Розрахунок механізму повороту

РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНА РОБОТА №3

 

Рис.1 Розрахункові схеми кранів: а)- настінного,

б)- з поворотною колоною, в)- на нерухомій колоні

Розрахувати механізм повороту консольного крана на нерухомій колоні з електроталем за схемою (рис. 5.1в).

Вантажопідйомність крана т, найбільший виліт вантажу м, висота підйому 4м, частота обертання об/хв. Режим роботи середній, .

За даними табл.Д.45 визначаємо найбільше допустиму конструктивну масу крана т, висоту крана м, максимально допустимий згинальний момент, що діє на колону кН·м, допустиме вертикальне навантаження кН.

Вибираємо електроталь ТЕ-320-51120-00 ГОСТ 22584-77. За даними табл. Д.42 маса електроталя при висоті підйому 6м кг, номер профілю двотавра монорейки 30М ГОСТ 19425-74.

За найбільшою конструктивною масою крана визначаємо загальну масу поворотної частини , до якої входить маса електроталя і маса противаги, ф. 5.77

кг.

де – маса крана ГОСТ 19811-90 (табл. Д.45).

За рекомендаціями (п. 5.4) визначаємо відстань від осі крана до центра ваги поворотної частини та відстань між опорами

.

;

де Q – у тонах

R_max – у метрах.

м,

м.

Визначаємо найбільший згинальний момент, що діє на конструкцію крана при відсутності противаги ф. 5.82

кН кН

Необхідно застосовувати противагу.

Вертикальне навантаження на фундамент, ф. 5.84

, кН

де – за табл. Д.45.

кН кН.

Вертикальне навантаження у межах допустимого.

Визначаємо масу противаги і попередню відстань її від осі обертання, ф. 5.78

,

де м,

т,

де м за табл. Д.45.

Маса поворотної частини крана без електроталя і противаги, ф. 5.79

.

т.

Визначаємо остаточно плече противаги, ф. 5.80

м.

м.

Призначаємо конструктивний розмір м.

Згинальний момент на конструкцію крана за остаточним розподіленням мас ф. 5.81

кН·м. кН·м

де – найбільший допустимий момент на конструкцію за табл.Д.45.

кН·м кН·м.

Визначаємо діаметр несучої стійки колони у небезпечному перерізі ф. 5.83

мм.

де – згинальний момент, Н·м;

МПа – найбільше допустиме напруження згину для сталі 5 і сталі 45 (т.зв. осьові сталі) при пульсуючому циклі зміни напружень (п. 3.1).

мм.

Приймаємо посадочні діаметри стійки під підшипники мм.

Горизонтальна реакція в опорах А і В ф. 5.85

кН.

кН.

За посадочним діаметром вибираємо (табл. Д.48) радіальний дворядний сферичний роликовий підшипник легкої широкої серії N3556 ГОСТ 5721-57, який має внутрішній діаметр мм, зовнішній діаметр мм і ширину мм. Допустиме радіальне навантаження кН.

Відношення . Згідно з даними (п. 5.4) обертання буде легким, зведений коефіцієнт тертя в опорах можна приймати .

Вертикальна реакція в опорі С ф. 5.86

кН

кН.

За вертикальним навантаженням вибираємо упорний, однорядний кульковий підшипник легкої серії №8216 ГОСТ 6874-75, який має внутрішній діаметр мм, зовнішній – мм і допустиме осьове навантаження кН (табл. Д.49).

За відношенням обертання підшипника буде легким, .

Середні розрахункові діаметри підшипникових опор

,мм

мм

мм.

Сумарний момент сил тертя в опорах поворотної частини крана ф. 5.89

, Н·м.

Н·м.

Розподілене вітрове навантаження на елементи крана у робочому стані за ф. 2.16

, МПа

де: q =125 Па динамічний тиск вітру;

k – коефіцієнт, що враховує підвищення тиску залежно від висоти розташування елементів машини. При висоті до 10м k =1;

с – коефіцієнт аеродинамічної сили: для вантажів, прямокутних кабін, коробчастих конструкцій с=1,2; для металоконструкцій з труб та кутників с=0,7…1,4; для плоских форм с=1,1…1,9;

n – коефіцієнт перевантаження: n=1 для навантажень робочого стану, n=1,1 для навантажень неробочого стану, n=0,7 при визначенні потужності двигунів механізмів.

МПа.

Вітрове навантаження на консоль ф. 5.92

,

,

де – розподілене навантаження на консоль крана у робочому стані;

– площа бокової поверхні консолі,

– загальна площа консолі противаги з противагою,

,

м²

( м² для противаги т за табл. 2.8).

де – висота профілю монорейки,

– коефіцієнт суцільності за рекомендаціями (п. 2.4),

Н,

де: м² ( м для двотавра №30).

Вітрове навантаження на консоль противаги і противагу ф. 5.92

Н.

де: м² ( м² для противаги т за табл. 2.8).

Загальний момент від дії вітрових сил на поворотну частину крана у робочому стані ф. 5.91

, Н·м.

Н·м.

Розподілене вітрове навантаження на вантаж ф. 2.16

, МПа

Па.

Момент від сил вітру, що діють на вантаж масою т ( м² за табл. 2.8) ф. 5.93

,

де – розподілене вітрове навантаження на вантаж;

– умовна площа вантажу за таблицею 2.8,

Н·м.

Загальний момент від дії вітрових сил у робочому стані крана ф.5.90

Н·м.

Момент опору від нахилу фундаменту ф. 5.94

,

Н·м.

де – допустимий нахил опорної площадки,

Сумарний статичний момент відносно осі обертання крана ф. 5.88

Н·м.

Визначаємо приблизне значення моменту інерції крана відносно осі його обертання ф. 5.96

,

де – коефіцієнт, який враховує вплив обертових мас приводу ,

– кутова швидкість крана,

– тривалість пуску приводу механізму повороту, для попередніх розрахунків рекомендується приймати за табл. 5.12.

кг·м².

Приймаємо тривалість пуску с (табл. 5.12).

Момент сил інерції відносно осі обертання крана при:

с^-1:

,

де – приблизне значення моменту інерції крана, для попереднього розрахунку

Н·м.

Загальний пусковий момент відносно осі обертання крана ф. 5.87

,

Н·м.

Пускова потужність при обертанні відносно осі обертання крана ф. 5.98

кВт.

Намічаємо привод механізму, що складається з черв’ячного редуктора з запобіжною муфтою та двоступінчастої циліндричної зубчастої передачі.

Ккд приводу за даними табл. 2.13 буде дорівнювати

Необхідна потужність двигуна серії МТF (п. 4.1) з урахуванням допустимого навантаження ( за табл. 5.14)

,

кВт.

Вибираємо електродвигун з фазовим ротором серії MTF 0,11-6, який має номінальну потужність при кВт, частоту обертання об/хв, максимальний момент Н·м, момент інерції ротора кг·м².

Кутова швидкість:

с^-1.

Номінальний момент на валу двигуна:

Н·м.

Передаточне число приводу механізму повороту:

У відповідності до табл. Д.29 приймаємо передаточне число черв’ячного редуктора . Загальне передаточне число двоступінчастої відкритої зубчастої передачі .

Зведений статичний момент на валу двигуна

.

Н·м.

Найбільший момент, що передає моторна муфта (ф. 5.101, табл. 4.4)

,

Н·м.

За моментом вибираємо муфту МПВП-І (табл. Д.31), яка передає момент Н·м і має гальмівний шків діаметром мм. Момент інерції муфти кг·м².

Зведений до валу двигуна момент інерції поворотної частини крана ф. 5.103

.

кг·м².

Сумарний зведений до валу момент інерції обертових мас крана і приводу ф. 5.102

,

кг·м².

Визначаємо середнє пусковий момент двигуна, приймаючи

Н·м

Уточнюємо тривалість пуску механізму ф. 4.4

 

с.

с.

Тривалість пуску у межах допустимого (табл. 5.12).

Розрахунковий граничний момент вимикання запобіжної муфти ф. 5.107

.

Н·м.

За даними табл. Д.29 вибираємо черв’ячний редуктор, який має міжосьову відстань мм, максимальний момент на вихідному валу Н·м.

Перевіряємо двигун на надійність розгону, ф. 4.8

Н·м.

Н·м Н·м.

Визначаємо тривалість гальмування ф. 5.97

,

Допустимі кути повороту у період несталого руху за правилами ДТН наведені у табл. 5.13.

с.

Приймаємо с.

Момент сил інерції на валу гальма (двигуна) при гальмуванні поворотної частини крана з вантажем ф. 5.104

,

Н·м.

Момент статичного опору на валу гальма, ф. 5.105:

.

Н·м.

Необхідний гальмівний момент ф. 5.106

.

Н·м.

За даними табл. Д.33 вибираємо гальмо ТКГ-200/100, яке має при найбільший гальмівний момент Н·м і встановлюється на гальмівний шків діамет-ром мм. Гальмо необхідно відрегулювати на робочий гальмівний момент Н·м.

 

№ пп	Грузоподъём-ность Q, т	Максимальный вылет груза Rmax, мм	Высота подъема H, м	Частота враще-ния крана n, об/хв	Режим работы ПВ, %
	0,5
	1,0
	2,0
	3,2
	5,0
	0,5
	1,0
	2,0
	3,2
	5,0
	0,5
	1,0
	2,0
	3,2
	5,0
	1,0
	2,0
	3,2
	5,0
	1,0
	3,2
	2,0
	1,0
	3,2
	2,0
	5,0
	1,0
	2,0
	3.2
	5,0