Башенный кран

Содержание:

 

1. Задание на курсовой  проект	1
2. Определение основных параметров малогабаритного башенного крана.	2
3. Определение массы башенного крана и его элементов исходя из обеспечения его устойчивости:
3.1 Определение ориентировочной массы элементов башенного крана.	3
3.2 Определение статических моментов крана.	4
3.3 Определение ветровых нагрузок на кран.	5
3.4 Определение инерционных моментов и нагрузок.	6
3.5Определение коэффициента грузовой устойчивости крана	6
4. Конструкция стрелы.	7
5. Расчет механизма подъема груза	8
6. Выбор электродвигателя	8
7. Выбор редуктора	9
8. Выбор тормоза	9
9. Расчет механизма  передвижения крана	9
Список используемой литературы	10
Приложение	11

 

 

1. Задание на курсовой проект.

Спроектировать башенный кран:

• кран с поворотной башней и решетчатой стрелой;
• изменение вылета подъемом стрелы;
• режим работы крана умеренный.

Передвижение крана - рама на рельсовом ходу.

Грузоподъемность крана 3 т.

Вылет наибольший 10 м.

Высота подъема 15 м.

Частота вращения поворотной части 1 об/мин.

Скорость подъема груза 0,4м/с.

Изменение вылета 0,2м/с.

Передвижение крана 0,4м/с.

 

 

Рис. 1. Конструкция малогабаритного башенного крана.

 

 

 

2. Определение основных параметров малогабаритного башенного крана.

Поперечное сечение  башни (квадрат со стороной ):

принимаем

поперечное сечение  подъемной стрелы с концевым блоком:

основание сечения стрелы

соотношение основания к высоте  ,где -высота стрелы.

Высота от головки  рельса до шарнира пяты стрелы:

Высота головки башни  от центра пяты стрелы до центра верхних блоков:

Принимаем

Расстояние от оси башни до оси  пяты стрелы:

Принимаем

Длина распорки от оси крана до оси блока:

Расстояние от оси  башни до оси вращения крана:

Принимаем

Колея и база ходовой  части крана:

Угол наклона подъемной  стрелы к горизонту:

Длина стрелы:

Ориентировочный диаметр опорного круга:

Принимаем диаметр опорного круга 

Радиус хвостовой части поворотной платформы:

Ширина платформы:

3. Определение массы башенного крана и его элементов исходя из обеспечения его устойчивости.

Устойчивость крана  против опрокидывания обеспечивается только его собственным весом, образующем удерживающий момент. Остальные силы выходящие за пределы опорного контура крана обеспечивают опрокидывающий момент. Отношение удерживающего момента к опрокидывающему показывает степень устойчивости крана.

 

1. Определение ориентировочной массы башенного крана и масс его элементов:

 

Вес башенного крана: , где

 - грузовой момент,

  - наибольшая грузоподъемность,

  - Наибольшая высота подъема груза,

Вес металлоконструкции

Вес механизмов и электрооборудования:

Вес противовеса (балласт и контргруз):

Вес элементов металлоконструкции:

• стрела
• башня
• поворотная платформа

Вес механизмов крана:

• лебедка груза
• лебедка стрелы
• механизм вращения
• механизм передвижения   

Грузовой полиспаст:

Стреловой полиспаст

Ходовые тележки и  колеса:

Кабина управления:

 

2. Определение статических моментов крана:

При минимальном  вылете:

Суммарный вес элементов крана 

,где

 - вес стрелы;

  - вес башни;

- вес груза.

Расчёт момента относительно оси вращения:

Расчёт статических  моментов и центра тяжести поворотной части крана при минимальном вылете:

Суммарный вес:

Расчёт момента относительно оси вращения:

Относительно головки  рельса:

При максимальном вылете:

Суммарный вес элементов  крана:

Расчёт статических  моментов и центра тяжести поворотной части крана при минимальном вылете:

Расчёт момента относительно оси вращения:

Относительно головки  рельса:

Координаты центра тяжести  крана:

 ; 

;

;

3. Определение ветровых нагрузок на кран.

Для определения ветровых нагрузок на кран необходимо поделить его по высоте на зоны по 10 м и  определить на ветреную площадь в  каждой зоне.

Определим наветренную  площадь (по справочной таблице)

Для грузоподъёмности 2,5т. наветренная площадь груза 18 м²

Наветренная площадь  крана.

Суммарная наветренная  площадь крана:

Максимальную скорость ветра на высоте 10м :

Ветровой напор:

Ветровая нагрузка на нижнюю часть крана:

,где

 - наветренная площадь;

- коэффициент сплошности;

- аэродинамический коэффициент;

- скоростной напор ветрового  потока;

- коэффициент динамичности ветрового  давления.

Ветровые нагрузки, действующие  на центральную часть крана:

Ветровые нагрузки, действующие  на верхнюю часть крана

Ветровая нагрузка на груз:

Полная ветровая нагрузка на кран:

 

Момент от ветровых нагрузок относительно головки рельса:

; ;

Суммарный момент от ветровых нагрузок рабочего состояния:

 

4. Определение инерционных моментов и нагрузок.

Сила инерции, возникающая  при торможении опускающегося груза.

, где

- максимальная масса поднимаемого  груза;

  - скорость опускания груза;

  - время торможения опускаемого груза.

Момент относительно ребра опрокидывания:

=12,5 м – радиус подвеса груза  относительно оси вращения при  максимальном вылете с максимальной  массой поднимаемого груза.

К=5,4 м – колея ходовой части крана.

Сила инерции от массы  крана возникающего при его торможении:

- масса крана;

  - скорость передвижения крана;

  - время торможения крана.

 

5. Определение коэффициента грузовой устойчивости крана.

, где

– суммарный момент от внешних  нагрузок, действующих на кран.

 

 

4. Конструкция стрелы.

Вес груза и грузозахватного  приспособления:  3500 кг

Вес стрелы

Вес грузовой

Частота вращения поворотной части   1 об/мин

Продолжительность периода  торможения. 1,5 с

Ветровая нагрузка на стрелу Wc                   1445 Н

Ветровая нагрузка на груз                              1980 Н

Длина каждой панели металлоконструкции.   0.96

X_o=2.5 м – расстояние от оси вращения до головки стрелы

 

Рис.2. Схема поперечного сечения стрелы

 

 

Рис.3. Схема конструкции стрелы.

 

Стрела сварная:

стойки - уголок 80×80×12  ГОСТ8509-93 и раскосы - уголок 80×80×12    ГОСТ8509-93

 

 

5. Расчет механизма подъема груза

Выбираем для данного  крана число полиспастов

- кратность полиспаста.

 - к.п.д. полиспаста.

Наибольшее натяжение  ветви, набегающей на барабан при подъеме груза:

Выбор типа каната:

Используем канат ЛК-РО диаметром 17мм (ГОСТ 7668-80)

Диаметр барабана , где

  - коэффициент выбора диаметра барабана (h=14)

=17 мм          ==>            (выбираем D=230 мм)

длину барабана выбираем из расчета:

 - длина барабана

Угловая скорость барабана: , где

 – скорость подъема груза.

 

6. Выбор электродвигателя:

Статическая мощность электродвигателя , где

  - сила тяжести груза,

- к.п.д. механизма подъема с  цилиндрическим редуктором.

Продолжительность включения  электродвигателя  25%.

Выбираем двигатель  МТВ-611-10 ( Р=2кВт; п=575 об/мин).

 

 

7. Выбор редуктора:

Для уменьшения габаритов механизма подъема груза применяют редукторы, оснащенные зубчатым венцом. Выбирать редуктор будем цилиндрический, двухступенчатый, подходящий по крутящему моменту и передаточному отношению.

Передаточное отношение

Данные условия нам  обеспечит редуктор РЦД-750 с передаточным отношением 20. Его использование  допускает весьма тяжелый режим  работы.

 

8. Выбор тормоза:

Статический момент на выходном валу редуктора при торможении:

- номинальное передаточное число  редуктора.

    - к.п.д. полиспаста.

    - к.п.д. редуктора с барабаном со встроенной зубчатой полумуфтой.

- грузовой момент на барабане.

Выбираем тормоз электрогидравлический (ТКГ-300)

 

9. Расчет механизма передвижения крана.

Передаточное число  зубчатой передачи (между зубчатым венцом ходового колеса и тихоходным волом редуктора 5).

Скорость передвижения крана 0,4 м/с.

Диаметр ходового колеса 1,0 м.

Длина окружности ходового колеса:

Один полный оборот колесо делает за

а следовательно выходной вал редуктора делает за это время 5 оборотов.

Коэффициент трения между  ходовым колесом и рельсом 0,1.

Чтобы сдвинуть кран с  места нужен крутящий момент способный преодолеть силу трения качения.

Выбираем электродвигатель МТВ 713-10. 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы:

 

1. «Подъемно-транспортные машины» Атлас конструкций под ред.Александрова.
2. «Детали машин» Иванов М. Н., Москва «высшая школа» 1975г.
3. «Конструирование узлов и деталей машин» Дунаев П. Ф., Леликов О. П., Москва «высшая школа» 1985г.
4. «Справочник технолога машиностроителя», Москва «машиностроение» 1986г.
5. «Подъемно-транспортные машины строительной промышленности» Атлас конструкций пол ред. Вайнсон А. А.
6. Методические указания к расчетному упражнению к курсовому проектированию по курсу «Подъемно транспортные машины» (Определение основных параметров и статический расчет строительного башенного крана), Москва «кафедра строительных машин» 1981г.
7. Методические указания к расчетному упражнению к курсовому проектированию по курсу «Подъемно транспортные машины» ( Расчет механизмов строительного башенного крана), Москва «кафедра строительных машин» 1977г.