4. Расчёты сборочных единиц………………………………………………...34
Ходовые колёса тележки…………………………………………………34
Список используемой литературы…………………………………….………..36
1. Предварительные расчёты механизмов
1.1. Механизм подъёма
Исходные данные:
- Высота подъёма груза 15 м;
- Скорость подъёма груза 9 м/мин;
- Группа режимов работы 3М;
- Ток переменный.
Рис. 1. Кинематическая схема механизма подъёма
1.1.1. Выбор крюковой подвески
По типу крюка подвески бывают с однорогим крюком и с двурогим. Поскольку в задании не указано, для перемещения каких грузов предназначен кран, то выбираем произвольно подвеску с однорогим крюком.
Выбор типоразмера крюковой подвески производится по двум условиям. Первое – грузоподъёмность крюковой подвески не должна быть меньше заданной грузоподъёмности, второе – режим работы крюковой подвески должен соответствовать режиму работы механизма. Группа режимов работы М3 соответствует режиму работы Л (лёгкий) по табл.8 [2].
Выбираем подвеску 4–16–406 с параметрами: т; режим работы – Л; количество блоков ; диаметр блоков по дну ручья мм,
масса крюковой подвески кг.
Выбранная подвеска определяет кратность полиспаста:
где - число ветвей каната, на которых весит груз;
- число ветвей каната, которые навиваются на барабан.
1.1.2. Выбор каната
Выбор каната производится по максимальному статическому усилию, кН:
где - вес номинального груза и крюковой подвески, Н;
- КПД полиспаста;
При , КПД полиспаста
Н,
где - масса номинального груза (численно равная грузоподъёмности), кг;
- масса подвески, кг;
- ускорение силы тяжести.
кН,
При выборе типоразмера каната должны быть соблюдены два условия: первое – произведение максимального статического усилия в канате на коэффициент использования каната (коэффициент запаса прочности) не должно превышать разрывного усилия каната в целом, т.е.
,
где – разрывное усилие;
– максимальное статическое усилие;
– коэффициент запаса прочности;
По табл. 9 [2], исходя из режима работы (3M)
Н,
Н.
Этим условиям соответствует стальной канат двойной свивки диаметром мм, с разрывным усилием Н; тип каната – ЛК-Р конструкции 6х19(1+6+6/6)+1о.с. ГОСТ 2688-80, маркировочная группа 1960 МПа.
Второе условие – должно выполняться соотношение между диаметром
выбранного каната и диаметром блока крюковой подвески:
где - диаметр блока по дну ручья;
- коэффициент, регламентируемый нормами ГГТН и зависящий от режима работы (табл.10 [3]);
При режиме работы M3 .
Оба условия выполняются, значит канат выбран верно.
1.1.3. Установка верхних блоков
Минимальный диаметр блока:
,
где h2 – коэффициент выбора диаметра уравнительного блока по табл.10[3];
dк – диаметр каната, мм.
При режиме работы M3 ; ; .
Принимаем мм.
Диаметр по дну канавки:
,
мм.
Размеры профиля ручья должны соответствовать следующим
соотношениям:
,
мм.
,
мм.
,
мм.
Рис. 2. Профиль ручья блока
При соблюдении этих условий канат может отклоняться от плоскости симметрии ручья не более 6°. Все блоки полиспастной системы рекомендуется устанавливать на подшипниках качения с применением защитных уплотнителей, предотвращающих загрязнение подшипников и утечку смазки.
Блоки должны иметь устройство, исключающее выход каната из ручья блока; зазор между указанным устройством и ребордой блока должен составлять не более 20% от диаметра каната.
1.1.4. Установка барабана
Диаметр барабана по оси навиваемого каната:
,
где h1 – коэффициент выбора диаметра барабана по табл.10[3];
dк – диаметр каната, мм.
мм.
Полученное значение округлим в большую сторону до стандартного значения из нормального ряда диаметров [1, стр. 24]: мм.
Длина барабана рассчитывается по формуле:
,
где – длина одного нарезанного участка;
– длина гладкого среднего участка;
– длина одного гладкого концевого участка.
Длина одного нарезанного участка:
,
где - шаг навивки каната;
мм.
– число рабочих витков для навивки половины рабочей
длины каната;
– число неприкосновенных витков, , ;
– число витков для крепления конца каната, ;
где – высота подъёма груза;
.
Длина одного нарезанного участка
мм.
Длина гладкого среднего участка барабана определяется из соотношения
Длина гладкого концевого участка вычисляется по формуле:
мм.
Отношение рекомендуется назначать в пределах 3,5 ...5,0.
.
Полученное значение выходит за пределы рекомендуемого, поэтому увеличим диаметр барабана до 400 мм и произведём повторный расчёт.
Число рабочих витков
Длина одного нарезанного участка
Длина барабана
Полученное значение округлим до ближайшего стандартного значения
Lб = 1600 мм, тогда получим
– в пределах рекомендуемого.
Рис. 3. Установка барабана
1.1.5. Выбор электродвигателя
В крановых механизмах подъёма целесообразно использовать асинхрон-ные двигатели с фазным ротором серий MTF, MTH, 4AK.
Выбор электродвигателя производится по относительной продолжитель-ности включения ПВ и по необходимой статической мощности при подъёме груза максимального веса. При лёгком (Л, ПВ=15%) режиме работы сле-дует применять двигатели серии MTF.
Вычислим необходимую статическую мощность при подъёме груза максимального веса по формуле
,
где - предварительный КПД механизма.
- вес груза с крюковой подвеской, кН;
- скорость подъема груза, м/с;
кВт.
Требуемую мощность обеспечит двигатель MTF-411-8 [2, с.59], имеющий следующие параметры:
номинальная мощность двигателя Nдв = 22 кВт;
частота вращения вала двигателя nдв = 685 об/мин
максимальный момент Мmax= 580 Н∙м
масса двигателя mдв = 280 кг.
1.1.6. Выбор редуктора
Типоразмер редуктора выбирают по расчётному эквивалентному вращающему моменту на выходном валу, Ме , с учётом режима работы, необходимого передаточного числа и частоты вращения быстроходного вала.
Требуемое передаточное число редуктора можно найти по формуле:
где nд – частота вращения двигателя.
Принимаем
Частота вращения тихоходного вала:
с -1
Максимальный вращающий момент на тихоходном валу редуктора для механизма со сдвоенным полиспастом:
где amax – максимальное ускорение при пуске;
ηп, ηб – КПД полиспаста и барабана соответственно.
Эквивалентный момент на выходном валу редуктора:
Ме= ,
где N = К1∙n∙nW∙t = 3600∙0,48∙1∙4750 = 82080000 = 82·106;
К1 = 3600 – коэффициент для передач с односторонней нагрузкой;
n – частота вращения тихоходного вала редуктора;
nW = 1 – число зубчатых колёс, сцепляющихся с тихоходным колесом редуктора;
t – время работы механизма за срок службы, для лёгкого режима работы принимаем t = 4750 ч;
= 0,18 - коэффициент интенсивности режима нагружения.
Базовое число циклов перемены напряжений выбирают, исходя из характеристик материала колёс. Твёрдость рабочей поверхности зубьев колёс редуктора HB = 300 → NHO =26·106
Окончательно найдём эквивалентный момент:
Ме =
По всем рассчитанным параметрам выбираем цилиндрический двухступенчатый редуктор типа Ц2-400 с параметрами: ; режим работы – Л (лёгкий); масса 317кг.[2]
1.1.7. Выбор соединительных муфт
Муфты в механизмах машин применяются для передачи крутящих моментов, а так же с целью предотвращения смещения (осевые, радиальные, угловые) валов, возникающие как при монтаже, так и при деформации металлических конструкций (рам, мостов, колонн и т.д.) во время работы машины.
Для соединения валов механизмов, передающих основные нагрузки и относящихся к группам режима работы 6К, 7К и 8К, рекомендуется на мостовых кранах применять зубчатые муфты по ГОСТ 5006-83. Для группы режима 1К-5К применяют втулочно-пальцевые муфты по ГОСТ 2144-75.
Зубчатые муфты 1-го типа (старое название – муфты МЗ) применяются при непосредственном (без промежуточного вала) соединении валов. Зубчатые муфты 2-го типа (старое название – муфты МЗП) – для соединения валов через промежуточный вал для всех групп режима работы. Втулочно-пальцевые муфты применяют только при непосредственном соединении валов.
Передаваемый вращающий момент определяется по формуле
,
где – расчётный вращающий момент,
К – коэффициент запаса прочности,
– действующий вращающий момент,
– допускаемый вращающий момент для муфты.
В общем случае ,
где – коэффициент учитывающий степень ответственности соединения (в предварительных расчётах );
– коэффициент режима работы,
– коэффициент углового смещения; для муфт 2-го типа .
.
Произведём выбор муфт:
Для быстроходного вала редуктора:
МК = Н·м,
тогда Н∙м муфта зубчатая по ГОСТ 5006-55 № 2
Для тихоходного вала применяем вариант установки барабана с внешней опорой, как сборочной единицы; в таком случае в качестве внутренней опоры оси барабана используют конец тихоходного вала редуктора, имеющий расточку для размещения подшипника.
1.1.8. Выбор тормоза
В механизмах подъёма груза широко используются автоматические нормально замкнутые тормоза с пружинным замыканием и электромагнитным или электрогидравлическим приводом типа ТКТ, ТКП, ТКГ.
Расчётный тормозной момент определяется по формуле
,
где – коэффициент запаса торможения, = 1,5 ;
– статический крутящий момент при торможении создаваемый весом номинального груза на валу, на котором установлен тормоз.
При режиме работы 3М коэффицент запаса торможения = 1,5
Величина определяется по формуле
где – КПД механизма ( – КПД редуктора типа Ц2);
– общее передаточное число механизма с учётом кратности полиспаста ( ).
Н∙м
По рассчитанным параметрам выбираем колодочный тормоз
ТКТ – 300/200 , Н∙м.
Достарыңызбен бөлісу: |