Страницу Назад
Поискать другие аналоги этой работы
Проектирование грузовой тележки мостового крана (курсовой проект по дисциплине «Грузоподъемные машины»)ID: 218759Дата закачки: 10 Июня 2021 Продавец: Abibok (Напишите, если есть вопросы) Посмотреть другие работы этого продавца Тип работы: Работа Курсовая Форматы файлов: КОМПАС, Microsoft Word Сдано в учебном заведении: МОСКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Описание: Содержание Исходные данные Введение 3 1. Мостовые краны 9 1.1 Общие сведения 9 1.2. Тележка крановая 10 2. Расчет механизма подъема 13 3. Расчет механизма передвижения 25 Заключение 35 Литература 36 1. Мостовые краны 1.1 Общие сведения Мостовые краны применяют в цехах ремонтных предприятий и производственных цехах предприятий. Конструкции специальных мостовых кранов весьма разнообразны. Эти краны могут быть поступательно перемещающимися по крановым рельсам или вращающимися вокруг вертикальной оси. К вращающимся кранам относятся хордовые, радиальные и поворотные. Поступательно перемещающимися мостовые краны имеют однобалочные и двухблочные мосты с нормальной длиной пролета или увеличенной до 40-60 м. Грузоподъемность этих машин составляет 400-500 т. и более. Поступательно перемещающиеся мостовые краны часто снабжают крюками, скобами либо специальными грузозахватными устройствами (магнитами, грейферами, механическими клещами). Мостовые краны снабжены тележками, предназначенными для подъема и перемещение груза вдоль пролета. Тележки могут перемещаться по рельсам, закрепленные на верхних или нижних поясах мостов. Тележки, передвигающиеся по нижним поясам мостов, могут перемещаться по переходным мостикам из одного пролета цеха в рядом расположенный. Переходные мостики с рельсами для тележек расположены под подкрановыми балками и имеют троллеи для питании электродвигателей. Тележки, перемещающиеся по верхним и нижним поясам балок мостов, могут быть снабжены поворотными стрелами, опорно-поворотными устройствами и поворотными частями, вращающимися вокруг вертикальных осей. На поворотных осях расположены стрелы, снабженные грузозахватными устройствами. Механизмы мостового крана обеспечивают три движения: подъем груза, передвижение тележки и передвижение моста. Механизм подъема представляет собой лебедку, связанную со сдвоенным полиспастом; при грузоподъемности более 10 т. краны оснащают двумя самостоятельными механизмами подъема главным и вспомогательным, имеющим грузоподъемность, равную приблизительно 0.25 основной, и используемым для подъема малых грузов с большой скоростью. Механизм подъема грейферного крана выполняют в виде двух одинаковых подъемных независимых механизмов, электродвигатели которых управляются двумя контроллерами, имеющими общую рукоять управления. Механизм передвижения тележки имеет два холостых и два приводных колеса, вращаемых электродвигателем через редуктор. 1.2. Тележка крановая Тележка мостового крана. На раме тележки размещены механизмы главного и вспомогательного подъема и механизм передвижения тележки. Механизм главного подъема имеет электродвигатель, соединенный длинным валом-вставкой с редуктором. Полумуфта, соединяющая вал-вставку с входным валом редуктора, используется в качестве тормозного шкива колодочного тормоза, имеющего привод от электрогидравлического толкателя. Выходной вал редуктора соединен зубчатой муфтой с барабаном. Опоры верхних блоков полиспаста и уравнительные блоки расположены на верхней поверхности рамы, что облегчает их обслуживание и увеличивает возможную высоту подъема. В качестве ограничителя высоты подъема применен шпиндельный выключатель, выключающий ток при достижении крюковой подвеской крайних верхнего и нижнего положений. Механизм вспомогательного подъема имеет аналогичную кинематическую схему. Оба механизма подъема оборудованы крюковыми подвесками (для главного и для вспомогательного подъема). Механизм передвижения тележки состоит из двигателя и тормоза, вертикального зубчатого редуктора , двух ведущих и двух холостых ходовых колес. На раме тележки укреплена линейка, воздействующая в крайних положениях на конечный выключатель, ограничивающий путь передвижения тележки. Троллеи обычно изготовляют из прокатной стали углового профиля. Для подачи тока на кран применяют токосъемы скользящего типа, прикрепляемые к металлоконструкции крана, башмаки которых скользят по троллеям при перемещении мостового крана. Для обслуживания цеховых троллеев на кране предусмотрена специальная площадка. Для токоподвода к двигателям, расположенным на тележке, обычно используют троллеи, изготовленные из круглой или угловой стали. Для их установки требуются специальные стойки на площадке, идущей вдоль главной балки. Поэтому в последних конструкциях мостовых кранов токоподвод к тележке осуществляется с помощью гибкого кабеля, подвешенного на проволоке. Применение гибкого токоподвода упростило конструкцию, повысило надежность эксплуатации и снизило вес крана, так как позволило отказаться от стоек и от площадки для их размещения и обслуживания. Кинематическая схема тележки При перегрузке длинномерных грузов (листов, сортового проката) грузоподъемные электромагниты блокируют на траверсах, к которым их подвешивают посредством грузовых цепей. Траверса с тележкой крана соединена с помощью гибкого или жесткого подвеса. При гибком подвесе траверсы подвешены на кантах, направленных от механизма подъема. При большой длине траверс (6-16м.) требуется значительное расстояние между барабанами. Траверсы представляют собой коробчатые балки постоянного, а при большой длине переменного сечения. Траверсы подвешивают на крюки подвесок крана, к нижней их части присоединены 2-4 магнита. При непосредственной подвеске четырех магнитов к траверсе возможно отсутствие контакта двух магнитов с неплоской поверхностью груза. Для обеспечения надежного контакта всех магнитов с грузом магниты попарно связывают рычажно-балансирной системой. При такой системе могут работать как четыре магнита, так и два средних при отключении крайних. При больших скоростях поступательного перемещения магнитных кранов рационально применять гибкие канатные подвесы траверс, благодаря которым уменьшается раскачивание груза в одном или двух направлениях. Рис. 2.4.- Кинематическая схема передвижения моста Рис. 2.2. Кинематическая схема подъемного механизма 2. Расчет механизма подъема 2.1.1 Выбор каната КПД полиспаста Ƞ Максимальное натяжение ветви каната, набегающей на барабан при подъеме груза, без учета веса крюковой подвески. где: а = 2 - полиспаст сдвоенный; iƞ = 3 - кратность полиспаста; Необходимое разрывное усилие каната где Zр = 5,5 - коэффициент запаса прочности, при группе режима работы М5. По ГОСТ 2688 принят канат двойной свивки, с линейным касанием проволок в прядях, типа ЛК-Р конструкции 6x19(1+6+6/6) - 1о.с. Принимаем диаметр каната d = 14 мм; Sр = 98950 Н. Фактический коэффициент запаса прочности каната (коэффициент использования каната). Кинематическая схема механизма подъёма груза 1 – двигатель, 2 – муфта зубчатая, 3 – промежуточный вал, 4 – тормоз, 5 – редуктор, 6 - барабан Схема полиспаста 2.1.2. Определение размеров блоков и барабана а) Блоки Наименьший диаметр блоков крюковой подвески по дну желоба (см. рис.3.1.3.) где: h2 = 25 - коэффициент при группе режима работы механизма М5 для мостовых кранов [4]. По ГОСТу 24.191.05-82 принят диаметр блока Dбл = 336 мм. Диаметр блока по центру оси каната: D0 = Dбл + dк = 336 + 14 = 350 мм. Частота вращения блока: б) Барабан Барабан с двумя нарезками: правой и левой, так как полиспаст сдвоенный. Диаметр барабана по дну нарезки (рис. 3.1.5.) С целью сокращения длины нарезного участка барабана и улучшения компоновки механизма подъема, диаметр барабана по дну канавки принят Dбар = 535 мм Диаметр барабана по центру оси каната D0бар = Dбар + dк = 535 + 14 = 549 мм Шаг нарезки t = 16 мм. Длина нарезной части барабана для навивки каната где Н = 16 м- высота подъема груза; Zн = 1,5 - число неприкосновенных витков, которые никогда не должны сматываться с барабана (они предназначены для уменьшения натяжения каната в месте его крепления к барабану), это контролирует ограничитель нижнего положения крюковой подвески. Профиль желоба блока с канатом. Барабан нарезной для сдвоенного полиспаста Профиль нормальной нарезки на барабане. Определим L0 - расстояние между нарезанными участками барабана L0=А ± 2 × lmin × tg γ = 124 ± 2 × 960 × 6°= 124 ± 202 мм, где: А = 124 - расстояние между вертикальными осями блоков подвески, с которых ветви каната наматываются на барабан (рис 6); lmin = 960 мм - минимальное расстояние между осями блоков подвески и барабаном; γ < 6° - наименьший допускаемый угол смещения оси каната для блоков и барабанов с нарезкой. Принимаем L0 = 120 мм. Минимальная длина барабана L=2L1+2L2+2L3+L0=2×0,47+2×0,048+2×0,024+0,12=1,204 м = 1 м 20 см 4 мм, где:L2=3×t=3×0,016=0,048 м - длина участков барабана для крепления каната накладками; L3=1,5×t=1,5×0,016=0,024 м - ширина свободного участка барабана. Из конструктивных соображений - особенностей крепления внутренних ступиц барабана к обечайке - добавляем на свободных участках Lз ещё по 70 мм. Таким образом, полная длина барабана составит: L = 1344 мм. С учетом ГРР - М5 барабан изготавливаем из чугуна, марки СЧ-15 по ГОСТ 1412-85, с пределом прочности на сжатие σсж=65 МПа и на изгиб σизг=320 МПа. «Для расчета прочности на сжатие представляем барабан как трубу, нагруженную внешним давлением от натяжения каната. Поскольку отношение диметра к длине менее 3, то в этом случае стенка барабана работает только на сжатие без учёта изгиба и толщина стенки, с учётом деформации самой стенки и каната, определяется по формуле: Принято δ =20 мм. Так как нарезка двусторонняя, то барабан выполнен без реборд. Нормальная нарезка улучшает работу каната на барабане. 2.1.3. Выбор электродвигателя и редуктора Определяем статическую мощность двигателя при подъеме номинального груза: где η0 =0,9 – общее значение к.п.д. при двухступенчатой зубчатой передаче, помещенной в закрытый корпус редуктора. По каталогу на двигатели принимаем двигатель МТ 42-8, имеющий при ПВ 25% номинальную мощность Nдв=16 кВт при средней скорости вращения под нагрузкой nдв=718 об/мин. Маховой момент ротора GD2дв=2,7 кг•м2. Масса двигателя 365 кг. Кратность максимального момента Общее передаточное число редуктора По нормали на крановые редукторы типа Ц2 выбираем редуктор Ц2-500, имеющий передаточное число i=31,5 и мощность Nред=18,1 кВт при n=1000 об/мин и среднем режиме работы. Для механизма подъема расчетный момент, передаваемый редуктором, принимается равным наибольшему статическому моменту при установившемся движении при подъеме, т. е. Мр=Мп. Наибольший момент, передаваемый редуктором, не должен превышать допустимого момента Мнаиб: где т – коэффициент пускового момента, принимаемый для среднего режима работы равным 1,6; N – табличное значение мощности на быстроходном валу редуктора, кВт; Nб – число оборотов быстроходного вала в минуту. Средний пусковой момент электродвигателя в процессе пуска Номинальный момент электродвигателя тогда . При этой величине пускового момента при подъеме номинального груза время пуска оказывается равным Тогда фактическое ускорение при пуске 2.1.4. Выбор муфты Расчетный момент для выбора соединительной муфты где К – коэффициент режима работы; К=1,3. Принимаем муфту МЗ-4 с Ткр=4,0 кН∙м ГОСТ Р 50695. 2.1.5. Определение тормозного момента и выбор тормоза Тормозной момент где k – коэффициент запаса торможения; k=1,75 – для среднего режима работы согласно Правилам Госгортехнадзора; МТс – статический крутящий момент на тормозном валу при торможении; . Принимаем по нормали тормоз ТКТГ-200М с одноштоковым электрогидравлическим толкателем и с максимальным тормозным моментом 30 кг•м . 2.1.6. Крюковая подвеска Крюковая подвеска Крюк подбираем по номинальной грузоподъемности по ГОСТу 6627-74 «Крюки однорогие. Заготовки. Типы. Конструкция и размеры». По таблице принимаем для среднего режима работы 16-й номер заготовки крюка. Диаметр блока Dбл зависит от диаметра каната dк и определяется по формуле где е – коэффициент, зависящий от режима работы; е= 25 – при среднем режиме. Принимаем Dбл=336 мм, измеренный по дну канавки. Размеры профиля обода направляющего блока приведены в таблице [2]. 2.1.7. Подшипники оси барабана Ось барабана установлена на двух подшипниках, работающих в различных условиях. Учитывая возможность неточности монтажа оси барабана, применяем радиальные, самоустанавливающиеся сферические подшипники 1311 ГОСТ 28428 – 90. 2.1.8. Проверка опор барабана Реакции опор барабана где Gб – вес барабана, Gб= 3000 Н. Динамическая грузоподъемность подшипника , где fc – коэффициент для динамической нагрузки, зависящий от геометрии деталей подшипника, точности их изготовления и материала, fc=3,59; i – число рядов тел качения в подшипнике, i = 2; α – угол контакта, α = 9˚; z – число тел качения в одном ряду, z = 15; DT – диаметр тела качения, DT = 15,08; . Динамическая грузоподъемность подшипника 1311 ГОСТ 28428 – 90 с= 50700 Н. Эквивалентная динамическая нагрузка где Х – коэффициент радиальной нагрузки, Х = 1,0; V – коэффициент вращения, V = 1,0; F2 – постоянная по величине и направлению радиальная нагрузка, F2 = R = 18700 H; Кб – коэффициент безопасности, Кб = 1,2; КТ – температурный коэффициент, КТ = 1,05. Номинальная долговечность подшипника в миллионах оборотов Долговечность подшипника в часах 2.1.9. Крепление каната к барабану Канат крепится к барабану прижимной планкой с трапецеидальными канавками, где канат удерживается силой трения, создаваемой затяжкой двух болтов М20. Усилие натяжения каната в месте крепления где f=0,16 – коэффициент трения между канатом и барабаном; α – угол обхвата барабана дополнительными витками; согласно Правилам Госгортехнадзора принимается равным 3π. Усилие, растягивающее каждый болт крепления, где f1 – приведенный коэффициент трения между канатом и планкой, имеющей трапецеидальную канавку с углом β=40˚; α1 – угол обхвата барабана витками каната при переходе каната от одной канавки планки в другую; α1=2π. Суммарное напряжение в болте с учетом изгиба болта и с учетом касательных напряжений возникающих при затяжке крепления, Схема к расчету болтов крепления каната на барабане где k – запас надежности крепления каната к барабану, принятый равным 1,8; Т/2 – усилие, изгибающее болт; l=18 мм – плечо изгиба; d1=16,75 мм – внутренний диаметр резьбы болта М20. Допускаемое напряжение растяжения при болте, изготовленном из стали Ст. 3, имеющей предел текучести σт=2200 кг/см2, Таким образом, болт М20 будет пригодным для закрепления планки. 2.1.10. Расчет промежуточного (быстроходного) вала Для расчета вала используем программу АРМ Win Shaft. Материал вала – Сталь 40, коэффициент Пуассона – 0,3, модуль Юнга - 210000 МПа. 3. Расчет механизма передвижения тележки 3.1.1. Сопротивление передвижению Сопротивление передвижению тележки с номинальным грузом, приведенное к ободу ходового колеса, определяется по формуле где Q – масса номинального груза; GT – собственная масса тележки; Dх. к. – диаметр поверхности катания ходового колеса тележки; d – диаметр цапфы вала ходового колеса; μ – коэффициент трения качения; f – коэффициент трения в опоре вала колеса; kp – коэффициент, учитывающий сопротивление трения реборд ходовых колес и торцов ступиц колеса; для нашего случая kp=2,5 (табл. 18 [1]). Собственную массу тележки при предварительных расчетах принимаем по аналогии с выполненными конструкциями . Для нашего случая GT=5 тс. По нормали на ходовые колеса принимаем ходовое колесо диаметром 250 мм. Диаметр цапфы d=75 мм. При плоском рельсе μ=0,03 см. При установке ходовых колес на шариковых подшипниках f=0,015. Сопротивление передвижению тележки: при работе с номинальным грузом при работе без груза 3.1.2. Выбор электродвигателя и редуктора Выбор электродвигателя для механизма передвижения крановой тележки производим по максимальному допустимому пусковому моменту двигателя, при котором обеспечивается надлежащий запас сцепления ходового колеса с рельсом, исключающий возможность буксования при передвижении тележки без груза в процессе пуска. При пуске максимально допустимое значение ускорения тележки, при котором обеспечивается заданный запас сцепления 1,2, определяется по уравнению где nпр – число приводных ходовых колес; nк – общее число ходовых колес; в нашем случае тележка имеет четыре ходовых колеса, из них два приводных; φ – коэффициент сцепления ходового колеса с рельсом, принимаемый для кранов, работающих в закрытом помещении, равном 0,2; Рв – ветровая нагрузка на кран в рабочем состоянии; при работе в помещении Рв=0; g – ускорение силы тяжести; Необходимый пусковой момент электродвигателя Так как нами принят в качестве передачи цилиндрический зубчатый редуктор типа ВК, то к.п.д. передачи при установке ходовых колес на подшипниках качения можно принять равным η0=0,9. Определим мощность двигателя по статическому сопротивлению при перемещении тележки с номинальным грузом: По каталогу на крановые двигатели подбираем по мощности соответствующий двигатель: МТК 11-6 Nдв=2,2 кВт (883 об/мин при ПВ 25 %). Маховой момент ротора GD2дв=0,16 кг•м2. Кратность максимального момента 2,6. Число оборотов ходовых колес Передаточное число редуктора По нормали на редукторы выбираем редуктор типа ВК. Наиболее подходящим для установки на тележке является редуктор ВК-350 с передаточным числом i0=14,67. Редуктор рассчитан на передачу мощности 3,5 кВт при числе оборотов ведущего вала 1000 в минуту. Тогда фактическое число оборотов в минуту ходовых колес Фактическая скорость передвижения тележки . Фактическая скорость отличается от заданной на 10 %, что является допустимым для крановых тележек. Требуемая при этом мощность двигателя что соответствует мощности выбранного двигателя. Время пуска при максимально допустимом ускорении Момент сопротивления при передвижении тележки без груза . Необходимый средний пусковой момент . Для двигателя МТК 11-6 кратность максимального момента равна 2,6. Минимальный пусковой момент обычно принимают равным 1,1 номиналь-ного момента. Средний пусковой момент . Тогда двигатель должен иметь номинальный момент . Двигатель МТК 11-6 имеет в действительности номинальный момент . Фактическое время пуска Фактический запас сцепления при пуске . 3.1.3. Определение тормозного момента Тормозной момент механизма передвижения определяют при обеспечении надлежащего сцепления ходового колеса с рельсом, которое исключило бы возможность юза при торможении тележки, движущейся с номинальной скоростью без груза. Максимальное допустимое замедление , при котором обеспечивается заданный запас сцепления ходовых колес с рельсом, равный 1,2, определяют по уравнению. . Обозначения аналогичны в уравнении при выборе двигателя: . Время торможения . Уравнение моментов при торможении , где МТсо – момент сопротивления передвижению тележки без груза при торможении. В отличие от момента сопротивления при пуске сопротивление при торможении определяют при коэффициенте трения реборд kp=1, так как трения реборд в процессе торможения может и не быть. Сопротивление передвижению при торможении . Момент сопротивления, приведенный к валу тормоза, . Инерционный момент при торможении вращающихся и поступательно движущихся масс Тогда тормозной момент . Принимаем электромагнитный колодочный тормоз ТКТ 200/100 (с тормозным шкивом 200 мм и электромагнитом МО-100Б) с номинальным тормозным моментом 4 кг•м, отрегулированный на требуемый тормозной момент. 3.1.4. Расчет ходовых колес Максимальная нагрузка на ходовое колесо тележки в предположении равномерного распределения нагрузки по всем четырем колесам . Расчет ходовых колес производится на контактное смятие по формуле для линейного контакта цилиндрического обода колеса с плоским рельсом, имеющим длину контактной линии b=45 мм: где kf – коэффициент, учитывающий влияние силы трения на работу колес и равный при среднем режиме 1,04 – 1,06 (стр. 144 [1]); принимаем kf =1,05; Р – расчетная нагрузка на колесо; где kд – коэффициент динамичности, при скорости до 60 м/мин kд =1; kн – коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине рельса; для плоских рельсов kн =2; Е – приведенный модуль упругости; Е=2,1•106 кг/см2 rк – радиус ходового колеса. Допустимые значения эффективных напряжений где σэ.о – предельное значение эффективных напряжений, принимаемое в зависимости от выбранной твердости поверхности катания ходового колеса по зависимости для стали 35, нормализованной, с твердостью поверхности НВ285; Nпр – приведенное за срок службы число оборотов колеса; , здесь Р1, Р2, Р3– нагрузки на колеса, при которых сделаны обороты N1, N2, N3. Число оборотов колеса под нагрузкой Р1 где h1 – число часов работы крана под нагрузкой Р1. При сроке службы колеса 10 лет общее число часов работы . Тогда согласно усредненному графику нагружения крана Нагрузка Р1=3,75 тс. При работе с Q=0,5Qном и ; при работе с Q=0,1Qном и . Допустимые значения эффективных напряжений . 3.1.5. Выбор муфты Расчетный момент для выбора соединительной муфты где К – коэффициент режима работы; К=1,3. Принимаем муфту МЗ-1 с Ткр=0,71 кН∙м ГОСТ Р 5006-94. Заключение В курсовом проекте была спроектирована грузовая тележка мостового крана с заданными характеристиками. Описана конструкции и сфера применения мостовых кранов, приведены кинематические схемы механизмов крана. Также были произведены основные расчеты механизмов мостового крана, которые состоят из: механизма подъема груза; механизма передвижения тележки. Исходя из расчетных данных были выбраны электродвигатели, грузовые канаты, редукторы, муфты и тормоза. Комментарии: Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский политехнический университет» (МОСКОВСКИЙ ПОЛИТЕХ) Кафедра «Наземные транспортные средства» Курсовой проект по дисциплине «Машины для земляных работ» Размер файла: 3 Мбайт Фаил: 
(.rar)
Коментариев: 0 |
||||
Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них. Опять не то? Мы можем помочь сделать! |
||||
Вход в аккаунт:
Страницу Назад
Cодержание / Грузоподъёмые машины / Проектирование грузовой тележки мостового крана (курсовой проект по дисциплине «Грузоподъемные машины»)
Вход в аккаунт: