Проектирование и расчет полноповоротного крана

Проектирование и расчет полноповоротного крана

6

Московский Государственный Технический Университет

им. Н.Э. Баумана

Калужский филиал

Факультет Конструкторско-механический (КМК)

Кафедра «Деталей машин и подъёмно-транспортного оборудования» К3-КФ

,

где

- коэффициент долговечности

- коэффициент эквивалентности

(табл. 1.1)

Из альбома Александрова выбираем червячный редуктор: Ч-80 с

Передаточное число редуктора

Принимаем

1.6 Выбор тормоза

Грузовой момент на валу тормозного шкива:

, где

- обратный КПД

,

- КПД муфты

Требуемый момент тормоза:

, где

коэффициент запаса торможения

(табл. 2.4)

Из альбома Александрова выбираем колодочный тормоз с гидравлическим толкателем

типа: ТКГ-160 с

1.7 Расчет блока

Диаметр блока:

- (табл. 2.2)

Рекомендуется расчетный увеличивается на 25%

Округляем до стандартного значения и принимаем

Диаметр оси блока

- расстояние между щеками подвески

Принимаем

Наибольшая нагрузка на подшипник блока

- число подшипников в блоке

Эквивалентная нагрузка подшипника блока

(табл. 2.3) - коэффициент эквивалентности

- коэффициент безопасности

- вращается наружное кольцо

Число оборотов блока

Требуемая динамическая грузоподъемность

- ресурс работы подшипника

Выбираем радиальный подшипник 1000904 ГОСТ 8338-75 с . Размеры подшипника

Крюк выбираем по ГОСТ 6627-74 в зависимости от грузоподъемности и режима работы. При и среднем режиме работы следует применять крюк №1 . Диаметр шейки крюка , резьба хвостовика - М12. По диаметру шейки выбираем упорный подшипник 8101 по ГОСТ 6874-75 со статической грузоподъемностью . Размеры подшипника

Требуемая статическая грузоподъемность

Высота траверсы для крюка

Материал траверсы - сталь 45

- расстояние между щеками подвески

Ширину траверсы принимаем

- диаметр отверстия под шейку крюка

Принимаем

2. Металлоконструкция крана

2.1 Основные размеры

Принимаем, что металлоконструкция крана изготовлена из труб.

Высота колонны:

Следовательно, расстояние между подшипниками принимаем:

Расстояние между стрелой и подкосом l:

Принимаем l=4800 (мм)

Длина подкоса:

Диаметр колонны:

Диаметр стрелы:

Диаметр подкоса:

Принимаем в соответствии с ГОСТом 8732-78

Диаметр колонны:

Диаметр стрелы:

Диаметр подкоса:

Толщина стенок труб у стрелы и колонны , а у подкоса

Площадь поперечного сечения трубы колонны и стрелы:

Площадь поперечного сечения трубы подкоса:

Момент инерции сечения трубы колонны и стрелы:

2.2 Проверка статического прогиба

Общий прогиб вызывается деформацией колонны и деформацией стрелы (стрела+подкос).

Эпюра изгибающих моментов

Прогиб за счет деформации колонны (изгиб и сжатие) определяется методом Верещагина.

Нагрузки в точках В и С и реакции в опорах 1 и 2 от силы Q:

Изгибающие моменты в точках В и С от силы Q:

Нагрузки в точках В и С и реакции в опорах 1 и 2 от единичной силы:

Моменты в точках В и С от единичной силы:

Осевая сила, сжимающая колонну от силы Q:

от единичной силы

Тогда получим прогиб за счет деформации колонны:

Прогиб за счет деформации стрелы:

Усилие в стреле и подкосе от единичной силы:

Тогда прогиб

Общий прогиб (статический):

Допускаемый прогиб:

2.3 Вес металлоконструкции

При подсчете веса стрелы, подкоса и колонны учитывают вес сварки, косынок, вводя коэффициент 1.1

Вес стрелы:

Вес подкоса:

Вес колонны:

Вес механизма подъема:

Вес крюковой подвески:

Координата центра тяжести стрелы и подкоса относительно оси поворота:

Координата центра тяжести механизма подъема:

2.4 Расчет на прочность

Допускаемое нормальное напряжение:

Нормальные напряжения в подкосе:

Напряжения в колонне от изгиба и сжатия с учетом гибкости:

Радиус инерции сечения колонны:

Гибкость колонны:

Тогда

Напряжение в стреле:

Радиус инерции стрелы:

Гибкость стержня (стрелы):

Тогда

Плечо силы натяжения каната (из чертежа механизма подъема):

Напряжения в стреле складываются из:

а) напряжения сжатия от веса поднимаемого груза ():

б) напряжения сжатия от натяжения каната (наклоном каната в стреле пренебрегаем, так как он мал):

в) напряжения изгиба от натяжения каната:

Суммарное напряжение в стреле:

Во всех несущих элементах металлоконструкции крана (стреле, колонне и подкосе) напряжения не превышают допускаемых.

2.5 Опорные узлы

Подшипники качения рассчитывают по статической грузоподъемности: упорные - по вертикальной нагрузке , радиальные - по горизонтальной нагрузке с учетом коэффициента запаса.

Требуемая статическая грузоподъемность для упорного подшипника:

Для радиального:

Для вертикальных нагрузок выбираем упорный подшипник 8206 ГОСТ 7872-89 с . Размеры подшипника . Для горизонтальных нагрузок выбираем самоустанавливающийся подшипник с цилиндрическими роликами 1211 ГОСТ 28428-90 с , размеры подшипника

В обоих случаях

Список литературы:

1. Александров М.П., Решетов Д.Н. Подъемно-транспортные машины. Атлас конструкций. Учебное пособие для вузов. Под ред. д-ра техн. наук М.П. Александрова и д-ра техн. наук Д.Н. Решетова. М., “Машиностроение”, 1973, 256 с.

2. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин. Пособие для вузов.-3-е изд., перераб. и доп.-М.: Высш. шк., 1978.-352 с., ил..

3. Казак С.А., Дусье В.Е., Кузнецов Е.С. Курсовое проектирование подъемно-транспортных машин. Под ред. С.А. Казака. -- М.: Высшая школа, 1983. -- 320 с.

4. Коросташевский Р.В., Нарышкин В.Н., Старостин В.Ф. и др. Подшипники качения: Справочник-каталог / Под ред. В.Н. Нарышкина, Р.В. Корасташевского. -- М.: Машиностроение, 1984. -- 280 с.

5. Снесарев Г.А. Методические указания по курсовому проектированию подъемно- транспортных средств механизации и автоматизации машиностроения. Под редакцией А.В. Буланже. Москва, 1981.

6. Снесарев Г.А. Учебное пособие по проектированию и расчету металлоконструкций подъемно-транспортных устройств. Под редакцией Г.А. Снесарева. Москва, 1985.