Расчет грузоподъемных машин
еакции опор (по уравнениям статики)

Проверка

Изгибающие моменты

Крутящие моменты .

Эквивалентный момент

Эквивалентное напряжение Определяется по наибольшему в стенке

,

где - эквивалентный момент сопротивления поперечного сечения барабана изгибу

Здесь

5.1.3 Прочность полуоси

Выполняем для правой (по рис.3) полуоси, имеющей большие осевые размеры. Выбираем материал сталь ГОСТ с пределом текучести МПа (табл. П.4.)

Изгибающий момент в сечении АА

Напряжение изгиба

5.1.4 Прочность сварного шва

где - катет шва; принимаем .

5.1.5 Долговечность опор

Проверяем для опоры В, т.к. этот подшипник вращается Эквивалентная и приведенная нагрузка определяются по методике п. 3.4. Здесь , для роликоподшипника..

Частота вращения Согласовать размерности скорости и диаметров. барабана

, мин-1

Требуемая динамическая грузоподъемность

кН

где - см. п. 3.4.

5.1.6 Крепление конца каната

Выполняем прижимной планкой с полукруглой канавкой [2, табл. 8] для каната диаметром мм. Планка крепится винтом М из стали ( МПа.)

Натяжение каната в месте крепления Здесь - см. п.2.

,

где - коэффициент трения между канатом и барабаном, - угол обхвата барабана неприкосновенными витками; принимаем , [1, с.63].

Сила затяжки винта

,

где - число болтов в креплении, - коэффициент трения между канатом и планкой, - угол обхвата барабана витком крепления каната; принимаем Число планок не менее двух . , , [1, с.63].

Сила, изгибающая винт,

Суммарное напряжение в каждом винте Принять - см. рис. 2.5. [1]. Если , увеличить число планок .

,

где - коэффициент надежности крепления, - расстояние от головки винта до барабана, - внутренний диаметр резьбы винта; принимаем , мм, .

5.2 Литой барабан

Изготавливаем из серого чугуна ГОСТ (табл. П.4) с пределом прочности сжатия МПа.

Толщина стенки из расчета на сжатие

,

где - допускаемое напряжение; для чугуна .

Толщина В этом случае толщина д.б. не менее 12 мм стенки из условия технологии изготовления литых барабанов

Принимаем Принять большее из двух значений мм [3].

5.2.1 Эскизная компановка Компоновку выполнить в масштабе. Эскиз барабана - см. рис. П.4 (рис. ).

По диаметру расточки мм (табл.П.9) выходного вала редуктора Указать тип редуктора (см. п.4.2) выбираем Выбрать шарико- или роликоподшипник [2, табл. 9 или 10]. : , , , мм, , кН. Совмещаем на общей оси середину подшипника, зубчатого венца 1 вала редуктора и венца 2 барабана [2, табл.13].

Основные размеры Размеры и - см. выбор редуктора, зазор мм, С - см. [2, табл. 12].

принимаем мм.

Из компоновки , = , , , мм.

5.2.2 Прочность барабана

Рассматриваем барабан как балочку на шарнирно-подвижных опорах А и В, расположенных по середине ступиц барабана.

Реакции опор

Проверка

Изгибающие моменты

Крутящие моменты

Эквивалентные моменты

Эквивалентное напряжение Определяется по большему . в стенке

,

где - эквивалентный момент сопротивления поперечного сечения барабана изгибу

,

где

5.2.3 Прочность оси

Для изготовления принимаем сталь ГОСТ с пределом текучести МПа [ ].

Реакции опор

Проверка

Изгибающие моменты

Расчетное напряжение Здесь М - большее значение из и .

т ,

где - диаметр оси.

МЕХАНИЗМ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ТЕЛЕЖКИ

Последовательность расчета

1. Выбор схемы механизма, ее описание.

2. Выбор массы тележки, ходовых колес и определение сопротивления передвижению.

3. Выбор электродвигателя, редуктора, муфт, тормоза.

4. Проверка двигателя на пусковой режим и устойчивость процесса пуска.

5. Проверка двигателя на нагрев.

6. Расчет ходовых колес.

Если по условиям пуска получаются неприемлемые время пуска и ускорение, принять более мощный двигатель, проверить пригодность ранее принятых редуктора (по и ) и тормоза (по ).

Методика расчета

Задано: грузоподъемность (т), скорость передвижения (), режим работы.

1. Схема Здесь рассматривается механизм с редуктором ВК (см. рис. П.7, а). Можно применить механизм с редуктором ВКН (навесного типа) - см. рис. П.7, б. механизма (рис.4).

Электродвигатель через муфту соединен с вертикальным редуктором ВК. Выходной вал редуктора муфтами и промежуточными валами соединен с ходовыми колесами.

2. Сопротивление передвижению

Масса тележки [1. с. 13].

Наибольшая нагрузка на одно колесо

где - количество колес тележки; принимаем = 4.

Выбираем Выбрать при скорости . [1, табл.III.2.3] при заданной скорости передвижения и режиме работы колесо : диаметр мм, допускаемая нагрузка кН, тип рельса . В опорах колеса установлены подшипники Указать вид подшипника. (табл.П.10) с внутренним диаметром мм; диаметр реборд мм (табл.П.10).

Сопротивление передвижению с номинальным грузом

, кН,

где - коэффициент трения в опорах колеса, - коэффициент трения качения колеса по рельсу, - коэффициент, учитывающий трение реборд о рельс, - уклон пути; принимаем [1, с.33], мм при мм и рельсе Указать, с плоской или выпуклой головкой с головкой [1, табл.1.28], при подшипниках качения [1, с.33], [1, табл. 2.10].

3. Выбор элементов привода

3.1 Электродвигатель

Статическая мощность привода

, кВт ,

где - КПД механизма передвижения; принимаем [1, табл. 1.18]. Выбираем Выбрать по условию [1, табл.ІІІ.3.5] двигатель : номинальная мощность при ПВ = % кВт, частота вращения мин-1, максимальный (пусковой) момент , момент инерции редуктора , мощность при ПВ = 25% кВт, диаметр вала , высота центров мм [1, табл. ІІІ.3.6].

Условное обозначение: [1, с.38].

3.2. Редуктор

Частота вращения ходовых колес

, мин-1

Передаточное отношение привода

Минимально возможное суммарное межосевое расстояние редуктора

Выбираем Выбрать в зависимости от применяемой схемы механизме редуктора ВК [ 5, прил.LXIV] или ВКН (табл.П.11 или [5, прил.LXII] по условиям , - ближайшее к передаточному отношению , диаметр выходного вала [2, табл.27 или 28], [5, прил. LXI или LXIII]. [ ] редуктор : передающая мощность кВт при режиме работы, частота вращения мин-1. передаточное число , диаметр входного вала мм [ ], диаметр выходного вала мм [ ].

Фактическая скорость передвижения

,

3.3 Муфта на быстроходном валу

Номинальный момент на валу

Расчетный момент

,

где - коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма, - коэффициент, учитывающий режим работы; принимаем [1, табл.1.35] , .

Выбираем Выбрать по условию , диаметры согласовать с диаметрами двигателя и редуктора [1, табл. III.5.6]. (табл. П.6, П.7). муфту [ ]: номинальный момент , момент инерции , диаметр отверстий и мм.

3.4 Муфта на тихоходном валу

Расчетный момент

,

где - момент на валу редуктора.

,

где - КПД редуктора; принимаем . [1, табл. 1.18]

Выбираем муфту [ ] ; , , , мм.

3.5 Тормоз

Максимально допустимое замедление при движении тележки без груза

где - число приводимых колес, - коэффициент сцепления ходовых колес с рельсами; принимаем , [1, с.33].

Время торможения

Сопротивление Это случай крана с грузовым электромагнитном; для крана без магнита . передвижению тележки без груза при торможении

Тормозной момент при движении без груза

Выбираем Можно выбрать тормоз ТКТ [1, табл. ІІІ.5.11] или ТКГ [1, табл. ІІІ.5.13] по условию . тормоз с тормозным моментом , который следует отрегулировать до .

Рекомендуемая длина пути торможения [1, табл. 1.23],

где .

Фактическая длина пути торможения

4. Проверка пускового режима двигателя

Максимально допустимое ускорение при пуске

где - минимально допустимое значение коэффициента запаса сцепления; принимаем [1, табл. 1.27].

Наименьшее допускаемое время пуска

Средний пусковой момент двигателя

где - минимальная кратность пускового момента; принимаем = [1, с.35].

Сопротивление передвижению при работе без груза

Статический момент при работе без груза

Момент инерции вращающихся масс привода

Фактическое время Сравнить с рекомендуемым [1, табл. 1.19]. Если результат существенно отличается, принять более мощный двигатель и повторить расчет по п.4. Затем проверить пригодность ранее принятого редуктора и тормоза. пуска при работе без груза

Фактическое ускорение Сравнить с . при пуске и работе без груза

Фактический запас Сравнить с ранее принятым . сцепления приводных колес с рельсами при работе без груза

5. Проверка По методике номинального режима работы [5. с.112]. Можно выполнить по методике, рассмотренной в разделе «Механизм подъема». двигателя на нагрев

Статический момент на валу двигателя при номинальной нагрузке

Коэффициент перегрузки двигателя

Перегрузочная способность двигателя

Момент инерции движущихся масс, приведенный к валу двигателя

Время пуска

где - относительное время пуска Выбрать по [1, рис. 1.4 или 1.5].; принимаем при и [ ], .

Среднее время рабочей операции

,

где - средний путь Принимаем м. передвижения тележки.

Расчетный коэффициент .

Эквивалентная по нагреву мощность Сравнить и принятого двигателя. Если , двигатель удовлетворяет условием нагрева. при ПВ = 25%.

где - коэффициент, учитывающий относительную продолжительность включения, - коэффициент По [1, рис. 1.16] указать по какой кривой определяется . влияния пускового момента на эквивалентную мощность; принимаем [1, табл. 1.32] при режиме работы, при [1, рис. 1.6, кривая ].

6. Узел ходовых колес

Нагрузка См.п.2 на одно колесо

Расчетная нагрузка

где - коэффициент режима работы, - коэффициент, учитывающий переменность нагрузки; принимаем [5, табл. 34],

Напряжение смятия [5, с. 116]

Подшипники опор Выполнить проверку аналогично п.5.1.5 «Механизм подъема».

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кузьмин А.В., Марон Ф.Л. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин.-Мн.: Высшая школа, 1983-350 с., ил.

2. Погорелов С.В. Методические указания по конструктированию узлов тележки электромостового крана - Запорожье: ЗИИ, 1990-72 с., ил.

3. ГОСТ 6636-69 «Нормальные линейные размеры».

4. Перель Л.Я. Подшипники качения. Справочник - М.: Машиностроение, 1983-543 с., ил.

5. Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин. Иванченко Ф.К. и др. - К.: Выща школа, 1978-576 с., ил.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица П.1

Размеры канатных блоков, мм

Диаметр каната

Диаметр по дну канавки

Длина ступицы

Диаметр каната

Диаметр по дну канавки

Длина ступицы

От 11 до 14

320-400

450

60

70

Свыше 14 до 20

320, 400, 450

500, 560, 630

70

80

Таблица П.2

Крюки однорогие (ГОСТ 6627-74)

Номер заготовки крюка

Грузоподъемность для режимов, т

Размеры, мм

Легкого, среднего

тяжелого

13

5.0

4.0

75

48

75

М42

45

10

37.129

14

6.3

5.0

85

54

32

М48

50

12

42.587

15

8.0

6.3

95

60

90

М52

55

13

46.587

16

10.0

8.0

110

65

100

М56

60

13

50.046

17

12.5

10.0

120

75

115

М64

70

14

57.505

18

16.0

12.5

130

80

130

Трап 70Х10

80

16

59.0

19

20.0

16.0

150

90

150

Трап

80Х10

90

18

69.0

20

25.0

20.0

170

102

164

Трап 89Х12

100

20

77.0

21

32.0

25.0

190

115

184

Трап 100Х12

110

23

87.0

Таблица П.3

Толщина серьги

Грузоподъемность , т

5.0

6.3

8.0

10.0

12.5

16.0

20

25

Толщина серьги , мм

10

12

14

16

16

18

20

24

Таблица П.4

Механические свойства материалов, МПа

Материал

Предел прочности

Предел текучести

Предел выносливости

СЧ 15-32

150

-

-

СЧ 18-36

180

-

-

ГОСТ 1050-74

20

420…500

250

170…220

45

610…750

360

250…340

ГОСТ 4543-61

40

730…1050

650…900

320…480

ГОСТ 380-60

Ст 3

380…470

210…240

-

Ст 5

500…620

260…280

-

Таблица П.5

Запас прочности .

Тип крана

Режим работы

Легкий

Средний

Тяжелый

Крюковой

1.4

1.6

1.7

Магнитный

1.3

1.5

1.6

Таблица П.6

Муфты зубчатые с тормозным шкивом

Параметры

Диаметр тормозного шкива, мм

200

300

400

500

Предельный момент [Т], Нм

700

3150

5600

8000

Момент инерции ,

кг м2

0.0763

0.471

1.375

3.56

Диаметр отверстия, мм

шкива

полумуфты

50…69.5

40…55

50…69.5

40…55

60…89.5

55

90

65

Таблица П.7

Муфта зубчатая типа МЗП ГОСТ 5006-55

Номер муфты

Диаметр отверстия полумуфты, не более, мм

Предельный момент [Т],

Н . м

Момент инерции

кг . м2

Зубчатой

1

40

60

700

0.061

2

50

70

1400

0.1195

3

60

90

3150

0.2215

4

75

100

5600

0.458

5

90

120

8000

0.891

Таблица П.8

Масса и подъемная сила электромагнитов

Тип электромагнита

Масса , т

Подъемная сила , кН

М22

0.55

60.0

М42

1.56

160.0

М62

5.20

300.0

М62 Б

3.50

200.0

ПМ 15

1.55

100.0

Таблица П.9

Диаметр и предельная консольная нагрузка выходного вала редуктора типа Ц2

Суммарное межосевое расстояние , мм

Диаметр , мм

Консольная нагрузка ' (кН) при режиме работы

Легкий

средний

тяжелый

250

75

12

18

12.5

300

80

20

22.5

14

350

110

32

25

18

400

110

32

25

20

500

150

50

40

25

650

160

63

71

45

750

200

100

125

63

Таблица П.10

Подшипники радиальные сферические двухрядные опор ходовых колес

Диаметр колеса

160

200

250

320

400

500

560

630

Подшипник

1607

1609

3610

3612

3616

3620

3622

3624

Диаметр реборд колеса , мм

190

230

290

360

450

550

600

680

Таблица П.11

Редуктор типа ВКН

Типоразмер редуктора

Диаметр быстроходного вала

Передаточное число

Максимальная мощность (кВт) на быстроходном валу при разных режимах работы

мин-1

мин-1

л

с

т

л

с

Т

ВКН-280

25

10

4.3

2.0

1.8

6.0

2.0

1.9

16

3.0

1.4

1.2

4.0

1.7

1.5

31.5

1.4

1.0

0.9

1.9

1.0

0.9

50

0.9

0.7

0.6

1.0

0.8

0.7

ВКН-320

25

12.5

6.5

3.1

2.7

8.1

3.4

3.0

20

3.6

2.4

1.8

5.6

2.8

2.2

40

2.5

1.7

1.2

2.8

1.8

1.2

63

1.2

0.9

0.7

1.7

1.1

0.7

ВКН-420

25

16

7.8

5.0

4.8

9.1

6.0

6.5

25

5.0

3.5

3.0

6.1

4.9

4.4

50

2.8

2.1

1.6

3.5

2.8

2.2

80

2.3

1.8

1.3

3.1

2.2

1.7

125

1.6

1.2

1.0

1.7

1.4

1.2

ВКН-480

30

20

11.7

7.3

4.8

14.4

9.0

6.3

31.5

8.3

5.0

4.0

10.3

6.6

4.8

63

4.7

3.4

2.5

5.9

4.1

3.0

100

3.3

3.3

2.2

4.1

3.0

2.7

ВНК-560

35

20

19.9

13.3

9.7

23.1

16.6

12.1

25

15.5

10.6

8.2

21.9

14.1

10.3

40

10.7

7.8

6.5

13.9

10.0

7.9

50

8.8

6.5

5.5

12.1

8.6

6.7

50

5.9

4.4

3.9

7.8

5.5

4.8

Рисунок П.2 Эскизная компоновка подвески (а), расчетные схемы (б, в, г) и схемы подвесок типа 1 (А), 2 (Б), 3 (В), 4 (Г): 1-ось блоков, 2-блок, 3-серьга, 4-траверса.

Рисунок П.5 Типовые графики загрузки механизма подъема груза: а, б, в - соответственно для легкого, среднего и тяжелого режимов работы

Рисунок П.6 График загрузки электродвигателя механизма подъема в течении цикла

Рисунок П.7 Механизмы передвижения тележки с центральным расположением редуктора типа ВК (а) и ВКН (б): 1-электродвигателб, 2-муфта с тормозным шкивом, 3-вертикальный редуктор, 4-муфта, 5-ходовое колесо, 6-рельс, 7-тормозной шкив.

Страницы: 1, 2



Реклама
В соцсетях