Реферат: Расчёт кран-балки

Министерствосельского хозяйства РФ

ФГОУВПО

Пермскаягосударственная сельскохозяйственная

академия имениД.Н.Прянишникова

Кафедрадеталей машин

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Основы конструирования»

на тему: «Расчет мостового однобалочного крана»

Выполнил: студентгруппы М-51, шифр М-01-157

В.М. Соловьев

Проверил:

Кандидат техническихнаук доцент В.С. Новосельцев

Пермь 2005

Задание.

Рассчитать механизм передвижения мостовогооднобалочного крана (кран-балки):

-

грузоподъемностью Q=1,7 т;

-

пролет крана LK= 10,6 м;

-

скорость передвижения V= 0,48 м/с;

-

высота подъема Н= 12 м;

-

режим работы средний;

-

управление с пола.

Кран работает в мастерскойпо ремонту сельскохозяйственной техники.

Мостовые однобалочные краны грузоподъемностью1...5т регламентированыГОСТ 2045 — 89*.

В соответствии с прототипом выбираемкинематическую схему однобалочного мостового крана (кран-балки) с центральнымприводом и передвижной электрической талью (рис. 1). СогласноГОСТ 22584 — 96 по грузоподъемности 1 т выбираем электроталь ТЭ 100-521 [1, стр. 215].

Рисунок 1. Мостовой однобалочный кран.

Расчет механизма передвижения кранапроводим в следующем порядке.

1. Определяем размеры ходовыхколес по формуле

<img src="/cache/referats/19011/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1025"> (1)

Максимальную нагрузку на колесо вычисляемпри одном из крайних положений электротали.

По ГОСТ 22584-96 [1,стр. 215] принимаем массу тали mт =180кг = 0,18т (ее вес G7= mTg≈0,18×10= 1.8кН)и длину L = 870 мм. Массу крана с электроталью выбираем приближеннопо прототипу [1, стр. 214] mк ≈ 2,15т.Тогда вес крана Gк = mкg≈ 2,15 × 10 = 21,5 кН. Ориентировочнопринимаем

l≈ L≈ 0,87м.

Дляопределения нагрузки Rmaxпользуемсяуравнением статики

∑M2= 0 или – RmaxLк+ (GГ+ GT)×(Lк–l) + (Gк– GT)×0,5Lк =0 (2)

откуда

Rmax=<img src="/cache/referats/19011/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1026"> = (3)

<img src="/cache/referats/19011/image008.gif" v:shapes="_x0000_i1027">7кН

При общем числе ходовых колесZk=4нагрузка приходится на те два колеса крана, вблизи которыхрасположена тележка. Тогда

Rmax= R/2 = 27/2 = 13,5кН = 13500 Н. (4)

Следовательно,

СогласноГОСТ 3569 — 74 [1, стр. 252]выбираем крановое двухребордное колесо диаметром Dк= 200мм. Диаметрцапфы dц= Dк/(4...6) ≈(50...35) мм.Принимаем dц= 50 мм.

Для изготовления колес используем сталь45, способ термообработки нормализация (НВ≈ 200). Колесо имеет цилиндрическую рабочуюповерхность и катится по плоскому рельсу. При Dк≤ 200 мм принимаем плоский рельс прямоугольногосечения [1, стр. 252], выбирая размер апо условию: а< В. При DK≤ 200 мм ширина поверхности качения B = 50 мм. Принимаем а= 40 мм.

Рабочая поверхность контакта b= а — 2R=40 — 2 × 9 = 22 мм.

Коэффициент влияния скорости Kv=1 +0,2 V= 1 + 0,2×0,48=1,096.

Для стальных колес коэффициент пропорциональностиа1 = 190.

Предварительно выбранные ходовыеколеса проверяем по контактным напряжениям.

При линейном контакте

σк.л = аl<img src="/cache/referats/19011/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1029"> = 493 МПа (5)

Поскольку допустимые контактные напряжениядля стального нормализованного колеса [σкл]=450...500 МПа, то условие прочности выполняется.

2. Определяемстатическое сопротивление передвижению крана.

Поскольку кран работает в помещении,то сопротивление от ветровой нагрузки Wвнеучитываем, т. е.

WУ=Wтр+Wук (6)

Сопротивление от сил трения в ходовых частях крана:

<img src="/cache/referats/19011/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1030"> (7)

По таблице 1.3 [1, стр. 9]принимаем,μ = 0,3 мм, а по таблице 1.4 для колес на подшипниках качения ƒ=0,015, Кр= 1,5. Тогда,

Сопротивление движению от возможногоуклона пути.

Wyк= (G+ Gк)×α= (17 + 21,5)×0,0015 =0,058 кН = 58 Н. (8)

Значения расчетного уклона ауказаны нас. 9.Таким образом, получаем

Сила инерции припоступательном движении крана

Fи= (Q+ mк)v/tп= (1700 + 2150) х0,48/5= 370 Н, (9)

где tп– время пуска; Qи mк– массы соответственно груза и крана, кг.

Усилие, необходимое дляпередвижения крана в период пуска (разгона),

<img src="/cache/referats/19011/image020.gif" v:shapes="_x0000_i1033"> (10)

3.Подбираем электродвигатель по требуемой мощности

<img src="/cache/referats/19011/image022.gif" v:shapes="_x0000_i1034"> (11)

Предварительно принимаем η = 0,85 и ψп.ср.=1,65 (для асинхронных двигателейс повышенным скольжением) [1, стр.49].

По таблице 27 приложения [1] выбираемасинхронный электродвигатель переменного тока с повышеннымскольжением 4АС71А6УЗ с параметрами: номинальная мощность Рт = 0,4 кВт; номинальнаячастота вращения

nдв=920мин-1; маховой момент ротора (mD2)р = 0,00068 кг×м2;Tп/Tн = 2;Tmax/Tн= 2. Диаметр вала d= 19 мм.

Номинальный момент на валу двигателя

<img src="/cache/referats/19011/image024.gif" v:shapes="_x0000_i1035"> (12)

Статический момент

<img src="/cache/referats/19011/image026.gif" v:shapes="_x0000_i1036"> (13)

4.Подбираем муфту стормозным шкивом для установки тормоза. В выбранной схеме механизма передвижения (см. рис. 1)муфта с тормознымшкивомустановлена между редуктором и электродвигателем. Потаблице 56 приложения подбираем упругую втулочно-пальцевую муфту снаибольшим диаметром расточки под вал 22 мм и наибольшимпередаваемым моментом [Тм] = 32 Н×м.

Проверяемусловие подбора [Тм] ≥Тм. Для муфты Тм= 2,1×Тн= 2,1×4,16 = 8,5 Н×м. Момент инерции тормозного шкивамуфты Iт=0,008 кг-м2. Маховой момент (mD2)T= 4×Iт=0,032 кг-м2.

5.Подобранный двигатель проверяемпо условиям пуска. Время пуска

<img src="/cache/referats/19011/image028.gif" v:shapes="_x0000_i1037"> (14)

Общий маховой момент

<img src="/cache/referats/19011/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1038"> (15)

Относительное время пуска принимаем по графику (см. рис. 2.23, б)в зависимости от коэффициента α=Тс/Тн. Посколькуα = 2,23/4,16 = 0,54, то tп.о=1.

Ускорениев период пуска определяем по формуле :

an= v/tn= 0,48/2,85=0,168 м/с2, чтоудовлетворяет условию.

6. Проверяем запассцепления приводных колес с рельсами по условию

пуска при максимальном моменте двигателя без груза

<img src="/cache/referats/19011/image032.gif" v:shapes="_x0000_i1039"> (16)

Статическое сопротивление передвижению кранав установившемся режиме без груза

<img src="/cache/referats/19011/image034.gif" v:shapes="_x0000_i1040"> (17)

Ускорение при пуске без груза

<img src="/cache/referats/19011/image038.gif" v:shapes="_x0000_i1042"> (18)

Время пуска без груза

<img src="/cache/referats/19011/image040.gif" v:shapes="_x0000_i1043"> (19)

Общиймаховой момент крана, приведенныйк валу двигателя без учета груза,

<img src="/cache/referats/19011/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1044"> (20)

Момент сопротивления,приведенный к валу двигателя при установившемся движении кранабез груза

<img src="/cache/referats/19011/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1045"> (21)

По графику на рисунке 2.23 [1, стр.29] приα = Тс'/Тн= 1,633/4,16 = 0,393 получаем tп.о.= 1

Тогда время пуска

<img src="/cache/referats/19011/image046.gif" v:shapes="_x0000_i1046"> (22)

Ускорение при пуске

Суммарная нагрузка на приводные колеса без учетагруза

<img src="/cache/referats/19011/image050.gif" v:shapes="_x0000_i1048"> (23)

Коэффициент сцепления ходового колеса с рельсомдля кранов, работающих в помещении, φсц = 0,15.

Запас сцепления

что больше минимально допустимого значения 1,2.

Следовательно, запассцепления обеспечен.

7.Подбираем редукторпо передаточному числу и максимальному вращающему моменту на тихоходном валу Трmax. определяемому по максимальному моменту на валу двигателя:

<img src="/cache/referats/19011/image054.gif" v:shapes="_x0000_i1050"> (24)

В соответствии со схемоймеханизма передвижения крана (см. рис. 1) выбираем горизонтальный цилиндрическийредуктор типа Ц2У. При частотевращения n= 1000 мин-1 исреднем режиме работы ближайшее значениевращающего момента на тихоходном валу Ттих= 0,25 кН м = 250 Н м, что больше расчетного Тр mах. Передаточноечисло uр= 18.

Типоразмер выбранного редуктора Ц2У-100.

8. Выбираем тормоз поусловию [Тт] > Тт и устанавливаем его навалу электродвигателя.

Расчетный тормозной момент припередвижении крана без груза

<img src="/cache/referats/19011/image056.gif" v:shapes="_x0000_i1051"> (25)

Сопротивлениедвижению от уклона

<img src="/cache/referats/19011/image058.gif" v:shapes="_x0000_i1052"> (26)

Сопротивление отсил трения в ходовых частях крана

<img src="/cache/referats/19011/image060.gif" v:shapes="_x0000_i1053"> (27)

Общий маховой момент

<img src="/cache/referats/19011/image062.gif" v:shapes="_x0000_i1054"> (28)

Время торможения:

<img src="/cache/referats/19011/image064.gif" v:shapes="_x0000_i1055"> (29)

Максимально допустимоеускорение:

<img src="/cache/referats/19011/image066.gif" v:shapes="_x0000_i1056"> (30)

Число приводныхколес znp=2.Коэффициент сцепления φсц = 0,15. Запас сцепления Кц = 1,2.

Фактическая скоростьпередвижения крана

<img src="/cache/referats/19011/image068.gif" v:shapes="_x0000_i1057"> (31)

т. е. сходна с заданным (исходным) значением.

Расчетный тормозной момент

Потаблицам 58 и 62 приложения выбираем тормоз ТКТ-100 с номинальным тормозныммоментом [TТ]= 10H·м, максимальноприближенным к расчетному значению Тт.

Подобранный тормоз проверяем по условиямторможения при работе крана с грузом.

Проверкапо времени торможения:

<img src="/cache/referats/19011/image072.gif" v:shapes="_x0000_i1059"> (32)

Маховой момент масс:

<img src="/cache/referats/19011/image074.gif" v:shapes="_x0000_i1060"> (33)

Статическиймомент сопротивления движениюпри торможении:

<img src="/cache/referats/19011/image076.gif" v:shapes="_x0000_i1061"> (34)

Сопротивление движению при торможении:

<img src="/cache/referats/19011/image078.gif" v:shapes="_x0000_i1062"> (35)

Сопротивление от сил трения:

<img src="/cache/referats/19011/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1063"> (36)

Сопротивление от уклона:

<img src="/cache/referats/19011/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1064">(37)

Следовательно,

Тогда статический момент сопротивления:

авремя торможения:

чтоменьше допустимого [tт] =6...8 с.

Проверкапо замедлению при торможении:

что меньше максимальнодопустимого значения для кранов, работающих в помещении,[ат] < 1 м/с2.

Следовательно, условия торможения выполняются.

9. Определяем тормозной путь по формуле:

<img src="/cache/referats/19011/image092.gif" v:shapes="_x0000_i1069"> (38)

По нормам Госгортехнадзора при числе приводных колес, равномполовине общего числа ходовых колес (см. табл. 3.3), и при фсц = 0,15

<img src="/cache/referats/19011/image094.gif" v:shapes="_x0000_i1070"> (39)

Списоклитературы

1.

Проектирование и расчетподъемно-транспортирующих машин сельскохозяйственного назначения/ М.Н.Ерохин,А.В.Карп, Н.А.Выскребенцев и др.; Под ред. М.Н. Ерохина и А.В. Карпа. – М.:Колос, 1999.

2.

Курсовое проектирование грузоподъёмныхмашин / Н.Ф Руденко, М.П.Александров, А.Г. Лысяков.- М.:издательство «Машиностроение», 1971.

еще рефераты

Еще работы по технике

Реферат по технике

Расчет конденсационной турбины мощностью 165МВт на основе турбины-прототипа К-160-130-2 ХТГЗ

29 Августа 2013

Реферат по технике

Расчет силового трансформатора

29 Августа 2013

Реферат по технике

Разработка опорной Цифровой Системы Коммутации (на примере ЦСК "Квант-Е")

29 Августа 2013

Реферат по технике

Основы монтажа оборудования

29 Августа 2013