Московский Государственный Технический Университет
им. Н.Э. Баумана
Калужский филиал
Факультет Конструкторско-механический (КМК)
Кафедра«Деталей машин и подъёмно-транспортного оборудования» К3-КФРасчетно-пояснительнаязаписка
к курсовому проекту
по дисциплине: Подъемно-транспортные машины
на тему
Проектирование и расчет полноповоротного крана
вариант: 6.2
выполнил: студент КоркодиновС.А.
Калуга 2007 г.
Содержание
1.Механизм подъема
1.1Выбор электродвигателя
1.2Полиспаст
1.3Выбор каната
1.4Барабан
1.5Выбор редуктора
1.6 Выбортормоза
1.7Расчет блока
2.Металлоконструкция крана
2.1Основные размеры
2.2Проверка статического прогиба
2.3Вес металлоконструкции
2.4Расчет на прочность
2.5Опорные узлы
Список литературы
1.Механизм подъема
1.1Выбор электродвигателя
Статическаямощность
/>, где
/>
/> - скоростьподъема груза
/> - КПДзубчатого редуктора
Изальбома Александрова выбираем электродвигатель типа: 4АС71В8У3 с мощностью 0,3кВт и числом оборотов />
/> />
1.2Полиспаст
КПДполиспаста:
/>, где
а= 2 – кратность полиспаста
m = 1– число канатов, навиваемых на барабан
t = 0– число отклоняющих блоков
/> - КПД блока.
1.3Выбор каната
Наибольшеенатяжение в канате
/>
Разрушающаянагрузка каната должна быть
/>
К= 5.5 (табл. 2.1) – коэффициент запаса прочности
/>
ПоГОСТ 2688-80 выбираем канат типа ЛК-Р 6×19+1о.с. диаметром /> при пределе прочностиматериала проволок />
Фактическийзапас прочности каната
/>
1.4Барабан
Диаметрбарабана по оси каната
/>
Округляемдо стандартного значения и принимаем />
Шагнарезки:
/>
ПринимаемР = 5 мм
Толщинастенки барабана
/> Принимаем: />
Напряжениясжатия в стенке барабана
/>
/> - для чугунаСЧ15
/>
Следовательно,условие прочности выполняется
Длинабарабана
/>
/> - расстояниедо начала нарезки
/> - длинарабочей части барабана
/> - числорабочих витков
/>
/> - длинабарабана, на которой располагаются разгружающие витки
/> - длинабарабана, на которой располагается крепление каната.
/>
Округляемдо стандартного значения и принимаем />
Частотавращения барабана:
/>
1.5Выбор редуктора
Номинальныймомент на выходном валу:
/>
Эквивалентныймомент на редукторе:
/> ,
где
/> — коэффициент долговечности
/>
/> — коэффициент эквивалентности
/>(табл. 1.1)
/>
Изальбома Александрова выбираем червячный редуктор: Ч-80 с />
Передаточноечисло редуктора
/>
Принимаем/>
1.6Выбор тормоза
Грузовоймомент на валу тормозного шкива:
/>, где
/> — обратный КПД
/>,
/> — КПД муфты
/>
/>
Требуемыймомент тормоза:
/> , где
/>коэффициентзапаса торможения
/>(табл. 2.4)
/>
Изальбома Александрова выбираем колодочный тормоз с гидравлическим толкателем
типа:ТКГ-160 с />
1.7 Расчет блока
Диаметрблока:
/>
/> - (табл. 2.2)
Рекомендуетсярасчетный /> увеличиваетсяна 25%
/>
Округляемдо стандартного значения и принимаем
/>
Диаметроси блока
/>
/> - расстояниемежду щеками подвески
/>
Принимаем/>
Наибольшаянагрузка на подшипник блока
/>
/> - числоподшипников в блоке
Эквивалентнаянагрузка подшипника блока
/>
/> (табл. 2.3) –коэффициент эквивалентности
/> - коэффициентбезопасности
/> - вращаетсянаружное кольцо
Числооборотов блока
/>
Требуемаядинамическая грузоподъемность
/>
/> - ресурс работыподшипника
Выбираемрадиальный подшипник 1000904 ГОСТ 8338-75 с />. Размеры подшипника />
Крюквыбираем по ГОСТ 6627-74 в зависимости от грузоподъемности и режима работы. При/> и среднемрежиме работы следует применять крюк №1. Диаметр шейки крюка />, резьба хвостовика –М12. По диаметру шейки выбираем упорный подшипник 8101 по ГОСТ 6874-75 состатической грузоподъемностью />. Размеры подшипника />
Требуемаястатическая грузоподъемность
/>
Высотатраверсы для крюка
/>
Материалтраверсы – сталь 45
/>
/> - расстояниемежду щеками подвески
Ширинутраверсы принимаем />
/> - диаметротверстия под шейку крюка
Принимаем/>
2.Металлоконструкция крана
2.1Основные размеры
/>
Принимаем,что металлоконструкция крана изготовлена из труб.
Высотаколонны:
/>
Следовательно,расстояние между подшипниками принимаем:
/>
Расстояниемежду стрелой и подкосом l:
/>
Принимаемl=4800 (мм)
Длинаподкоса:
/>
Диаметрколонны:
/>
Диаметрстрелы:
/>
Диаметрподкоса:
/>
Принимаемв соответствии с ГОСТом 8732-78
Диаметрколонны: />
Диаметрстрелы: />
Диаметрподкоса: />
Толщинастенок труб /> у стрелы и колонны />, а у подкоса />
Площадьпоперечного сечения трубы колонны и стрелы:
/>
Площадьпоперечного сечения трубы подкоса:
/>
Моментинерции сечения трубы колонны и стрелы:
/>
2.2Проверка статического прогиба
Общийпрогиб вызывается деформацией колонны и деформацией стрелы (стрела+подкос).
/>
Эпюраизгибающих моментов
/>
Прогибза счет деформации колонны (изгиб и сжатие) определяется методом Верещагина.
/>
Нагрузкив точках В и С и реакции в опорах 1 и 2 от силы Q:
/>
Изгибающиемоменты в точках В и С от силы Q:
/>
Нагрузкив точках В и С и реакции в опорах 1 и 2 от единичной силы:
/>
Моментыв точках В и С от единичной силы:
/>
Осеваясила, сжимающая колонну от силы Q:
/>
отединичной силы />
Тогдаполучим прогиб за счет деформации колонны:
/>
Прогибза счет деформации стрелы:
/>
Усилиев стреле и подкосе от единичной силы:
/>
Тогдапрогиб
/>
Общийпрогиб (статический):
/>
Допускаемыйпрогиб:
/>
2.3Вес металлоконструкции
Приподсчете веса стрелы, подкоса и колонны учитывают вес сварки, косынок, вводякоэффициент 1.1
Весстрелы:
/>
Весподкоса:
/>
Весколонны:
/>
Весмеханизма подъема:
/>
Вескрюковой подвески:
/>
Координатацентра тяжести стрелы и подкоса относительно оси поворота:
/>
Координатацентра тяжести механизма подъема:
/>
2.4Расчет на прочность
Допускаемоенормальное напряжение:
/>
Нормальныенапряжения в подкосе:
/>
Напряженияв колонне от изгиба и сжатия с учетом гибкости:
/>
Радиусинерции сечения колонны:
/>
Гибкостьколонны:
/>
Тогда/>
/>
Напряжениев стреле:
/>
Радиусинерции стрелы:
/>
Гибкостьстержня (стрелы):
/>
Тогда/>
Плечосилы натяжения каната (из чертежа механизма подъема):
/>
Напряженияв стреле складываются из:
а)напряжения сжатия от веса поднимаемого груза (/>):
/>
б)напряжения сжатия от натяжения каната (наклоном каната в стреле пренебрегаем,так как он мал):
/>
в)напряжения изгиба от натяжения каната:
/>
Суммарноенапряжение в стреле:
/>
Вовсех несущих элементах металлоконструкции крана (стреле, колонне и подкосе)напряжения не превышают допускаемых.
2.5Опорные узлы
Подшипникикачения рассчитывают по статической грузоподъемности: упорные – по вертикальнойнагрузке /> ,радиальные – по горизонтальной нагрузке/>с учетом коэффициента запаса.
/>
Требуемаястатическая грузоподъемность для упорного подшипника:
/>
Длярадиального:
/>
Длявертикальных нагрузок выбираем упорный подшипник 8206 ГОСТ 7872-89 с />. Размерыподшипника />.Для горизонтальных нагрузок выбираем самоустанавливающийся подшипник сцилиндрическими роликами 1211 ГОСТ 28428-90 с />, размеры подшипника />
Вобоих случаях />
Списоклитературы:
1. Александров М.П.,Решетов Д.Н. Подъемно-транспортные машины. Атлас конструкций. Учебное пособиедля вузов. Под ред. д-ра техн. наук М.П. Александрова и д-ра техн. наук Д.Н.Решетова. М., “Машиностроение”, 1973, 256 с.
2. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин. Пособиедля вузов.-3-е изд., перераб. и доп.-М.: Высш. шк., 1978.-352 с., ил..
3. Казак С.А., ДусьеВ.Е., Кузнецов Е.С. Курсовое проектирование подъемно-транспортных машин. Подред. С.А. Казака. — М.: Высшая школа, 1983. — 320 с.
4. Коросташевский Р.В., Нарышкин В.Н.,Старостин В.Ф. и др. Подшипники качения: Справочник-каталог / Под ред. В.Н.Нарышкина, Р.В. Корасташевского. — М.: Машиностроение, 1984. — 280 с.
5. Снесарев Г.А. Методические указанияпо курсовому проектированию подъемно- транспортных средств механизации и автоматизациимашиностроения. Под редакцией А.В. Буланже. Москва, 1981.
6. Снесарев Г.А. Учебное пособие попроектированию и расчету металлоконструкций подъемно-транспортных устройств.Под редакцией Г.А. Снесарева. Москва, 1985.