Кран баштовий з неповоротною баштою і горизонтальною стрілою

Міністерство освіти і науки України

Київський національний університет будівництва і архітектури

Кафедра будівельних машин

Розрахунково-пояснювальна записка до курсового проекту з дисципліни

"Вантажопідйомна та транспортуюча техніка"

Тема проекту: Кран баштовий з неповоротною баштою і горизонтальною стрілою

Автор проекту:

студент групи БМО-32

Перловський В.В

Керівник:

доц. Русан Ігор Володимирович

Київ-2007

План

Початкові дані

1. Загальний розрахунок крана

2. Загальний розрахунок механізму підйому

3. Загальний розрахунок механізму пересування

4. Загальний розрахунок механізму обертання

5. 3агальний розрахунок механізму підйому стріли

6. Загальний розрахунок механізму пересування вантажної лебідки

7. Розрахунок на міцність

Початкові дані

1. Загальний розрахунок крана

Згідно з завданням обираємо тип крана по темі 4:

кран баштовий з неповоротною баштою і горизонтальною стрілою.

Орієнтовні розміри частин

Габаритні розміри перерізу башти, м:

- квадрат зі стороною

=

=1,6

Габаритні розміри ґратчастої стріли, м:

- висота

Висота від головки рейки до шарніру п'яти стріли, м

- горизонтальної:

h=29,58

Висота оголовка башти, м

6

Відстань від вісі башти до вісі п'яти стріли, м

Розрахункова довжина противажної консолі від осі повертання крана до центру противаги:

Колія і база ходової частини крана, м

Кут нахилу під'йомної стріли до горизонту, град: при A max /Аmin

Розрахункова довжина стріли, м

- горизонтальної

=17,82

Орієнтовний діаметр опорно-поворотного круга, м

Визначення маси крана та його окремих елементів

Загальна вага крана , кН

Укрупнене розподілення загальної ваги крана, т :

Маса металоконструкції крана, т:

Маса механізмів крана:т

Визначення координат центра ваги крана

Зведена таблиця для розрахунку положення центра ваги крана

1.

2.

2. Загальний розрахунок механізму піднімання вантажу

Вихідні дані:

V=0.3 м/с

H=25 м

l1=21

Q= 12,5

Вага номінального вантажу, кН

G=Qg

G =125

Складаємо кінематичну схему механізму та схему запасовки вантажного каната,

Рис. Кінематична схема механізму підіймання вантажу

Вважаємо, що кратність поліспаста m=4, кількість напрямлених блоків за схемою nбл= 4

ККД поліспаста та загальний ККД канатно-блочної системи, де m = 4 nбл= 4

з= 0.98 - ККД блока на підшипниках кочення

ККД поліспаста

ККД канатно-блочної системи зк.б =зn?зn бл зк.б=0.89

Найбільший натяг канату, кН

Необхідне розривне зусилля канату, кН, де n= 5.5 - запас міцності каната

Sроз=S• n

Sроз = 193,12

Вибираємо канат підвісний, ЛК-Р дротів з одним органічним осердям, діаметром d=21 мм , розривне зусилля якого при маркувальній групі 1372 МПа становить 194,5 кН

Мінімально допустимі діаметри блоків та барабана, мм, (вибираємо з ряду нормальних лінійних розмірів найближчий більший діаметр блока, де e = 25 - коефіцієнт при d= 21)

Dmin= d•(e-1)

Dmin=504

Згідно з ГОСТ 6636-69 з ряду нормальних лінійних розмірів вибираємо діаметр блоків Dбл =560

Діаметр барабана в першому наближенні визначаємо з ряду нормальних лінійних розмірів, мм D =660

Середній діаметр каната на барабані, мм

Dc=D +d Dс=681

z3= 2 - число запасних витків, zk= 2 - число витків для кріплення канату притискною

планкою.

Кількість витків нарізки барабана

Довжина нарізаної частини барабана, мм, де крок нарізки барабана tн= 24.19

Lнар=z•tн

Lнар=1228,852 мм

отже барабан короткий

Статична потужність двигуна при підйомі вантажу, кВт

зб= 0.98 - ККД барабана

зл= 0.93 - ККД двоступеневого редуктора

Загальний ККД:

з3= зк-б?зб?зл

зз= 0.81

Вибір електродвигуна:

Вибираємо електродвигун з фазним ротором серії МТН 711-10 з характеристиками :

ТВ = 60% Nдв=65 кВт

nдв=592 хв-1

J= 10,25кг•м2

m1 дв= 1550 кг

Кутова швидкість вала двигуна, с -1

Номінальний момент, Н•м

Середній пусковий момент двигуна,Н•м , де ш=1.55

Мп.с= ш ?Мн

Мп.с = 1625,95

Частота обертання барабана і розрахункове передаточне число редуктора

Частота обертання барабана, хв.-1

Передаточне число вантажної лебідки

і3= 12,58

Статичний момент на валу гальмівного шківа при спусканні вантажу, Н• м з3= 0.85

Гальмівний момент, Нм , де kг=1.75

Мг=kгМс1

Мг= 857,9

Вибір гальма:

Вибираємо гальмо ТКГ- 400 з гальмівним моментом 1500 Нм і діаметром гальмівного шківа Dг= 400 мм. Тип штовхача ТГН-80

Для з'єднання вала двигуна з валом редуктора вибираємо втулочно-пальцеву муфту №4 з номінальним обертальним моментом 2000 Нм, діаметром гальмівного шківа Dг=400 мм і моментом інерції Jм =4.8 кгм2

Перевірка електродвигуна на тривалість пуску, с

Що більше (1.. .2) с

Прискорення пуску, мс2

ап = 0.23

Перевіряємо вибраний електродвигун на короткочасне перевантаження

Таким чином вибираний електродвигун витримав первірку на час пуску і короткочасне первантаження.

Вибираємо редуктор:

Максимальний обертальний момент на тихохідному валу редуктора

Приймаємо редуктор Ц2-650. Має передаточне число і обертальний момент режиму роботи М5 18. nш=8 с-1. Перевіряємо найбільше консольне навантаження на тихохідний вал, яке для редуктора Ц2-650 =45. Найбільше зусилля в канаті, яке може передаватися на тихохідний вал при розміщенні каната на крюк барабана біля редуктора S=35.1 кН. Таким чином, редуктор Ц2-650 задовільня є вимагати навантаження.

Час гальмування механізму:

Шлях який проходить вантаж:

3. Загальний розрахунок механізму пересування крана

Q=12.5 т

m= 99,219 т

vпер= 0,3 м/с

Pmax= 273,7 кН

Найбільше навантаження на ходове колесо, кН

Вага вантажу що підіймається

Вага крана:

Вибір діаметра ходового колеса за найбільшим навантаженням Dх к = 630 мм

Коефіцієнт опору пересуванню з урахуванням тертя реборд об рейки w= 0.015 Опір від тертя у ходових частинах на прямолінійному відрізку шляху, кН

Wm = w• Gк в Wm =14.46

Ухил кранового шляху i=0.005

Опір пересуванню від ухилу шляху, кН

Wy= Gк в•I Wy=5.5 кН

Опір пересуванню на криволінійних відрізках шляху, кН Wкв= Wm Wкв=16,42 кН

Cтатична складова сили вітру на кран з вантажем для II розрахункового випадку, кН

РвIIс =РIIп•Fн пв + Р IIпп•Fн пп + Р IIхв• Fн хв + Р IIв • Fн в+Р IIб• Fн б+ Р IIс•Fн_стр + Р IIkk•Fн_кк = 15,4 кН

Динамічна складова сили вітру на кран з вантажем, кН

Р IIб• Fн б•0.11+ Р IIс•Fн_стр•0.1 •Р IIkk•Fн_кк•0.1+РIIп•Fн пв •0.12+ Р IIпп • Fн пп•0.12 + Р IIхв• Fн хв•0.12+ Р IIв • Fн в•0.1 = 12,85 кН

Сумарна сила вітру на кран з вантажем, кН

для першого розрахункового стану

РII= РIIдс + Р IIсc

РII =15,4+12,85=28,3 кН

для другого розрахункового стану

РвІ= 0,6• Р IІв=0,6•28,3=16,98 кН

Статичний опір пересуванню, кН

Wс=Wт+Wу +РІІ+Wкр

Wс= 55,32

Статична потужність двигуна за сталого руху на підйом проти вітру з тиском РІІ, кВт де zп= 2 - кількість привідних візків

Вибір двигуна

Вибираємо електродвигун з фазним ротором МТF 211-6 з характеристиками: потужність при ТВ=25% Nдв= 9.0 кВт, частота обертання двигуна nдв= 915 хв -1, максимальний момент Mmах дв =191 Н•м, момент інерції ротора Jp = 0.115 кг•м2, маса m2дв=120 кг

Кутова швидкість вала двигуна, с-1

Номінальний момент, Н•м

Середній пусковий момент двигуна, Н•м

Мпс = ш•Мн

Мпс= 145.67

Частота обертання ходового колеса, хв-1

Загальне передаточне число механізму

Перевірка двигуна на час пуску, с , де момент інерції по номінальному обертальному моменту Jм=0.24 кг•м2 z=2

Прискорення крана при пуску механізму пересування м•с-2

Перевірка двигуна на короткочасне перевантаження Н• м

мmах дв >мдв.т - нерівність задовольняється

Кінематична схема механізму, враховуючи, що кожний привідний візок опирається на два колеса

Рис. Кінематична схема механізма пересування крана

Розбиття загального передаточного числа по ступенях, де число зубців зубчастого вінця z2= 42 модуль m0 = 10. Число зубців шестерні z1= 22

Передаточне число редуктора

Максимальний обертальний момент на тихохідному валу редуктора, Н•м

Mm =Mmax дв • iред ? зред Mm =7676 Н•м

Вибираємо редуктор Ц2-350, який має передаточне число iред = 50,9 і обертальний момент на тихохідному валу Мт.р= 8,2 кН•м, частота обертання швидкохідного вала nщр=16 с-1

Найбільше консольне навантаження на тихохідний вал, ( радіальна сила у зубчастої передачі)

де б=20° - кут зачеплення

Найбільше консольне навантаження на тихохідний вал редуктора дорівнює 20 кН, таким чином редуктор Ц2-350 задовольняє вимогам.

Фактичне загальне передаточне число механізму

Розрахунковий гальмівний момент, Нм

де час гальмування вважається приблизно таким самим, як і час пуску 6 с

Вибір гальма: приймаємо ТКТ-200 з діаметром гальмівного шківа Dг = 200 мм і гальмівним моментом при ТВ=25% 160 Hм

Запас зчеплення ходових колес з рейками при розгоні на підйом проти вітру, де м0 = 0.12 - коефіцієнт зчеплення ходових колес з рейкам - сила інерції мас крана з вантажем, Н

- навантаження на привідні колеса

Запас зчеплення ходових колес при гальмуванні під ухил за вітром, де

Страницы: 1, 2