Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Февраля 2014 в 21:42, курсовая работа
Техническое задание было выдано на кафедре "Подъёмно-транспортные машины и роботы". На основании этого задания был разработан курсовой проект. В ходе разработки проекта были выполнены пояснительная записка, чертежи (общий вид крана, сборочный чертёж крюковой подвески, общий вид механизма поворота, а также чертёж общего вида механизма подъема). Цель проекта – углубление и закрепление знаний по дисциплине “Грузоподъемные машины”, учебный проект.
Введение……………………………………………………………...………4
1 Назначение, область применения и техническая характеристика крана…………………………………………………………………………………5
2 Расчет металлоконструкции…………………………………..…………..7
2.1 Исходные данные……………………………………………………..7
2.2 Определение изгибающего момента от масс действующих на балку………………………………………………………………………………...7
2.3 Расчет и выбор двутавра…………………………………………...…8
2.4 Вывод……………………………………………………………...….12
3 Расчет механизма подъема………………………………………………13
3.1 Исходные данные……………………………………………….…...13
3.2 Выбор полиспастной системы………...…………………….….…..14
3.3 Выбор каната…………………………………………………….......15
3.4 Выбор крюковой подвески…….…….………………...………..…..16
3.5 Определение размеров барабана…….…………………...…..……..17
3.6 Расчёт крепления каната к барабану……………………………….21
3.7 Расчет редуктора и выбор двигателя……………………….………24
3.8 Расчет и выбор тормоза…..…………………………….…….……..29
3.9 Расчет грузоупорного тормоза…………………………………...…33
3.10 Расчет параметров неустановившегося движения..…………..….34
3.11 Компоновка механизма подъема……………………………..…...37
3.12 Вывод………………………………………………………………..37
3 Расчет механизма передвижения электротали………………..……….38
4.1 Исходные данные……………………………………………………38
4.2 Определение сопротивления передвижению электротали………..39
4.3 Расчет и выбор электродвигателя…………………………………..40
4.4 Расчет и выбор редуктора…………………………………………...43
4.5 Расчет самоторможения электротали …...….……………………...48
4.6 Компоновка механизма передвижения электротали……………..50
4.7 Вывод…………………………………………………………………51
5 Расчет механизма поворота крана……………………………………...52
5.1 Исходные данные……………………………………………………52
5.2 Сопротивление при вращении крана ……..………………………..54
5.3 Расчет и выбор электродвигателя…………………………………..54
5.4 Расчет и выбор редуктора…………………………………………...57
5.5 Выбор муфты………………....……………………………………...58
5.6 Выбор тормоза…………………………………………….................59
5.7 Расчет открытой цилиндрической прямозубой передачи………….63
5.8 Компоновка механизма поворота крана…………………………...64
5.9 Вывод…………………………………………………………………64
6 Расчет крюковой подвески………………………………………………65
6.1 Расчет крюка…………………………………………………………66
6.2 Опорный подшипник и гайка крюка……………….........................70
6.3 Расчет траверсы……………………………………………………...71
Заключение…………………………………………………………………74
Список используемых сточников…………………....................................75
6 Расчет крюковой подвески
Конструкция крюковой подвески рассчитываемого крана приведена на рисунке 5.1. Она состоит из крюка 1, на нарезанную часть которого навинчена гайка 6, опирающаяся на упорный шариковый подшипник 5, который опирается на траверсу 2, которая шарнирно закреплена в отверстиях серег 4. Этот подшипник позволяет легко поворачивать груз в требуемое положение, не вызывая перекручивания грузовых канатов полиспаста. По правилам Ростехнадзора устройство такой опоры обязательно в кранах грузоподъемностью от 3 т. на цапфах которой вращаются блоки полиспаста закреплены на цапфах оси 7, установленные на шарикоподшипниках. Для безопасности работы и предохранения канатов от выпадания из блоков, последние закрыты специальными сварными кожухами 8. Смазка подшипников блоков — консистентная при помощи масленок 3, ввертываемых в торцы, цапф оси.
Рисунок 6.1 – Общий вид крюковой подвески
6.1 Выбор крюка
Исходя из заданного легкого режима работы крана и его грузоподъемности, по ГОСТ 6627—64 /5, с.9/ выбираем заготовку крюка № 12 , грузоподъемностью 4 тонны .
Рисунок 6.2 – Общий вид крюка
Таблица 6.1- Габаритные размеры крюка
Номер заготовки крюка |
D |
S |
L |
А |
А1 |
b |
b1 |
d |
d1 |
d2 | |
|
Hoмин. |
Номин. |
Тип А |
Номин. |
Hoмин. |
|||||||
12 |
65 |
50 |
195 |
82 |
28 |
40 |
116 |
45 |
40 |
M36 | |
Таблица 6.2- Габаритные размеры крюка
Номер заготовки крюка |
h |
l |
l1 |
l2 |
r |
r1 |
r2 = r4 |
r3 |
r5 |
r6 |
r7 |
r8 |
r9 |
r10 |
r11 |
Грузоподъемность, тонн. |
Hoмин. |
не менее |
Тип А | ||||||||||||||
12 |
65 |
36 |
95 |
55 |
10 |
80 |
9,0 |
35 |
90 |
45 |
70 |
22 |
2,5 |
10 |
10 |
4 |
6.2 Опорный подшипник и гайка крюка
B качестве материала гайки принята углеродистая конструкционная сталь марки 45. Необходимую высоту гайки определяем из условия прочности на срез резьбы шейки крюка.
Допускаемые напряжения на срез:
где - допускаемое напряжение в шейке крюка на растяжение.
Необходимая высота гайки по формуле /2. с.53/:
, (6.2)
где k1 — отношение высоты витка в рассчитываемом сечении к шагу резьбы, для метрической резьбы k1 = 0,87;
kн — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между витками резьбы; при d/S = 48/4= 12 > 9; ;
— внутренний диаметр резьбы;
— наружный диаметр резьбы.
С учетом необходимости размещения стопорной планки высота гайки H принята равной 5 см, ее наружный диаметр D0 = 1,8d = 1,8∙3,6 = 6,48 см. Окончательно наружный диаметр принимаем из условия удобства закрепления стопорной планки D0 =75 мм.
Поскольку вращение крюка является установочным, подшипник гайки крюка выбираем непосредственно по статической грузоподъемности исходя из диаметра шейки крюка d = 4 см.
Расчетная нагрузка определяется по формуле:
, (6.3)
где Fa = Q=4000 кг – грузоподъемность;
- динамический коэффициент
По табл. /2, с.307/ этой грузоподъемности соответствует подшипник № 8208 легкой серии с диаметром опорного кольца D = 68 мм, статическая грузоподъемность подшипника C0 = 78300 Н.
6.3 Расчет траверсы
Траверсу 2 (см. рисунок 6.1) крюковой подвески, рассчитывают на напряжения изгиба от момента в среднем сечении с учетом отверстия для грузового крюка в вертикальной плоскости, рассматривают как двухопорную балку с сосредоточенной нагрузкой в середине:
, (6.4)
где – номинальный вес поднимаемого груза и вес съемных грузозахватных приспособлений, кН;
- расстояние между серединами серег, см.
Напряжения в среднем сечении траверсы определяются по формуле 6.6
. (6.5)
откуда необходимый момент сопротивления изгибу сечения траверсы относительно горизонтальной оси будет равен:
где - допускаемое напряжение для стали 40, из которой изготовлена траверса, мПа.
Ширину траверсы выбираем исходя из возможности установки на ней кольца опорного подшипника:
Для прохода шейки крюка в траверсе предусмотрено отверстие диаметром:
где - диаметр шейки крюка.
Высота траверсы:
Принимаем Н = 55 мм
Цапфы траверсы, имеющие диаметр , рассчитывают также на ряжения изгиба. При этом изгибающий момент в основании цапфы:
, (6.7)
где - толщина серьги, м;
Q=4000 кг – грузоподъемность.
Напряжения изгиба в сечении основания цапфы:
где м.
Кроме того, цапфы траверсы проверяют по давлению в зоне тактирования с серьгой:
где [p] – допускаемое давление, принимаемое не более 30 – 35 МПа из условия обеспечения свободного поворота траверсы
Серьгу рассчитывают на напряжения растяжения в зоне отверстий под цапфу и ось блоков при нагрузке G/2, в виду уменьшения объема пояснительной записки эти расчеты не проводим, размеры определяем по аналогам.