Разработка крана-штабелёра для работы на складе мобильных телефонов

Разработка крана-штабелёра для работы на складе мобильных телефонов

, (36) , (37) Условия удовлетворяются.3.2 Расчет механизма передвижения кранаИсходные данные: грузоподъемность, т = 4 т; скорость передвижения крана транспортная м/мин, установочная м/мин; режим работы - средний. Кинематическая схема механизма показана на рисунке 1.3 (раздел 1).При применении фрикционных тягачей для подвесных кранов суммарное сопротивление передвижного подвесного крана определяется по формуле: (38)где - сопротивление от трения в ходовой части, Н; - сопротивление от уклона подкранового пути, Н; Сопротивление от трения, находиться по формуле; (39)где - коэффициент, учитывающий трение реборд колес о головку рельса , т – масса груза и крана; - коэффициент трения колеса о рельсу ; f – коэффициент трения в подшипниках колес. - диаметр колеса крана по боду катания, м.В существующей конструкции крана , , установлены шариковые подшипники качения.Из [5, табл.VI. 3.2] имеем , из [5, табл. V. 1.69] имеем.Назначаем массу крана . Сопротивление от уклона (40)где - уклон пути; для моста = 0,002. Общее сопротивление передвижению Мощность, потребная для передвижения крана (41) где - скорость крана, м/мин; - КПД механизма передвижения, . Поскольку привод передвижения крана имеет два двигателя, находим необходимую мощность двигателя для установочной скорости: Из [5, табл.Ш. 3.1] выбираем электродвигатель для транспортной скорости МТКF 410-4/24, мощностью , частота вращения вала ,максимальный момент =85 Нм, момент инерции ротора , диаметр конца вала 65 мм.Из [5, табл.Ш. 3.1] выбираем электродвигатель для установочной скорости 4АА50В4У3, мощностью , частота вращения вала , кратность по пусковому моменту , по максимальному моменту , момент инерции ротора , диаметр конца вала 9 мм.Проводится кинематический расчет привода; ; (42)где - частота вращения ходового колеса, об/мин;Частота вращения ходового колеса при транспортной скорости; Частота вращения ходового колеса при установочной скорости; Передаточное число для транспортной скорости; Принимаем редуктор РЧН-80, с передаточным числом , диаметр тихоходного вала , диаметр быстроходного вала .Передаточное число для установочной скорости; Так как передача механической энергии от двигателя для установочной скорости к ходовому колесу проходит через редуктор РЧН-80 (), тогда необходимое передаточное число; Принимаем редуктор РЧН-120, с передаточным числом , диаметр тихоходного вала , диаметр быстроходного вала .Подбор муфт производится по диаметрам соединяемых валов, а затем производится их проверка по крутящему моменту.Для соединения валов двигателя транспортной скорости и редуктора РЧН-80 принимаем муфту втулочно-пальцевую МУВП, с номинальным вращающимся моментом , момент инерции вала Крутящий момент на валу электродвигателя; ; (43) Расчетный крутящий момент муфты; ; (44)где k – коэффициент режима работы: ; (45)Проверка выполняется.Для соединения валов редуктора РЧН-120 и редуктора РЧН-80 принимаем муфту ЭТМ-0,92-1.Для соединения валов двигателя установочной скорости и редуктора РЧН-120 принимаем муфту зубчатую, с номинальным вращающимся моментом , момент инерции вала Крутящий момент на валу электродвигателя; Расчетный крутящий момент муфты; Для определения тормозного момента находим максимально допустимое замедление при условии торможения крана без груза по формуле: (46)где - число приводных колес, ; - общее число ходовых колес крана, ;- коэффициент сцепления, для монолитного резинового обода при сухой поверхности трения .Время торможения находим по формуле: ; (47) Необходимый тормозной момент (48)где - суммарный момент инерции деталей на приводном валу, кг м2; - коэффициент влияния всех вращающихся деталей передаточного механизма, кроме ротора двигателя, , примем ; - общая масса крана с грузом, кг. Из [5] выбираем тормоз ТКТ-300, тормозной момент тормоза .Проверка на сцепление ходовых колес с рельсом.Определяем статический момент сопротивления движения крана без груза; ; (49) Время пуска определяется аналогично МПГ, формула (22); Определим средне пусковой момент, формула(18); где - номинальный момент двигателя, Нм, определяется по формуле(19); ; - кратность по максимальному моменту. Определяем ускорение пуска, по формуле (23); Проверку на сцепление ходовых колес с рельсом осуществляется по условию ; (50)где 1,2 – коэффициент запаса;- расчетный коэффициент запаса.Проверка выполняется.Проверка двигателя по условию пуска; ; (51)Условие пуска записывается аналогично МПГ; ; (52)где Проверка выполняется.3.3 Расчет гидропривода механизма передвижения крана3.3.1 Разработка схемы гидроприводаРЦМКПНБРисунок 8 - Схема гидравлическая принципиальная. Ц – гидроцилиндр, Р - гидрораспределитель, М – манометр, КП – клапан предохранительный, Н - пластинчатый насос, Б - бак.Описание гидропривода.Гидропривод состоит из насоса и гидроцилиндра двухстороннего действия, соединенных посредством напорной гидролинии через распределитель. Насос соединен с баком всасывающей гидролиней. К напорной гидролинии подключен двухступенчатый предохранительный клапан КП с электромагнитной разгрузкой насоса. Работа гидропривода.Гидравлический привод обеспечивает передвижение телескопического стола влево и вправо. Пластинчатый насос Н. подает масло к гидрораспределителю Р. по средствам напорной гидролинии.Насос разгружен на бак через распределитель Р. при выключенных электромагнитах.Рабочее давление (p=2,5 МПа) в гидросистеме настраивается предохранительным клапаном КП. и контролируется по манометру М.При включении электромагнита ЭМ 1 распределителя Р., масло от насоса поступает в правую полость гидроцилиндра Ц., а из левой полости вытесняется на слив.Происходит движение стола влево.При включении электромагнита ЭМ 2, масло от насоса поступает в левую полость гидроцилиндра, а из правой – на слив.Происходит движение стола вправо.3.3.2 Выбор рабочей жидкостиВ гидроприводах машин в качестве рабочей жидкости применяют минеральные масла.По заданному значению кинематической вязкости V50 =25 сСт выбираем масло турбинное ВНИИ НП-403, имеющее следующие характеристики [12]:— кинематическая вязкость у 50 , сСт 25— кинематическая вязкость v10 , cCт 900— плотность, кг/м3 900 3.3.3 Расчёт исполнительных двигателей Расчёт и выбор гидроцилиндраОпределяем конструктивные параметры гидроцилиндра. Диаметр поршня гидроцилиндра; ; (53) где К - расчётный коэффициент. К = 1.05... 1,1 . Принимаем по ГОСТ 12.447-80 d = 100мм. Площадь поршня: ; (54) Площадь поршня в штоковой полости: ; (55)где φ - конструктивный коэффициент, φ =1,25. Диаметр штока ; (56) Выбираем гидроцилиндр П1 - 100 x 45 х 152 с двусторонним штоком по ОСТ 2.Г24-2-73, имеющий следующие технические характеристики [12]:— рабочее давление, МПа 2,5— геометрические размеры, мм а х d x h 100 x 45 х 152 — номинальный расход, дм3/мин 160— утечки, см3/мин не более 63— масса, кг 60Расход жидкости на питание гидроцилиндра: ; (57)Расход жидкости в сливной гидролинии: ; (58) 3.3.4 Расчёт трубопроводов Расчёт диаметров трубопроводовВ соответствии с рекомендациями СЭВ PC 3644-72 [12], регламентируются скорости потоков в трубопроводах:- в напорной гидролинии при Р=6,З МПа [V1] = 2 м /с;- в сливной гидролинии [V2] =2 м /с;- во всасывающем трубопроводе [V3]=1,6м/с. Внутренние диаметры трубопроводов: ; (59)Разбиваем гидропривод на участки, показанные на схеме. Рассмотрим по одному примеру на участках в напорной, сливной и всасывающей гидролиниях. Всасывающая гидролиния:Сливная гидролиния:Напорная гидролиния: .Толщина стенки трубопровода: ; (60)где [σ] –допускаемое напряжение материала трубопровода.Для Стали 20 [σ] = 140 МПа. Учитывая возможность гидравлических ударов при включении гидроаппаратуры и необходимость нарезания резьбы на трубах, принимаем δ = 2мм.В целях унификации, выбираем трубы стальные по ГОСТ 8734-75, имеющие следующие параметры [12]:— для напорной гидролинии dнx δ = 10 х 2— для сливной гидролинии dнx δ = 10 х 2 — для всасывающего трубопровода dнx δ = 11 х 2Определение длины трубопроводов.Длины трубопровода определяются на основании сборочных чертежей машины, т.к. в задании нет этих данных, то длинами трубопроводов задаёмся самостоятельно.Принимаем длины трубопроводов в соответствии с участками:- напорная, м. 3- сливная, м. 2,83.3.5 Выбор распределительной и регулирующей гидроаппаратурыВыбор распределителяГидрораспределитель должен обеспечивать распределение потоков с расходом Q =40 дм3/мин при давлении р = 2,5 МПа.Выбираем гидрораспределитель Р102, следующие технические характеристики [12]:— условный проход, мм 10— расход масла, дм3/мин номинальный 40 максимальный 75— номинальное давление, МПа 20— потери давления при номинальном расходе, МПа 1.0— максимальное усилие управления на рукоятке, Н 20— масса, кг 5,73.3.6 Выбор вспомогательной гидроаппаратурыВыбор предохранительного клапанаКлапан должен обеспечивать защиту гидросистемы от перегрузок с давлением Р=2,5 МПа и расходом Q = 72 дм3/мин.Выбираем клапан ПГ 52-22, имеющий следующие технические характеристики [12]: - условный проход, мм 10 - расход масла, дм3/мин номинальный 20 максимальный -минимальный 1 — давление настройки, МПа 0,3-6,3 — масса, кг 2,5 Выбор манометра.Манометр должен обеспечивать контроль давления в диапазоне рабочих давлений гидросистемы.Выбираем манометр по ГОСТ 8625-77, имеющий следующие технические характеристики [12]:— верхний предел измерения, МПа 40— класс точности 2,5— диаметр корпуса, мм 603.3.7 Расчёт потерь давления в гидролинияхМестные сопротивления в гидролинияхРасчёт местных сопротивлений в гидролиниях сведён в таблицу 1. Коэффициенты местных сопротивлений гидроаппаратов рассчитаны по формуле: ; (61)где dу – диаметр условного прохода, мм;Δp – потери давления в гидроаппарате при номинальном расходе, МПа;Qн – номинальный расход, м3/с.Коэффициент местного сопротивления гидрораспределителя; Таблица 3.1Местное сопротивлениеНапорная линияСливная линияВидζкол.ζ1кол.ζ21. Тройник 1,011--2. Колено1,066--3. Вход1,011--4. Выход0,5--215. Распределитель28128--361 Скорости потоков в гидролиниях Скорость в напорной гидролинии; ; (62) Скорость в сливной гидролинии ; (63) Потери давления при минимальной температуре; tmin = 10 0C; ν10 = 300 сСт.Потери в напорной гидролинии.Потери давления так же рассчитываем по определенному контуру; ; (64) Режим движения жидкости – ламинарный.Коэффициент гидравлического трения ; (65) Потери давления; ; (66) Потери в сливной гидролинии Режим движения жидкости – ламинарный.Коэффициент гидравлического трения Потери давления Потери давления при рабочей температуре tраб = 50 0C; ν50 = 30 сСт.Потери в напорной гидролинии; Режим движения жидкости – ламинарный.Коэффициент гидравлического трения; Потери давления Потери в сливной гидролинии Режим движения жидкости – ламинарный.Коэффициент гидравлического трения; Потери давления 3.3.8 Расчёт и выбор насосаТехнические требования к насосамДавление в поршневой полости гидроцилиндра ; (67) Требуемое давление насоса p=p1+Δp; (68) p= 2,1 + 0,135= 2,235 МПаТребуемая подача насоса; ; (69)где η0 — объёмный КПД гидропривода, учитывающий утечки жидкости в регулирующей гидроаппаратуре и трубопроводах, η0 = 0,98 . Выбор насоса.Выбираем насос пластинчатый нерегулируемый Г 12-31М, имеющие следующие технические характеристики [12]:— рабочий объём, см3 12,5— подача, дм3/ мин 8— давление на выходе насоса, МПа номинальное 6,3 предельное 7— частота вращения, мин -1 номинальная 960 максимальная 1450 минимальная 600— номинальная мощность, кВт 1,6— КПД объёмный 0,78 полный 0,6— ресурс, ч. не менее 7000— масса, кг 9,53.3.9 Правила эксплуатации гидроприводаДля долговечной работы гидропривода необходимо выполнять определённые правила по его эксплуатации.