Кран мостовой электрический однокрюковой

СОДЕРЖАНИЕ

1 МЕХАНИЗМ ПОДЪЕМА ГРУЗА 2
1.1 Схема механизма 2
1.2 Выбор типа полиспаста и его кратности 2
1.3 Выбор каната 3
1.3 Выбор крюковой подвески 3
1.4 Определение диаметров блоков и барабана 3
1.5 Расчет барабана 4
1.6 Расчет крепления каната к барабану 6
1.7 Расчет мощности двигателя и выбор редуктора 7
1.8 Расчет тормозного момента и выбор тормоза 9
1.9 Выбор соединительной муфты 9
1.10 Проверка двигателя по условию пуска и на нагрев 9
1.11 Проверка тормоза по времени торможения 10
2 МЕХАНИЗМ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ КРАНА 12
2.1 Выбор кинематической схемы 12
2.2 Определение веса крана 12
2.2 Выбор ходовых колес и рельсов 12
2.3 Определение сил сопротивления передвижению крана 13
2.4 Выбор электродвигателя и редуктора 14
2.5 Расчет тормозного момента и выбор тормоза 16
2.6 Выбор соединительной муфты 16
2.7 Проверка двигателя по условию пуска и на нагрев 17
2.8 Проверка тормоза по времени торможения 18
2.9 Определение максимального допускаемого ускорения при торможении из условия отсутствия юза колес 19
3 РАСЧЕТ ОСИ БАРАБАНА 20
4 РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ БАРАБАНА 22
ЛИТЕРАТУРА 24

1 МЕХАНИЗМ ПОДЪЕМА ГРУЗА
1.1 Схема механизма

Для проектируемого крана назначаем механизм подъема груза, состоящий из барабана, редуктора, электродвигателя, тормоза, валов и муфт. В механизме подъема с непосредственной навивкой каната на барабан, при грузоподъемности 7,5 т.с. используем сдвоенный двухкратный полиспаст. Он обеспечивает вертикальное перемещение груза при подъеме, равномерное нагружение подшипников, барабана и ходовых колес тележки крана.

Рисунок 1 – Кинематическая схема механизма подъема груза

1.2 Выбор типа полиспаста и его кратности
Выбираем сдвоенный, 2-х кратный полиспаст [1].
Gгр 7,5 т.с. 75 кН.
Определяем КПД полиспаста:
〖" η" 〗_П(1-"η" _блk)/(k(1-"η" _бл )); (1.1)
где "η" _бл - КПД блока, "η" _бл 0,98 [1];
k - кратность полиспаста, k2.
〖" η" 〗_П(1-〖"0,98" 〗_2)/(2(1-"0,98" ))0,99.
1.3 Выбор каната
Разрывное усилие каната определяем по формуле:
" Sрас Smax • " "z" _Р "Sраз " (1.2)
где "zр" - коэффициент запаса прочности каната, "zр" 5,6 [1);
Максимальное усилие в канате, наматываемом на барабан:
" Smax " G_гр/((2kη_П)) " ; "(1.3)
где G_гр - вес груза, кН;
" Smax " 75/((220,99)) " 18,94кН. "
" Sрас 18,94 • 5,6 106,6кН. "
Из таблиц каталогов [1] выбираем канат стальной крестовой свивки типа ЛК-РО, конструкции 6х19(166/6)1о.с. (органический сердечник).
Диаметр каната 13 мм, разрывная прочность проволок 1862МПа, разрывное усилие Sраз 115,5кН.
Обозначение каната:
Канат 13-Г-I-Н-1862 ГОСТ 2688-80.

1.3 Выбор крюковой подвески
По заданной грузоподъемности выбираем крюковую подвеску с размерами (Приложение 1):
Dб 500мм; А 270мм; В 420мм; В1 550мм; Н0 430мм; Н1 282мм; Н 860мм; m 170кг.

1.4 Определение диаметров блоков и барабана
Диаметры блоков назначаем согласно рекомендаций [1]:
〖 D〗_2h_2d_кон; (1.4)
где h_2 – коэффициент , h_222,4 [1];
d_кон- диаметр винтовой канавки, мм. Принимаем равным диаметру каната, т.е. d_кон.13мм.
〖 D〗_222,413291,2мм.
По заданному режиму работы механизма 4М назначаем диаметр блоков D2 500мм. Выбираем канатные блоки из стали 35Л-2, способ изготовления – отливкой.
Радиус основания блока R(0,53-0,6)*dк 0,6*138мм.
Высота реборды блока Н(1,4-1,9)*dк 1,8*1323мм.
Угол раскрытия реборд β 55 0.

Определяем диаметр барабана по формуле:
〖 D〗_1h_1d_ ; (1.5)
где h_1 - коэффициент, h_120[1];
d – диаметр каната, мм.
〖 D〗_12013260мм.
Выбираем барабан БК 335. Диаметр барабана 335мм.
При сдвоенном полиспасте применяем однослойную навивку с винтовой нарезкой поверхности барабана.
Определяем диаметр уравновешивающего блока по средней линии навитого каната.
〖 D〗_3h_3d_ ; (1.6)
где h_3 - коэффициент, h_316[1];
d – диаметр каната, мм.
〖 D〗_31613208мм.
Выбираем уравновешивающий блок D 250. Диаметр блока 250мм.

Выбираем материал оси барабана Сталь 40ХН, термообработка – улучшение и закалка ТВЧ.
Расчет оси барабана сводят к определению диаметра ступицы из условия работы оси на изгиб в симметричном цикле
, (3.1)
где Ми – изгибающий момент в расчетном сечении, Нм;
W – момент сопротивления расчетного сечения при изгибе, мм3;
допускаемое напряжение изгиба при симметричном цикле изменения напряжений, Н/мм2.
Допускаемое напряжение при симметричном цикле, МПа
(3.2)
где k0 – коэффициент, учитывающий упрочнения деталей, для осей
k0 2,0…2,8, принимаем k0 2,0;
предел выносливости стали, для углеродистых сталей

где предел прочности стали, 1000 МПа;

[n] – допускаемый коэффициент запаса прочности, для среднего режима [n] 1,4[5].

Момент сопротивления сечения оси под ступицей, мм3
(3.3)
где d – диаметр оси под ступицей барабана.
Диаметр оси под ступицей барабана, мм
(3.4)

Назначаем диаметр оси вала 85мм.
 
4 РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ БАРАБАНА
Подшипники выбирается в соответствии с диаметром проточки в зубчатом венце выходного вала редуктора, равной 110 мм. Учитывая это, по таблице [5] выбираем подшипники шариковые радиальные сферические двухрядные с диаметром наружного кольца D 110 мм ГОСТ 5720-75.

Условное обозначение подшипника типа 1000 d D B C C e Y Мас-са, кг
H
1214 70 110 30 57000 32000 0,19 3,57 0,88
Рисунок 5 – Основные размеры подшипника


Таблица 1 – Основные параметры подшипника





Долговечность подшипника, млн. об
, (4.1)
где С – табличное значение динамической грузоподъемности, по таблице [3]
C 57000 H;
RЭ – эквивалентная нагрузка, Н
(4.2)
где Х – коэффициент радиальной нагрузки, Х 1;
Rr R1 – радиальная нагрузка, равная опорной реакции, Н;
V – коэффициент вращения, при вращении внутреннего кольца V 1;
Kб – коэффициент безопасности, принимаем из условий работы механизма
Кб 1,5;
Кт – температурный коэффициент, КТ 1;
показатель степени, для шариковых подшипников .


Расчетная долговечность подшипника, час
(4.3)
где n – фактическая частота вращения барабана, мин-1.

Для крановых механизмов считается приемлемой долговечность часов, поэтому подшипник удовлетворяет по долговечности.