Візок мостового крана

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ

ГОУ ВПО «УРАЛЬСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ - УПІ ІМЕНІ ПЕРШОГО ПРЕЗИДЕНТА РОСІЇ Б. Н. ЄЛЬЦИНА»

Кафедра «ПТМіР»

Курсовий проект

з дисципліни «Вантажопідйомні машини»

Тема: Візок мостового крана

Керівник проекту _______________________ Лукашук О.М.

Студент ___________________________________

Група: МІ46046

Факультет: Механіко-машинобудівний

Єкатеринбург 2009

Зміст

Введення

1. Вихідні дані

2. Механізм підйому вантажу.

2.1 Вибір підвіски крюка.

2.2 Вибір каната.

2.3Установка верхніх блоків.

2.4 Установка барабана.

2.5 Вибір двигуна.

2.6 Вибір редуктора.

2.7 Вибір з'єднувальних муфт.

2.8 Вибір типорозміру гальма.

3. Механізм пересування.

3.1 Вибір ходових коліс.

3.2 Визначення опорів пересуванню візків.

3.3 Вибір двигуна.

3.4 Вибір передачі.

3.5 Вибір з'єднувальних муфт.

3.6 Вибір гальма.

4. Компонування візка мостового крана.

4.1 Координати центра ваги порожньої візки.

4.2 Визначення положення не приводних коліс, тобто базу візки, з умови однакової напруги на приводні і

ходові колеса.

4.3 Визначення навантажень на ходові колеса візка в порожньому стані і від ваги вантажу.

5. Перевірочні розрахунки механізмів.

5.1 Механізм підйому вантажу.

5.1.1 Перевірка двигуна на час розгону.

5.1.2 Перевірка часу гальмування.

5.1.3 Перевірка двигуна на нагрів.

5.2 Механізм пересування візка.

5.2.1 Перевірка двигуна на розгін.

5.2.2 Перевірка часу гальмування.

5.3 Перевірка запасу зчеплення коліс з рейками.

Бібліографічний список

Введення

Вантажопідйомні машини - високоефективний засіб комплексної механізації та автоматизації підйомно-транспортних, вантажно-розвантажувальних і складських робіт. Застосування таких машин зменшує обсяг використання важких ручних операцій і сприяє різкому підвищенню продуктивності праці. Автоматизація вантажопідіймальних машин дозволяє включити її в потокову лінію, а універсальність використання - зробити складовим елементом гнучкого автоматизованого виробництва.

Одним з пунктів величезного списку номенклатури вантажопідіймальних машин є мостовий кран. Мостовим краном називається вантажопідйомна машина, яка пересувається по рейках на деякій відстані від землі (підлоги) і забезпечує переміщення вантажу в трьох взаємно перпендикулярних напрямках. Мостові крани є одним з найбільш поширених засобів механізації різних виробництв. Переміщаючись по коліях, розташованим над землею, вони не займають корисної площі цеху або складу, забезпечуючи в той же час обслуговування практично будь-якої їх точки.

Основна мета даного курсового проекту - навчання основам конструювання складної складальної одиниці в цілому, закріплення, поглиблення і узагальнення знань, набутих студентом при вивченні дисципліни «Вантажопідйомні машини», і завершення загальноінженерної підготовки майбутнього фахівця.

1. Вихідні дані

Qт = 8 т

V п = 11,2 м / с

V т = 42 м / с

H = 8,5 М

ГРР - 3М

I д - змінний, постійний 220/380 В

Кінематична схема.

2. Механізм підйому вантажу

2.1 Вибір підвіски крюка

Тип гака підвіски - однорогий гак.

Через задану групу режиму роботи і вантажопідйомність за ГОСТом 25835-83, прийму підвіски крюка відповідно.

Кратність поліспаста:

= 2 де кількість гілок канату, на яких висить вантаж

кількість гілок канату, які навиваються на барабан

Характеристики підвіски:

dk = 14 ... 17 мм

m = 116 кг

L = 180 мм

L 1 = 520 мм

H = 940 мм

H 1 = 182 мм

H 2 = 390 мм

B = 190 мм

B 1 = 130 мм

B 2 = 12 мм

B 3 = 62 мм

d = 90 мм

d 1 = 140 мм

d 2 = M 52 мм

d 3 = 70 мм

Д = 406 мм

Типорозмір: 2-8-406

2.2 Вибір каната

Вибір каната проводиться по максимальному статичному зусиллю, Н,

G - вага номінального вантажу і підвіски крюка,

- ККД поліспаста 0,99, для К = 3.

Вага G:

тоді,

Коефіцієнт використання каната (Zp) для М3:

Рухливі канати 3,55

Нерухомі канати 3,00

Перевірка каната.

А) Міцність. H

Розривне зусилля - = 98950 H (Умова виконана)

Б) габаритного.

D бл - діаметр блоку по дну струмка;

h 2 - коефіцієнт, регламентований нормалями ГГТН й залежний від режиму роботи,

h 1 = 14

h 2 = 16

h 3 = 12,5

тоді, (Умова виконана)

Вибираю канат загального призначення за ГОСТ 2688-80 ЛК-Р 6 x 19 (1 +6 +6 / 6) +1.

Діаметр каната 14 мм, маса 1000 м = 728кг, маркувальна група 1568

Коефіцієнт запасу К = 5.

2.3 Установка верхніх блоків

Мінімальні діаметри барабана, блоків і зрівняльних блоків, огинає сталевими канатами, визначаю за формулами:

мм

Розміри профілю струмка:

мм

Відхилення каната від площини симетрії струмка на кут не більше 6 гр.

2.4 Установка барабана

Отриманий діаметр барабана (196 мм) округляється до найближчого, стандартного значення 320 мм.

Довжина барабана де

- Довжина одного нарізаного ділянки

- Довжина гладкого середньої ділянки

- Довжина одного кінцевого ділянки

= 14 +3 = 17 мм

де

Z рв - число робочих витків для навивки половини робочої довжини каната;

Z н - число недоторканних витків, необхідних для розвантаження деталей кріплення каната на барабані ( );

Z кр - число витків для кріплення кінця каната.

Число робочих витків визначається за формулою:

мм де Н - Висота підйому вантажу, м.

Швидкість навивки каната на барабан м / с

, Тоді мм

Довжина гладкого середньої ділянки барабана визначаємо із співвідношення:

мм

= 140 мм

мм

Звідси довжина барабана дорівнює

мм

Відношення L / Д = 3,25 = 3,5 (рекомендується призначати в межах 3,5 ... 5,0)

Приймаю умова навивання на барабан в один шар:

мм

2.5 Вибір двигуна

Вибираю двигун серії MTF, тому що група режиму роботи М3, для даного режиму ПВ = 15%.

кВт

Двигун типу MTF - 311 - 6, N = 14 кВт, n = 945 об. / хв., Mmax = 320 Нм, I ротора = 0,225, m = 170 кг. [1. стор 59, табл. А]

Діаметр валу двигуна - d дв. = 50 мм; (Конічний)

2.6 Вибір редуктора

Використовую тип редуктора Ц2У за ГОСТ 20758 - 75,

двох ступінчастий, циліндричний. [1. стор 66, табл. Б]

Для забезпечення заданої швидкості підйому вантажу, редуктор повинен мати передавальне число:

, Де - Частота обертання двигуна

Прийму стандартне передавальне відношення 40.

Еквівалентний момент на вихідному валу редуктора:

де - Коефіцієнт інтенсивності режиму навантаження, через клас навантаження В2, то = 0,18.

Параметр

де - Коеф. для передач з односторонньою навантаженням, що дорівнює 3600,

- Число зуб. коліс, зчіпних з тихохідним колесом редуктора ( = 1),

- Норма часу роботи редуктора за ГОСТ 25835-83, залежно від класу використання, для режиму роботи М3 - клас А3, тоді час роботи від 3200 до 6300 год, приймаю середнє значення 4800 год

Базове число циклів зміни напружень біля N Н.О. = 26, т. к. твердість робочої поверхні зубів коліс редуктора НВ = 260 ... 290 МПа.

Максимальний обертаючий момент на тихохідному валу редуктора, М max,

де - Максимальне прискорення при пуску,

- Мінімальний час розгону при

пуску, Приймаю за 1 сек.

- Маса підвіски крюка, кг.

- ККД поліспаста і барабана відповідно. При установці барабана на підшипниках кочення ККД його одно 0,98.

Тоді, Нм

Звідси, кНм

Вибираю редуктор зі схожими даними Ц2-400 з обертаючим моментом на тихий. валу в 14 кНм, і передавальним числом 40.

Найбільші консольні навантаження на тих. вал - 32 кН.

Модуль m, мм, і ширина b, мм, зубчастих коліс редуктора:

Швидкохідна ступінь - m = 3, b = 45; Z 2 / Z 1 = 72/15;

Тихохідна ступінь - m = 5, b = 125. Z 2 / Z 1 = 83/16.

Вибір редуктора такої марки обумовлюється тим, що при подальшій компонуванні на раму візка при меншому редукторі, габарити розташування комплектуючих хутро. підйому будуть значно більше, тому що міжосьова відстань валів редуктора мало в порівнянні радіусів барабана і ел. двигуна.

Діаметр швидкохідного валу d Б.В .= 50 мм; (Конічний 1:10);

Діаметр тихохідного вала d по т.ч. = 80 мм. (Тихохідний вал із зубчастим вінцем).

2.7 Вибір з'єднувальних муфт

Для ГРР 3М застосовую зубчасті муфти по ГОСТ 5006-83 [1. стор 29].

де

Мр - Розрахунковий обертаючий момент;

К - Коефіцієнт запасу міцності;

Мк - діючий обертаючий момент;

[Мк] - дозволений (табличний) обертаючий момент, який здатна передати муфта.

К = К1 * К2 * К3 = 2,7

де К1 - коеф. враховує ступінь з'єднання К2 = 1,8;

К2 - коеф. режиму роботи К2 = 1;

К3 - коеф. кутового зміщення К3 = 1,5.

тоді,

кНм, прийму Мк = 4000 Нм

Тоді,

а) Муфта зубчаста від двигуна до валу редуктора:

d = 50 - 60 мм;

D = 220 мм;

D 1 = 130 мм;

D 2 = 130 мм;

L = 220 * мм;

l = 105 мм;

A = 75 мм;

m = 3 мм;

z = 40;

b = 20 мм;

I = 0,15 кг м кв.;

m = 15,2 кг.

б) Гальмівний шків (виконання I):

D = 200 мм;

D 1 = 180 мм;

D 2 = 100 мм;

D 3 = 75 мм;

D 4 = 85 мм;

D 5 = 135 мм;

d = 50 - 60 мм;

d 1 = 13 мм;

В = 115 мм;

В1 = 95 мм;

В2 = 80 мм;

В3 = 70 мм;

В4 = 82 мм;

b = 12 мм;

h = 34,4 мм;

з = 2,0 мм;

m = 15 кг.

[1. стор 88-94]

2.8 Вибір типорозміру гальма

У механізмі підйому вантажу використовую автоматичний нормально замкнутий гальмо з пружинним замиканням.

Розрахунковий гальмівний момент визначається за формулою:

де Кт. - Коефіцієнт запасу гальмування;

Мст.т. - Статичний крутний момент при

гальмуванні, створюваний вагою

номінального вантажу на валу, на

якому встановлюється гальмо.

Для ГРР М3 - Кт. = 1,5.

Величина Мст.т. визначається за формулою:

де - ККД механізму ( = n б р; = 0,931).

- Загальне передавальне число механізму з урахуванням кратності поліспаста

( = К nUp)

Тоді,

Нм

Звідси, Нм

Вибираю гальмо типу ТКГ-200 (одноштоковий) з наступними характеристиками:

D = 200 мм;

М max = 250 Нм;

m = 38 кг.

Основні розміри: L = 603 мм; H = 436 мм; E = 213 мм; T = 198 мм; B = 90 мм; D = 200 мм; h = 170 мм.

3. Механізм пересування

Число ходових коліс візка мостового двох балкового крана прийму в залежності від вантажопідйомності крана, т. к. Q = 8 тонн, то число коліс буде дорівнювати чотирьом.

3.1 Вибір ходових коліс

Вибір складальної одиниці «колесо в зборі» виробляється за максимальною статичному навантаженню, що визначається за формулою:

де, G _гр. і G _т. - Вага номінального вантажу

головного підйому і візки відповідно;

Z - число коліс;

КН - коефіцієнт нерівномірності

розподілу навантаження на колесо (1,25).

Вага візка в попередньому розрахунку

орієнтовно прийму зі співвідношення: кН

Тоді, кН

Вибираю діаметр ходових коліс: При максимальній статичному навантаженні на колесо від 30 до 50 кН - D к = 200; 250 мм (по ОСТ 24.090.44-82). [1. стор 97, табл. В].

3.2 Визначення опорів пересуванню візків

Повний опір [1. стор 34], пересуванню візка в період розгону, наведене до обода колеса, включає в себе наступні складові:

де,

- Опір, створювані силами тертя;

- Ухил шляху;

- Опір від вітру при роботі крана на відкритому повітрі;

- Опору від сил інерції обертових і поступально

рухомих мас візки;

- Опір від розгойдують вантаж сил на гнучкій підвісці;

а)

де,

- Відповідно вага візка і вага максимального вантажу;

- Коефіцієнт тертя кочення коліс по рейці (з таблиці 12 = 0,3, для коліс деаметр 20-30 см);

- Коефіцієнт тертя в підшипниках коліс (з таблиці 13 = 0,015, для кулькових, роликових, виключаючи роликові з конічними роликами);

- Діаметр цапфи вала колеса;

- Діаметр колеса;

- Коефіцієнт додаткових опорів ( = 2,5).

Тоді,

кН

б)

де, для візків a = 0,002,

Тоді,

кН

в) = 0, при роботі крана в приміщенні.

г)

де, - Коефіцієнт, що враховує інерцію мас, що обертаються;

- Маса візка,

a - прискорення при розгоні, залежить від вантажопідйомності крана, для

даного Q = 8 т, при ручному стропуванні a = (0,5 ... 1,0) [a],

при [a] = 0,15 (з табл. 14).

Тоді,

кН

д)

де, - Маса підвіски, = 116 кг

Тоді, кН

Звідси:

кН

3.3 Вибір двигуна

Електричний двигун вибирається за потужністю з урахуванням відносної тривалості включення - ПВ,%. Необхідну потужність, N, кВт, визначають за формулою:

де, - Швидкість візка, м / с;

- 0,89 ... 0,85 попереднє значення ККД механізму;

- Кратність среднепускового моменту двигуна по

відношенню до номінального, для асинхронних

двигунів з фазним ротором (MTF, MTH) = 1,5 ... 1,6.

Тоді,

кВт

Двигун типу MTF - 011 - 6, N = 2 кВт, n = 800 об. / хв., Mmax = 4 кНм, I ротора = 0,021, m = 51 кг. [1. стр 37, табл. А].

Діаметр валу двигуна - d дв. = 28 мм; (Циліндричний)

Діаметр статора двигуна - d ст.дв. = 266 мм.

3.4 Вибір передачі

Вибираю передачу, що складається із стандартного редуктора, при цьому редуктор вибраний з серії навісних, ЦЗ, що встановлюється з зовнішньої сторони ходового колеса на приводному валу.

Вибір типорозміру редуктора здійснюється за еквівалентним обертального моменту на вихідному валу з урахуванням режиму роботи та передавальному числу.

Необхідне передаточне число редуктора:

де, - Частота обертання вала двигуна, об / хв;

- Діаметр ходового колеса, м;

- Швидкість візка, м / м;

Тоді,

Еквівалентний момент на вихідному валу редуктора:

де,

- Коефіцієнт інтенсивності режиму навантаження, через клас навантаження В2, то = 0,18.

Параметр

де - Коеф. для передач з односторонньою навантаженням, що дорівнює 1800,

- Число зуб. коліс, зчіпних з тихохідним колесом редуктора ( = 1),

Максимальний обертаючий момент на тихохідному валу редуктора, М max,

Нм

Тоді,

Нм

Вибираю редуктор зі схожими даними ЦЗ-125 з обертаючим моментом на тихий. валу в 500 Нм, і передавальним числом 12,5. [1. стор 81].

Діаметр швидкохідного валу d Б.В .= 25 мм; (Конічний 1:10)

Діаметр тихохідного вала d по т.ч. = 50 мм. (Тихохідний вал, втулкового типу).

Розміри посадкового майданчика D x m x 9 H - 50 x 2 x 9 H.

Маса m = 73 кг.

3.5 Вибір з'єднувальних муфт

Для ГРР 3М застосовую втулочно-пальцеві муфти по ГОСТ 2144-75.

[1. стр29, 88-94]

де

Мр - Розрахунковий обертаючий момент;

К - Коефіцієнт запасу міцності;

Мк - діючий обертаючий момент;

[Мк] - дозволений (табличний) обертаючий момент, який здатна передати муфта.

К = К1К2К3 = 1,8

де К1 - коеф. враховує ступінь з'єднання К2 = 1,8;

К2 - коеф. режиму роботи К2 = 1;

К3 - коеф. кутового зміщення К3 = 1.

тоді,

кНм прийму Мк = 500 Нм

Тоді,

а) Муфта зубчаста з гальмівним шківом від двигуна до пром.валу:

d = до 32 мм;

D = 140 мм;

D 1 = 100 мм;

D 2 = 140 мм;

L = 70 * мм;

l = 80 * мм;

J = 0,1 кг м кв.;

m = 2,5;

z = 30;

b = 12

б) Муфта зубчаста від пром.вала до валу редуктора:

d = до 32 мм;

D = 140 мм;

D 1 = 100 мм;

L = 70 * мм;

J = 0,1 кг м кв.;

m = 2,5;

z = 30;

b = 12

в) Гальмівний шків (виконання I):

D = 160 мм;

D 1 = 140 мм;

D 2 = 85 мм;

D 3 = 60 мм;

D 4 = 60 мм;

D 5 = 100 мм;

d = до 35 мм;

d 1 = 8 мм;

В = 85 мм;

В1 = 70 мм;

В2 = 60 мм;

В3 = 45 мм;

В4 = 58 мм;

b = 6 мм;

h = 35,4 мм;

з = 2,0 мм.

3.6 Вибір гальма

Вибір і установка гальма здійснюється при дотриманні деяких критеріїв, в даному випадку посилання відбувається на те, що візок призначена для роботи в приміщенні на надземному рейковому шляху (мостовий кран) і переміщується зі швидкістю більше 0,53 м / с (0,7 м / с).

Розрахунковий гальмівний момент механізму при роботі крана в закритому приміщенні визначається для руху без вантажу під ухил у припущенні, що реборди коліс не зачіпають за головки рейок:

де,

; ; - Відповідно моменти, створювані ухилом, інерцією і силами тертя, приведеними до валу гальма.

де,

; ; - Опору пересуванню візка без вантажу, створювані ухилом, інерцією і тертям відповідно. Їх значення визначаються за формулами:

до Н

де,

- Коефіцієнт, що враховує інерцію обертових мас механізму (при швидкості пересування менше 1 м / с = 1,25);

a - допустиме прискорення при гальмуванні (a = 0,15, з табл. 14);

- Коефіцієнт, що враховує опір руху візки від тролейного струмопроводу. ( = 1,25).

Тоді,

кНм

Звідси: кНм

Вибираю гальмо типу ТКГ-160 (одноштоковий) з наступними

характеристиками [1. стор.38; 95-96]:

D = 160 мм; М max = 100 Нм; m = 21 кг.

Основні розміри:

L = 490 мм; B = 70 мм;

H = 415 мм; D = 160 мм;

E = 201 мм; h = 144 мм;

T = 147 мм; m шк = 8 кг.

4. Компонування візка мостового крана

4.1 Координати центра ваги порожньої візка:

[2. ф.3.1]

де,

- Вага окремих складальних одиниць;

; - Координати точок їх застосування [Компонування]:

Вага редуктора пересування - 715 Н; - 1

Вага редуктора підйому - 3106 Н; - 2

Вага дв. пересування - 500 Н; - 3

Вага дв. підйому - 2058 Н; - 4

Вага барабана - 2940 (m = 300 кг, приблизно) Н; - 5

Вага рами - 7840 (m = 800 кг, приблизно) Н; - 6

Вага підвіски - 1421 Н; - 7

Вага верхніх блоків - 98 Н; - 8

Вага гальма пересування - 206 Н; - 9

Вага гальма підйому - 373 Н. - 10

(Деякі значення прийняті, виходячи з технічних міркувань).

= 18983 Н, прийму = 20 кН.

Координати точок X (мм):

1 =- 928

2 = 730

3 = 629

4 =- 99

5 = 0

6 = 0

7 = 0

8 = 0

9 = 266

10 = 554

мм

Координати точок Y (мм):

1 = 773

2 =- 251

3 = 773

4 =- 400

5 = 0

6 = 123

7 = 205

8 = 370

9 = 888

10 =- 575

4.2 Визначаю положення не приводних коліс, тобто базу візки, з умови однакової напруги на приводні та ходові колеса:

мм

Прийму відстань рівне 1400 мм, конструктивно.

4.3 Визначення навантажень на ходові колеса візка в порожньому стані і від ваги вантажу

Навантаження знаходяться за наступними формулами:

1) Порожня візок: [2. ф. 3.3]

2) Від ваги вантажу: [2. ф. 3.4]

3) Статичне навантаження на ходові колеса у завантаженому становищі: [2. ф. 3.5]

Похибка:

5. Перевірочні розрахунки механізмів

5.1 Механізм підйому вантажу

5.1.1 Перевірка двигуна на час розгону

Рекомендований діапазон часу розгону 2 ... 4 с (ВНІІПТМАШ) до Q = 75т.

Експериментально отримано, що для крана Q = 8 т значення часу будуть наступними:

Мех. підйому вантажу - 2 с.

Мех. пересування візка - 3-4 с.

Мех. пересування крана - 6 с. [Рис. 2.4.1.]

Для хутро. підйому вантажу найбільший час розгону виходить при розгоні на підйом. Його можна визначити за наближеною формулою:

[2. ф.4.1]

де,

- Кутова швидкість двигуна, рад / с;

- Приведений до валу двигуна момент інерції при розгоні всіх рухомих мас, кг м кв.;

- Среднепусковой момент двигуна, Нм;

- Момент статичних опорів при розгоні, приведений до валу двигуна, Нм.

а) [2. ф.4.2]

де,

- Кратність среднепускового моменту двигуна, для дв. з фазним ротором значення = 1,5 [табл. 2.2.17 стор.42]

тоді,

Нм

Значення [2. ф.4.3]

тут - Момент інерції при розгоні всіх обертових частин механізму, приведений до валу двигуна:

б) [2. ф.4.4]

де = 1,1 ... 1,2 - коефіцієнт обліку інерції обертових мас розташованих на другому, третьому і наступних валах механізму;

-Момент інерції обертових мас, розташованих на першому валу, дорівнює сумі моментів інерції ротора дв. - , Муфт - , Гальмівного шківа - .

- Момент інерції при розгоні поступально рухомих частин механізму плюс вантажу, приведений до валу дв.

кг м кв.

де,

- Маса шківа, кг

- Радіус шківа, м

- Коефіцієнт розподілу маси ( = 0,6 - рекомендовано).

[2. стор 85]

Тоді,

кг м кв.

Звідси,

кг м кв.

в) Кутова швидкість рад / с.

г) Значення і знаходимо з:

[2. ф.4.5]

кг - маса підвіски і вантажу. [2. ф.4.6]

[2. ф.4.7]

де,

G - вага вантажу і підвіски (8000 * 9,8 = 78400 Н);

r - радіус барабана, з урахуванням осі навивки каната (326 мм);

U - повне передавальне число хутро., Що дорівнює добутку передаточних чисел поліспаста й лебідки (U = U п * U л = 2 * 40 = 80).

Тоді,

кг м ^2.

Звідси,

д) Середнє прискорення:

м / с

5.1.2 Перевірка часу гальмування.

Не розраховується, тому що цей час можна задати і змінити за допомогою регулювання гальма підйому вантажу.

5.1.3 Перевірка двигуна на нагрів

Перевірку проводимо за методом перевірки по еквівалентному моменту.

Умова перевірки:

[2. ф.4.8]

де,

- Еквівалентний момент на валу двигуна, Нм;

- Номінальний момент двигуна, Нм.

де,

, - Відповідно статичні моменти на валу двигуна, що виникають при підйомі і опусканні вантажу;

- Час розгону хутро. при роботі з вантажем;

; - Відповідно час усталеного руху при підйомі і опусканні;

- Коефіцієнт, що враховує погіршення умов охолодження двигуна в період пуску.

а) Статичні моменти при підйомі і опусканні:

де, - Вага j вантажу;

- ККД механізму при роботі з j-м вантажем.

Для ГГР - М3 за типовим графіком [2. Додаток 4. стор.289], визначимо, що вантаж піднімається і опускається (при робочому циклі 10) G - 4 рази; 0,7 G - 3 рази; 0,6 G - 3 рази.

Повіряють , при більшому вантаж, тобто при = кН

Визначаю ККД хутро. [2. стор 88. рис 4.4]:

, Звідси = 0,9

Тоді [2.4.10],

кН

б) Час розгону при підйомі і опусканні вантажу:

Формули [2.4.11]:

де,

; - Відповідно, кутові швидкості при сталим русі.

- Приведений до валу двигуна момент інерції при розгоні всіх рухомих мас, кг м кв., Дорівнює 2,456 кг м кв.

- Среднепусковой момент двигуна, Нм, дорівнює 302 Нм.

[2.4.12]

де,

- Синхронна кутова швидкість двигуна, визначається за формулою:

рад / с

Тоді,

рад / с

Звідси,

в) Час усталеного руху визначаю за формулою:

тут,

Н - середня висота підйому вантажу, приймаю Н = 4,25 м.

- Фактична швидкість руху вантажу, визначаю за формулою:

м / с

Тоді,

г) Коефіцієнт , Дорівнює 0,7, тому що:

Знаходимо:

де, Н.

Тоді, умова не виконана, при цьому нагрів двигуна відбувається, в цьому випадку обдув двигуна відбувається штучно, шляхом встановлення вентилятора на валу двигуна під кожухом.

5.2 Механізм пересування візка

5.2.1 Перевірка двигуна на розгін

Експериментально отримано, що для крана Q = 8 т значення часу буде наступним:

Мех. пересування візка - 3-4 с.

Для хутро. пересування вантажу найбільший час розгону виходить при навантаженому крані і ухилі шляхів. Його можна визначити за наближеною формулою:

[2. ф.4.1]

де,

- Кутова швидкість двигуна, рад / с;

- Приведений до валу двигуна момент інерції при розгоні всіх рухомих мас, кг м кв.;

- Среднепусковой момент двигуна, Нм;

- Момент статичних опорів при розгоні, приведений до валу двигуна, Нм.

а) [2. ф.4.2]

де,

- Кратність среднепускового моменту двигуна, для дв. з фазним ротором значення = 1,5 [табл. 2.2.17 стор.42]

тоді,

Нм

Значення [2. ф.4.3]

тут, - Момент інерції при розгоні всіх обертових частин механізму, приведений до валу двигуна:

б) [2. ф.4.4]

- Момент інерції при розгоні поступально рухомих частин механізму плюс вантажу, приведений до валу дв.

кг м ^2.

де,

- Маса шківа, кг

- Радіус шківа, м

- Коефіцієнт розподілу маси ( = 0,6 - рекомендовано).

[2. стор 85]

Тоді,

кг м ^2.

Звідси,

кг м кв.

в) Кутова швидкість рад / с.

г) Значення і знаходимо з:

[2. ф.4.5]

кг - маса візка і вантажу. [2. ф.4.6]

[2. ф.4.17]

де,

- Повний опір [1. стор 34], пересуванню візка в період розгону, наведене до обода колеса, включає в себе наступні складові:

де,

- Опір, створювані силами тертя;

- Ухил шляху;

- Опір від вітру при роботі крана на відкритому повітрі;

кН

r - радіус ходового колеса (100 мм);

U - повне передавальне число хутро., Так само передавальному числу редуктора (U = U р = 12,5).

Тоді,

кг м ^2.

Звідси,

5.2.2 Перевірка часу гальмування

Час гальмування повинне бути приблизно дорівнює часу розгону;

де,

- Момент інерції всіх рухомих мас хутро. і поступально рухомих об'єктів при гальмуванні, наведений до першого валу хутро, кг м кв.

Нм

- Момент статичних опорів при гальмуванні, наведений до першого хутро, Нм.

Дані параметри вираховую за співвідношенням:

кН

- Відповідно вага візка і вага максимального вантажу;

- Коефіцієнт тертя кочення коліс по рейці (з таблиці 12 = 0,3, для коліс деаметр 20-30 см);

- Діаметр цапфи вала колеса;

- Діаметр колеса;

кН;

= 0, при роботі крана в приміщенні.

кН

Тоді,

кНм

Звідси,

с Час гальмування візка.

5.3 Перевірка запасу зчеплення коліс з рейками

Перевірка проводиться у разі, коли кран не навантажений і реборди коліс не зачіпають за головки рейок.

Умова перевірки:

, [2.4.25]

- Коефіцієнт запасу зчеплення колеса з рейкою;

[ ] - Допустимий коефіцієнт запасу зчеплення, рекомендований для роботи кранів в приміщенні 1,2.

[2.4.26]

де,

- Момент сили зчеплення (тертя ковзання) колеса з рейкою, коли кран не навантажений;

- Динамічний момент при розгоні;

, , - Відповідно моменти сил: ухилу, вітру робочого стану і тертя, що діють відносно осі приводних коліс, коли кран не навантажений:

а) [2.4.27]

- Сила зчеплення приводного колеса (коліс) з рейкою, коли кран не навантажений:

[2.4.28]

- Коеф. зчеплення коліс з рейками, дорівнює 0,2 [2. стор 90]

- Навантаження на приводні колеса (колесо), найменш навантажене, коли кран не навантажений, = Н

Тоді,

Нм

б) може бути визначено за формулою:

- Коеф., Що враховує співвідношення мас в хутро. при розгоні

- Среднепусковой момент двигуна, зменшений на момент сил інерції обертових частин механізму і приведений до осі вала;

З - коеф. жорсткості тихохідного ділянки трансмісії;

- Кутовий зазор в муфтах трансмісійного вала;

б.1)

де,

1.1) - Среднепусковой момент двигуна, 35,8 Нм;

1.2) - Момент сил інерції при розгоні обертових частин хутро., Приведений до валу двигуна, Нм:

де,

1.2.1) - Момент інерції обертових мас хутро., Приведений до валу двигуна, кг м ^2.;

1.2.1.1) де = 1,1 ... 1,2 - коефіцієнт обліку інерції обертових мас розташованих на другому, третьому і наступних валах механізму;

1.2.1.2) -Момент інерції обертових мас, розташованих на першому валу, дорівнює сумі моментів інерції ротора дв. - , Муфт - , Гальмівного шківа - .

кг м ^2.

де,

- Маса шківа, кг

- Радіус шківа, м

- Коефіцієнт розподілу маси ( = 0,6 - рекомендовано).

[2. стор 85]

Тоді,

кг м ^2.

Звідси,

кг м ^2.

1.2.2) - [2.4.32] кутове прискорення валу дв. при рушанні з місця не навантаженої візки, рад / с ^2.

де,

1.2.2.1) = 35,8 Нм;

1.2.2.2) - Момент інерції при розгоні всіх рухомих мас, приведених до валу двигуна, значення визначається аналогічно в [4.1];

Значення [2. ф.4.3]

тут, - Момент інерції при розгоні всіх обертових частин механізму, приведений до валу двигуна.

[2. ф.4.5]

кг - маса візка і вантажу. [2. ф.4.6]

Тоді,

кг м ^2.

Звідси,

кг м ².

1.2.2.3) - Статичний момент при розгоні ненавантаженої візки, приведений до валу двигуна;

[2.4.33]

- Моменти сил тертя, ухилу і вітру, приведені до валу двигуна, [береться з параграфа РПЗ «Вибір гальма пересування»]:

Нм

Нм (Кран в приміщенні).

Тоді,

Нм

Звідси,

рад / с ².

Отримую,

Нм

Тоді,

Нм

б.2) - Коеф., Що враховує співвідношення мас в хутро. при розгоні, дорівнює

Б.3) С - коеф. жорсткості тихохідного ділянки трансмісії визначається за формулою:

де,

- Умовний коефіцієнт. жорсткості трансмісійного вала.

При симетричному розташуванні ходових коліс щодо зубчастого колеса тихохідної ступені редуктора

де - Коеф. жорсткості однієї ділянки трансмісійного валу між зубчастим і ходовим колесами:

де,

- Модуль пружності другого роду; для сталі МПа;

- Полярний момент інерції поперечного перерізу вала:

;

, - Відповідно загальна довжина валопровода, що дорівнює відстані від центру тихохідного зубчастого колеса редуктора до центру ходового колеса, і діаметр трансмісійного вала на ділянці, що має найбільшу довжину.

Значення можна визначити з розрахунку на кручення. Для круглого суцільного валу:

де,

- Максимальний статичний момент на валу, кН м ( ), [2.4.33];

- Допустиме напруження кручення, МПа;

- Межа міцності матеріалу, МПа, для сталі 45, = 372,7 МПа [2. стор 20, табл. 1.14];

Тоді,

Мпа

мм, в наступних розрахунках буду приймати рівний 28 мм, у зв'язку зі зручністю при компонуванні і креслення основних креслень.

Звідси,

Отримую,

Б.4) - Кутовий зазор в муфтах трансмісійного вала, знаходиться за формулою [2.4.43]:

де,

- Модуль зубів, мм ( = 2,5);

- Число зубів, ( = 30);

- Товщини зубів втулки і обойми, мм ( = 12мм, = 14 мм).

Тоді,

Тепер можна порахувати:

в) - Моменти сил тертя, ухилу і вітру, приведені до валу двигуна, [береться з параграфа РПЗ «Вибір гальма пересування»]:

Нм

Нм (Кран в приміщенні).

Звідси,

Отримав,

Умова перевірки виконано!

Бібліографічний список

Вантажопідйомні машини: Навчально-методичний посібник / Ю. В. Наварской. 2-е вид., Стереотипне. Єкатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПІ, 2006. 100 с.
Курсове проектування вантажопідйомних машин: Навчальний посібник для студентів вузів / С. А. Козак, В. Є. Дусье, Є. С. Кузнєцов та ін Під ред. С. А. Козака. М.: Вища школа, 1989. 319 з.
Довідник по кранах: У 2 т. Т. 1. Характеристики матеріалів і навантажень. Основи розрахунку кранів, їх приводів і металевих конструкцій / В. Д. Брауде, М. М. Гохберг, І. Є. Звягін та ін За заг. ред. М. М. Гохберг. М.: Машинобудування, 1988. 536 с.
Довідник по кранах: У 2 т. Т. 2. Характеристики та конструктивні схеми кранів. Кранові механізми, їх деталі та вузли / М. П. Александров, М. М. Гохберг, О. А. Ковин та ін За заг. ред. М. М. Гохберг. М.: Машинобудування, 1988. 559 с.
ГОСТ Р 50895-96. Муфти зубчасті. Технічні умови. Введ. 23.04.96. - М.: Видавництво стандартів, 1996. - 27 с.
ГОСТ 2688-80. Канати сталеві. Сортамент. Канат подвійного звивання типу ЛК-Р конструкції 6 '19 (1 +6 +6 / 6) +1 о.с. Введ. 23.04.80. - М.: Видавництво стандартів, 1980. - 15 с.
ГОСТ 24696-81. Підшипники роликові радіальні сферичні дворядні з симетричними роликами. Основні розміри. Введ. 17.04.81. - М.: Видавництво стандартів, 1981. - 21 с.