Проект мостового крана

моменту статических  сопротивлений

 

                                                                (2.25)

2.1.17 Выбор соединительных муфт.

 

По кинематической схеме  установлена одна муфта. Она установлена у быстроходного вала редуктора и вала двигателя.

 

             Расчётный момент для выбора муфты с тормозным шкивом, Нм

 

                                               (2.26)

 

где    k₁ - коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма,(k1=1,3)

 

k₂ - коэффициент, учитывающий режим работы механизма (k₂= 1,2).

 

Т_м =156*1,3*1,2 = 243 Нм

 

Выбираем муфту по таблице Ш.5.9 [4] МУВП с диаметром тормозного шкива D_T = 200 мм (ГОСТ 21424 – 75).

 

                               

                     

Рисунок 10 - МУВП с тормозным  шкивом

 

2.1.18 Средний пусковой момент двигателя

 

Двигатель с короткозамкнутым ротором можно принимать

 

                                          (2.27)

 

где    T_max - максимальный момент двигателя, Нм

 

                                      (2.28)

 

где    T_ном - номинальный момент двигателя, Нм;

         -максимальная кратность пускового момента,( )

                                                (2.29)

 

                                

 

 

 

 

Принимаем среднее значение Т_ср.п =410 H*м

2.1.19 Время пуска при подъеме груза

                             

Устанавливаем маховик 

 

                         (2.30)

 

 

2.1.20  Фактическая частота вращения барабана

 

 

                                            (2.31)

 

 

2.1.21 Фактическая скорость подъёма груза

 

                                           (2.32)

 

 

Отклонение фактической скорости подъёма груза от заданной        ,что не превышает допустимых 15%.

 

 

 

 

2.1.22 Ускорение при пуске

,                                         (2.33)

 

 

2.1.23 Момент  статического  сопротивления   на  валу электродвигателя  при торможении механизма

 

                                  (2.34)

 

 

 

2.1.24 Выбор тормоза

 

Расчётный тормозной  момент

                                            (2.35)

 

где    k_T - коэффициент запаса торможения.

 

 

Выбираем тормоз работающий на переменном токе типа ТКТ-300/200 (по таблице III,5,11 [4]).

                            

 

 

                               

                    Рисунок 11 - Тормоз колодочный ТКТ-300/200

 

 

2.1.25 Время торможения при опускании груза

 

 

                                   (2.36)

 

 

 

Путь торможения механизма  подъёма груза, м

 

                                                (2.37)

 

Максимальное время  торможения

 

                                                (2.38)

 

 

2.1.26 Замедление при торможении

 

                                     (2.39)

 

                                   2.1.27 Расчёт вала барабана

       На сдвоенном полиспасте, вал барабана испытывает напряжения изгиба и кручения от действия усилий двух ветвей каната.

       Определяем равнодействующую, согласно расчётной схемы

 

                                             (2.40)

 

 

Расстояние между опорами

 

                            (2.41)

 

где    l₁      и     l₂  - расстояние от опоры до ступицы, мм;

        l₄ - Расстояние между ступицами, мм;

В - ширина подшипниковой  опоры, предварительно принимаем 70 мм;

С = 30 мм - расстояние от опоры до края барабана.

 

При    расчёте    принимаем   l₁=l₂,    конструктивно    это    расстояние принимаем 200 мм.

l_н=202мм,   l_гл=372мм,   l_к=65мм.

 

l=70+2*30+2*65+2*202+372=1036мм

 

                             Рисунок 12 - Расчётная схема вала

 

         Расстояние между ступицами барабана

 

                                                       (2.42)

 

                                          

 

         Расстояние от центра ступицы до приложения равнодействующей натяжения канатов

 

                                                                                                                (2.43)

 

Нагрузка на ступицу  барабана 1

 

                                                        (2.44)

 

 

Нагрузка на ступицу  барабана 2

 

                                           (2.45)

 

 

Для определения опорных  реакций R_A и R_B составляем уравнение моментов относительно опоры А

 

                                     (2.46)

 

                                (2.47)

 

H

 

        Нагрузка на опору B

 

                                           (2.48)

 

 

Изгибающий момент в  сечении вала 1, Нм

 

                                          (2.49)

 

 

Крутящий момент на валу барабана при сдвоенном полиспасте, Нм

 

                                      (2.50)

 

 

 

Приведённый момент, Нм

 

                                  (2.51)

 

 

Диаметр вала в опасном сечении, мм

 

,                                       (2.52)

 

                                                                                                                                                                                  '

где - допускаемое напряжение изгиба, Н/мм²

 

                                                                                                                                    (2.53)

 

где - предел выносливости стали, Н/мм²

 

                                                       (2.54)

 

  где - предел прочности стали, Н/мм²

            - коэффициент, учитывающий конструкцию детали, (принимаем 2,5);

                  - коэффициент запаса прочности для среднего режима работы равен 1,4.

       Принимаем,  что вал изготовлен из углеродистой  стали  =500 Н/мм²

(сталь 45)

 

                                                                                  

окончательно допускаемое  напряжение на изгиб, Н/мм²

 

                                                                                 

принимаем допускаемое напряжение =62 Н/мм²

 

 

            

                                        

 

По стандартному ряду принимаем  

 

 

3. Расчеты на долговечность

3.1 Расчет подшипника  на долговечность

 

 

Выбираем подшипники из таблицы И.1 [2] шариковые радиальные, сферические двухрядные со следующими параметрами D=215мм,   d_П = 100мм, В = 47мм, С = 143000 Н, С₀ - 72000 Н, е = 0,24 ГОСТ 5720-75 (средняя узкая серия).

             Долговечность подшипника

 

                                           (3.1)

 

где    С - динамическая грузоподъёмность подшипника, н;

         а - показатель степени для шариковых подшипников, а = 3,0.

 

 

3.2 Проверка долговечности  подшипника

 

           Эквивалентная нагрузка

 

                                (3.2)

 

где    X - коэффициент радиальной нагрузки;

         V - коэффициент вращения;

        К_б - коэффициент безопасности;

        К_Т - температурный коэффициент.

 

 

 

Долговечность подшипника в часах, ч

 

                                     (3.3)

 

 

Долговечность подшипника обеспечена.

 

4. Расчет шпоночных  соединений

 

Подбор шпонок и их прочностной расчёт на смятие

                                          

                               Рисунок 13 - Шпоночное соединение.

 

Выбираем шпонку по диаметру вала и длине ступицы барабана со следующими параметрами (ГОСТ 23360 – 78).

 

         b= 28 мм, h= 16 мм, t₁ = 10 мм, t₂ ⁼ 6,4 мм

 

Проверка шпонки на смятие боковых поверхностей

 

                                     (4.1)

 

где   h- высота шпонки, мм;

         t₁- глубина паза в валу, мм;

        l_p- рабочая длина шпонки, l_Р = 2d_в;

        - допускаемое напряжение на смятие,

 

 

 

Условие прочности выполняется.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Как показали проектные  и проверочные расчеты, выбранные канат, крюковая подвеска, электродвигатель, редуктор, соединительные муфты и тормоз, отвечают правилам и нормам Госгортехнадзора и обеспечивают выполнение основных положений технического задания.

Конструкция барабана, вала и подшипниковых опор барабана спроектированы с учетом специфики эксплуатации механизма и требований предъявляемых к прочности, надежности и долговечности данных изделий.

Следовательно, можно  сделать вывод: спроектированный механизм подъема груза отвечает необходимым критериям работоспособности и обеспечивает выполнение требований технического задания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический список

 

1.   Курсовое проектирование  грузоподъемных машин:  Учебное  пособие для студентов машиностр.  спец. вузов/ С.А.. Казак, В.Е. Дусье, Е.С. Кузнецов и др.; Под ред. С.А. Казака. -М: Высш.шк., 1989.-319 с: ил.

2.   Кучеренко А.Н. Детали машин и подъемно-транспортные устройства отрасли. Расчет механизмов передвижения кранов и крановых тележек: Учебное пособие по курсовому проектированию для студентов специальности 26.01 всех форм обучения. Раздел 1.- Красноярск: КГТА, 1995.- 68 с.

З.   С.А. Чернавский, Г.М. Ицкович, К.Н. Боков и др. Курсовое проектирование деталей машин. Учеб. пособие - М.: Машиностроение, 1980. - 350 с.

4. Кузьмин А.В., Марон Ф.Л. Справочник по расчётам механизмов подъёмно-транспортных машин/ А.В. Кузьмин, Ф.Л Марон. = Минск: «Вышейшая школа», 1983. – 350 с.