= 0,8 ÷ 0,85 - общий к.п.д. грузовой лебёдки.
По найденной N_ст и ПВ 40% из табл.16/2/ выбираем двигатель MTH 612-8;

N_дв = 60 кВт; n_дв = 575 об/мин; I_р = 5,25 кгм².

1.7 Кинематический расчет привода. Выбор редуктора
Передаточное число редуктора механизма подъёма определяется по формуле:
u = n_дв/n_б;
где n_дв - обороты двигателя, об/мин;

n_б - обороты барабана, об/мин.
об/мин;
u = 575/14,15 = 40,6
По передаточному отношению из табл.12 /2/ выбираем исполнение II и передаточное число редуктора u_р = 40,17. Редуктор РМ - 1000, N = 67 кВт,

n_р = 600 об/мин.
1.8 Расчет и выбор тормоза




Тормоз выбираем по тормозному моменту
Нм
где k_т = 2 - коэффициент торможения;

М_ст - статический момент, Нм.
Нм;

По табл.V.2.23. /4/ выбираем тормоз ТКГ - 400 М_т = 1500 Нм, I_м = 4,8 кгм².


1.9 Расчет двигателя на нагрев
Проверку двигателя на нагрев производим по формуле:

,

---

Нм;

,

где φ = 1,5 - 1,6 – кратность среднего пускового момента..

Нм;
Время цикла
T_ц = 8t_у + 2∑t_пi , с;
где t_у - время уставки, с;

t_п - время пуска двигателя, с.



Рисунок 5 График загрузки механизма подъёма
Таблица1 К расчёту на нагрев

	Qн = 200000Н	Q1 = 150000Н	Q2 = 390000Н	Q3 = 10000Н
Si, Н	50500	37870	9840	2520
Mстi, Нм	1060	795	206,7	53
	4,7	3,5	9,2	0,23
	4151,38	6682,13	12300,4	13768,23
tп, сек	1,67	1,03	0,56	0,5

Время уставки: с; с.Угловая скорость двигателя: рад.Средний квадратичный момент:где ∑ M_стi - сумма статических моментов, Нм. Средняя квадратичная мощность: кВт < 60 кВтСредняя квадратичная мощность двигателя меньше максимальной мощности двигателя, значит, выбранный двигатель подходит для рассчитываемого механизма подъема груза.1.10 Компоновка механизма подъема

---

Чтобы выполнить компоновку механизма подъема груза по П-образной схеме должно выполняться следующее условиеА ≥ (D_б + D_дв) / 2где А - межосевое расстояние выбранного редуктора, А = 850 мм,D_б = 630 мм, D_дв = 933 мм. /3/,/4/.(630 + 933) / 2 = 796,5 < 850,принимаем схему компоновки П-образную.2 Расчет механизма передвижения крана2.1 Выбор и обоснование кинематической схемы механизмаМеханизм передвижения тележки с центральным приводом колёс и тихоходным валом (рисунок 8) состоит из неприводной части - холостых ходовых колёс и приводной части - приводных ходовых колёс, электродвигателя, тормоза и редуктора, который устанавливается в середине пролёта моста. Электродвигатель устанавливаем серии MTH или MTF, редуктор - вертикальный (т.к. сам механизм на раме, а колёса под рамой) 2-3х ступенчатой серии ВК, ВКУ, ВКН. Редуктор должен обеспечивать не только расчётное передаточное отношение, но и согласовывать взаимное положение осей двигателя и колеса. Тормоз - нормальнозамкнутый, желательно длинноходовой, а если по компоновке не подойдёт, то короткоходовой с электромагнитом постоянного тока. Соединительные муфты – зубчатые (т.к. имеют небольшие размеры).2.2 Определение нагрузок и расчет (выбор) геометрических параметров (ходовых частей)Определим max и min нагрузку на ходовое колесо тележки в предположении равномерного распределения нагрузки по всем четырём колесам кН;где G_т =63 кН- вес тележки, G_кр =220 кН – вес крана. кН.Рассчитаем диаметр ходового колеса , мм;где k_д =1,2 - коэффициент, учитывающий влияние вертикальной динамической нагрузки;b = 100 мм - ширина головки подкранового рельса;[q] = 8 МПа - допускаемое давление в зависимости от материала обода колеса, см. табл.15/2/;P_экв - эквивалентная нагрузка на колесо, кН: кН,где k_р - коэффициент, учитывающий характер работы в зависимости от режима: Т,

---

k_р = 1,3;К_н = - коэффициент, учитывающий переменность нагрузки.К_н = ; мм.Примем стандартное значение D_к = 400мм, колёса цилиндрические двухребордные.Число колёс в одной опоре:Z = P^мах / [р],где [р] = 200 … 250 кН допускаемая нагрузка на одно колесо, при железобетонных и металлических шпалах.Z = 186,5 /200;Z = 0,93 Принимаем 1 колесо под одной опорой.2.3 Расчет сопротивлений, действующих на механизмСопротивление передвижению тележки - W_пер определяется как сумма сопротивлений от трения в ходовой части - W_т, от уклона пути - W_ук и силы инерции W_и: , кНКаждая из этих составляющих сопротивлений находится из выражений: кН,где G_т и Q_н - вес тележки и груза, кН;k_р = 1,5 - коэффициент, учитывающий трение реборд и ступиц колёс для тележек;µ_ц = 0,015 - коэффициент трения в подшипниках качения: для шариковых и роликовых подшипников; d_ц = 50 мм – диаметр цапфы колеса – для тележекf = 0,5 – 0,6 мм - коэффициент трения колеса по рельсу, кН,где γ = 0,002 - угол уклона подкрановых путей. кН,где а = 0,15м/с² - ускорение передвижения машины. кН.Принято по одному приводному колесу на каждой рельсовой нити.Проверим запас сцепления ,где ∑P_пр - суммарная нагрузка на приводные колёса, кН:где k = 1,1 - 1,2;- коэффициент запаса;μ_сц = 0,12 - коэффициент сцепления колёс с рельсом;μ_ц = 0,015 – 0,02 - коэффициент трения подшипников, приведённый к цапфе колеса.

---

кН,

.

2.4 Определение мощности и выбор электродвигателя
Мощность электродвигателя механизма передвижения рассчитывается по формуле
кВт,
где - скорость передвижения тележки,

η_пр - к.п.д. привода (η_пр = 0,8 - 0,85).
По найденной N_дв и ПВ 40% из табл. II. 1.11 /3/ выбираем двигатель MTН 312 - 6; N_дв = 15 кВт; n_дв = 950 об/мин; I_р = 0,255 кгм².
2.5 Кинематический расчет и выбор редуктора
Общее передаточное число механизма uоб равно
,
где n_к - число оборотов ходового колеса:
об/мин,

,
По передаточному числу, частоте вращения быстроходного вала и режиму работы выбираем редуктор РМ - 350, i=10,35, N=21,8 кВт см. табл. 4.10 /1/.

2.6 Расчет и выбор тормоза
Тормоз выбирается по каталогу по величине расчётного тормозного момента - Мт (Нм)
Нм,
где β - коэффициент запаса торможения ( β = 1,1 - 1,3 ).
Выбираем колодочный длинноходовой тормоз ТКГ - 200, М_т = 300 Нм,

I_м = 0,32 кгм² по табл. V.2.23. /4/.


2.7 Расчет двигателя на время пуска

Время разгона крана до номинальной скорости вверх по уклону вычисляют по формуле:

,
где , кНм,
с.
Для нормальной работы крана, время пуска-торможения должно быть равно до 8 с. Расчетное время входит в этот интервал, значит двигатель для механизма выбран правильно и может быть установлен на кран.


3 Выбор приборов безопасности для рассчитанных механизмов
Для механизма подъема груза устанавливаем следующие приборы безопасности:

1. 
   о граничитель высоты подъема груза. Концевой выключатель срабатывает при соприкосновении с размыкающим грузом корпуса грузозахватного устройства, при срабатывании ограничителя отключается электродвигатель механизма подъёма. Ограничитель устанавливаем на раме тележки;
   

---