Расчет механизма подъема мостового крана (стр. 1 из 11)

РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА МОСТОВОГО КРАНА

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Расчет механизма подъема мостового крана

1. Выбор кинематической схемы механизма подъема

2. Выбор полиспаста, каната, диаметра барабана и блоков

3. Выбор и проверочный расчет крюковой подвески

3.1 Выбор и проверочные расчеты крюка

3.2 Гайка крюка

3.3 Упорный подшипник

3.4 Траверса крюка

3.5 Выбор подшипников блоков

4. Расчет узла барабана

4.1 Определение конструктивных размеров барабана

4.2 Расчет крепления каната к барабану

4.3 Расчет оси барабана

4.4 Расчет оси барабана на статическую прочность

4.5 Выбор подшипников оси барабана

5. Расчет мощности двигателя и выбор редуктора

6. Расчет тормоза

7. Выбор муфты

Список использованной литературы

Приложения

ВВЕДЕНИЕ

Тема курсовой работы «Расчет механизма подъема мостового крана» по дисциплине «Подъемно-транспортные механизмы и машины»

Мостовой кран предназначен для выполнения погрузочно-разгрузочных работ. Он перемещается по рельсовым путям, расположенным на значительной высоте от пола.

Мостовой кран состоит из грузоподъемной тележки, включающей механизм подъема, грузозахватное устройство, механизм передвижение, и из моста 4, представляющего собой две сплошные (или решетчатые) фермы, присоединенные к концевым балкам, в которые вмонтированы приводные и не приводные колеса. Механизм передвижения моста и имеет привод от одного или двух двигателей.

Цель работы - рассчитать механизм подъема крана общего назначения, имеющего:

- грузоподъемность Q = 8,0 тс;

- наибольшую высоту подъема Н = 8 м;

- скорость подъема груза V = 0,46 м/с;

- режим работы - легкий.

1. Выбор кинематической схемы механизма подъема

Кинематическая схема механизма подъема представлена на рис. 1.

Рис.1.Кинематическая схема механизма подъема

Электродвигатель соединен с цилиндрическим редуктором и барабаном при помощи муфт; полумуфта со стороны редуктора выполнена с тормозным шкивом, на котором установлен колодочный тормоз. Редукторы могут выполняться с валами по обе стороны для различной компоновки механизмов подъема. На барабан наматывается канат полиспаста с грузозахватным приспособлением.

В механизме подъема с непосредственной навивкой каната на барабан обычно применяют сдвоенный полиспаст, при использовании которого обеспечивается вертикальное перемещение груза, одинаковая нагрузка на подшипники барабана и на ходовые колеса тележки независимо от высоты подъема груза. Для крана грузоподъемностью 8 тс принимаем сдвоенный полиспаст (а = 2) кратностью u = 2 (приближенно кратность полиспаста можно выбирать по табл. 1).

Таблица 1

Кратность полиспаста U при различных грузоподъемностях

Характер навивки каната на барабан	Тип полиспаста	U при грузоподъемности, тс
		до 1	2…6	10…15	20…30	40…50
Непосредственно (мостовые краны, тали)	Сдвоенный простой	21	22	2; 3-	3; 4-	4; 5-
Через направляющий блок (стреловые краны)	Простойсдвоенный	1; 2-	2; 32	3; 42; 3	5; 6-	--

2. Выбор полиспаста, каната, диаметра барабана и блоков

Максимальное напряжение в канате, набегающем на барабан, при подъеме груза определяется по формуле

(2.1)

где Z - количество ветвей, на которых висит груз;

Z=u ·a=2 ·2=4

η_П - КПД полиспаста

(2.2)

где η_δ - КПД блока с учетом жесткости каната, η_δ = 0,975

Канат выбираем по разрывному усилию (приложения 1-4)

S_р ≥ S_МАХ · n_k, (2.3)

n_k - коэффициент запаса прочности каната, зависит от режима работы; n_k = 5.

S_p = 20284,0 ·5 = 101420 H

Таблица 2

Коэффициенты запаса прочности каната n_k для грузовых канатов

Тип привода и режим работы	nk
Ручной	4,0
машинный:легкийсреднийтяжелыйвесьма тяжелый	5,0 5,5 6,0 6,0

Выбираем канат марки ТЛК - 0 6х31(1 + 6 + 15 + 15) + 1о.с., ГОСТ 3079-80. (приложение IV). Диаметр d_k = 13,5 мм.

Расчетная площадь сечения F_k = 68,21 мм^2.

Расчетный вес 6565 Н.

Маркировочное сопротивление σ = 1800 Н /мм². S_p = 101500 Н.

Диаметр блока (рис.2) и барабана по центру наматываемого каната

D_БЛ ≥e ·d_k, (2.4)

где е - коэффициент, зависящий от режима работы и типа грузоподъемной машины; [1, табл. 12, с.58].

Таблица 3

Наименьшие допускаемые значения коэффициента е

Тип машины	Привод механизма	Режим работы механизмов	е
Грузоподъемные всех типов, за исключением стреловых кранов, электроталей и лебедок	Ручной	-	18
	Машинный	Легкий Средний Тяжелый Весьма тяжелый	20 25 30 35
Краны стреловые (механизмы подъема груза и стрелы)	Ручной	-	16
	Машинный	Легкий Средний Тяжелый Весьма тяжелый	16 18 20 25

Для легкого режима работы принимаем е = 20

D_БЛ = 20 ·13,5=270 мм

Диаметр блока и барабана по центру канавки

D≥ (е -1) = (20-1) ·13,5 =256 мм

Принимаем D = 400 мм (приложение V).

Рис.2 Блок

Диаметр уравнительного блока

D_y = (0,6 - 0,8) ·D = 0,8 ·400 = 320мм

Блоки изготавливают из чугуна СЧ 15.

3. Выбор и проверочный расчет крюковой подвески

3.1 Выбор и проверочные расчеты крюка

По номинальной грузоподъемности Q = 8 тc и режиму работы выбираем крюк однорогий тип А №15 ГОСТ 6627-74 (приложение VII). Крюк (рис.3) изготовлен из стали 20, имеющей предел прочности σ_B = 420 MПa, предел текучести σ_Т = 250 МПа, предел выносливости σ_-1 =120 МПа. Резьба шейки

М 52, минимальный диаметр d_В = 46,587 мм, t = 5 мм [3, с.218]. Остальные размеры заготовки крюка выписываются из приложения VI.

Рис.3. Крюк однорогий

В сечении I-I крюк рассчитывают на растяжение

(3.1)

МПа ≤[σ]=50…60 МПа

В сечении А-А рассчитывают как кривой брус, нагруженный эксцентрично приложенным усилием

(3.2)

где F - площадь сечения А-А

·h₀

мм, =2…4;b₁=24 мм, = , мм

е₂ – расстояние от центра тяжести сечения до внутренних волокон

е₂=

мм

k – коэффициент, зависящий от кривизны и формы сечения крюка

k =

r – расстояние от центра приложения нагрузки до центра тяжести сечения

r =

мм

= 95мм – диаметр зева крюка

l₁ – расстояние от центра тяжести сечения до нагруженных волокон

е₁=h₀-е₂=90-38,5=51,5мм

k=

σ_II=

МПа

Напряжение в сечении А'–А' определяется, когда стропы расположены под углом α= 45⁰ к вершинам,

Q₂=

tgα= tg45^о=40000Н

Наибольшее растяжение внутренних волокон в сечении А'–А'

σ_III=

МПа

Касательное напряжение в сеченииА'–А'

τ=

МПа

Суммарное напряжение в сеченииА'–А'

σ =

= =102,8 МПа

Допускаемое напряжение для стали 20