Проектирование козлового крана

border="0" />

2.8 Определение передаточного числа привода

Частота вращения ходового колеса определяется по формуле:

где Vпер. – скорость передвижения крана, м/с;

Dк – диаметр ходового колеса, м.

Требуемое передаточное число одного привода определяем по формуле:

Принимаем упругую втулочно-пальцевую муфту с тормозным шкивом №1:

–момент инерции муфты Jt=0,125кг·м2;

– диаметр шкива D = 200 мм;

1.11 Выбор муфты тихоходного вала

Момент статических сопротивлений:

Принимаем зубчатую муфту типа МЗ по ГОСТ 5006 – 55:

– номер муфты №3;

– крутящий момент Tмуф. =3150 Н·м;

– диаметр муфты Dмуф. = 220 мм;

– допускаемая частота вращения муфты nmax =4000 мин-1.

2.12 Определение пусковых характеристик механизма

Фактическая скорость передвижения тележки определяется по формуле:

где U и Uр – требуемое и фактическое передаточные числа привода.

Время пуска механизма передвижения без груза определяется по формуле:

где δ – коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс привода механизма, за исключением ротора двигателя и муфты быстроходного вала, установленного на быстроходном валу, принимаем δ = 1,4;

I – момент инерции ротора двигателя и муфты быстроходного вала:

Ip – момент инерции ротора двигателя, кг · м2;

Iм – момент инерции муфты быстроходного вала;

Tср.п. – средний пусковой момент двигателя, определяем по формуле:

Tном. – номинальный момент двигателя, Н · м;

,

где P - мощность двигателя;

n - частота вращения двигателя;

ψmax – максимальная кратность пускового момента двигателя;

ψmin – минимальная кратность пускового момента двигателя;

Tс – момент статического сопротивления на валу двигателя:

Ускорение при пуске определяется по формуле:

Таблица 4 – Проверка полученных значений пусковых характеристик на соответствие рекомендуемым значениям для механизма передвижения

Параметр	Скорость крана	Время пуска	Ускорение при пуске
Обозначение	V фпер.	tп	a
Расчетное значение	0,4 м/с	2,39 с	0,167 м/с2
Допускаемое значение	±10% от заданной	1…5 с	до 0,25 м/с2
Вывод	соответствует	соответствует	соответствует

Проверка фактического запаса сцепления колес с рельсами:

где Fпр – суммарная нагрузка на приводные колеса без груза:

m – масса крана, кг;

zпр – количество приводных колес, шт;

z – общее количество принятых ходовых колес, шт.

φ – коэффициент сцепления ходовых колес с рельсами, принимаем

φ = 0,02 [1, с. 33];

F'пер – сопротивления передвижению крана без груза:

f – коэффициент трения в подшипниках качения колеса;

µ – коэффициент трения качения ходового колеса по рельсам.

Условие выполняется.

2.13 Выбор тормоза и определение тормозных моментов

Тогда время торможения крана без груза определим по формуле:

Сопротивление при торможении тележки без груза определяется по формуле аналогично п. 2.12:

Момент статических сопротивлений на тормозном валу при торможении крана определяется по формуле:

где – cопротивление при торможении крана без груза, Н·м;

Uр – фактическое передаточное число привода.

Момент сил инерции при торможении крана без груза определяется по формуле:

где tТ – время торможения тележки без груза, c;

m – масса тележки, кг.

Расчетный тормозной момент на валу тормоза определяется по формуле:

Выбираем тормоз ТКТ – 100:

- тормозной момент Т = 20 Н∙м, который надо отрегулировать до Т = 12,06 Н∙м;

- диаметр тормозного шкива D=100 мм;

2.14 Проверка пути торможения

Фактическая длина пути торможения и минимальная длина пути торможения, определяются из условия:

где tТ – время торможения крана без груза, c;

V фпер. – фактическая скорость передвижения крана, м/с.

>

Условие выполняется.

2.15 Проверка двигателя на нагрев

Во избежание перегрева двигателя, необходимо чтобы развиваемая им среднеквадратическая мощность удовлетворяла условию:

Средняя квадратичная мощность электродвигателя определяется по формуле:

где Tср – средний квадратичный момент преодолеваемый электродвигателем, Н·м;

nэл. – частота вращения электродвигателя, мин-1.

где ∑tп – общее время пуска с грузом, с;

tу – время установившегося движения, с;

∑t – общее время работы электродвигателя, с;

Tср.п. – средний пусковой момент двигателя, Н·м;

Tс – момент статических сопротивлений на валу двигателя, Н·м;

TсТ – момент статических сопротивлений на валу двигателя при торможении механизма, Н·м.

В качестве исходных данных для расчета используем график загрузки механизма, в соответствии с рекомендациями [1, с. 16, рис. 1.1]. Соответственно для среднего режима работы механизма передвижения, график будет иметь следующий вид:

Таблица 5 – Результаты расчетов

Параметр	Обозначение	Единица измерения	Результаты расчета при Q, кг
			12500	8750	6250	3750
Сопротивления передвижению крана с грузом	Fпер.	Н	3443,04	2710,4	2217,6	1724,8
Момент статического сопротивления на валу двигателя	Tс	Н · м	18,22	14,34	11,73	9,12
Время пуска с грузом	tпгр	с	4,51	2,94	2,27	1,75
Сопротивление при торможении крана с грузом		Н	899,15	706,48	578,025	449,575
Момент статического сопротивления при торможении на валу двигателя	TсТ	Н · м	3,44	2,7	2,21	1,72

Общее время пуска с грузом и собственной массой крана определяется по формуле:

где ni – число передвижений с i-м грузом.

Время установившегося движения определяется по формуле:

где Lср – средняя длина перемещения груза: Lср = 0,8·L, м;

V фпер. – фактическая скорость передвижения крана, м/с.

Определим общее время работы, средний квадратичный момент и среднюю квадратичную мощность электродвигателя:

Pср = 1,17 кВт < Pном = 1,7 кВт – условие выполняется.

Рис. 3 Усредненный график загрузки механизма передвижения тележки (для среднего режима работы)

Согласно графику, за время работы механизма передвижения, кран будет передвигаться с номинальным грузом Q = 12500 кг – 1 раз, с грузом 0,7·Q = 8750 кг – 5 раз, с грузом 0,5·Q = 6250 кг – 1 раз, с грузом 0,3·Q = 3750 кг – 3 раза.

Сведем результаты расчетов с различными грузами в таблицу.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения курсового проекта был спроектирован мостовой кран грузоподъёмностью 12,5 тонн, среднего режима работы (5К).

Расчетная часть состоит из двух частей: механизма подъёма и механизма передвижения.

В механизме подъёма произведен расчет следующий расчет:

- выбран канат двойной свивки типа ЛК-Р диаметром 18 мм имеющий при маркировочной группе проволок 1764 МПа;

- выбрана крюковая подвеска;

- определены размеры барабана, его диаметр и полная длинна с учетом кратности полиспаста;

- подобран рациональный материал барабана и проверен на прочность по напряжениям сжатия;

- выбраны муфты быстроходного и тихоходного валов;

- выбран и проверен на нагрев электродвигатель с учетом того, что механизм работает с различными грузами;

- сделана проверка с допускаемыми значениями пусковых и тормозных характеристик в неблагоприятных режимах работы механизма.

В механизме передвижения тележки произведен расчет центрального привода, для которого:

- выбраны ходовые колеса с учетом их количества, грузоподъёмности крана, массы тележки и ее скорости передвижения;

- выбран и проверен электродвигатель;

- выбран редуктор;

- сделана проверка с допускаемыми значениями пусковых характеристик при неблагоприятном режиме работы крана.

На основе расчетной части выполнена графическая, в которой отображено на листах форматах А1:

- общий вид крана;

- механизм передвижения тележки;

- грузовая тележка.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. А.В. Кузьмин, Ф.Л. Марон Справочник по расчетам механизмов подъёмно-транспортных машин. Изд. 2-е., перераб. – Минск: Высш. шк.,1983.

2. Курсовое проектирование грузоподъёмных машин: Учеб. Пособие для вузов, под ред. С.А. Казака. – М.: Высш. шк.,1989. – 319 с.: ил.

3. Курсовое проектирование деталей машин: учеб. пособие/ В.Д. Соловьёв, В.И. Фатеев. – Тула: Изд-во ТулГУ, 2007.- 324 с.

4. Справочник по кранам, Т2 /Под ред. М.М.Гохберга. Л.: Машиностроение, 1988. 559 с.

5. Вайснон А.А. Атлас конструкций. Подъёмно-транспортные машины строительной промышленности. - 2-е изд., перераб. – М.: Машиностроение, 1976.

6. Подъёмно-транспортные машины. Атлас конструкций. Под. ред. М.П. Александрова, Д.Н. Решетова. - 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1987. – 122 с.: ил.

7. Иванов М.Н. Детали машин.- 5-е изд., перераб. – М.: Высш. шк.,1991.- 383 с.

Размещено на