Економічні аспекти нових методів розрахунків канатних барабанів
Характеристика напружень, що виникають в стінці барабана при навивці каната. Особливості застосування нових уточнених методів розрахунків барабанів з метою зменшення суттєвої ваги та металоємкості не тільки барабана, але і самого вантажопідйомного крана.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 01.02.2019 |
| Размер файла | 28,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Економічні аспекти нових методів розрахунків канатних барабанів
1. Актуальність
барабан вантажопідйомний кран
При проектуванні деталей машин дуже часто в розрахунках використовують завищені запаси міцності, що приводить до необґрунтованого підвищення металоємкості машини.
2. Основний матеріал
При навивці каната на барабан в його стінці виникають напруження стиснення, згину та кручення. Основними являються напруження стиску, які визначають по теорії напруженого стану кільця, яке навантажене рівномірно розподіленим по його зовнішній поверхні тиском.
Напруження стиску визначаємо по формулі [1]
(1)
де - допустиме напруження, яке залежить від групи режиму роботи і матеріалу барабана.
Напруження згину в стінці барабана визначається по формулі
, (2)
де - момент згину
- максимальне натягнення канату;
- момент опору згину поперечного перерізу барабана.
Напруження від моменту кручення
, (3)
де - момент кручення
- момент опору кручення поперечного перерізу барабана
Сумарні напруження для стальних барабанів визначають за звичай по наступній формулі
(4)
Приведений метод розрахунку кранового барабана приводять в інженерних розрахунках. Але треба мати на увазі, що він являється наближеним, тому що тіло барабана приймається як труба безкінечної довжини. Крім цього, в ньому не враховуються місцеві напруження в з'єднані обичайки з торцевою стінкою та біля установлених ребер жорсткості.
Більш точний розрахунок у випадку необхідності треба проводити, розглядаючи барабан як циліндричну оболонку, яка підкоряється як напруженням стиску, так і напруження згину біля торцевих стінок та ребер жорсткості, якщо такі є.
Крім цього, треба враховувати, що стінка барабана, яка навантажена радіальним тиском від витків канату, може втратити стійкість.
При розрахунку на стійкість запас стійкості циліндричної стінки приймають з умови
, (5)
де - рекомендований запас стійкості;
для сталевих барабанів,
для чавуних барабанів,
- критичне напруження в циліндричній стінці
, (6)
де - модуль пружності матеріалу стінки барабану
- коефіцієнт, який враховує вплив деформації стінки барабана і каната.
де - модуль пружності каната
- площа перерізу всіх дротинок каната
Критичні напруження не повинні бути більш для сталевих барабанів і більше для чавунних барабанів.
Використовуючи уточнені методи розрахунків можна значно зменшити розміри барабана.
Критичне навантаження барабана можна визначити по формулі [2]
, (7)
де - циліндрична жорсткість оболонки
n - кількість напівхвиль
- коефіцієнт, який враховує жорсткість з'єднання лобовини з обичайкою.
, (8)
де
,
деr - радіус ступиці;
- коефіцієнт Пуассона;
- товщина лобовини.
Розрахунки канатних барабанів показують, що при геометричних параметрах, які відповідають реальним барабанам, втрата стійкості обичайки має місце при n = 2…4, причому основній масі конструкцій відповідає n = 3.
При цьому ми отримаємо формулу
(9)
або
(10)
Призначаючи ми отримаємо рівняння, яке пов'язує параметри та . Наприклад, для барабанів з сталі 20, яка має межу текучості МПа приймаємо МПа, тоді при МПа отримаємо
Проводимо розрахунок барабана, виходячи з його геометричних параметрів: діаметр барабана мм, довжина барабана мм, матеріал барабана - сталь 20 з межою міцності на стиснення МПа, діаметр каната мм, товщина стінки барабана мм.
Визначаємо коефіцієнт, який враховує вплив деформації стінки барабана
Напруження стиску
МПа
Напруження згину
МПа
Напруження кручення
МПа
Сумарне напруження
МПа
Визначимо коефіцієнти С і
Тоді коефіцієнт, який враховує жорсткість з'єднання лобовини з обичайкою
Визначаємо критичне навантаження
МПа
Навантаження барабана від дії намотаного каната
МПа
Тоді запас по навантаженню буде визначатися
Критичне напруження
МПа
Запас міцності по напруженням
Як бачимо, запаси міцності і стійкості досить великі. Приймаємо товщину обичайки барабана 11 мм. Тоді напруження стиску буде дорівнювати
МПа
Критичне навантаження
МПа
Критичні напруження
МПа
Запас стійкості по навантаженню
Як бачимо, після зменшення товщини обичайки барабана ми маємо значні запаси міцності, тобто надійність роботи барабана не зменшується.
Металоємкість барабана зменшується. Визначаємо вагу барабана до модернізації
кг
Вага барабана після модернізації
Зменшення ваги барабана складає
кг
Висновки
Проведені розрахунки показують, що застосування нових уточнених методів розрахунків барабанів може зменшити суттєво вагу не тільки барабана, але і самого вантажопідйомного крана.
Список використаних джерел
1. Александров М. П. Грузоподъемные машины / М. П. Александров. - М. : Высшая школа, 2000. - 552 с.
2. Фідровська Н. М. Канатні барабани : моногр. / Н. М. Фідровська ; Укр. інж.-пед. акад. - Х. : НТМТ, 2011. - 195 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Выбор полиспаста, каната, барабана и электродвигателя. Расчет редуктора и длины барабана. Проверка электродвигателя по времени разгона. Расчет механизма передвижения тележки и механизма поворота. Определение сопротивления вращению от крена крана.
курсовая работа [292,6 K], добавлен 21.03.2012Проектувальний розрахунок вісі барабана: вибір матеріалу і допустимих напружень на вигин. Визначення опорних реакцій і згинальних моментів. Розрахунок запасу циклічної міцності вісі; вибір підшипників. Розробка вузла кріплення канату крана до барабана.
контрольная работа [726,7 K], добавлен 04.08.2015Классификация механизмов подъема грузоподъемных машин. Выбор полиспаста, подбор каната и крюковой подвески. Поворотная часть портального крана и стреловые устройства. Расчет барабана и крепления каната на нем. Определение мощности электродвигателя.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 13.12.2013Расчет усилий в канате и выбор каната. Расчет грузовой подвески. Проектирование стального барабана. Проверка барабана на прочность. Крепление конца каната на барабане. Определение мощности и выбор электродвигателя. Передвижение каретки с канатной тягой.
курсовая работа [477,2 K], добавлен 07.05.2012Определение мощности электродвигателя для механизма подъема велосипедного крана. Расчет частоты вращения барабана, разрывного усилия. Диаметр барабана по средней линии навитого каната. Определение ширины пластинчатого конвейера для перемещения угля.
контрольная работа [119,5 K], добавлен 27.05.2014Определение параметров каната для механизма мостового крана. Подбор крюка, размеров блока и барабана. Расчет крепления каната к барабану. Подбор электродвигателя, редуктора, тормоза. Проверка электродвигателя по пусковому моменту. Компоновка механизмов.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 08.11.2013Выбор кинематической схемы, расчет каната, выбор крюковой подвески. Определение основных размеров и числа оборотов барабана. Проверка прочности стенки барабана. Расчет крепления каната к барабану. Выбор электродвигателя и редуктора, проверка двигателя.
курсовая работа [924,9 K], добавлен 05.06.2015Обзор существующих конструкций кранов: однобалочных и двухбалочных. Определение разрывного усилия каната, размеров барабана и мощности двигателя механизма подъема. Выбор механизма передвижения крана и тележки. Расчет металлоконструкции мостового крана.
курсовая работа [713,1 K], добавлен 31.01.2014Визначення конструктивних параметрів крана. Вибір матеріалів для несучих і допоміжних елементів. Розрахунок опорів і допустимих напружень, навантажень що діють на міст крана, розмірів поперечного переріза головної балки. Розміщення ребер жорсткості.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 18.06.2014Проектирование основных узлов поворотного крана с постоянным вылетом стрелы по заданной схеме. Расчет механизмов подъема груза и поворота крана. Выбор каната, грузовой подвески, крюка. Определение размеров блоков, барабана, нагрузок на опоры колонны.
курсовая работа [563,4 K], добавлен 01.06.2015Схема конструктивно-технологического расчленения барабана, базирования остова барабана, участка роботизированной сварки барабана. Дуговая сварка объемных крупногабаритных конструкций. Структура технологического участка. Блок ловителей гребенок.
реферат [39,1 K], добавлен 06.03.2009Расчет и проект привода сушильного барабана, рамы привода механизма вращения барабана, шлицевой протяжки. Разработка гидропривода перемещения резца устройства для обработки бандажей сушильного барабана, технологического процесса изготовления втулки.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 20.03.2017Енерго-кінематичний розрахунок привода тягового барабана та орієнтований розрахунок валів. Вибір матеріалів зубчатих коліс, визначення допустимих напружень на контактну міцність і на деформацію згину. Розрахунок клинопасової та зубчатої передачі.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 18.05.2010Изучение методов и этапов проектирования механизмов мостового крана, которые обеспечивают три движения: подъем груза, передвижение тележки и передвижение моста. Выбор полиспаста, каната, диаметра барабана и блоков. Расчет тормоза и мощности двигателя.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 14.12.2010Устройство, работа и назначение электрического мостового крана. Эксплуатация и монтаж оборудования. Возможные неисправности и основные способы их устранения. Разработка технологического процесса восстановления (изготовления) детали "Вал барабана".
курсовая работа [869,7 K], добавлен 15.04.2014Расчет механизма подъема тележки мостового электрического крана. Выбор кинематической схемы механизма, крюковой подвески, каната. Установка верхних блоков, барабана и уравнительного балансира. Выбор двигателя, редуктора, тормоза, соединительной муфты.
курсовая работа [367,5 K], добавлен 17.10.2013Изучение механизма подъема, технологии выбора двигателя, полиспаста и каната. Расчет размеров конструктивных элементов барабана. Особенности расчета блока и определения передаточного отношения привода. Технологические характеристики металлоконструкции.
курсовая работа [111,7 K], добавлен 14.02.2010Выбор типа подъемного органа и его технологическое обоснование. Определение натяжения каната. Расчет параметров барабана, а также его проверка на прочность. Подбор специального грузозахватного устройства. Вычисление требуемой мощности двигателя.
курсовая работа [701,8 K], добавлен 17.04.2016Определение размеров печи и частоты вращения барабана. Расчет барабана на прочность и жесткость. Вычисление суммарной массы корпуса барабана, футировки и материала в печи. Определение размеров бандажа и опорного ролика. Расчет полной мощности привода.
курсовая работа [658,4 K], добавлен 19.01.2012Определение тягового усилия полиспаста в канате, основных размеров барабана. Расчёт крепления каната на барабане. Выбор подшипника блока по коэффициенту динамической работоспособности. Определение мощности и выбор электродвигателя крана мостового.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 04.02.2016
