ВВЕДЕНИЕ
Грузоподъемные машины являются составной частью каждого производства и играют важную роль в механизации погрузочных работ.
Курсовое проектирование грузоподъемных машин – первая самостоятельная разработка машины в целом с взаимосвязанными механизмами, способствующая дальнейшему развитию у студентов конструкторских навыков. При работе над проектом возникает много вопросов по выбору схемы и параметров механизмов, их компоновки, последовательности расчета и т.д. В методических указаниях приведены необходимые рекомендации и нормативные данные, некоторые справочные материалы и последовательность расчета.
Расчетную часть проекта выполняют в виде пояснительной записки, которая должна содержать: задание на проект; введение; схемы механизмов тележки с описанием их назначения, устройства и особенностей; расчет механизмов, узлов и деталей с приведением расчетных схем и обоснованием принятых параметров и допускаемых напряжений (расчеты сопровождают ссылками на литературу); список использованной литературы; оглавление, содержащее наименование всех основных разделов записки (помещают в конце ее).
Пояснительную записку выполняют на листах писчей бумаги формата А4 (297 . 210) в соответствии с ЕСКД. Текст пишут чернилами, схемы и эскизы выполняют в карандаше под линейку с проставлением всех размеров и обозначений. При использовании стандартных и нормализованных узлов в записке приводят их характеристику.
В аналитических расчетах сначала записывают формулу в буквенных выражениях, а затем подставляют числовые значения и записывают результаты. Промежуточные вычисления не приводят. Все символы, входящие в формулы, должны иметь объяснения в тексте. Ссылки на литературные источники, стандарты и нормали заключают в квадратные скобки, эти ссылки должны соответствовать прилагаемому в конце записки списку литературы.
МЕХАНИЗМ ПОДЪЕМА
Последовательность расчета
Принять схему механизма, вычертить его с заданным типом крюковой подвески (приложения, рис П.1), привести его описание.
Выбрать канат, блоки, барабан, крюк, упорный подшипник (устанавливается под гайку крюка).
Составить эскиз крюковой подвески и рассчитать ее элементы – траверсу, ось блоков, подшипники блоков и серьгу (рис. П.2).
Выполнить кинематический и силовой расчет привода механизма: выбрать двигатель, редуктор, тормоз, муфты, проверить двигатель на нагрев по среднеквадратичному моменту с учетом графика загрузки механизма (рис. П.5) и двигателя (рис. П.6).
Определить размеры барабана и проверить на прочность его элементы.
Методика расчета
Задано:
грузоподъемность
(т),
высота подъема
(м),
скорость подъема
(м . с-1), количество
ветвей полиспаста
,
режим работы,
тип крюковой
подвески.
Схема механизма1 (рис.1)
Электродвигатель 4 переменного тока соединяется через вал – вставку 3 с помощью зубчатых муфт с двухступенчатым редуктором 1. Редукторная полумуфта 2 вала вставки используется как тормозной шкив нормально замкнутого колодочного тормоза. Выходной вал редуктора соединятся с барабаном 5 также зубчатой муфтой, у которой одна из полумуфт выполняется как одно целое с валом редуктора, а вторая – крепится непосредственно к барабану. На барабан навивается канат со сдвоенного полиспаста.
Кратность полиспаста
где
-
количество
канатов полиспаста,
наматываемых
на барабан; для
сдвоенного
полиспаста
.
КПД полиспаста1
,
где
-
КПД блока; принимаем
=
[1, табл.2.1.].
Максимальное натяжение каната
Расчетная разрывная сила
,
где
-
коэффициент
запаса прочности;
по правилам2
Госгортехнадзора
[1, табл. 2.3] при
режиме работы.
Выбираем канат
[1, табл. ] типа
конструкции
ГОСТ :
диаметр
каната
=
мм, разрывная
сила
=
при маркировочной
группе .
Условное обозначение: канат [1, с. 56].
Диаметр блока (барабана)
,
где
- коэффициент
долговечности
каната; принимаем
[1,табл.2.7]
при режиме
работы.
Выбираем
[ , табл.
П.1]
диаметр блока
по дну ручья
, при длине
ступицы
мм.
Выбираем1
диаметр барабана
(по дну канавок)
мм [ ].
Для номинальной
грузоподъемности
т и режиме работы
выбираем [
, табл.П.2]
однорогий крюк
по ГОСТ
с размерами:
,
,
,
,
мм, резьба
.
Высота гайки крюка из
условия прочности на смятие резьбы
=
где
и
-
параметры
резьбы;
-
допускаемое2
напряжение;
для резьбы
,
,
мм [2, табл.14],
=
МПа [];
конструктивных1
соображений
=
принимаем
=
мм [3]
Наружный диаметр гайки
принимаем
мм [3]
Расчетная нагрузка на упорный подшипник
,
где
-
коэффициент
безопасности,
принимаем2
Выбираем3
[2, табл. 15] шарикоподшипник
упорный одинарный
ГОСТ 6874-75:
,
,
мм,
кН.
Крюковая подвеска1
Нормальная подвеска состоит из блоков 2, оси блоков 1, траверсы 4 и серег 3 (рис. 2).
3.1 Конструктивные размеры2:
Ширина траверсы
где
-
наружный диаметр
упорного подшипника
принимаем
мм [3]
диаметр3 отверстия
принимаем
мм
длина4
траверсы
принимаем
=
мм
пролет траверсы
,
где
-
толщина серьги;
принимаем
=
мм [табл. П.3]
принимаем
=
мм
длина консоли
принимаем
=
мм.
Расстояния
принимаем
,
мм
3.2 Траверса
Для изготовления
выбираем сталь
по ГОСТ :
,
,
МПа (табл.4)
Допускаемое напряжение изгиба при пульсирующем цикле изменения напряжений
,
где К – коэффициент
концентрации
напряжений;
-
запас прочности;
принимаем1
К= [2, табл.
15],
(табл. П.5)
Реакции опор
Изгибающие моменты в сечении
АА
ББ
Высота траверсы из расчета на изгиб
принимаем
мм [3]
Диаметр цапфы из расчета на
изгиб
смятие
,
где
- допускаемое
напряжение;
принимаем1
= МПа.
принимаем2
=
мм.
3.3 Ось блоков
Для изготовления
применяем3
сталь по ГОСТ
:=
,
,
МПа (табл.П.4).
Реакции опор
Н.
Изгибающие моменты1
Диаметр2
оси
принимаем
=
мм
Подшипники блоков
Радиальная нагрузка на подшипник
,
где
-
число блоков
подвески;
=
.
Эквивалентная нагрузка
где
-
нагрузки,
соответствующие
времени их
действия
за весь срок
службы подшипника
;
принимаем
,
,
,
(рис. П.2).
Приведенная нагрузка
,
где
-
коэффициент
радиальной
нагрузки,
-
кинематический
коэффициент
вращения,
-
температурный
коэффициент;
принимаем при
действии только
радиальной
нагрузки
,
при вращении
наружного
кольца подшипника
,
при температуре
Частота1 вращения блоков
,
мин-1
Требуемая2 динамическая грузоподъемность шарикового однорядного подшипника
,
где
-
срок3
службы подшипника;
[1, с.19].
Выбираем4
шарикоподшипник
радиальный
однорядный
:
,
,
мм, С = кН [2].
3.4 Серьга
Для изготовления
серьги выбираем5
сталь по ГОСТ
:
,
,
МПа (табл. П.4.).
Допускаемое
напряжение
на растяжение
Допускаемое
напряжение
на смятие
МПа
ширина серьги
;
принимаем
мм [3]
высота проушины
;
принимаем
мм [3]
Напряжение растяжения
,
что меньше
(больше)
МПа.
Напряжение в проушине1
,
где
-
давление в зоне
контакта2
(оси, цапфы) и
серьги; принимаем
МПа.
4.1 Двигатель
Расчетная мощность
,
где
-
КПД механизма;
принимаем1
[1, табл.1.18].
Выбираем2
электродвигатель
; номинальная
мощность при
ПВ = %
кВт, частота
вращения
мин-1,
момент инерции
ротора
=
кгЧм2,
максимальный
(пусковой) момент
,
размер
, диаметр вала
мм [].
Условное обозначение: двигатель [1, с. 38].
4.2 Редуктор
Частота вращения барабана3
,
мин-1
Передаточное отношение
Минимально возможное суммарное межосевое расстояние редуктора
,
где
-
габаритный
размер барабана
с учетом узла
крепления
каната на барабане;
принимаем при
=
= мм [1, табл.ІІІ.
2.1].
Выбираем1
редуктор : межосевое
расстояние
мм, передаточное
число
, мощность на
быстроходном
валу при режиме
работы и частоте
вращения
мин-1
кВт, диаметр
быстроходного
вала
мм [ ], размеры
выходного вала
с зубчатым
венцом
,
,
, модуль
мм, число зубьев
=
[2, табл.6].
Условное обозначение: редуктор [1, с.41].
Предельно допустимый момент редуктора
где к – коэффициент режима работы; принимаем при режиме работы к = [1, с.41].
Средний пусковой момент двигателя
,
где
-
номинальный
момент двигателя;
,
Н . м
Таким образом, принятый редуктор1 условиям перегрузки в период пуска
Фактическая скорость подъема груза
,
Отклонение2 от заданной скорости
4.3 Тормоз
Статический момент при торможении
Тормозной момент
,
где
-
коэффициент
запаса торможения;
принимаем
=
при режиме
работы [1, табл.2.9].
Выбираем3
тормоз с тормозным
моментом
НЧм
[ ].
4.4 Муфты вала – вставки
Расчетный момент
,
где
- коэффициенты,
учитывающие
соответственно
степень ответственности
механизма и
режима работы,
-
номинальный
момент на валу
двигателя;
принимаем [1,
табл.1.35] для механизма
подъема
,
при режиме
работы
.
Выбираем1
муфту зубчатую
с тормозным
шкивом (табл.П.6.):
момент [Т] = НЧм,
диаметр тормозного
шкива
, диаметр отверстия
шкива
, диаметр отверстия
полумуфты
мм, момент инерции
.
Условное обозначение: муфта зубчатая с тормозным шкивом [1, с.41…43].
Выбираем2
муфту зубчатую
типа МЗП (табл.П.7)
по ГОСТ : момент
,
диаметр отверстия
,
мм, момент инерции
.
Условное обозначение: муфта зубчатая МЗП [1, с.41…43].
4.5 Проверка электродвигателя на нагрев
4.5.1 Кран работает с грузовым электромагнитом. В этом случае подъемная сила электромагнита
Выбираем1
грузовой
электромагнит
типа [табл. П.8]:
подъемная сила
кН, масса
=
т.
Полезная номинальная грузоподъемность
В соответствии с графиком загрузки механизма подъема (рис. П.5)
,
где
-
относительная2
масса груза;
для режимаработы
,
,
.
КПД3 механизма [1, рис. 1.2]
при
при
Угловая скорость вала двигателя
Статический момент1 на валу двигателя при подъеме груза
,
При опускании груза
,
Момент инерции движущихся масс, приведенный к валу двигателя,
,
где
-
коэффициент,
учитывающий
моменты инерции
масс механизма,
вращающихся
медленнее, чем
вал двигателя;
принимаем2
.
Время пуска3 при
подъеме груза
опускании груза
Результаты расчета сведены в таблицу
Показатель | Обозначение | Единица | Результаты при массе, кг | ||
|
|
|
|||
КПД |
|
- | |||
Момент при подъеме |
|
|
|||
Момент инерции |
|
|
|||
Время пуска при подъеме |
|
С | |||
Момент при опускании |
|
|
|||
Время пуска при опускании |
|
С |
Среднеквадратичный момент
,
где
-
суммарное время
пуска в течении
одного цикла,
-
время установившегося
движения,
-
коэффициент,
учитывающий
ухудшение
условий охлаждения
двигателя при
пуске,
-
общее время
установившегося
движения; принимаем
для закрытого
двигателя
[1, с.36],
(здесь
Н – высота подъема
груза), с учетом
графика загрузки
электродвигателя
(рис. П.6)
,
,
Эквивалентная мощность1, кВт
,
кВт
Ускорение2 при пуске, м . с-2
,
Время3 торможения при опускании номинального груза
,
с
Путь торможения [1, табл. 1.22]
Замедление при торможении
,
4.5.2 Кран работает
без магнита.
В этом случае
и
,
,
,
.
Далее расчет выполнить по приведенной выше методике (П.4.5.1.).
Размеры:
диаметр1
по дну канавок
мм.
шаг нарезки
мм [1, табл. 2.8.].
длина участка
барабана для
узла крепления
конца каната
3
длина нарезки на половине барабана
.
Принимаем
мм.
длина2
участка между
нарезками
=
Расчетная длина барабана
.
Принимаем3
мм.
Свободные участки по краям барабана
5.1 Сварной барабан
Изготовляем
из стали ГОСТ
:
,
МПа (табл. П.4.)
Толщина1 стенки из расчета на сжатие
,
где
-
допускаемое
напряжение;
[1,
с.62].
Толщина стенки из конструктивных соображений
принимаем2
мм [3].
5.1.1 Эскизная3 компановка (рис. 3)
По диаметру
расточки
мм (табл.П.9) выходного
вала редуктора
выбираем4
радиальный
сферический
двухрядный
подшипник [2,
табл.] :
,
,
,
мм,
,
кН. Совмещаем
на общей оси
середину подшипника,
зубчатого венца
вала редуктора
2 и венца 1 барабана
[2, табл.13]. Торец
барабана оказывается
на расстоянии
мм [1, табл. ІІІ.2.1]
от этой оси.
Основные размеры5
Принимаем
мм
Из компоновки
5.1.2 Прочность барабана
Рассматриваем
барабан как
балочку на
шарнирно-подвижных
опорах А и В, к
которой приложены
силы1
.
Реакции опор (по уравнениям статики)
Проверка
Изгибающие
моменты
Крутящие
моменты
.
Эквивалентный момент
Эквивалентное напряжение2 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 вращается1.
Частота вращения2 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 крепления3
,
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; принимаем1
,
,
[1,
с.63].
Сила, изгибающая винт,
Суммарное напряжение в каждом винте2
,
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
.
Толщина1 стенки из условия технологии изготовления литых барабанов
Принимаем2
мм [3].
5.2.1 Эскизная компановка3 (рис. ).
По диаметру
расточки
мм (табл.П.9) выходного
вала редуктора4
выбираем5
:
,
,
,
мм,
,
кН. Совмещаем
на общей оси
середину подшипника,
зубчатого венца
1 вала редуктора
и венца 2 барабана
[2, табл.13].
Основные размеры6
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 напряжение1 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 напряжение2
т
,
где
-
диаметр оси.
МЕХАНИЗМ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ТЕЛЕЖКИ
Последовательность расчета
Выбор схемы механизма, ее описание.
Выбор массы тележки, ходовых колес и определение сопротивления передвижению.
Выбор электродвигателя, редуктора, муфт, тормоза.
Проверка двигателя на пусковой режим и устойчивость процесса пуска.
Проверка двигателя на нагрев.
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.
Схема1 механизма (рис.4).
Электродвигатель через муфту соединен с вертикальным редуктором ВК. Выходной вал редуктора муфтами и промежуточными валами соединен с ходовыми колесами.
Масса тележки
[1.
с. 13].
Наибольшая нагрузка на одно колесо
где
-
количество
колес тележки;
принимаем
=
4.
Выбираем1
[1, табл.III.2.3] при
заданной скорости
передвижения
и режиме работы
колесо : диаметр
мм, допускаемая
нагрузка
кН, тип рельса
. В опорах колеса
установлены
подшипники2
(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 рельсе1
с головкой [1,
табл.1.28],
при подшипниках
качения [1, с.33],
[1, табл. 2.10].
3.1 Электродвигатель
Статическая мощность привода
,
кВт ,
где
-
КПД механизма
передвижения;
принимаем
[1,
табл. 1.18]. Выбираем1
[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
Выбираем1
[ ] 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]
,
.
Выбираем1
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
Сопротивление1 передвижению тележки без груза при торможении
Тормозной момент при движении без груза
Выбираем2
тормоз с тормозным
моментом
,
который следует
отрегулировать
до
.
Рекомендуемая
длина пути
торможения
[1, табл. 1.23],
где
.
Фактическая длина пути торможения
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 время1 пуска при работе без груза
Фактическое ускорение2 при пуске и работе без груза
Фактический запас3 сцепления приводных колес с рельсами при работе без груза
Проверка1 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 пуска2;
принимаем при
и
[ ],
.
Среднее время рабочей операции
,
где
-
средний путь1
передвижения
тележки.
Расчетный
коэффициент
.
Эквивалентная по нагреву мощность2 при ПВ = 25%.
где
-
коэффициент,
учитывающий
относительную
продолжительность
включения,
-
коэффициент3
влияния пускового
момента на
эквивалентную
мощность; принимаем
[1, табл. 1.32] при режиме
работы,
при
[1, рис. 1.6, кривая
].
Нагрузка1 на одно колесо
Расчетная нагрузка
где
-
коэффициент
режима работы,
-
коэффициент,
учитывающий
переменность
нагрузки; принимаем
[5, табл. 34],
Напряжение смятия [5, с. 116]
Подшипники опор2.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Кузьмин А.В., Марон Ф.Л. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин.-Мн.: Высшая школа, 1983-350 с., ил.
Погорелов С.В. Методические указания по конструктированию узлов тележки электромостового крана – Запорожье: ЗИИ, 1990-72 с., ил.
ГОСТ 6636-69 «Нормальные линейные размеры».
Перель Л.Я. Подшипники качения. Справочник – М.: Машиностроение, 1983-543 с., ил.
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
|
5.0 | 6.3 | 8.0 | 10.0 | 12.5 | 16.0 | 20 | 25 |
Толщина
серьги
|
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
|
Подъемная
сила
|
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
|
Диаметр
|
Консольная
нагрузка
|
||
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
|
190 | 230 | 290 | 360 | 450 | 550 | 600 | 680 |
Таблица П.11
Редуктор типа ВКН
Типоразмер редуктора | Диаметр быстроходного вала | Передаточное число |
Максимальная
мощность
|
|||||
|
|
|||||||
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.
1 В схеме на рис. 1 показать свой вариант полиспаста. Схема механизма подъема и варианты полиспастов приведены на рис. П.1.
1
Эта формула
справедлива
при
.
При других
значениях
количество
слагаемых в
числителе
равно кратности
полиспаста.
2
Указать, при
каком режиме
работы. Выбрать
канат по условию
желательно
при маркировочных
группах 1568 и 1764
МПа.
1
Выбрать из
ряда 260, 335, 400 и 510 мм,
по условию
2
Для стали по
стали
МПа
1
Для метрической
резьбы из
конструктивных
соображений
2
Для механизма
подъема
,
передвижения
3
Выбрать по
условиям
(крюка),
1 На рис. 2 показать свой вариант подвески (рис.П.2), расчетные схемы элементов и эпюры механизмов
2 Рассчитать для заданной подвески. Размеры принять по ГОСТ 6636-69 [3]
3
Здесь
-
диаметр шейки
крюка
4
Длина зависит
от типа крюковой
подвески (рис.2):
с одной стороны
,
с другой для
третьего и
четвертого
типа подвесок
здесь надо
разместить
блоки; принимать
зазор между
блоками
,
между блоками
и серьгой
мм.
1
Указать для
какого крана
принимаем «»
1
При отсутствии
заедания
= 60…65 МПа
2 Принять большее значение [3]. Для подвески II типа – кратное «5».
3
Можно применять
тот же материал,
что для траверсы.
Если принята
другая сталь,
привести расчет
1 Рассчитать для заданного типа подвески. Привести расчетную схему.
2 Расчет выполнить для наибольшего момента; результат округлить до кратного пяти.
1 Согласовать размерность скорости и диаметров
2
Если
мин-1,
расчет выполнить
при 10 мин-1.
3 Указать при каком режиме работы и сроке службы в часах
4
Выбрать при
условиях
.
Или d=dц
для подвески
II типа.
5 См. расчет траверсы
1
Здесь
- больше из
и
2 Указать, что находится в контакте с серьгой
1 Указать при каких подшипниках.
2
Выбрать двигатель
MTF [1, табл.ІІІ,
3.5] или МТН [2, табл.2].
По условию
(ближайшее
меньшее). Для
легкого режима
принять ПВ =
15, среднего 25,
тяжелого 40%
3
Диаметр барабана
-
см. п.2.5. Согласовать
размерности
скорости и
диаметров.
1
Выбрать редуктор
Ц2 [1, табл.ІІІ.
4.2], [2, табл.4] или типа
РМ. По условиям
,
,
- ближайшее
большее к
1
Если условие
не выполняется,
принять более
мощный редуктор.
Здесь указать
«удовлетворяет»
или «не удовлетворяет».
2
Допускается
.
3
Выбрать тормоз
ТКГ [1, табл. ІІІ.5.13]
или ТКТ [1, табл.
ІІІ.5.11]. По
условию
.
1
Выбрать по
условию,
диаметр
согласовать
с диаметром
муфты
с тормозным
шкивом,
с валом редуктора.
2
Выбрать по
условию
,
диаметр
согласовать
с диаметром
вала двигателя.
1
Выбирать по
условию
.
2 Значения относительной массы приведены на оси ординат (рис. П. 5).
3
На рис. 1.2 выбрать
кривую, соответствующую
.
1
Рассчитать
аналогично
для масс
и
,
ТП,
ТОП,
J.
2
Принимать
3
Рассчитать
аналогично
при
и
,
tП,
tОП.
1
Если
,
двигатель
удовлетворяет
условию нагрева
2
Сравнить с
рекомендуемым
[1, табл.1.25]. Для
магнитных
кранов
.
Здесь t –
меньшее из
времени пуска
(tП).
3
Значение
и
- см. п.4.3.
1
Значение
,
см.
п.2
.3 Определяется по осям крайних блоков крюковой подвески
3 Выбрать длину L из ряда 1200, 1300, 1420, 1800 и 2300 мм по условию LіL’
1 Здесь F – см. п.2.
2 Принять большее из двух значений
3 См. рис. П.3. Выполнить в масштабе на миллиметровке.
4 Выбрать шарикоподшипник [2, табл. 9] или роликоподшипник [2, табл. 10].
5 Размеры l3, l9, b2 – см. выбор редуктора, толщина буртика a1=5…15 мм.
1 1 См. п. 2
2
Определяется
по наибольшему
1
Эквивалентная
и приведенная
нагрузка
определяются
по методике
п. 3.4. Здесь
,
для роликоподшипника.
2 Согласовать размерности скорости и диаметров.
3
Здесь
-
см. п.2.
1
Число планок
не менее двух
.
2
Принять
-
см. рис. 2.5. [1]. Если
,
увеличить
число планок
.
1 В этом случае толщина д.б. не менее 12 мм
2 Принять большее из двух значений
3 Компоновку выполнить в масштабе. Эскиз барабана – см. рис. П.4
4 Указать тип редуктора (см. п.4.2)
5 Выбрать шарико- или роликоподшипник [2, табл. 9 или 10].
6
Размеры
и
- см. выбор редуктора,
зазор
мм,
С – см. [2, табл.
12].
1
Определяется
по большему
.
2
Здесь М – большее
значение из
и
.
1 Здесь рассматривается механизм с редуктором ВК (см. рис. П.7, а). Можно применить механизм с редуктором ВКН (навесного типа) – см. рис. П.7, б.
1
Выбрать при
скорости
.
2 Указать вид подшипника.
1 Указать, с плоской или выпуклой головкой
1
Выбрать по
условию
1
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].
1
Выбрать по
условию
,
диаметры согласовать
с диаметрами
двигателя и
редуктора [1,
табл. III.5.6].
(табл. П.6, П.7).
1
Это случай
крана с грузовым
электромагнитном;
для крана без
магнита
.
2
Можно выбрать
тормоз ТКТ [1,
табл. ІІІ.5.11]
или ТКГ [1, табл.
ІІІ.5.13] по
условию
.
1 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.
2
Сравнить с
.
3
Сравнить с
ранее принятым
.
1 По методике номинального режима работы [5. с.112]. Можно выполнить по методике, рассмотренной в разделе «Механизм подъема».
2 Выбрать по [1, рис. 1.4 или 1.5].
1
Принимаем
м.
2
Сравнить
и
принятого
двигателя.
Если
,
двигатель
удовлетворяет
условием нагрева.
3
По [1, рис. 1.16] указать
по какой кривой
определяется
.
1 См.п.2
2 Выполнить проверку аналогично п.5.1.5 «Механизм подъема»