Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 52
Московский Государственный Технический Университет
им. Н.Э. Баумана
Калужский филиал Факультет:
Конструкторско-механический (КМК) Кафедра:
«Деталей машин и подъёмно-транспортного оборудования» КЗ-КФ Расчётно-пояснительная записка
к курсовому проекту по дисциплине: на тему: Проекирование подъёмного механизма вариант: выполнил: студент группа Консультант: Проект защищен с оценкой __________________дата: Члены комиссии: Калуга 2007 г. СОДЕРЖАНИЕ
РАСЧЁТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЁМА ГРУЗА МОСТОВОГО КРАНА
1. Грузоподъемная сила. 3. Наибольшее усилие в ветви каната, набегающего на барабан при подъеме груза. 4. Выбор электродвигателя 5. Угловая скорость электродвигателя. 6. Разрывное усилие каната в целом. 7. Выбор типа каната. 8. Минимальный диаметр барабана 9. Расчетный диаметр барабана 10. Длина барабана с двусторонней нарезкой. 11. Проверка размеров барабанов по условиям. 12. Угловая скорость барабана 13. Выбор типа редуктора 14. Передаточное число редуктора 15. Грузовой момент на барабане 16. Проверка редуктора по грузовому моменту. 17. Выбор тормоза 18. Тормозной момент, на который регулируют тормоз 19. Условие соседства электродвигателя и барабана 20. Условие соседства тормоза и барабана. 21. Минимальная колея тележки Выводы. РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ТЕЛЕЖКИ
1. Схема механизма. 2. Выбор ходовых колес. 2.1 Определение предварительной массы тележки. 2.2 Давление на ходовое колесо. 3. Расчет сопротивления передвижению. 4. Выбор электродвигателя. 5. Выбор редуктора. 6. Определение коэффициента запаса сцепления приводных колес с рельсом при пуске. 7. Выбор тормоза. Список литературы РАСЧЁТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЁМА ГРУЗА
Задание
: спроектировать механизм подъёма груза двухконсольной тележки. Дано
: грузоподъёмность Рис.1.Схема тележки с механизмом подъёма груза ВЫБОР КАНАТА И БАРАБАНА
1. ГРУЗОПОДЪЕМНАЯ СИЛА
где Получим:
Получим КПД полиспаста для кратностей 2. НАИБОЛЬШЕЕ НАТЯЖЕНИЕ ВЕТВИ КАНАТА, НАБЕГАЮЩЕГО НА БАРАБАН ПРИ ПОДЪЕМЕ ГРУЗА
где Для мостового крана Наибольшее натяжение ветви каната, набегающей на барабан при подъёме груза: Рис.2. Схемы полиспастов механизма подъема груза
Очевидно, что Fa
уменьшается по мере увеличения кратности. 3. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
Статическая мощность электродвигателя: Как видно из рис. 2, для привода механизма подъема используются два электродвигателя, т.о. мощность каждого составит MTKF 312-8 MTKF
132
LB
6
4. УГЛОВАЯ СКОРОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ
где n – число оборотов двигателя. Получим: 5. РАЗРЫВНОЕ УСИЛИЕ КАНАТА В ЦЕЛОМ
где По табл. П.1 (2. с.17) выбирают Согласно «Правил…» [2, c.18] допускается изменение коэффициента выбора диаметра барабана Для группы классификации механизма М2 имеем 6. ВЫБОР ТИПА КАНАТА
Мостовой кран работает в относительно чистом, сухом помещении, следовательно, абразивный и коррозионный износ проволок каната незначителен. Поэтому выбираем канат типа По найденным значениям где Имеем следующие значения диаметров каната (в скобках указаны маркировочные группы, МПа, разрывные усилия, Вариант 01-1 01 01+1 01+2 02-1 02 02+1 02+2 03-1 03 03+1 03+2 6,17 6,57 6,96 7,84 3,13 3,32 3,52 3,97 2,12 2,26 2,39 2,7 7,51 10,15 3,705 4,545 2,265 2,57 2,91 d, мм
11,5 13,5 8,1 9 6,3 6,7 7,4 8. МИНИМАЛЬНЫЙ ДИАМЕТР БАРАБАНА
где По табл. П.1 (2. с26) для заданной группы классификации механизмов получают основное значение Примечание. ГОСТ 3241-80 «Канаты стальные. Технические условия», приводит ограничение: «Диаметр шейки барабана должен быть не менее 15 номинальных диаметров каната». В выводах по расчету вариант с h1
<15 может быть принят с пометкой «условно, до согласования с изготовителем каната». 8. РАСЧЕТНЫЙ ДИАМЕТР БАРАБАНА
Барабаны диаметром меньше 140мм исключаем из дальнейших расчетов, т.к. наименьший из выходных валов редукторов с частью зубчатой полумуфты, встраиваемый в барабан, имеет диаметр Расчётный диаметр барабана В нашем случае рассмотрим еще несколько вариантов: Расчетный диаметр барабана Барабаны диаметром менее 160 мм
исключены т.к. будут иметь большую ступень. 9. ДЛИНА БАРАБАНА С ДВУСТОРОННЕЙ НАРЕЗКОЙ
где Принять: 10. ПРОВЕРКА РАЗМЕРОВ БАРАБАНА ПО УСЛОВИЯМ
При Проверим размеры барабана по условиям: В нашем случае варианты: Варианты: Условие выполняется для трех барабанов. 11. УГЛОВАЯ СКОРОСТЬ БАРАБАНА
12. ВЫБОР И РАСЧЕТ РЕДУКТОРА
Выбираем редуктор с зубчатой полумуфтой на выходном валу, т.к уменьшается габариты механической передачи. Это редукторы Ц2 (завод ПТО им. Кирова) специальные крановые и Ц2У (Ижевский редукторный завод) универсальные общемашиностроительного применения. Условие прочности: где Рассмотрим три редуктора: КПД всех трех редукторов ¾ 0,96. 13. ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО РЕДУКТОРА
Определим расчетное передаточное число редуктора и округлим его до номинального значения: Вывод: вариант с кратностью 1 отвергаем, т.к требуется редуктор с передаточным числом много большим 50. На двухступенчатых имеем Umax
=50, а трехступенчатые редукторы не рекомендуются. 14. ГРУЗОВОЙ МОМЕНТ НА БАРАБАНЕ
где Получим: (Н м) 15. ПРОВЕРКА РЕДУКТОРА ПО ГРУЗОВОМУ МОМЕНТУ
где
Вариант Редуктор: тип Uн 6.1-1 3920 5450 1,39 300 40 8.1-1 5800 1,48 300 31,5 6.1-1 8500 2,17 350 40 8.1-1 9500 2,42 350 31,5 6.10 3530 5000 1,42 300 31,5 8.10 5800 1,64 300 25 6.10 8250 2,34 350 31,5 8.10 9500 2,69 350 25 6.2-4 1984 3300 1,66 250 20 8.2-4 3500 1,76 250 12,5 6.2-4 5000 2,52 300 20 8.2-4 5000 2,52 300 12,5 6.2-4 7300 3,68 350 20 8.2-4 8000 4,03 350 12,5 16. ВЫБОР ТОРМОЗА
Статический момент на выходном валу редуктора при торможении где Вариант Tcpa
x
, нм
6.1-1 8.1-1 6.10 8.10 6.2-4 8.2-4 17. ТОРМОЗНОЙ МОМЕНТ, НА КОТОРЫЙ РЕГУЛИРУЮТ ТОРМОЗ
где Согласно (2) с.10 Тормозной момент Вариант Тормоз регулировать на момент, нм
6.1-1 8.1-1 6.10 8.10 6.2-4 8.2-4 Для всех вариантов выбираем тормоз типа ТКГ-200 с тормозным моментом 18. КОМПОНОВКА МЕХАНИЗМА
Для сравнения металлоёмкости вариантов механизма подъёма заносят их характеристики в табл.5. Таблица 5 Вариант 1-1 (300) 1-1 (350) 10 (300) 10 (350) 2-4(250) 2-4(300) 2-4(350) Тип двигателя 6 8 6 8 6 8 6 8 6 8 6 8 6 8 Масса редуктора 138 210 138 210 86 138 210 масса двигателя 115 195 115 195 115 195 115 195 115 195 115 195 115 195 масса тормоза 38 ½ суммарной массы 291 371 363 443 291 371 363 443 239 319 239 371 363 443 Очевидно, что применение восьми полюсного электродвигателя не рационально, поэтому исключаем эти варианты. Необходимо, чтобы размер соседства электродвигателя и барабана где Вариант А1
, мм 1-1.300 1-1.350 10.300 10.350 2-4.250 2-4.300 2-4.350 Для вариантов 1-1.300; 10.300; 2-4.250 и 2-4.300 условие соседства не выполняется. Исключаем эти варианты. 19. УСЛОВИЯ СОСЕДСТВА ТОРМОЗА И БАРАБАНА
Для возможности установки тормоза необходимо, чтобы размер соседства тормоза и барабана где оси вращения барабана до крайней точки зубчатой ступицы, получен конструктивно из чертежа, Вариант 1-1.350 10.350 2-4.350 Все варианты проходят по размеру A2.
Таким образом, все варианты свелись к применению шестиполюсного электродвигателя, редуктора Ц2-350 и барабана диаметром 200 мм
. 20. РАСЧЕТ КОЛЕИ ТЕЛЕЖКИ
Если диаметр барабана (200 мм
) превышает диаметр делительной окружности зубчатого венца редуктора (240 мм
) более, чем на 40%, т.е. то барабан будет бесступенчатым. В нашем случае для всех вариантов неравенство не выполняется, значит барабаны будут иметь ступенчатый вид. Вариант 1-1 200<1,4·6·40=336 10 200<1,4·6·40=336 2-4 200<1,4·6·40=336 Так как колея параллельна оси барабана, то ее ширина определяется по следующей формуле: где 1. Для грузоподъемности 8,0 т кратность 2 и 3 неприемлема, т.к. диаметр барабана составляет менее 160 мм, а длина барабана более чем в 6 раз превышает его диаметр. Наиболее приемлем вариант с кратностью 2. Использование восьмиполюсных двигателей нецелесообразно в связи с увеличением массы двигателя по сравнению с шестиполюсными. 3. Наиболее приемлем вариант 6.1-1.350 (без промежуточного вала) с диаметром барабана 200 мм
, т.к. он обеспечивает максимальную площадь обслуживания. РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ДВУХКОНСОЛЬНОЙ ТЕЛЕЖКИ
1. Тележка (рис.3) имеет опорные ходовые колеса 1 и 2. Ходовое колесо 1 приводится в движение при помощи электродвигателя 3 через редуктор 4. На металлоконструкции тележки 5 установлен механизм подъема 6. Рис.3 Тележка двухконсольная 1.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ МАССЫ ТЕЛЕЖКИ
. На основании статистических данных массу тележки можно выразить зависимостью: где Получим: Вес тележки: Получим: Вес груза: Получим: Вес тележки с грузом: 1.2. ДАВЛЕНИЕ НА ХОДОВОЕ КОЛЕСО
Максимальная статическая нагрузка на ходовое колесо: Определим диаметр ходового колеса Подберём Таблица 1. Несущая способность ходовых колёс 2-5 5-10 10-20 20-25 25-32 32-50 50-80 80-100 >100 200 250 320 400 400 500 500 560 630 630 710 710 800 800 900 1000 900 1000 1000 Итак, выберем колесо, диаметром 200мм: диаметр внутреннего отверстия подшипника d=45мм. Значения 2. РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЮ
Сила сопротивления передвижению тележки с грузом. где f – коэффициент трения качения подшипников буксы ( f=0,015) см. [4], с. 275 ; По формуле (7): 3. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
Номинальная мощность электродвигателя механизма передвижения: Т.к. класс использования данной тележки М2 , то частота включений <60, поэтому выберем электродвигатель 4АС90
LE
6
со встроенным тормозом. 4АС90LE6: P = 1.7 кВт n = 930 об/мин m = 29 кг Рассчитаем минимальный пусковой момент 4. ВЫБОР РЕДУКТОРА
Угловая скорость ходового колеса: Угловая скорость электродвигателя: Определим требуемое передаточное число: Принимаем навесной редуктор Ц3ВКф-125-16-11М. Диаметр быстроходного вала равен 28мм КПД = 0,96 М = 80 кг 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПАСА СЦЕПЛЕНИЯ ПРИВОДНЫХ КОЛЕС С РЕЛЬСОМ ПРИ ПУСКЕ
где При этом где Имеем по формуле (15): Определим Определим где Принимая Таким образом, запас сцепления при пуске достаточен. ЛИТЕРАТУРА
1. Расчёты крановых механизмов и их деталей / М.П. Александров, И.И. Ивашков, С.А. Казак; Под ред. Р.А. Лалаянца.- М.: ВНИИПТМаш, 1993.- Т. 1. - 187 с. 2. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов: Утв. Госгортехнадзором России 31.12.2000.- М., ПИО ОБТ, 2000.- 266 с. 3. Редукторы и мотор-редукторы: Каталог /АО ВНИИТЭМР, ИФК «Каталог».- М., 1994.- Ч. 1.- 75с. 4. Подъемно-транспортные машины / Александров М.П., - М.: Высшая школа,1979. 558с. 5. Расчет механизма подъема груза мостового крана: Методические указания к домашнему заданию и курсовому проектированию по курсу «Грузоподъемные машины».— М.: Ермоленко В.А. Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. 6. Курсовое проектирование грузоподъёмных машин. Руденко Н.Ф. Александрав М.П. и Лысяков А.Г. изд.3—е , переработанное и дополненное. М., изд—во “Машиностроение”, 1971, 464стр.
|