Расчёт механизма подъёма мостового крана

,

(56)

с, с, с.

Время пуска при опускании груза  , с, рассчитываем по формуле (57),

,

(57)

 с, с, с.

Результаты расчетов сведены в  таблицу 1.

 

 

Таблица 1 − Сводная таблица  расчетных данных

Показатель	Обозначение	Единица	Результаты при массе, кг
КПД		-	0,95	0,83	0,6
Момент при подъеме		Нм	171,2	133,4	81
Момент инерции		кг∙м2	1,27	1,26	1,25
Время пуска при подъеме		с	0,8	0,6	0,5
Момент при опускании		Нм	151,5	107	65
Время пуска при опускании		с	0,25	0,28	0,3

Суммарное время пуска в течении  одного пуска  , с, рассчитываем по формуле (58),

,

(58)

с.

Время установившегося движения , с, рассчитываем по формуле (59),

,

(59)

где м − высота подъема груза;

 с.

Сумму квадратов моментов статических  сопротивлений движению , (Нм)², рассчитываем по формуле (60),

,

(60)

Нм.

Общее время установившегося движения , с, рассчитываем по формуле (61),

,

(61)

с.

Среднеквадратичный момент , Нм, рассчитываем по формуле (62),

,

(62)

где − коэффициент, учитывающий ухудшение условий охлаждения двигателя при пуске, для закрытого двигателя [1, с. 36];

 Нм.

Эквивалентную мощность , кВт, рассчитываем по формуле (63),

,

(63)

 кВт.

Ускорение при пуске , м∙с⁻², рассчитываем по формуле (64),

,

(64)

.

Время торможения при опускании  номинального груза  , с, рассчитываем по формуле (65),

,

(65)

 .

Путь торможения , м, рассчитываем по формуле (66),

,

(66)

м.

Замедление при торможении , м∙с⁻², рассчитываем по формуле (67),

,

(67)

.

 

1.5 Расчет узла барабана

 

Размеры:

Диаметр по дну  канавок  мм.

Шаг нарезки  мм [1, табл. 2.8].

Длину участка барабана для узла крепления конца каната , мм, рассчитываем по формуле (68),

,

(68)

 мм.

Длину нарезки на половине барабана , мм, рассчитываем по формуле (69),

,

(69)

 мм.

Принимаем длину нарезки на половине барабана мм.

Длина участка между нарезками  мм.

Расчетную длину барабана , мм, рассчитываем по формуле (70),

,

(70)

 мм.

Принимаем длину барабана мм.

Свободные участки по краям барабана , мм, рассчитываем по формуле (71),

,

(71)

 мм.

Изготавливаем из Стали 45 по ГОСТ 1050−88 [2, табл. П.4] с пределом прочности МПа.

Толщину стенки из расчета на сжатие , мм, рассчитываем по формуле (72),

,

(72)

где МПа − допускаемое напряжение для чугуна;

мм.

Толщину стенки из условия технологии изготовления литых барабанов  , мм, рассчитываем по формуле (73),

,

(73)

 мм.

Принимаем толщину стенки мм.

 

5.1.1 Эскизная компоновка

По диаметру расточки мм [2, табл. П.9] выходного вала редуктора Ц2 выбираем: шарикоподшипник радиальный двухрядный сферический , , , мм, , кН.

Толщину стенки зубчатого венца  , рассчитываем по формуле (74),

,

(74)

где − см. п. 4.2;

 мм.

Диаметр посадочного участка оси  барабана мм.

Толщину фланца зубчатого венца  , мм, рассчитываем по формуле (75),

,

(75)

мм.

Длина посадочного участка оси  барабана , мм, рассчитываем по формуле (76),

,

(76)

 мм.

Принимаем длину посадочного участка  оси барабана мм.

Из компоновки , , мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1.2 Расчет прочности барабана

Рассматриваем барабан как балку  на шарнирно-подвижных опорах A и В, расположенных по середине ступиц барабана.

 

 

 

Рисунок 4 − Расчетная схема  барабана

 

Реакцию опоры  , Н, рассчитываем из условия (77) по формуле (78),

: ,	(77)
,	(78)

где Н − сила натяжения каната;

H.

Реакцию опоры  , Н, рассчитываем из условия (79) по формуле (80),

: ,	(79)
,	(80)

H.

Выполняем проверку по формуле (81),

: ,

(81)

.

Проверка удовлетворяет условию.

Изгибающий момент , Нм, рассчитываем по формуле (82),

,

(82)

;

 Нм.

Изгибающий момент , рассчитываем по формуле (83),

,

(83)

;

Нм.

Крутящий момент , рассчитываем по формуле (84),

,

(84)

.

Крутящий момент близкий к точке  С  , Нм, рассчитываем по формуле (85),

,

(85)

Нм.

Крутящий момент , Нм, рассчитываем по формуле (86),

,

(86)

 Нм .

Эквивалентный момент , Нм, рассчитываем по формуле (87),

,

(87)

Нм.

Эквивалентный момент , Нм, рассчитываем по формуле (88),

,

(88)

 Нм.

Эквивалентный момент сопротивления  поперечного сечения барабана изгибу , мм³, рассчитываем по формуле (89),

,

(89)

где мм − диаметр расточки барабана;

.

Эквивалентное напряжение в стенке , МПа, рассчитываем по формуле (90),

,

(90)

где − большее из и ;

      МПа;

 МПа.

Что удовлетворяет условию прочности.

По полученным данным строим эпюры крутящих и изгибающих моментов, действующих на барабан (рис. 4).

 

 

5.1.3 Расчет прочности оси

Для изготовления принимаем Сталь  3 ГОСТ 380−60 с пределом текучести МПа [2, табл. П.4].

         Изгибающий момент в сечении АА по формуле (91),

,

(91)

 Нм.

Расчетное напряжение , МПа, рассчитываем по формуле (92),

,

(92)

где МПа;

МПа.

Что удовлетворяет условию прочности.

5.1.4 Прочность сварного шва

,

(93)

где k =4 мм– катет шва , =108Мпа