Проектирование крана (стр. 1 из 3)
Содержание
1. Механизм подъема
1) Выбор электродвигателя
2) Полиспаст
3) Выбор каната
5) Крюковая подвеска и блоки
6) Привод
2. Металлоконструкция крана
3. Расчет прогиба
4. Расчет подшипников опорно-поворотного устройства
1) Реакция упорного подшипника
2) Расстояние между радиальными подшипниками (рис.1, а)
5. Расчет механизма поворота
1) Момент сопротивления повороту крана в период пуска
2) Момент сил трения
3) Динамический момент
4) Момент инерции крана
5) Угловое ускорение крана (минимальное)
6) Мощность электродвигателя в период пуска
Список литературы
1. Механизм подъема
1) Выбор электродвигателя
Статическая мощность:
Q = 12500H - грузоподъемность
V = 6 м/мин - скорость подъема
= 0,75 - КПД приводаGзахв = 0,03Q - вес грузозахватного устройства
Мощность электродвигателя:
По каталогу выбираем электродвигатель АИР112МВ6У3
РЭД = 4 кВт; nЭД=920 об/мин.
2) Полиспаст
Для кранов при Q<40кН рекомендуется использовать двукратные одинарные полиспасты.
a = 2 - кратность полиспаста
t = 1 - число отклоняющих блоков
m = 1 - число канатов, навиваемых на барабан
= 0,98 - КПД блокаКПД полиспаста:
3) Выбор каната
Наибольшее натяжение в канате
Разрушающая нагрузка каната должна быть:
k = 6 - коэффициент запаса прочности каната в зависимости от режима работы.
По ГОСТ 2688-80 выбираем канат типа ЛК-Р диаметром dк = 9,1 мм с
при пределе прочности материала проволок 1770 мПа. Канат крепим к барабану прижимными планками.Диаметр болтов:
Принимаем болты M14
4) Барабан
Диаметр барабана по дну желоба:
e = 20 - коэффициент, регламентированный Ростехнадзором, зависит от типа крана и режима работы
Округляем Dбар до стандартного значения и принимаем Dбар = 200 мм
Шаг нарезки:
Р = (1,1…1,2) dк = (1,1…1,2) 9,1=10,01…10,92 мм
Принимаем р = 10,5 мм
Толщина стенки:
Принимаем
= 12 мм.Напряжения сжатия в стенке барабана:
[
] СЖ = 130 
- для чугуна СЧ15Длина барабана
- расстояние до начала нарезки 
- длина рабочей части барабана 
- число рабочих витков 
- длина барабана, на которой располагаются разгружающие витки 
- длина барабана, на которой располагается крепление каната. 
Округляем до стандартного значения и принимаем
5) Крюковая подвеска и блоки
Диаметр блоков отклоняющих и в крюковой подвеске:
e = 16
Рекомендуется расчетный Dбл’ увеличивать на 25%
Dбл = 1.25 Dбл’ = 1,25*172,9 = 216 мм
Округляем до стандартного значения и принимаем Dбл = 220 мм
Диаметр оси блока:
- расстояние между щеками подвескиПринимаем d = 25 мм.
Наибольшая нагрузка на подшипники блока:
= 2 - число подшипников в блоке.Эквивалентная нагрузка на подшипник:
P = FблKбVKHE = 6636*1.3*1.1*0.5 = 4744 H
KHE = 0.5 - коэффициент эквивалентности
Kб = 1,3 - коэффициент безопасности
V = 1.1 - вращение наружного кольца
Число оборотов блока:
Требуемая динамическая грузоподъемность:
Lп = 20000часов
Выбираем радиальный подшипник 205 по ГОСТ 8338-75 с С=14кН. Размеры подшипника d x D x B = 25 x 52 x 15 мм. Крюк выбираем по ГОСТ6627-74 по грузоподъемности и в зависимости от режима работы следует применять крюк №5. Диаметр шейки крюка d = 24 мм, резьба на хвостовике М25. По диаметру шейки выбираем упорный подшипник 8205 по ГОСТ 6874-75 со статической грузоподъемностью С0 = 24,7 кН.
Требуемая статическая грузоподъемность:
Размеры подшипника d x D x H = 25 x 47 x 15 мм.
6) Привод
Кинематическая схема привода:
Электродвигатель
Муфта с тормозным шкивом
Редуктор червячный
Барабан
Опора
Частота вращения барабана:
Передаточное отношение привода:
Момент на барабане:
Наибольший момент на тихоходном валу редуктора:
Выбираем червячный редуктор 1Ч-160-25 с передаточным числом U=25.
Номинальный крутящий момент на тихоходном валу Tmax ном = 1130Нм.
=0,7Фактическая частота вращения барабана:
Погрешность:
Тормоз выбираем по грузовому моменту на валу тормозного шкива, выполненного на редукторной полумуфте:
Требуемый момент тормоза:
kторм = 1,5 - запас торможения
По тормозному моменту выбираем нормализованный тормоз ТКП-160 с тормозным моментом ТТ = 100Нм.
2. Металлоконструкция крана
Исходя из технического задания, существует несколько вариантов исполнения металлоконструкции крана. Для более рационального использования материала, уменьшения металлоемкости крана, уменьшения размеров подшипников, уменьшения номенклатуры профилей, а соответственно удешевления крана в целом предлагаю использовать в качестве колонны, оттяжек и стрелы - трубу стальную горячекатаную бесшовную ГОСТ 8732-78, выполненную из Ст3сп5 ГОСТ 380-94; в качестве рамы - швеллер ГОСТ 8240-97, выполненный из Ст3сп5 ГОСТ 380-94.
Предварительный расчет массы крана:
Принимаем:
Колонна - труба 426х6, l=5,8м, m=360,5 кг
Оттяжка верхняя - труба 273х6, l=11м, m=434,61 кг
Оттяжка несущая - труба 273х6, l=9,1м, m=359,5 кг
Стержень - Круг ф160, l=5,0м, m=789 кг
Оттяжка противовеса - швеллер 24У, l=5,3м, m=127,2кг
Противовес, исходя из конструктивных соображений, выполняем из бетонных плит, размерами 400х400х2000. Масса одной плиты равна 800 кг. Следовательно, противовес будет состоять из шести плит, расположенных симметрично относительно оттяжки.
Плечо силы тяжести стрелы, совместно с консолью противовеса и гильзой:
где 0,3 - коэффициент плеча силы тяжести стрелы, консоли противовеса и гильзы.
Вес противовеса
где
- плечо силы тяжести противовеса (противовес вдвое уменьшает опрокидывающий момент, реакции горизонтальных подшипников и момент, изгибающий колонну, если он уравновешивает стрелу и половину номинального груза).