Расчет козлового крана

 

 

Определение максимального изгибающего  момента /2/:

 

                    (24)

 

где - длина оси, м.

 

Определение длины оси /2/:

 

                                     (25)

 

где - количество блоков,

      -ширина блока,

      -ширина подшипника,

     -толщина щеки,

     -толщина кожуха,

 

                                    1.5.3 Выбор крюка, расчет гайки крюка

 

Производим выбор заготовки  крюка по грузоподъёмности и группе режима работы. Примем кованый однорогий крюк №17 с наибольшей грузоподъёмностью при группе режима М7 10 тонны /4/.

Основные размеры:

Резьба  М64;

d=80мм;

d₁=64мм;

D=120мм;

L=415мм;

l₁=165мм.

Тип заготовки 17А  ГОСТ 6627 - 74.

Рисунок 11 – Эскиз крюка

 

Определение диаметра и высоты гайки  крюка  /2/:

 

                                                  (26)

где – диаметр гайки крюка, мм;

  – наружный диаметр резьбы на хвостике крюка, d = 64мм.

 

                                                                                  (27)                                      

где – шаг резьбы.

 

Проверка высоты гайки из условия  напряжения смятия /2/:

 

                                (28)                                      

 

где – высота гайки крюка с учетом проверки на смятие, мм;

  – шаг резьбы, p = 6мм;

  – допустимое напряжение на смятие,  

  – внутренний диаметр резьбы,

 – наружный диаметр резьбы,

Рисунок 12 – Эскиз гайки крюка

 

 1.5.4 Выбор подшипника под гайку крюка

 

Подшипник выбираем по статической  грузоподъемности /2/:

 

                              (29)

 

По справочнику  /1/ выбираем упорный однорядный подшипник 8213(ГОСТ 6874 – 54):

 

 

 

Рисунок 13 – Эскиз упорного однорядного подшипника

   

 1.5.5 Расчет траверсы

 

Рисунок 14 – Эскиз траверсы для нормальной подвески

Определение ширины траверсы /2/:

 

                                                                    (30)

 

где - диаметр подшипника, =120мм.

 

Определение диаметра траверсы /2/:

 

                                                                      (31)

 

где - диаметр хвостовика крюка, =64 мм.

 

Определение длины траверсы /2/:

 

                                                                   (32)

Определение расстояния между опорами /2/:

 

                                                   (33)

 

примем 

Определение высоты траверсы /2/:

 

              (34)

 

       где Т_А- изгибающий момент в сечении А – А;

 

Определение изгибающего момента  в сечении А – А /2/:

 

                                             (35)

 

Определение изгибающего момента в сечении Б – Б /2/:

 

                (36)

Определение диаметра цапфы /2/:

 

                            (37)

где - допускаемый предел прочности, МПа.

 

1.5.6 Расчет щеки

 

Рисунок 15 – Эскиз щеки

 

Определение ширины щеки /2/:

 

                                                                             (38)                       

где  - диаметр оси блока.

 

 

Определение радиуса закругления  траверсы /2/:

 

                                                             (39)

 

Проверка условия прочности  при растяжении /2/:

 

                             (40)

 

где - толщина щеки, принимаем = 9 мм.

 

Условие прочности  : условие выполняется.

 

 

 

 

 

1.6 Определение мощности и выбор электродвигателя

 

Электродвигатель выбираем из условия 

 

 

Определение расчетной мощности электродвигателя /2/:

 

                         (41)

 

      где  - статическая мощность, кВт;

  - коэффициент использования номинальной грузоподъемности /8/, ;

  - коэффициент, учитывающий фактическую продолжительность включения /2/, =1,1;

- коэффициент, учитывающий схему  регулирования скорости /2/, =1,05;

- коэффициент пусковых потерь /2/, =1,45.

 

Определение статической мощности /2/:

 

                                                         (42)

 

  где - общий КПД механизма /2/, .

       

Выбираем двигатель с мощностью, которая бы удовлетворяла условию: .

Принимаем электродвигатель 4MTH 280M10 /7/ с техническими характеристиками:

Частота вращения вала n=575 мин^-1;

Мощность  на валу P=60 кВт, при ПВ=40%;

Момент  инерции ротора J=4,6 кгм²;

Масса m=850 кг.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 16 – Электродвигатель серии 4MTH

 

 Проверка двигателя по пусковому моменту

 

Необходимо соблюдение условия /2/:

                                       

 

Определение пускового момента  механизма /2/:

 

                                      (43)

 

где   - статический момент, Н·м;

- инерционный момент от вращающихся масс, Н·м;

- инерционный момент от поступательно движущихся масс, Н·м.

 

Определение статического момента /2/:

 

                                               (44)

 

где   - количество ветвей каната закрепленных на барабане,

- передаточное число редуктора.

 

Определение передаточного числа редуктора /2/:

 

                                                                                       (45)

    где  - частота вращения барабана, мин. ;

           - частота вращения двигателя, мин^-1.

 

Определение частоты вращения барабана /2/:

 

                                                 (46)

 

Определение инерционного момента  от вращающихся масс /2/:

 

                                           (47)

 

где - время пуска;

      - частота вращения электродвигателя;

     - момент инерции ротора электродвигателя.

 

 

Определение времени пуска /2/:

 

                                                                                  (48)

 

   где - допускаемое ускорение, .

Определение инерционного момента  от поступательно движущихся масс /2/:

 

                                   (49)

                

Условие выполняется:

 

1.7 Выбор стандартных элементов

 

1.7.1 Выбор редуктора

Редуктор  выбираем по мощности (крутящему моменту на тихоходном валу) и передаточному числу.

Определение мощности редуктора /2/:

 

                                                                                       (50)

 

      где - мощность редуктора, кВт;

- мощность двигателя,  кВт;         

- коэффициент, учитывающий тип механизма, =1.

 

Определение крутящего момента  на тихоходном валу /2/:

 

                                                  (51)

 

        где - фактическое передаточное число редуктора.

 

Передаточное число редуктора 

 

 

Выбираем редуктор Ц2 – 650МРЗ /4/:

 

Рисунок 18 – Общий вид редуктора Ц2-650МРЗ

 

 

1.7.2 Выбор муфты

 

 

Муфту выбирают по крутящему моменту

 

Определение крутящего момента /2/:

 

                     (52)

 

      где - статический момент;

  - коэффициент, учитывающий тип механизма /2/,

  - коэффициент, учитывающий группу режима /2/,

- коэффициент для зубчатых муфт (МЗ) /2/,

 

Выбираем  муфту /4/: МЗ-300 ГОСТ 50895-96.

 

Рисунок 18 – Эскиз муфты

1.8 Выбор тормоза

 

 Выбор тормоза производим по тормозному моменту.

 

Тормоз выбирается из условия /2/:

 

Определение расчётного тормозного момента /2/:

 

                                                     (53)

   где  - тормозной момент механизма;

- коэффициент запаса торможения /2/, .

 

 

Определение тормозного момента механизма /2/:

 

                               (54)

 

Определение слагаемых входящих в  уравнение (54) /2/:

 

                        (55)

 

                             (56)

где - время торможения /2/,                                              

 

     Из справочника /7/ выбираем тормоз ТКТГ-400 с электрогидротолкателем ТГМ-50 с наибольшим тормозным моментом

Диаметр тормозного шкива:

Рисунок 19 – Колодочный тормоз ТКТГ с гидравлическим толкателем ТГМ-50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Расчёт механизма передвижения самоходной тележки

2.1 Выбор ходового колеса

 

Производим выбор ходового колеса /5/ по следующим параметрам: группа режима, нагрузка на ходовое колесо, скорость передвижения крана.

 

Определение нагрузки на ходовое колесо /2/:

 

                                                     (57)

 

Определение массы тележки/2/:

 

 

Выбираем ходовое колесо:  

      Типоразмер рельса P15 ГОСТ 7173-54

 

 

Рисунок 21 – Эскиз ходового колеса

 

 

2.2 Определение суммарной силы сопротивления передвижению тележки

 

                                                             (58)

  

     где   - сила сопротивления от трения;

              - сила сопротивления от уклона пути;

             - сила сопротивления от ветровой нагрузки;

           

Определение силы сопротивления от трения /2/:

 

(59)

 

       где - коэффициент трения реборды, ;

             - коэффициент трения (для шарикоподшипника );

             - диаметр цапфы,

            - плечо реактивной силы,

 

Определение силы сопротивления от уклона пути /2/:

 

                                            (60)

  

       где  - уклон пути,

 

Определение силы сопротивления от ветровой нагрузки /2/:

 

                                                                 (61)

 

       где   - давление ветра, ( );

               - площадь тележки, ;

             - площадь груза , .

 

 

2.3 Определение мощности и выбор электродвигателя

 

Условие выбора:

 

 

Определение расчётной мощности /2/:

 

                                                                  (62)

 

        где  - скорость самоходной тележки, м/с;

- общий КПД механизма,  ;

- количество двигателей, .

Выбираем электродвигатель МТH 411-6 /7/ с техническими характеристиками:

 

 

Частота вращения вала n=960 мин^-1;

Мощность  на валу P=22кВт, при ПВ=40%;

Пусковой момент T=638 Нм;

Момент инерции ротора J=0,5 кгм²;

Масса m=280 кг.

 

Рисунок 23 – Электродвигатель серии MTН

 

2.4 Проверка  двигателя МП по сцепной мощности 

 

                                                                             (63)

 

        где - коэффициент сцепления ходовых колес с рельсами, ;