Расчет механизма подъёма и передвижения консольной тележки с боковыми роликами
Общая характеристика устройства тележки консольной с боковыми роликами. Правила выбора каната и барабана. Определение наибольшего натяжения при подъеме груза. Расчет мощности электродвигателя. Выбор типа редуктора. Момент, на который регулируют тормоз.
| Рубрика | Транспорт |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.04.2016 |
| Размер файла | 161,4 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/
Расчет механизма подъёма и передвижения консольной тележки с боковыми роликами
Исходные данные
Задание: спроектировать механизм подъёма груза консольной тележки с боковыми роликами.
Дано: грузоподъёмность m=5 т; скорость подъёма V=0,1 м/с; высота подъёма H=6 м; продолжительность включения - 60%; группа классификации механизма - М8, по ПБ 10-382-00 ("Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов"). Скорость передвижения тележки - 0,6 м/с.
Рис. 1. Тележка консольная с боковыми роликами
1. Выбор каната и барабана
1.1 Грузоподъёмная сила
, (1)
где - ускорение свободного падения.
Получим:
.
1.2 КПД полиспаста
,(2)
где - КПД блока;
- кратность полиспаста;
- число обводных блоков.
Получим КПД полиспаста для кратностей по формуле (2):
1.3 Наибольшее натяжение ветви каната, набегающего на барабан при подъеме груза
; (3)
где ?- число полиспастов.
В нашем случае ?=2, т.е. оба конца каната закреплены на барабане - для строго вертикального подъёма груза, выравнивания усилий на опоры барабана (рис. 2).
Наибольшее натяжение ветви каната, набегающей на барабан при подъёме груза, по формуле (3):
;
=2 =2 =2
=1 =2 =3
Рис. 2. Схемы полиспастов механизма подъема груза
1.4 Разрывное усилие каната в целом
,(4)
где - минимальный коэффициент использования каната;
-табличное значение разрывного усилия.
Таблица №1
|
Группа классификации механизма |
Коэффициент использования каната z |
Коэффициент выбора диаметра барабана h1 |
|
|
M1 |
3,15 |
11,2 |
|
|
M2 |
3,35 |
12,5 |
|
|
M3 |
3,55 |
14 |
|
|
M4 |
4 |
16 |
|
|
M5 |
4,5 |
18 |
|
|
M6 |
5,6 |
20 |
|
|
M7 |
7,1 |
22,4 |
|
|
M8 |
9 |
25 |
Для группы классификации механизма М8 z=9.
Разрывное усилие каната () для кратностей и для z=9 получим по формуле (4):
1.5 Выбор типа каната
Предположим, что кран работает на открытом воздухе при наличии пыли и влаги, тогда следует выбрать канат типа ГОСТ 2688-80 с малым количеством проволок большого диаметра. Абразивная и коррозионная износостойкость этого каната выше, чем у но усталостная износостойкость ниже.
По найденным в п.1.4. значениям найдем значения диаметров каната (см. таблицу №2) и маркировочную группу, соответствующую условию прочности каната:
,(5)
где - разрывное усилие каната в целом, по каталогу.
По таблице ГОСТ имеем следующие значения диаметров каната (в скобках указаны разрывные усилия каната в целом):
1.6 Минимальный диаметр барабана
,(6)
где - коэффициент выбора диаметра барабана для группы классификации механизма М8.
По формуле (6) получим , мм:
1.7 Длина барабана с двусторонней нарезкой
,(7)
где - диаметр каната;
H - высота подъема;
- диаметр барабана;
- шаг нарезки;
с - коэффициент длины средней (не нарезанной) части барабана,
Руководствуясь [1] с.85, можно принять: для кратности , для кратности ,для кратности а=3, для кратности .
Тогда:
1.8 Максимальная длина барабана по условию прочности, устойчивости стенки
Проверим размеры барабана по условию
При проводят уточнённый расчёт барабана на сжатие и совместное действие напряжений изгиба и кручения на устойчивость стенки.
В ходе проверки выяснилось, что все барабаны годны к дальнейшему расчету. Но можно выбрать оптимальные, чтобы не рассчитывать лишнее. Для дальнейшего расчета были выбраны барабаны:
1.9 Угловая скорость барабана
рад/с,(10)
где - скорость подъема груза,
рад/с;
рад/с;
рад/с;
рад/с;
2. Выбор электродвигателя
2.1 Продолжительность включения
Таблица №3
|
Режим нагружения по ИСО4301/1 |
ПВ% |
|
|
Легкий Умеренный Тяжелый Весьма тяжелый |
15 25…40 40 60 |
По заданию принимаем весьма тяжёлый режим нагружения и ПВ=60%.
2.2 Мощность электродвигателя
Мощность электродвигателя при ПВ 40%, принятой в каталогах:
,(11)
где - предварительное значение КПД (для механизма подъёма с цилиндрическим редуктором).
.
Мощность электродвигателя при заданном значении ПВ 60%:
.
2.3 Выбор электродвигателя
Выбираем электродвигатели:
MTH(F) 211B6: число полюсов - 6, мощность - 7,5 кВт, частота вращения - 940 об/мин., масса - 135 кг.
MTH(F) 311-8: число полюсов - 8, мощность - 7,5 кВт, частота вращения - 700 об/мин., масса - 220 кг.
2.4 Угловая скорость двигателя
Угловая скорость электродвигателя:
,(12)
где n - частота вращения ротора электродвигателя.
;
.
3. Выбор редуктора
3.1 Выбор типа редуктора
Наиболее совершенным являются крановые редукторы типа Ц2 Ленинградского завода портальных кранов.
3.2 Передаточное число редуктора
,(13)
Определим расчетное передаточное число редуктора, формула (13):
Так как = 55,2, а с таким передаточным числом редукторов Ц2 не бывает, то этот вариант в дальнейшем расчете не участвует.
3.3 Расчет редуктора по радиальной консольной нагрузке
Условие прочности:
, (14)
где - действующая радиальная (консольная) нагрузка. Полагаем, что наибольшее усилие от левой ветви каната, набегающей на барабан, Fa действует на консоль выходного вала редуктора (рис. 2). То же, от правой ветви каната действует на опору справа от барабана;
Fy - допускаемая радиальная консольная нагрузка на выходном валу редуктора.
Так как передаточные числа и велики, то рассматривать двухступенчатые редукторы не имеет смысла.
С другой стороны нет ни одного редуктора Ц2У, который бы удовлетворял условию прочности (при ПВ=60%).
Поэтому расчёт с полиспастом кратности один далее вести не имеет смысла. Так как ранее мы выбрали данные расчетов с а=3, то редуктор выбираем в соответствии со значением :
Выберем редуктор Ц2-350.
3.4 Грузовой момент на барабане
, (15)
Получим:
3.5 Проверка редуктора по грузовому моменту
Условие прочности:
,(16)
где - крутящий момент на барабане;
- допускаемый крутящий момент на валу редуктора.
Проверяем редуктор Ц2-350 по условию (16). Допускаемый крутящий момент на валу редуктора Н·м.
,
условие прочности выполняется.
4. Выбор тормоза
4.1 Статический момент на входном валу редуктора при торможении
(17)
где - КПД механизма, который можно принять равным 0,9;
- номинальное передаточное число редуктора.
4.2 Тормозной момент, на который регулируют тормоз
(18)
где - коэффициент запаса торможения.
Таблица №5
|
Вариант |
, Нм |
, Нм |
Тормоз ТКТ |
|
|
632-1 |
68,4 |
45,6 |
ТКТ-200 |
|
|
632+1 |
69,3 |
46,2 |
ТКТ-200 |
|
|
632+2 |
78 |
52 |
ТКТ-200 |
|
|
832-1 |
85,5 |
57 |
ТКТ-200 |
|
|
832-0 |
96,7 |
64,6 |
ТКТ-200 |
|
|
832+1 |
86,7 |
57,8 |
ТКТ-200 |
|
|
832+2 |
99 |
66 |
ТКТ-200 |
Тормоз ТКТ-200, []=157Нм, масса - 35 кг.
5. Компоновка механизма
5.1 Сравнение металлоемкости механизмов подъёма
Для сравнения металлоёмкости вариантов механизма подъёма заносят их характеристики в таблице №6.
Таблица №6
|
Вариант |
632-1 |
632+1 |
632+2 |
832-1 |
832-0 |
832+1 |
832+2 |
|
|
масса редуктора |
210 |
210 |
210 |
210 |
210 |
210 |
210 |
|
|
масса двигателя |
135 |
135 |
135 |
220 |
220 |
220 |
220 |
|
|
масса тормоза |
35 |
35 |
35 |
35 |
35 |
35 |
35 |
|
|
суммарная масса |
380 |
380 |
380 |
465 |
465 |
465 |
465 |
Выберем вариант 632+1, так как 6-ти полюсной двигатель легче 8-ми полюсного, и по всем своим значениям этот вариант занимает среднее значение среди других вариантов.
5.2 Условие соседства электродвигателя и барабана
Необходимо, чтобы размер соседства электродвигателя и барабана удовлетворял условию:
мм,(19)
где - суммарное межосевое расстояние редуктора;
N=160мм - высота вала электродвигателя;
Для данного варианта условие соседства не выполняется.
Поэтому берем редуктор Ц2-400. Он подходит с запасом.
Получим:
5.3 Условия соседства тормоза и барабана
Для возможности установки тормоза необходимо, чтобы размер соседства тормоза и барабана удовлетворял условию
мм,(20)
где - модуль зубчатого венца;
- число зубьев венца;
- радиус утолщения барабана для зубчатой полумуфты, получен конструктивно,
- диаметр тормозного шкива;
По формуле (20) получаем:
,
условие выполняется.
6. Расчёт габарита
,
где мм - ширина редуктора;
мм - длина от торца редуктора до оси зубчатой полумуфты;
мм - длина от оси зубчатой полумуфты до её конца;
мм - длина барабана;
мм - расстояние от барабана до корпуса подшипника;
мм - ширина корпуса подшипника.
.
Выводы
1. Вариант с кратностью полиспаста а=1 невозможен, т.к. требуется редуктор Ц3, среди которых нет ни одного, способного обеспечить прочность по консольной нагрузке.
2. Варианты с 6-ти полюсным двигателем обеспечивают наименьшую массу тележки, и для них выполняются условия соседства тормоза и барабана.
4. Варианты с 8-ми полюсным двигателем имеют наибольшую массу.
7. Выбор ходовых колес
7.1 Определение предварительной массы тележки
На основании статистических данных массу тележки можно выразить зависимостью:
(1)
где - масса груза.
Получим: кг
Вес тележки:
(2)
Получим: H
Вес груза:
(3)
Получим: H
Вес тележки с грузом:
H ,(4)
7.2 Давление на ходовое колесо
H,(5)
Определим расстояние между боковыми роликами h из уравнения равновесия:
,(6)
где
- давление на боковой ролик.
Целесообразно принять .
Тогда получим для тележки:
,(7)
Вылет консольной тележки определится из компоновочного чертежа тележки, на котором необходимо обеспечить также размер .
Определим диаметр ходового колеса ,мм
(8)
Получим: мм
Итак, выберем колесо, диаметром 250мм: максимальный диаметр равен 290 мм, диаметр внутреннего отверстия подшипника d=50мм.
Значения и d принимают по ГОСТу 24.090.09-75, а значение в этом случае равно 0,4мм по [2], с. 276 .
8. Расчет сопротивления передвижению
Сила сопротивления передвижению тележки с грузом.
(9)
где f - коэффициент трения качения подшипников буксы (f=0,015) см. [2], с. 275;
- коэффициент сопротивления реборды (), см. [2], с. 275 .
По формуле (9): H
9. Выбор электродвигателя
Номинальная мощность электродвигателя механизма передвижения:
Вт, (10)
Выбираем электродвигатель 4АС90LЕ6
10. Выбор редуктора
Угловая скорость ходового колеса:
тележка консольный груз тормоз
,(11).
Угловая скорость электродвигателя:
,(12).
Определим требуемое передаточное число:
,(13)
Принимаем редуктор ВКН-280 с передаточным числом
; диаметр быстроходного вала равен 25мм, масса редуктора 40 кг.
11. Определение коэффициента запаса сцепления приводных колес с рельсом при пуске
,(14)
где - сила сцепления приводных ходовых колес с рельсами;
- сила статического сопротивления передвижению тележки без груза и без учета трения в подшипниках приводных колес;
- сила динамического сопротивления передвижению тележки без груза;
- допускаемое значение коэффициента запаса сцепления (=1,15), [2].
При этом
,(15)
где - коэффициент сцепления приводного ходового колеса с рельсом. Если исключено попадание влаги и масел, то ,[3] с.12.
- число приводных колес.
Имеем по формуле (15): H
Определим :
Н, (16)
Определим :
, (17)
где - максимально допустимое значение ускорения (замедления) тележки.
Принимая ,согласно [2], получим:
H
Таким образом, запас сцепления при пуске достаточен.
12. Выбор тормоза
Тормоз встроен в электродвигатель, по этому отдельный тормоз нам не нужен.
На чертеже механизма передвижения укажем: " тормоз отрегулировать на момент 10 Нм".
Литература
1. Расчёты крановых механизмов и их деталей / М.П. Александров, И.И. Ивашков, С.А. Казак; Под ред. Р.А. Лалаянца. - М.: ВНИИПТМаш, 1993. - Т. 1. - 187 с.
2. Подъемно-транспортные машины / Александров М.П., - М.: Высшая школа, 1979. 558 с.
3. Расчет механизма передвижения тележки мостового крана / Ермоленко В.А.; рецензент: Сероштан В.И. - методические указания по курсовому проектированию для студентов. - Калуга, 1985.
4. Курсовое проектирование грузоподъемных машин: Учеб. пособие для студентов машиностр. спец. Вузов / С.А. Казак, В.Е. Дусье, Е.С. Кузнецов и др.; Под ред. С.А. Казака. - М.: Высш. шк., 1989. - 319 с: ил.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Выбор грейфера. Расчет механизма подъема груза. Расчет каната, грузового барабана. Расчет мощности и выбор двигателя. Подбор муфты, тормоза. Проверка электродвигателя по условиям пуска. Расчет механизма передвижения тележки крана. Выбор электродвигателя.
дипломная работа [499,2 K], добавлен 07.07.2015Расчет механизма подъема груза. Расчет крепления каната к барабану. Проверка двигателя на нагрев и время пуска. Расчет механизма передвижения тележки, крана. Выбор электродвигателя, редуктора и тормоза. Определение основных размеров металлоконструкции.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 24.09.2012Механизм подъема и передвижения тележки мостового крана общего назначения. Скорость передвижения тележки. Расчет и выбор каната. Определение геометрических размеров блоков и барабана, толщины стенки барабана. Определение мощности и выбор двигателя.
курсовая работа [925,9 K], добавлен 15.12.2011Расчет механизма подъема груза. Определение основных размеров блоков и барабана. Выбор крюка и крюковой подвески. Расчет мощности и выбор двигателя. Расчет механизма передвижения тележки. Проверка запаса сцепления колес. Выбор подшипников для барабана.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 23.07.2013Расчет и компоновка механизма подъема и передвижения грузовой тележки. Определение параметров барабана. Выбор каната, двигателя, редуктора, тормоза и муфт. Вычисление времени пуска, торможения; массы тележки крана; статического сопротивления передвижению.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 12.05.2015Расчет механизмов подъема груза, передвижения тележки и крана, прочности металлоконструкций. Выбор тормоза, подшипников и муфт. Расчет мощности и подбор мотор-редуктора. Проверка электродвигателя по условию пуска. Разработка гидропривода мостового крана.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 07.07.2015Конструкция мостового крана. Механизмы его передвижения и подъема. Расчет основных кинематических параметров для выбора тягового органа, габаритов и форм барабана, электродвигателя, редуктора и тормоза. Ограничители пути движения крана и грузовой тележки.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 18.04.2015Подбор каната, крюка и упорного подшипника. Расчет деталей крюковой обоймы. Проверка прочности шпоночных соединений. Частота вращения барабана. Подбор двигателя, редуктора и тормоза. Расчет механизма передвижения крана и тележки. Уточненный расчет вала.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 19.05.2015Предварительные расчеты механизмов подъёма груза и передвижения; выбор двигателя, редуктора, крюковой подвески; установка верхних блоков и барабана. Проверочные расчеты, компонование тележки мостового крана и определение нагрузки на ходовые колеса.
курсовая работа [153,4 K], добавлен 19.04.2012Поворотный кран-стрела с электроталью. Расчёт механизма подъёма груза и приводной тележки электротали. Кинематическая схема механизма. Выбор каната, крюковой подвески и двигателя. Тип установки барабана для одинарного полиспаста. Механизм поворота крана.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 27.10.2009Расчет механизма передвижения, сопротивлений движению крана. Выбор электродвигателя, соединительных муфт и редуктора. Проверка двигателя на нагрев. Определение тормозных моментов и выбор тормоза. Электрооборудование крана и предохранительная аппаратура.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 10.06.2014Особенности расчета механизма подъема. Определение кратности полиспаста, выбор каната, крюковой подвески, двигателя, редуктора и тормоза. Кинематическая схема механизма передвижения тележки, определение пусковых характеристик и проверка пути торможения.
курсовая работа [486,0 K], добавлен 07.04.2011Обоснование выбранной конструкции. Анализ существующих серийно выпускаемых машин. Расчет механизма подъема: выбор каната, определение основных размеров блоков и барабана, выбор двигателя, редуктора, муфты и тормоза. Расчет механизма передвижения крана.
курсовая работа [182,4 K], добавлен 24.11.2010Характеристики четырехосного вагона. Выбор электродвигателя и редуктора. Расчет ленточного стационарного конвейера, механизма передвижения сбрасывающей тележки, параметров стационарного бункера и питателя. Определение стоимости перегрузочной установки.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 24.03.2016Механизм подъема груза мостового крана: выбор полиспаста, крюка с подвеской, электродвигателя, редуктора, муфт и тормоза; каната и его геометрических параметров; схема крепления конца каната на барабане; выбор подшипников и их проверочный расчет.
курсовая работа [4,7 M], добавлен 05.02.2008Конструкция и назначение мостового крана, технические параметры: выбор кинематической схемы механизма подъема, полиспаста, каната, диаметра барабана и блоков: проверочный расчет крюковой подвески. Определение мощности двигателя, выбор редуктора, тормоза.
курсовая работа [9,2 M], добавлен 08.04.2011Основные геометрические размеры тележки, выбор схемы. Расчет рессорного подвешивания, листовых и винтовых рессор, внутренних и наружных пружин, развески тележки, прочности рамы, кососимметричной нагрузки. Определение геометрических характеристик сечений.
курсовая работа [477,1 K], добавлен 26.07.2010Назначение машины "кран мостовой", краткое описание ее устройства и работы. Определение основных параметров машины и рабочего оборудования. Расчет механизма подъема груза и передвижения тележки. Организация надзора за безопасной эксплуатацией кранов.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 27.01.2013Выбор основных параметров тележки 18-100 для вагона самосвала. Проверка вписывания тележки в габарит 02-ВМ. Расчет на прочность надрессорной балки грузового вагона. Вычисление оси колесной пары вероятностным методом. Себестоимость изготовления тележки.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 04.10.2012Применение на производстве козлового крана как высокоэффективного средства комплексной механизации подъемно–транспортных, погрузочно-разгрузочных, складских работ. Расчет механизма подъема груза, передвижения тележки и противоугонного захвата крана.
дипломная работа [426,4 K], добавлен 07.07.2015
