Автор работы: Пользователь скрыл имя, 17 Августа 2011 в 17:45, курсовая работа
Кран консольный нашел широкое применение и успешно используется для грузоподъемных работ в цехах, на складах и строительных площадках при температуре окружающего воздуха от -20 до +40°С.
Угол поворота стрелы крана 360°. Скорость подъема груза и перемещения талей соответствуют скоростям примененных талей.
Введение
Кран консольный нашел широкое применение и успешно используется для грузоподъемных работ в цехах, на складах и строительных площадках при температуре окружающего воздуха от -20 до +40°С.
Угол поворота стрелы крана 360°. Скорость подъема груза и перемещения талей соответствуют скоростям примененных талей.
Не менее эффективно краны консольные используются при подъемно-транспортных работах, связанных с обслуживанием технологического оборудования.
Консольные
стационарные краны (на колонне) предназначены
для выполнения подъемно-транспортных
работ при обслуживании технологического
оборудования, погрузочно-разгрузочных
работ и т.п. в помещениях при температуре
окружающего воздуха от -20 до +40°С.
Первым вопросом при выполнении расчёта является выбор полиспаста и его кратности.
Кратность полиспаста m выбирается исходя из условий подвешивания груза весом Q = 3,5 т = 34,34 кН на n ветвях каната.
Выбираем n = 2.
Определим кратность полиспаста m в одинарных полиспастах:
m=n; (1)
m=2.
Выбираем передаточное число для простого полиспаста и для грузоподъёмности до 6 т.
Передаточное число полиспаста = 2.
Рис. 1. Схема
выбранного полиспаста
Определим натяжение Sб, кН:
Sб=Q/ (n*ηпол), (2)
где ηпол=0,98 – коэффициент полезного действия полиспаста для одного блока, огибаемого канатом на подшипниках качения.
Sб=34,34 /(2*0,98)=17,35 кН.
Канат для механизма рассчитывается по формуле:
Pк/Sб>kк.
Формула (3) может быть преобразована:
Pк>Sб*kк, (4)
где Pк – разрывное усилие каната, кН;
kк=6,0 – коэффициент запаса прочности каната. [1]
Pк>17,35*6,0;
Pк>103,7 кН.
По
полученному разрывному усилию выбираем
канат стальной типа ЛК-РО конструкции
6×36+1о.с. диаметром dк = 13,5 мм. Расчётная
площадь сечения проволок = 70,55 мм2.
Расчётная масса 1000 м каната = 696,5 кг. Маркировочная
группа по временному сопротивлению разрыва
– 1800 МПа. Разрывное усилие каната в целом
не менее 104 кН.
1.3
Расчёт барабана
Зная диаметр каната dк и режим работы механизма, определяют диаметр барабана D1, мм.
Диаметр барабана или блока D1, мм, огибаемого канатом, определяют по формуле:
D1=dк*(e-1),
где e - 30 – коэффициент, зависящий от типа грузоподъёмной машины и режима её эксплуатации. Выбран для грузоподъёмных машин с весьма тяжелым режимом работы. [1]
D1 = 13,5*(30-1) = 391,5 мм.
Получив диаметр барабана, принимаем ближайший больший стандартный D = 400 мм.
Определим длину барабана L, мм:
, (6)
где H - высота подъёма груза, 9 м;
m - кратность полиспаста, 2;
D - диаметр барабана по центру каната, 0,4165 м;
t = dк +3= 13,5+3 = 16,5 мм.
Толщина стенки стального барабана δ, см приближённо определяется по эмпирической формуле:
δ = 0,02*D+(0,6…1,0) (7)
где D – диаметр барабана, 45 см;
δ = 0,02*40+0,75 = 1,55 см.
По технологическим причинам толщина стенок литых барабанов должна быть не менее 12 мм.
Для барабанов длиной менее 3 диаметров напряжение от изгиба и кручения не превышает 15%, поэтому основным расчётном является расчёт на сжатие.
L/D=532/400=1,33
Напряжение сжатия определяется по формуле:
, (8)
Определим допускаемое напряжение сжатия , кг/см2:
, (9)
где σ0 - предельное напряжение материала при данном напряжённом состоянии, 12 кг/см2; [2]
К = 4,25 – коэффициент запаса прочности для стальных барабанов;
Выбираем способ крепления конца каната на барабане с помощью наружных прижимных планок. Так как диаметр каната меньше 31 мм, устанавливаем одну планку с двумя болтами.
Нормами техники безопасности предусматривается не менее 1,5 дополнительных витка, уменьшающих натяжение каната в месте крепления к барабану. Поэтому натяжение каната перед прижимной планкой Sкр, кН будет равно:
, (10)
где f = 0,11 – коэффициент трения между канатом и барабаном; [2]
α = 3*π = 9,4245 – угол обхвата
барабана дополнительными
1.4
Выбор крюка и
грузовой подвески
Грузозахватные приспособления предназначены для захвата штучных и навалочных грузов при их перегрузке кранами. Они должны обеспечивать надёжность, удержания груза на весу и безопасную работу людей, сохранность груза и упаковки, быстрый захват и освобождение груза.
Выбираем однорогий крюк, изготовленный ковкой из материала Сталь 20Г. Выбираем заготовку крюка – Заготовка крюка 17А ГОСТ 6627-74. Наибольшая грузоподъёмность крюка (для 6М) – 5 т. Размеры:
D
= 120 мм;
L
= 415 мм;
d = 80 мм; d1 = М64;
h
= 115 мм;
l1 = не менее 165 мм; l2 = не менее 90 мм;
r
= 20 мм;
r2 = r4 = 14 мм; r3 = 62 мм;
r5 = 155 мм; r6 = 84 мм;
Масса – не более 18 кг.
Крюки монтируют в обоймах. Выбираем крюковую подвеску с верхним расположением блоков.
Для обеспечения требуемого натяжения каната крюковая подвеска должна обладать достаточной массой. Масса подвески mп для стреловых кранов должна составлять 3…8 % грузоподъёмности крана.
mп
= Q*0,05 = 3,5*0,05 = 0,175 т.
1.5
Выбор двигателя,
редуктора и тормоза
механизма подъёма
Мощность двигателя при установившемся движении Nдв, кВт определяется по формуле:
,
где Q = 3,5 т = 34,335 кН – вес поднимаемого груза;
=4,7 м/мин = 0,08 м/с - установившаяся скорость подъёма груза;
η - коэффициент полезного действия механизма подъёма.
η = ηполис * ηмуфты *ηредук,
где ηредук = 0,96;
ηмуфты = 0,99;
η = 0,98 * 0,99 * 0,96 = 0,93;
По каталогу на двигатели выбираем двигатель МТК211-6. Его параметры:
Мощность на валу Nдв = 6 кВт (при ПВ = 40 %);
Число оборотов двигателя в минуту n = 910 об/мин;
Максимальный крутящий момент Mmax = 220 Н*м;
Момент инерции Mmax инерц = 0,110 кг*м2;
Масса mдв = 110 кг.
Определим скорость навивки каната на барабан бар, м/с:
где m = 2 – передаточное отношение полиспаста;
Определим число оборотов барабана nбар, об/мин:
nбар
= (60*
где D = 400 мм = 0,4 м – диаметр барабана;
nбар = (60*0,16)/(3,14*0,4) = 6,8 об/мин.
Определим передаточное число между двигателем и барабаном i:
i = n/nбар;
i = 910/6,8 = 134
Выбираем цилиндрический горизонтальный двухступенчатый редуктор Ц2У-315Н. КПД редуктора ηредук = 0,96.
Рис. 2. Выбранный редуктор Ц2У-315Н
Таблица 1
Размеры редуктора Ц2У-315Н
Типоразмер редуктора | aωб | aωт | L | L1 | L2 | L3 | L4 | L5 | L6 | L7 | B | B1 |
Ц2У-315Н | 200 | 315 | 1040 | 740 | 370 | 215 | 365 | 300 | 420 | - | 395 | 260 |
Типоразмер редуктора | B2 | H | H1 | h | d’ |
Ц2У-315Н | 340 | 685 | 335 | 35 | 28 |