![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
и основы конструирования
Детали машин Тема: Проект механизма подъема груза настенного консольного передвижного крана. (КР ИТС 000 000.001 ПЗ)
Руководитель: ________________ П. Ф. Акименко (подпись) _____________________________ (оценка, дата) Разработал: Студент группы 42-1 _________________ С. В. Солодова (подпись)
Лесосибирск 2015
Курсовой проект содержит 30 листов текстового документа, на которых размещено описание расчетов механизма подъема груза с цилиндрическим редуктором. Так же в пояснительной записке приведено 12 рисунков, 3 таблицы. В конце пояснительной записки приведено заключение и список использованных источников. Цель работы: спроектировать механизм подъема груза, удовлетворяющий начальным параметрам.
Введение………………………………………………………………………………………………………… 1 Расчет механизма подъема груза……………………………………………………………….. 1.1. Грузоподъемность, годовая производительность, временный ресурс машины. …………………………………………………………………………………………………………………….….. 1.2 Схема запасовки каната и скорость его движения……………………….... 1.3 Определение КПД полиспаста……………………………………………………………..….. 1.4 Кинематическая схема механизма подъема груза……………………..…… 1.5 Расчет рабочего органа машины………………………………………….………….…… 1.6 Подбор двигателя……………………………………………………………………………….….… 1.7 Подбор редуктора …………………………………………………………………………….….…. 1.8 Выбор и расчет муфт…………………………………………………………………….………. 1.9 Выбор тормоза………………………….………………………………………………………………. 1.10 Расчет диаметров выходных концов валов и шпоночных соединений………………………………………………………………………………………………………………….. 1.11 Подбор шпонки……….………………………………………………………………………………. 1.12 Подбор подшипников для вала барабана …………………………………….….. 2 Технический надзор и техника безопасности при работе крана……………… Заключение………………………………………………………..…………………………………………………………. Библиографический список………………………………………………………….……………………………
Подъёмно транспортные машины находят широкое применение во многих отраслях промышленности, сельского хозяйства, всех видах транспорта, в которых используют как общепромышленные виды этих машин, так и их системы и конструкции, отражающие специфику данной отрасли народного хозяйства. Механизация и автоматизация производственных процессов требуют всемерного расширения областей эффективного применения различных грузоподъёмных и транспортирующих машин и механизмов. Широкое использование их способствует механизации трудоёмких и тяжёлых работ, удешевлению стоимости производства, улучшению использования кубатуры производственных зданий, сокращению путей движения грузов в технологической цепи производства и на складах, решению социальных задач, связанных с улучшением условий труда. За последние годы на предприятиях лесной и деревообрабатывающей промышленности механизированы основные лесозаготовительные операции, появились новые комплексы и системы машин. Высокая эффективность технологических машин для лесозаготовок и лесосплава обеспечивается тем, что цепь производства связана современной системой подъёмных и транспортирующих машин и механизмов. В ряде случаев подъёмно-транспортные машины составляют одну из основных частей производственного оборудования. Например, в лесозаготовительной промышленности валочные машины оснащены крановым манипулятором, сплоточные машины имеют развитую транспортирующую систему для перемещения брёвен, в деревообрабатывающей промышленности подъёмно-транспортные машины играют первостепенную роль в механизации складов сырья этих производств, в оснащении межстаночных транспортных связей на сборочных и отделочных операциях.
1.1 Грузоподъемность, годовая производительность, временный ресурс машины. Рисунок 1.1 - Настенный консольный передвижной кран. Исходные данные для расчета механизма подъема груза крана: Грузоподъемность Q = 14 т = 14000 кг. Скорость подъема груза υ гр = 6 м/мин. Высота подъема груза H = 35 м. ПВ % = 25% Формулы и данные для общего расчета механизма подъема взяты из учебного пособия П.Ф. Акименко «Курсовое проектирование по ПТМ отрасли», страницы 14 – 21. Грузоподъемность устанавливается по формуле Q = Qм + Qу,
Qу – масса грузозахватного устройства. При применении крюковой подвески массой последней можно пренебречь Qу = (0, 010, 015) Qм. Принимая для данного крана класс нагружения В2 и К = 0, 5, часовая производительность будет иметь значение: где Кг – коэффициент годового использования механизма; Кс – коэффициент суточного использования механизма; Кс = 0, 8; Определяем временной ресурс машины tl = 10 лет, срок работы машины. Годовая производительность машины имеет величину 1.2 Схема запасовки каната и скорость его движения Для выигрыша в силе при подъеме груза применяют полиспасты. Схема запасовки каната приведена на рис. 1.1. В нашем случае при грузоподъемности до 16 т. и при сдвоенном барабане, кратность полиспаста in = 2, t = 1. Скорость каната υ к = υ гр * in..
Рисунок 2.2 Схема полиспаста 1.3 Определение КПД полиспаста КПД полиспаста определяют с учетом конструкции опор блоков по формуле где бл – КПД одного блока. Можно принять бл = 0, 98 0, 99 (блок на подшипниках качения); Если канатная система содержит отклоняющие и направляющие блоки, то КПД всей системы составит величину где t = 1 - количество направляющих и отклоняющих блоков.
1.4 Кинематическая схема механизма подъема груза При составлении кинематической схемы используем блок схему (рис. 2.3), которая для канатного механизма подъема груза должна содержать: двигатель, как источник энергии, тормоз, рабочий орган (например, барабанно-полиспастный механизм), передачу между двигателем и рабочим органом для понижения частоты вращения двигателя и увеличения крутящего момента на рабочем органе. Реверсирование движения осуществляют обычно самим двигателем. Рисунок 2.3 Блок – схема механизма подъема груза Для нашего варианта компоновочная схема механизма подъема груза изображена на рисунке 2.4. Рисунок 2.4 Компоновочная схема механизма подъема груза На рисунке 2.4 введены обозначения: 1 – электродвигатель; 2 – муфта с электротормозом; 3 – редуктор; 4 – барабан лебедки.
Максимальное расчетное усилие в ветви каната, навиваемого на барабан, определяется по формулам: где Q – масса поднимаемого груза, в том числе и масса грузозахватных механизмов или устройств, кг; q = 9, 8 м/сек – ускорение свободного падения. Массу крюковой подвески кранов можно принимать согласно значениям в таблице 2.1 Для нашего случая принимаем массу крюковой подвески 100 кг., а поэтому а) Выбор типа и диаметра каната крюка и крюковой подвески Тип и диаметр каната согласно рекомендациям Гостехнадзора выбирают по величине разрывного усилия Fp. В соответствии с заданным режимом работы механизма, принимают значение коэффициента запаса прочности Кк и определяют требуемое разрывное усилие, которым обладает канат а далее по таблице стандарта. Для выбранной структуры каната и маркировочной группы металла проволоки выбирают диаметр каната dk. В нашем случае для среднего режима Кк = 5, поэтому требуемое разрывное усилие будет:
Записываем условные обозначение выбранного каната грузового назначения. ЛК-Р б) Диаметр и длина барабана. По правилам Гостехнадзора наименьший допускаемый диаметр барабана или блока, огибаемого стальным канатом, имеет значение DБ dк · l, где DБ – диаметр барабана или блока, измеряемый по средней линии навитого каната; dк – диаметр каната; l = 25 – коэффициент, зависящий от типа ПТМ и режима работы. Полученный диаметр D согласовывают с ГОСТ 6636-69, который рекомендует ряд размеров: 140, 160, 180, 200, 220, …, 480, 500, 530, 560, 630, и т.д. Для нашего примера DБ = 20 · 18 = 360 мм. В соответствии с ГОСТ 6636-69 принимаем DБ = 360 мм. Количество витков, навиваемых на барабан, определяется по формуле где Н = 35 м - высота подъема груза; подставляя значения нашего примера, получим:
Ориентировочное значение длины барабана LБ можно определить по формуле:
где t = dk + (2 3) – шаг нарезки канавки на барабане, мм. Для нашего варианта примера LБ примет значение: Длина двух ветвей каната в) Вращающий момент на барабане, обороты барабана
Для нашего примера Fmax = 34, 989 Н, а поэтому г) Мощность на крюке, на барабане Мощность на крюке крана определяется по формуле Мощность на барабане лебедки определяется по формуле
где использовалась зависимость угловой скорости Б от оборотов барабана откуда следует 1.6 Подбор двигателя а) Статическая мощность двигателя Для подъемных механизмов кранов статическая мощность двигателя, необходимая для подъема номинального груза с заданной скоростью, является расчетной. Время периода неустановившегося движения (разгон или торможение) строго ограничено и для механизма подъема составляет 1 – 3, 5 сек. Для привода крановых механизмов предназначены крановые и металлургические асинхронные электродвигатели трехфазного тока с короткозамкнутым ротором серии MTKF и MTKH и с фазовым ротором серии MTF и MTH. Статическую мощность электродвигателя рассчитывают по формуле где м – ориентировочное значение КПД всего механизма подъема груза, на этом этапе расчета принимаем м = 0, 8 0, 85.
В нашем примере Из справочных таблиц выбираем двигатель серии MTКF и выписываем его параметры: Тип двигателя MTКF – 312-6 Режим работы ПВ – 25 %; Номинальная мощность Рдв., кВт – 16, 7; Частота вращения nдв., мин-1 – 900; Максимальный момент Mmax, Н м – 390; Пусковой момент Тср, Н м – 380; Момент инерции ротора Jр, кг м2 – 0, 212; Масса G, кг – 155. Таблица 2.1 Габаритные размеры двигателя
1.7. Подбор редуктора Формулы и данные для подбор редуктора типа Ц2 взяты из учебного пособия П.Ф. Акименко «Курсовое проектирование по ПТМ отрасли», страницы 21 – 29. а) Выбор передачи Общее передаточное число механизма определяется по формуле В нашем случае Значение передаточного числа позволяет выбрать стандартный двухступенчатый редуктор. б) Выбор стандартного цилиндрического редуктора Наименьший типоразмер стандартного редуктора подбирают по таблицам справочников, каталогов, с учетом передаточного числа, передаваемой мощности, частоты вращения вала электродвигателя и режима работы механизма.
где bдв – ширина двигателя, равная 560 мм. Подставляя значения, получаем: Выбираем редуктор Ц2-350, для которого условие компоновки будет выполнено в) КПД редуктора КПД редуктора определяется по формуле при значениях з.п. = 0, 98 – для закрытой зубчатой пары; п. = 0, 99 – для пары подшипников качения. получаем значение г) Вращающие моменты на входе и выходе редуктора. На входе Твход будет определятся по формуле при значении КПД муфты м = 0, 98, получим
Таблица. 2.2 Габаритные размеры редуктора
1.8 Выбор и расчет муфт Исходя из компоновочной схемы, ставятся две муфты: первая – между двигателем и редуктором и вторая - между редуктором и барабаном. Первая муфта втулочно-пальцевая с тормозным шкивом. Вторая муфта зубчатая, для которой узел соединения с барабаном может быть представлен различными схемами (рис. 3.3 а, б). Определяем расчетные моменты для муфт: для первой для второй
Первая муфта упругая втулочно-пальцевая с тормозным шкивом. Ее характеристики следующие: Номер муфты – 3; Наибольший крутящий момент Т, Н м – 800; Диаметр тормозного шкива D, мм – 300; Ширина тормозного шкива В, мм – 145; Масса муфты mм, кг – 60; Момент инерции муфты, кг·м2 – 0, 6; Вторая муфта – зубчатая. Ее параметры следующие: Номер муфты – 10; Крутящий момент Т, Н м – 50000; Число зубьев - 56 Диаметр вала dв, мм – 180; Рисунок 2.8 (а, б) Схемы компоновки узла муфты барабана
Тормоз ставим на первую муфту, которая соединяет электродвигатель и редуктор. Тормозной момент определяем по формуле где КТ = 1, 5 – коэффициент тормозного момента; Принимаем колодочный тормоз типа ТКГ – 300 с приводом от электрогидравлического толкателя. Параметры тормоза: Диаметр тормозного шкива D, мм - 300; Максимальный тормозной момент ТТ, н м - 800; Масса тормоза mт, кг - 80. Рисунок 2.9 Габаритные размеры тормоза Таблица 2.3 Габаритные размеры тормоза
Примечание: В – ширина колодки; D – диаметр тормозного шкива.
При определении диаметров выходных концов валов учитываем крутящие моменты и консольные радиальные нагрузки от муфт. Последние определяются по формулам:
В нашем примере
Определяем диаметры без учета консольных нагрузок, считая, что действуют только крутящие моменты:
Выбрав сталь 45, 40Х, примем 1.11 Подбор шпонки Чаще всего применяются призматические шпонки, поперечные размеры которых устанавливаются в зависимости от диаметра вала, а длина устанавливается расчетным путем на срез и на смятие.
для выходного конца третьего вала: На срез шпонки можно не проверять, так как условие на срез для принятых шпонок выполнится.
Рисунок 2.10 Схема шпоночного соединения 1.12 Подбор подшипников для вала барабана Исходя из схем полиспастов с одинарным и двойным барабанами, расчетные схемы для определения радиальной нагрузки на барабан будут следующие. RА RВ Fмах
В обоих случаях можно принять величину реакции RА= Fмах, где Fмах – сила натяжения каната. Для барабана выбираем радиальный шариковый однорядный подшипник 136, особо легкая серия. Эквивалентная нагрузка определяется в нашем примере где КБ = 1, 2 – коэффициент безопасности. Расчетная долговечность для подшипника типа – 136, будет определена по формуле Полученная долговечность допустима для крана.
Безопасная работа крана обеспечивается: 1. Наличием и исправным состоянием тормозов, противоугонных устройств, грузозахватных органов, стальных канатов. 2. Наличием приборов средств сигнализации и устройств, обеспечивающих безопасность: выключателей, ограничителей грузоподъемности и средств защиты кранов от опрокидывания, указателей грузоподъемности и наклона крана, средств сигнализации. 3. Исправным состоянием грузозахватных приспособлений: стропов, траверс, захватных устройств. 4. Регулярным техническим надзором за грузоподъемными кранами и своевременной регистрацией их. 5. Выполнение инструкций по производству различных видов работ, проектным решением по безопасному производству работ кранами, погрузочно-разгрузочных работ кранами, строительно-монтажных работ грузоподъемными кранами.
Выполнив курсовой проект мы достигли поставленной задачи- спроектировали механизм подъема настенного консольного передвижного крана. В ходе выполнения расчетов тщательно подбирались узлы, детали просчитывались на нагрузки. Данный проект можно использовать на производстве для поднятия, перемещения различных тяжелых деталей, различных предметов до 2х тонн.
|