Реферат: Разработка настенного поворотного крана

--PAGE_BREAK--L
кр
– длина, необходимая для крепления каната, мм


Lkp
= 4 *
t
    [3;19] (2.12)



Lk
р
= 4 * 9.3 = 37.2 мм


L
бб
– длина борта барабана


L
бб
= 1,5 * 9,3 = 13,95 мм


L
общ
=
182 + 37.2 + 13.95 * 2 = 247.1
мм



2.1.1.4  Определяем толщину стенки барабана


δ = 0.02 *
D
б
+ (6 ÷ 10)      [2;31]  (2.14)



δ
= 0.02 * 186 + 6 = 9.8 мм


2.1.1.5 Крепление каната


Канат крепится к стенке барабана при помощи планок. По нормам Госгортехнадзора число крепёжных винтов должно быть не меньше двух. Планки имеют канавки трапециидальной формы с углами наклона = 400. При коэффициенте трения сталь о сталь μ = 0.16 и угле обхвата 2-х запаянных витков каната α = 4π. Находим силу трения каната в месте крепления.


Fkp
=
δmax
/
Lfα
     [2;32]    (2.15)



где
L
– основание = 2.71


Fkp = 12500/4.53 = 2759.4 H



F3 = Fkp/(f + f1)    [2;33]   (2.16)



где
F
3
– сила затяжки притяжных винтов, Н


f
1
– приведённый коэффициент трения м/д барабаном и планкой = 0.22  [2;33]


F3 = 2759.4/(0.16 + 0.22) = 7261.6 H



d
винта = 1.2 *
dk
      [2;33]  (2.17)



где
d
винта – диаметр притяжных болтов, мм


d
винта = 1.2 * 9.3 = 11.16 мм


Принимаем болты для прижатия планок с резьбой М 12 из стали СТ 3 с допускающим напряжением [σ] = 80 МПа


σ

Сум
= 1.3
F
3
/
z
π
d
1
*0.5 +
Mu
/
z
* 0.1 *
d
1
3
≤ [
σ
p
]  [2;33]  (2.18)



где σсум – суммарное напряжение сжатия и растяжения, МПа

d
1
= средний диаметр резьбы винтов, мм


z
– число винтов


σ

Сум
=
1.3 * 7.26 * 1.6 * 4/2 * 3.14 * 102 +


                 
2759.4 * 9.3/2 * 0.1 * 103 * 2 = 72.4 МПа


Прочность винтов обеспечивается.


<img width=«612» height=«336» src=«ref-1_122311118-2987.coolpic» v:shapes="_x0000_s1120 _x0000_s1121 _x0000_s1122 _x0000_s1123 _x0000_s1124 _x0000_s1125 _x0000_s1126 _x0000_s1127 _x0000_s1128 _x0000_s1129 _x0000_s1130 _x0000_s1131 _x0000_s1132 _x0000_s1133 _x0000_s1134 _x0000_s1135 _x0000_s1136 _x0000_s1137 _x0000_s1138 _x0000_s1139 _x0000_s1140 _x0000_s1141 _x0000_s1142 _x0000_s1143 _x0000_s1144 _x0000_s1145 _x0000_s1146 _x0000_s1147 _x0000_s1148 _x0000_s1149 _x0000_s1150 _x0000_s1151 _x0000_s1152 _x0000_s1153 _x0000_s1154 _x0000_s1155 _x0000_s1156 _x0000_s1157 _x0000_s1158 _x0000_s1159 _x0000_s1160">


Рис. 2.1 Эскиз барабана


Таблица 2.1

Размеры барабана
, мм


L
бар


L

Lkp

L
бб



D
б



δ

247.1

182

32.2

13.95

186

9.8

2.1.1.5  В зависимости от диаметра каната выбираем размеры профиля ручья блока


<img width=«612» height=«300» src=«ref-1_122314105-1260.coolpic» v:shapes="_x0000_s1162 _x0000_s1161 _x0000_s1163 _x0000_s1164 _x0000_s1165 _x0000_s1166 _x0000_s1167 _x0000_s1168 _x0000_s1169 _x0000_s1173 _x0000_s1174 _x0000_s1175">


Рис. 2.2 Профиль блока


Таблица 2.2 Размеры профиля блока

dA

a

b

c

l

n

l

r

r1

r2

r3

ru

9
.3


32

22

8

2.0

22

12

9.0

    продолжение
--PAGE_BREAK--5.0
--PAGE_BREAK--A

B

B1

H

H0

h

L

L1

S

S1

S2

S3

k

80

230

116

315

115

22

255

295

215

186

150

224

45

2.1.1.8  Определяем пусковой момент


Мпуск = Мп
min
+ Мп
max
/2             [3;143]  (2.26)



где Мп
min

– ½ М
max
= ½ * 3.5 = 1.75 кН*м


Мпуск =
1.76 + 3.5/2 = 2.6
кН*м


2.1.1.9  Определяем наименьший момент двигателя


Мном =
0.75 * P
дв

/n
дв
                   [3;144] (2.27)




где
P
дв
– мощность двигателя, кВт


n
дв
– частота вращения двигателя, об/мин


Мном =
0.75 * 1.1/750 = 1.47
кН*м



2.1.1.10              Определяем статический крутящий момент на тормозном валу


Мст =
Q
*
D
б
*
ηo
/
η
*
m
*
io
  [3;456] (2.28)



где
Q
– грузоподъёмность, кг


D
б
– диаметр барабана,


ηо – КПД редуктора,

m
– кратность полиспаста,


io
– передаточное число редуктора.


Мст =
2500 * 0.186 * 0.92/n * η * 49 = 2.18
кг * м



2.1.1.11              Определяем тормозной момент


Мт = к * Мст        
[3;148] (2.29)




где к – коэффициент запаса торможения к = 1.75

Мт = 1.75 * 2.18 = 3.82 кг * м

Выбираем тормоз ТКТ с короткоходовыми электромагнитами ТКТ – 100 Мт = 40 Н*м

длина рычага = 100 мм,

длина колодки = 70 мм,

длина тормозного пути 100 мм

Рис. 2.5 Тормоз колодочный


Таблица 2.5

Параметры тормоза колодочного

А

Е

F

H

K

M

N

O

R

S

T

δ

h

δ
1



d

a

c

369

130

233

250

40

65

46

37

325

110

8x8

4

100

6

13

15

120

2.1.2         Расчёт траверсы крюковой подвески и выбор крюка


2.1.3.1 Выбираем крюк грузоподъёмностью 5 т.

Подходит для механизмов с машинным приводом, все краны с подвеской 72 м. (ГОСТ 6627 – 53)

Рис. 2.6 Крюк.


Таблица 2.6

Размеры крюка, мм

а

о

d

d1

do

l

l1

l2

M

R3

R3

R5

R6

R7

R8

85

65

55

50

48

120

50

70

42

110

28

85

95

12

2

2
.1.3.2 Производим проверку траверсы на прочность


  

Рис 2.7 а) траверса, б) серьга.


Проверяем прочность траверсы по максимальным напряжениям изгиба в сечении А – А


σи =
G
гр
*
l
* в/4(В –
d
2
) *
h
2
≤ [σи]   [4;243]  (2.30)



где
G
гр
– грузоподъёмность вместе с весом крюка, т



G
гр
= Ст +
g
к
           
[4;244]  (
2
.31)




g
к
– вес крана с подвеской


G
гр
=
2.5 * 0.072 = 2.572
т


l
– расстояние между центрами щёчек, м


в – ширина щёчки, м

В – ширина траверсы, м

h
– высота траверсы, м


d
2
– диаметр оси цапфы, м


[σи] – допускаемое напряжение изгиба [σи] = 80 МПа

σи =
2.5
72
* 0.09 * 0.046/4(0.08 – 0.05) * 0.052 = 13.55
МПа < 80 МПа




Проверяем цапфы на изгиб


σ
и
=
G
гр
*
δ
* 2 +
δ
1
/
η
* 0.1 *
dy
3
≤ [
σ
и
]    [4;245]  (2.32)



δ
– толщина щёчки, м


dy
– диаметр цапфы, м


[
σ
и
] = 70 МПа


σ
и
= 2.572 * 0.008 * 2 + 0.003/2 * 0.1 * 0.033 = 48 МПа ≤ 70 МПа




Поверхность соприкосновения цапфы и нижней щёчки проверяют по допускаемому давлению.

g
=
G
гр
/
dy
*
δ
*
η
≤ [
g
]


g
– удельное давление,


[
g
] – допускаемое удельное давление [
g
] = 30 МПа


g
= 9.572/
η
* 0.03 * 0.08 = 25.4 МПа < 30 МПа




Проверяется на растяжение в вертикальном и горизонтальном сечениях, которые ослаблены отверстиями для цапфы.


В горизонтальной плоскости.


σр = σгр/2(в —
dy
)
δ
≤ [σр]                  [4;250]  (2.34)



[σр]      — допускаемое напряжение на растяжение [σр] =70 МПа

σр = 2.572/2 * (0.046 – 0.03 0 * 0.008 = 14.5 МПа ≤ 70МПа

В вертикальной плоскости.


σ’ =
g
* 2
R
2
/
R
2
– (
dy
/2)2 ≤ [σ’]          [4;268]  (2.35)



где
R
– радиус, м


[σ’] – допускаемое напряжение на растяжение

σ’ = 25.4 * 2 * 0.0252/0.0252 – (0.03/2)2 = 18.5 МПа ≤ 70МПа


Крюковая подвеска выдержит все нагрузки на неё.


    продолжение
--PAGE_BREAK--

2.2              РАСЧЁТ МЕХАНИЗМА КРАНА


Механизм поворота крана состоит из открытой цилиндрической зубчатой передачи, колесо закреплено на колонне крана, которая получает вращение через коническую передачу. Вращение осуществляется вручную при помощи рукоятки.

Выбираем рукоятку с плечом 0.4 кг и длинной ручкой 0.3 м. Суммарное усилие рабочего, применяемое к рукоятке



Р = р *
z
* φ                  [4;143]  (2.36)



Р – усилие, развиваемое рабочим = 200 Н

z
– число рабочих = 2


φ – коэффициент, учитывающий неодновременность приложений усилий рабочим = 0.08

Р = 0.8 * 2 * 200 = 320 Н

Средняя скорость движения при ручном приводе для рукояток = 0.6 м/сек


2.2.1         Расчёт открытой цилиндрической зубчатой передачи


2.2.1.1 В качестве материала шестерни применяем сталь 45, улучшенную, с пределом прочности σв = 800 МПа.


2.2.1.2 Принимаем допускаемые напряжения

Касательное допускаемое напряжение [
σ
и
] = 418 МПа


Изгибное допускаемое напряжение [
σf
] = 198.8 МПа



2.2.1.3 Определяем межосевое расстояние


аω = 4950 (
i
+ 1)<img width=«222» height=«89» src=«ref-1_122318017-880.coolpic» v:shapes="_x0000_i1028"> [6;89
]

(2.37)



Мкр – крутящий момент на валу колеса

ψа – коэффициент ширины венца колеса = 0.23

кнв – коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба = 1

аω = <img width=«477» height=«81» src=«ref-1_122318897-1403.coolpic» v:shapes="_x0000_i1029">



Принимаем одностандартное значение аω = 450 Н*м


2.2.1.4  Принимаем модуль зацепления


м = 2Миз * Мм * 103/
d
2
* в2 * [
τF
]  [6;89]  (2.38)



d
2
– делительный диаметр колеса




d
2
= 2
da
*
i
/(
i
+ 1)              [6;90]  (2.39)




 
d
2
= 2 * 450 6.3/(6.3 + 1) = 776 мм


 в2 – ширина венца колеса



в2 = ψа * аω              [6;91]  (2.40)



    в2 = 0.23 * 450 = 104 мм

м = 2 * 3048 * 103 * 6.8/776 * 104 * 198.8 = 5.5 мм

Принимаем м = 6мм



2.2.1.5  Определяем суммарное число зубьев шестерни и колеса


Z
Σ = 2аω
/
М                     
[6;93]  (2.41)



ZΣ = 2 * 450/6 = 150


2.2.1.6  Определяем число зубьев шестерни


Z1 = ZΣ/(i + 1)                  [6;94]  (2.42)


Z1 = 150/6.3 + 1 = 20


2.2.1.7  Определяем число зубьев колеса


Z2 = ZΣ – Z1                     [6;94]  (2.43)


Z2 = 150 – 20 = 130


2.2.1.8  Определяем фактическое передаточное отношение


i
ф
=
Z2/Z1               [6;96]  (2.44)



i
ф
= 130/20 = 6.5


При этом
i
ф
не должно превышать 4%


Δ
i
= (
i
ф

i
)/
i
* 100%                    [6;96]  (2.45)


Δi
= (6.5 – 6.3)/6.3 * 100% = 3.2%


Норма выполняется



2.2.2         Определить основные размеры передачи


2.2.2.1 Делительные диаметры

d1 = m * z1


d2 = m * z2             [6;98]  (2.46)


d1 = 6 * 20 = 120
мм



d
2
= 6 * 130 = 780 мм




                                                                

2.2.2.2 Определяем диаметр вершин зубьев



da1 = d1 + 2m                    [6;99]  (2.47)


da2 = d2 + 2m                    [6;100]  (2.48)


da1 = 120 + 2 * 6 = 132
мм



da
2
= 780 + 2 * 6 = 792 мм




2.2.2.3 Определяем ширину венца



в2 = ψа * аω                      [6;102]           (2.49)



в1 = в2 + (2÷4)                   [6;103]  (2.50)



в2 = 0.23 * 450 = 104 мм

Принимаем 80 мм

в1 = 80 + 4 = 84 мм



2.3               РАСЧЁТ МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ КРАНОВОЙ ТЕЛЕЖКИ


Для передвижения крановой тележки выбираем схему передвижения с гибким стальным типовым канатом.



2.3.1         Определяем полное сопротивление перемещению


W = W
тр
+ W
в
+ Wy
                                   
          
[3;132]  (2.51)



где
W
тр
– сопротивление от трения ходовых колёс


W
в
– сопротивление от ветровой нагрузки


Wy
– сопротивление сил трения от уклона


W
тр
=
G
гр
+
G
т
/
D
к
* (2
k

fd
)
kp
               [3;134]  (2.52)




где
G
гр
– вес грузоподъёмного механизма с грузом. Исходя из того, что грузоподъёмный механизм расположен не на тележке,
G
гр
в будущем равно весу груза = 2500 кг.


G
т
– вес тележки, принимаемый конструктивно = 800 кг


D
к
– диаметр ходового колеса


Принимаем максимально допустимый = 200 мм

d
– диаметр цапфы колеса


Для колёс диаметром 200 мм,
d
= 60 мм


к – коэффициент трения сечения

f
– коэффициент трения в цапфе колеса для подшипников качения
f
= (0.015÷0.02)


W
тр
= 2500
+ 800/0.2(2 * 0.03 – 0.02 * 0.06) = 970


Wy = (G
гр
+
G
т
) * α


α – допустимый угол наклона подтележечных путей

α = 0.02

Wy
= (2500 + 800) * 0.002 = 6.6


Исходя из того, что кран работает в помещении, сопротивление от ветровой нагрузки можно не учитывать.

W
=
970 + 6.6 + 0 = 976.6



2.3.2 РАСЧЁТ И ВЫБОР КАНАТА



2.3.2.1 Определяем разрывное усилие по формуле (2.1)

S
разр

Smax
*
n



Smax
по формуле (2.2)




Smax
=
872* (1 – 0.97/(1 – 0.97) = 872
Н


S
разр
= 872 * 5 = 4360 Н




Для механизма передвижения крановой тележки выбираем канат типа ЛК. Канат типа ЛК имеет большую гибкость, большую долговечность. У канатов этого типа поперечное сечение хорошо запаяно металлом. Наиболее подходящим для механизма является канат ЛКО, канат с одинаковым числом и диаметром проволочек в слое.

ЛКО 6 х 19 = 114 (ГОСТ 3079 – 80)

d
к
= 6.2 мм


Площадь сечения всех проволочек 15
.
3 мм2


Расчётный предел прочности проволочек 180 кг/мм2


2.3.3      Определяем основные размеры блока


2.3.3.1                   Определяем диаметр направляющего блока по формуле (2.3)


D
бл
= 20 * 6.2 = 124 мм


2.3.3.2                   Радиус канавки под канат по формуле (2.4)

r
= 0.6 * 6.2 = 3.72 мм


2.3.3.3 Высоту канавки по формуле (2.5)

h
к
= 2 * 6.2 = 12.4 мм


2.3.3.3                   Ширину канавки по формуле (2.6)

вк =
1.6 * 6.2 = 9.92
мм


Принимаем 10 мм

2.3.3.4                   Длину ступицы по формуле (2.7)

l
ст
= 2 * 10 + 3 = 23 мм


2.3.4   Определяем диаметр барабана по формуле (2.8)

D
б
= 124 мм



2.3.5     Барабан приводится в движение посредством цепной передачи, расположенной на одном валу с барабаном, звёздочка вращается при помощи цепи.


Выбираю сварную круглозвённую цепь,

исполнение 1.

В2 – 5*18 ГОСТ 191 – 82

d
– диаметр прута цепи = 15 мм


t
– шаг цепи, для типа В,
t
= 3.6
d
,
t
= 3.6 * 15 = 78 мм


Определяем делительный диаметр звёздочки.


D

=
t
/
sin
(180/
z
)                 [6;110]  (2.53)



z
– число зубьев звёздочки,
z
= 96


D

= 78/
sin
(180/96) = 606.53 мм


Длину ступицы принимаем конструктивно
l
ст
= 150 мм


Максимальная нагрузка, действующая на цепь

S

S
разр


где
S
разр
– разрушающая нагрузка


для
d
= 15 мм и
t
= 78 мм,
S
разр
= 93.2


к – запас прочности для ручного привода

к = 4.5

S
=
93.2/4.5 = 20.7

Кн


    продолжение
--PAGE_BREAK--

2.4 РАСЧЁТ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ


Консоль крана состоит из швеллеров. Колонна изготовлена из отрезков горячекатаной трубы ( ГОСТ 8732 – 78 ) материалом сталь 3 ( ГОСТ 380 – 71)


2.4.1 Расчёт консоли крана


2.4.1.1 Изгибающий момент в консоли крана


Ми = (
Q
+
G
т
) * 1              [3;340]  (2.54)



Q
– грузоподъёмность, кг


G
т
– вес тележки, кг


l
– вылет стрелы, см


Ми = (2500 + 800) * 450 = 485000 кг * см


2.4.1.2 Момент сопротивления сечения консоли


W
= 2 *
W
шв
           [3;340]  (2.55)



W
шв
– момент сопротивления,


Для швеллера № 20
W
шв
= 197 см3  (ГОСТ 8240 – 72)


Материал швеллера сталь 3.

W
= 2 * 197 = 394 см2



2.4.1.3 Определяем напряжение изгиба


G
и
= Ми/
W
≤ [
G
и
]               [3;341]  (2.56)



G
и
– напряжение изгиба


[
G
и
] = 1400 Н/см2


G
и
= 485000/394 = 1230.9 Н/см2 < 1400 Н/см2


Условие выполняется, швеллер подходит.


2.4.2 Расчёт колонны


2.4.2.1 Суммарный опрокидывающий момент без учёта веса колонны крана равен изгибательному моменту в консоли крана М0= Ми = 485000 кг * см

2.4.2.2 Требуемый момент сопротивления поперечного сечения колонны


W = M0/
[
G
и
]
                      
[7;241]  (2.57)



M

– суммарный опрокидывающий момент


[
G
и
] – допускаемое напряжение изгиба


W
=
48.5 * 103/14000 = 346.4
см3



Для дальнейшего расчёта принимаем конструктивные размеры колонны. Наружный диаметр
Dm
– 200 мм. Толщина стенки
S
= 8 мм. Внутренний диаметр
D
внутр
= 184 мм.



2.4.2.3 Момент поперечного сечения трубы


W
= π
Dm
2
/32 * (1 –
D
внутр
/
D
н
)                 [7;242]  (2.58)



W
= 3.14 * 20
2
/32 * (1 – 18.4/204) = 390.4
см3



2.4.2.4 Напряжение с учётом изгибающих нагрузок


σр =
G
и
+ σст = М0/
W
+
Q
+
G
т
/
F
≤ [σр]    [7;242]


(2.59)


F
– площадь сечения трубы



F
= π/4 * (
Dm
2

D
внутр
2
)               [7;243]  (2.60)



F
= 3.14/4  (202 – 18.42) = 113.04


[
σ
р
] – допустимое напряжение = 12500


σ
р
=
(
4
48.5 * 105/390.4) +


+ (2500 + 800/115.04) = 12452.35
кг/см2 < 12500 кг/см2


Условия выполняются. Выбранные размеры подходят.

<img width=«600» height=«300» src=«ref-1_122320300-4184.coolpic» v:shapes="_x0000_s1221 _x0000_s1220 _x0000_s1233 _x0000_s1222 _x0000_s1223 _x0000_s1224 _x0000_s1225 _x0000_s1226 _x0000_s1227 _x0000_s1228 _x0000_s1229 _x0000_s1232 _x0000_s1234 _x0000_s1235 _x0000_s1236 _x0000_s1238 _x0000_s1239">
Рис. 2.8 Колонна


2.5 Расчёт валов


2.5.1 Определяем размеры ступеней вала под барабан механизма подъёма.

<img width=«600» height=«265» src=«ref-1_122324484-4029.coolpic» v:shapes="_x0000_s1241 _x0000_s1240 _x0000_s1243 _x0000_s1244 _x0000_s1245 _x0000_s1246 _x0000_s1247 _x0000_s1248 _x0000_s1249 _x0000_s1250 _x0000_s1251 _x0000_s1252 _x0000_s1253 _x0000_s1254 _x0000_s1255 _x0000_s1256 _x0000_s1257 _x0000_s1258 _x0000_s1259 _x0000_s1260 _x0000_s1261 _x0000_s1262 _x0000_s1263 _x0000_s1264 _x0000_s1265 _x0000_s1266 _x0000_s1267 _x0000_s1268 _x0000_s1269 _x0000_s1270 _x0000_s1271 _x0000_s1272 _x0000_s1273 _x0000_s1274 _x0000_s1275 _x0000_s1276 _x0000_s1277 _x0000_s1278 _x0000_s1279 _x0000_s1280 _x0000_s1281 _x0000_s1282 _x0000_s1283 _x0000_s1284 _x0000_s1285 _x0000_s1286 _x0000_s1287 _x0000_s1288 _x0000_s1289 _x0000_s1290">


Рис. 2.9 Схема вала



2.5.1.1 Определяем диаметр под полумуфту


d
1
=
<img width=«121» height=«83» src=«ref-1_122328513-600.coolpic» v:shapes="_x0000_i1032">
                            [6;43]  (2.61)



Мк – крутящий момент на валу



Мк = Мб + ηподш + ηр                     [6;120]  (2.62)



Мб – момент на грузоподъёмном барабане

ηподш – КПД подшипника

ηр – КПД редуктора

Мк = 1162 * 0.99 * 0.92 = 1058.3 Н * м

[τ] – допускаемое напряжение кручения = 20 Н/мм2

d1 = <img width=«129» height=«79» src=«ref-1_122329113-616.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034"> = 43.7
мм         


Округляем до стандартного значения
d
1
= 45 мм.




2.5.1.2 Определяем длину под полумуфту



l
1
= (1
.0 ÷ 1.5)d1                [6;143]  (2.63)



l1 = 1.5 * 4.5 = 67.5
мм


Принимаю
l
1
= 68 мм



2.5.1.3 Определяем диаметр под подшипник



d
2
=
d
1
+ 2
t
             [6;144]  (2.64)




где
t
– высота буртика


d
2
= 45 + 2 * 2.5 = 50 мм



2.5.1.4 Определяем длину под подшипник



l2 = 0.6 * d2
            
[6;144]  (2.65)



l2 = 0.6 * 50 = 30
мм



2.5.1.5 Определяем диаметр переходной ступени



d
3
=
d
2
+ 2 *
t



d
3
= 50 + 2 * 3 = 56 мм


Принимаю длину переходной части конструктивно
l
3
= 70 мм




2.5.1.6 Определяем диаметр под опору барабана на вал



d
4
=
d
3
+ 2 *
t



d
4
= 36 + 2 * 3 = 62 мм


2.5.1.7 Определяем длину опорной ступени



l
4
= 0.8 *
d
4
             [6;144]  (2.66)




l
4
= 0.8 * 62 = 49.6 мм


длину оси вала принимаю конструктивно
l
= 315.1 мм




2.5.2 Производим поверхностный расчёт вала

<img width=«606» height=«252» src=«ref-1_122329729-3217.coolpic» v:shapes="_x0000_s1345 _x0000_s1344 _x0000_s1346 _x0000_s1347 _x0000_s1348 _x0000_s1349 _x0000_s1350 _x0000_s1351 _x0000_s1352 _x0000_s1353 _x0000_s1354 _x0000_s1355 _x0000_s1357 _x0000_s1359 _x0000_s1360 _x0000_s1361 _x0000_s1362 _x0000_s1363 _x0000_s1364 _x0000_s1365 _x0000_s1366 _x0000_s1367 _x0000_s1368 _x0000_s1369 _x0000_s1370 _x0000_s1371 _x0000_s1372 _x0000_s1373 _x0000_s1374 _x0000_s1375 _x0000_s1376 _x0000_s1377 _x0000_s1378 _x0000_s1379 _x0000_s1380 _x0000_s1381 _x0000_s1382 _x0000_s1383 _x0000_s1384 _x0000_s1385 _x0000_s1386 _x0000_s1387 _x0000_s1388 _x0000_s1389 _x0000_s1390 _x0000_s1391 _x0000_s1392 _x0000_s1393 _x0000_s1394 _x0000_s1395 _x0000_s1396 _x0000_s1397 _x0000_s1398 _x0000_s1399 _x0000_s1400 _x0000_s1401 _x0000_s1402 _x0000_s1403 _x0000_s1404 _x0000_s1405 _x0000_s1406 _x0000_s1407 _x0000_s1408 _x0000_s1409 _x0000_s1410 _x0000_s1411 _x0000_s1412 _x0000_s1413 _x0000_s1414 _x0000_s1415 _x0000_s1416 _x0000_s1417 _x0000_s1418 _x0000_s1419 _x0000_s1420 _x0000_s1421 _x0000_s1423 _x0000_s1424 _x0000_s1425 _x0000_s1426 _x0000_s1427 _x0000_s1428 _x0000_s1429 _x0000_s1430 _x0000_s1431 _x0000_s1432 _x0000_s1433 _x0000_s1434 _x0000_s1435">


    Рис. 2.10 Расчётная схема нагружения вала


2.5.2.1 Определяем силу, действующую от полумуфты



F
м
= 100 * <img width=«65» height=«46» src=«ref-1_122332946-235.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">                           
[6;110]  (2.67)



где Мк – крутящий момент на валу

F
м
= 100 * <img width=«52» height=«39» src=«ref-1_122333181-180.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036">
= 591.8
Н


        


2.5.2.2 Определяем реакции в вертикальной плоскости


Ray
=
Rcy
= 2500 Н



2.5.2.3 Определяем реакции в горизонтальной плоскости


Rcx
= 931 Н


Rax
= 3430.2 Н



2.5.2.4 Определяем суммарный момент в точке В


М = <img width=«153» height=«44» src=«ref-1_122333361-389.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037">                          [6;151]  (2.68)


My
– момент в вертикальной плоскости


М
x
– момент в горизонтальной плоскости


М = <img width=«169» height=«40» src=«ref-1_122333750-417.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038">= 386.4 Н * м


Для вала, изготовленного из стали 40 х.

σв = 900 МПа

σт = 750 МПа

С1 = 410 МПа

2.5.2.5 Находим нормальное напряжение


σн = М * 103/
Wx
                   [6;160]  (2.69)



М – изгибающий момент в опасном сечении

Wx
– осевой момент сопротивления



Wx
= 0.1 *
d
3
             [6;110]  (2.70)



d
– диаметр опасного сечения


Wx = 0.1 * 563 = 17561.6
мм3


σн = 386.4 * 103/17561.6 = 22 Н/м2 (МПа)


2.5.2.6 Определяем касательное напряжение


τн = Ми * 103/
Wg
                   [6;160]  (2.71)



где
Wg
– полярный момент сопротивления



Wg = 0.2 * d3                        [6;110]  (2.72)



Wg = 0.2 * 563 = 35123.2
мм3


τн = 35 * 103/35123.2 = 11.5 МПа


2.5.2.7 Определяем амплитуду нормальных напряжений


σа = σм                                 [6;160]  (2.73)


σа = 22 МПа


2.5.2.8 Определяем амплитуду цикла касательных напряжений


τа = τн/2                               [6;160]  (2.74)


τа = 11.3/2 = 5.6 МПа


2.5.2.9 Определяем коэффициент концентрации нормальных напряжений


(Кσ)
d
= Кσ/К
d
+ К
F
– 1                      [6;161]  (2.75)



Кσ = 2.25; К
d
= 0.86; К
F
= 1


(Кσ)
d
= (2.25/0.86) + 1 – 1 = 2.6



2.5.2.10 Определяем коэффициент касательных напряжений по формуле (2.75)


Кτ = 1.75; К
d
= 0.77; К
F
= 1


(Кτ)
d
= (1.75/0.77) + 1 – 1 = 2.3



2.5.2.11 Определяем предел выносливости в расчётном сечении при изгибе


(σ-1)
d
= σ-1/(
К
σ
)
d
                    [6;161]  (2.76)




(σ-1)
d
= 410/2.6 = 157.7
МПа



2.5.2.12 Определяем предел выносливости в расчётном сечении при кручении по формуле (2.76)


τ-1 = 0.58 * σ-1                      [6;162]  (2.77)



τ-1 = 0.58 * 410 = 237.8
МПа



(τ-1)
d
= 237.8/2.3 = 103.4
МПа



2.5.2.13 Определяем коэффициент запаса прочности


S = Sσ * Sτ/  Sσ2 + Sτ2 ≤ [S] = 1.6 ÷ 4          [6;163]  (2.78)

где
S
σ
– коэффициент запаса прочности при изгибе



S
σ
= (σ-1)
d

a
             [6;163]  (2.79)




S
σ
= 157.7/22 = 7.1


S
τ
– коэффициент запаса прочности при кручении



S
τ
= (
τ
-1
)d/
τа
              [6;164]  (2.80)




Sτ = 103.4/5.6 = 18.5

S = 7.1 * 18.5/  7.12 + 18.52 = 3.1

S
= 3.1 ≤ [
S
] = 4


         Коэффициент запаса прочности находится в допустимых пределах. Условие выполняется, вал выдержит данную нагрузку.

    продолжение
--PAGE_BREAK--2.6 ВЫБОР ШПОНОК


2.6.1 Выбираем шпоночные соединения с призматическими шпонками по ГОСТ 23360 – 78

<img width=«516» height=«192» src=«ref-1_122334167-2483.coolpic» v:shapes="_x0000_s1437 _x0000_s1436 _x0000_s1438 _x0000_s1439 _x0000_s1440 _x0000_s1441 _x0000_s1442 _x0000_s1443 _x0000_s1444 _x0000_s1445 _x0000_s1446 _x0000_s1447 _x0000_s1450 _x0000_s1451 _x0000_s1452 _x0000_s1453 _x0000_s1454 _x0000_s1455 _x0000_s1456 _x0000_s1457 _x0000_s1458 _x0000_s1459 _x0000_s1460 _x0000_s1461 _x0000_s1462 _x0000_s1463 _x0000_s1464 _x0000_s1465 _x0000_s1466 _x0000_s1467 _x0000_s1468 _x0000_s1469 _x0000_s1470">



Рис. 2.11 Шпоночное соединение


2.6.2 Выбираем параметры шпоночного соединения из таблицы К 42 для вала механического поворота


Таблица 2.7 Параметры шпоночного соединения

L

h

B

t1

t2

80

14

25

9

5.4




2.6.3 Выбираем параметры шпоночного соединения для вала барабана механизма подъёма из таблицы К 42.


Таблица 2.8 Параметры шпонок вала.

L

h

B

t1

t2

100

14

25

9

5.4


2.6.4 Проверочный расчёт шпонки под вал барабана механизма подъёма


σсм = 2Мк/[
d
(0.9 *
h

t
1
)
L
] ≤ [σсм]



где Мк – передаваемый момент = 1162 Н * м

d
– диаметр вала = 62 мм = 0.062 м


h
– высота шпонки = 14 мм = 0.014 м


t
1
– рабочая глубина в пазе вала = 9 мм = 0.009 м


L
– длина шпонки = 100 мм = 0.1 м


[σсм] = 80 МПа – допустимое напряжение сжатия

σсм = 2 * 1162/[0.062(0.9 * 0.014 – 0.009)0.1] = 7.5 МПа

σсм ≤ [σсм]

7.5МПа ≤ 80 МПа



2.7 РАСЧЁТ И ВЫБОР МУФТ


2.7.1 Определяем расчётный момент на валу двигателя механизма подъёма


Тр = Кр * Мк1 ≤ Т                       
[6;220]  (2.81)




где Кр – коэффициент режима нагрузки = 1.25

Мк1 – крутящий момент на валу двигателя = 35 Н * м

Т – номинальный вращающий момент установленный стандартом = 63 Н * м

Тр = 1.25 * 35 = 43.75 Н * м < Т = 63 Н * м


2.7.2 Определяем радиальную силу вызванную радиальным смещением


F
м
= СΔ
r

*
Δr
                              [6;222]  (2.82)



где СΔ
r
– радиальная жёсткость муфты


Δr
– радиальное смещение


F
м
= 800 * 0.2 = 400 Н


Выбираем муфту упругую (ГОСТ 21425 – 93) втулочно-пальцевую с тормозным шкивом с целью экономии габаритных размеров всего механизма

<img width=«518» height=«313» src=«ref-1_122336650-3727.coolpic» v:shapes="_x0000_s1472 _x0000_s1471 _x0000_s1474 _x0000_s1475 _x0000_s1476 _x0000_s1477 _x0000_s1478 _x0000_s1479 _x0000_s1480 _x0000_s1481 _x0000_s1482 _x0000_s1483 _x0000_s1484 _x0000_s1485 _x0000_s1486 _x0000_s1487 _x0000_s1488 _x0000_s1489 _x0000_s1490 _x0000_s1491 _x0000_s1492 _x0000_s1493 _x0000_s1494 _x0000_s1495 _x0000_s1496 _x0000_s1497 _x0000_s1498 _x0000_s1499 _x0000_s1500 _x0000_s1501 _x0000_s1502 _x0000_s1503 _x0000_s1504 _x0000_s1505 _x0000_s1506 _x0000_s1507 _x0000_s1508 _x0000_s1509 _x0000_s1510 _x0000_s1511 _x0000_s1473 _x0000_s1512 _x0000_s1513 _x0000_s1514 _x0000_s1515 _x0000_s1516 _x0000_s1517 _x0000_s1518 _x0000_s1519 _x0000_s1520 _x0000_s1521 _x0000_s1522">



Рис. 2.12 Муфта

Таблица 2.9 Параметры муфты втулочно-кольцевой.

L

d

D

70

24

100

2.8 ВЫБОР И ПРОВЕРКА ПОДШИПНИКОВ


2.8.1 Для вала под барабан выбираем шариковые радиально-упорные однорядные подшипники

(ГОСТ 831 – 75)

Этот подшипник наиболее подходящий т.к. на барабан действует большая радиальная сила, и в тоже время осевая. Подшипники этого типа предназначены для восприятия этих нагрузок.


Подшипник 36210

d
вн
= 50 мм


D
нар
= 90 мм


B
об
= 20 мм


Грузоподъемность 33.9 кН


2.8.2 Определяю суммарные силы, действующие на подшипники в точках А и С, выявляя наиболее нагруженный подшипник


F

Ry
2
+
Rx
2
                                       [6;170] (2.83)



где
Ry
– реакция в вертикальной плоскости


Rx
– реакция в горизонтальной плоскости



В точке А:

F
А
=
Ray
2
+
Rax
2
= 25002 + 3430.82 = 4245
Н


В точке С:

FC
=
Rcy
2
+
Rcx
2
= 25002 + 9312 = 2667.7 Н



Наиболее нагруженный подшипник в точке А, расчёт будем вести по нему.


2.8.2.1 Определяем эквивалентную динамическую нагрузку


RE = V * Fr * Kσ * Kτ                              [6;170]  (2.84)



где
V
– коэффициент вращения


Fr
– радиальная нагрузка подшипника



– коэффициент безопасности



– температурный коэффициент


RE
= 1 * 4245 * 1.2 * 1 = 5094 Н



2.8.2.2 Определяем расчётную грузоподъёмность подшипников


L
гр
=
RE
*   573 *
ω
*
Lh
/108                  [6;170]  (2.85)



где ω – окружная скорость


ω = π *
n
/30                                         [6;95]  (2.86)



n
– частота вращения барабана = 27.6 об/мин


ω = 3.14 * 27.6/30 = 2.9 рад/с

Lh
– требуемая долговечность подшипника для червячного редуктора ≤ 5000


L
гр
= 5094 *   573 * 2.9 * 5000/108 = 9300.5 Н = 9.3 кН



2.8.2.3 Определяем долговечность подшипника


L
10
h
= 106/
ω
* 573 * (
L
гр
/
RE
)
3
≥ 10000   [6;171]  (2.87)


где
L
гр
– грузоподъёмность подшипника


L
10
h
= 106/2.9 * 573 * (33.9/5.094)3 = 24212.9 час > 10000час


Пригодность подшипников обеспечивается


<img width=«288» height=«362» src=«ref-1_122340377-3517.coolpic» v:shapes="_x0000_s1524 _x0000_s1523 _x0000_s1525 _x0000_s1526 _x0000_s1527 _x0000_s1528 _x0000_s1529 _x0000_s1530 _x0000_s1531 _x0000_s1532 _x0000_s1533 _x0000_s1534 _x0000_s1535 _x0000_s1536 _x0000_s1537 _x0000_s1538 _x0000_s1539 _x0000_s1540 _x0000_s1541 _x0000_s1542 _x0000_s1543 _x0000_s1544 _x0000_s1545 _x0000_s1546 _x0000_s1547 _x0000_s1548 _x0000_s1549 _x0000_s1550 _x0000_s1551 _x0000_s1552 _x0000_s1553 _x0000_s1554 _x0000_s1555 _x0000_s1556 _x0000_s1557 _x0000_s1558 _x0000_s1559 _x0000_s1560 _x0000_s1561 _x0000_s1562 _x0000_s1563 _x0000_s1564">



Рис. 2.13 Подшипник


Таблица 2.10 Параметры подшипника

d

D

в


r

50

90

20

2

    продолжение
--PAGE_BREAK--3. СИСТЕМА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА НАСТЕННОГО ПОВОРОТНОГО КРАНА


3.1 Назначение системы технического обслуживания и ремонта технологического оборудования


           СТО и РТО предназначено для поддержания оборудования в рабочем состоянии, производить плановые ремонты в заранее установленные сроки, сокращать время простоя оборудования в ремонте, обеспечивать минимальные затраты при ремонтных работах.


СТО и РТО включает в себя:

1. Определение видов ТО и Р

2. Структуру и продолжительность ремонтных циклов

3. Определение категории ремонтной сложности

4. Нормативы трудоёмкости работ по ТО и Р

5. Внедрение научной организации труда (НОТ)

6. Типовые нормы расхода материала


В СТО и РТО входят следующие виды плановых ремонтов:

1. ТО – техническое обслуживание

    ТО1 – ежемесячное обслуживание

    ТО3 – квартальное обслуживание

    ТО6 – полугодовое обслуживание

    ТО12 – годовое техническое обслуживание

2. СР – средний ремонт

3. КР – капитальный ремонт

3.2 Определение категории ремонтной сложности и периодичность проведения СР и КР

          Ремонтная сложность – это условный коэффициент, который показывает приспособленность оборудования к ремонту, характеризует конструктивные и технологические особенности оборудования.

          Учитывая конструктивные и технологические особенности настенного поворотного крана, принимаем категорию ремонтной сложности
R
м
= 4 и периодичность КР и СР с ТО


КР = 36 мес.

СР = 12 мес.

ТО = 3 мес.


3.3 Составление структуры ремонтного цикла

КР – ТО3 – ТО3 – ТО3 – СР – ТО3 – ТО3 – ТО3 – СР  – ТО3 – ТО3 – ТО3 – КР


3.3.1 Определение трудоёмкости при проведении КР и СР


          Трудоёмкость ремонтных работ – это сложность и длительность ремонтных работ, выполняемых ремонтным персоналом, чел * час.


Тср =
R
м
* (
t
ср
*
n
)                                                 [10;238]  (3.1)



Ткр =
R
м
* (
t
кр
*
n
)                                                 [10;238]  (3.2)



где
t
ср
и
t
кр
– удельная трудоёмкость при


проведении СР и КР

n
– количество ремонтов


R
м
– категория ремонтной сложности = 4


Тср = 4 * (23 * 1) = 92 чел * час

Ткр = 4 * (33 * 1) = 132 чел * час


3.3.2 Определяем длительность проведения КР и СР


D
ср
=
R
м
*
t
ср
/
n
                                                      [10;238]  (3.3)



D
кр
=
R
м
*
t
кр
/
n
                                                      [10;239]  (3.4)



где
n
– количество рабочих в бригаде


n
ср
= 3 чел


n
кр
= 4 чел


D
ср
= 4 * 23/3 = 24.8 часа = 3 смены


D
кр
= 4 * 33/4 = 33 часа = 4 смены



3.4 Определяем перечень работ по СТО и РТО


3.4.1 Перечень работ при ТО:


          ТО – это монтаж операций по поддержанию работоспособности или исправности оборудования при использовании его по назначению

1. Внешний осмотр всех механизмов, подшипников, ограждений и креплений.

2. Осмотр состояния тормозов, замена колодок и регулировка.

3. Проверка износа отдельных деталей, узлов, канатов и крюков, соединительных муфт, барабанов, креплений.

4. Внешний осмотр доступных частей металлоконструкций.

5. Проверка исправности смазочных систем.

6. Проверка состояния открытых зубчатых передач.

7. Устранение мелких неисправностей.

8. Проверка действия всех механизмов.

9. Контроль правильности ведения записей в журналах приёмки и сдачи смен крановщиками.


3.4.2 Перечень работ при СР.


СР – это ремонт, выполненный для восстановления исправностей и  частичного восстановления ресурса оборудования с заменой или восстановлением составных частей.

1. Все работы, связанные с ТО.

2. Осмотр и замена изношенных деталей: канатов, подшипников, блоков, муфт.

3. Осмотр и замена шпоночных и болтовых соединений.

4. Замена отдельных узлов и их выверка (открытая зубчатая передача).

5. Ремонт и регулировка тормоза (колодочный тормоз).

6. Устранение дефектов металлоконструкции (покраска).

7. Вскрытие и осмотр отдельных узлов (редуктор червячный).

8. Выполнение предписаний органов надзора.

9. Ревизия блочной крюковой подвески.

10. Проверка правильности работы всех механизмов и устранение обнаруженных дефектов.

11. Замена смазки и смазочных систем.

12. Уточнение объёма работ на следующий ремонт.

3.4.3 Перечень работ при КР.


КР – это ремонт, выполняемый для полного восстановления оборудования с заменой или восстановлением любых его частей, включая базовые части.

1. Полная разборка и замена изношенных деталей и узлов механизмов (зубчатая передача, звёздочка, крюковая подвеска).

2. Ремонт металлоконструкций (осмотр и покраска балки колонны).

3. Полная замена всей смазки и ремонт смазочных систем.

4. Замена каната, ходовых колёс, блочной крюковой подвески.

5. Модернизация крюка.

6. Унификация деталей механизмов.

7. Выполнение работ по предписанию органов надзора.

8. Замена открытых передач на редукторах (червяк и колесо).

9. Обкатка механизмов.

10. Покраска металлоконструкций.

11. Замена трафаретов, инструкций, подписей и указателей.

3.5 Наиболее изнашиваемые узлы и детали, их причины.

1. Износ подшипникового узла конструкции крепления крана к стене.

2. Износ катка тележки.

3. Износ подшипникового узла нижней опоры крана.

4. Износ грузоподъёмного каната.

5. Износ поверхности грузоподъёмного барабана.

6. Износ канатоведущего блока.

7. Износ подшипников под грузоподъёмный барабан.

8. Износ открытой зубчатой передачи механизма поворота.


          К причинам износа этих деталей относят: возникновение больших усилий и сил трения при подъёме груза, а также при повороте крана относительно своей оси.

          Также к причинам износа следует отнести и качество сборки, скорость движения сопрягаемых деталей, характер и род смазки, качество обработки трущихся поверхностей.

           К способам устранения можно отнести: своевременную смазку узлов и механизмов, а также регулярный осмотр деталей и механизмов.

          Большинство ответственных деталей грузоподъёмных механизмов восстановлению не подлежат, они бракуются и заменяются на новые: подшипники, канаты, крюки.

          Детали подлежащие восстановлению: блоки, валы, муфты, звёздочки, металлоконструкции восстанавливаются сваркой поверхности, наращиванием поверхностей при помощи наплавки или сваркой, введением дополнительных элементов. Восстановление при помощи обработки на новые ремонтные размеры производится крайне редко.

3.6 Составление технологических карт на дефектацию и ремонт детали.

Таблица 1. Технологическая карта на дефектацию детали.


<img width=«348» height=«265» src=«ref-1_122343894-3110.coolpic» v:shapes="_x0000_s1616 _x0000_s1617 _x0000_s1618 _x0000_s1619 _x0000_s1620 _x0000_s1621 _x0000_s1622 _x0000_s1623 _x0000_s1624 _x0000_s1625 _x0000_s1626 _x0000_s1627 _x0000_s1628 _x0000_s1629 _x0000_s1630 _x0000_s1631 _x0000_s1632 _x0000_s1633 _x0000_s1634 _x0000_s1635 _x0000_s1636 _x0000_s1637 _x0000_s1638 _x0000_s1639 _x0000_s1640">
3.8 Порядок монтажа.

          Сначала производим сборку металлоконструкции, т.е. к колонне крепим консоль, заранее смонтированную из швеллеров и уголков болтовыми соединениями.

          В нижнюю часть колонны запрессовываем вал, уже с заранее запрессованным на него зубчатым цилиндрическим колесом. Затем на верхнюю часть колонны запрессовывается вал с напрессованной на него рамой для крепления к стене.

          Затем, на заранее предусмотренную на стене площадку, устанавливают подпятниковую опору и жёстко крепят её на болты. Во внутрь опоры укладывается упорный подшипник 112.

          На вал, напрессованный на нижнюю часть колонны, напрессовывают подшипник 1312. Затем с помощью грузоподъёмного устройства (лебёдки, автокран), поднимают и устанавливают колонну в опоре и крепят за раму к стене.

          Затем устанавливают механизмы поворота, на вал напрессовывают коническую и цилиндрическую шестерни и производят регулировку и центрацию ручного привода.

          Затем на консоли, на заранее размещённой на ней площадке устанавливается грузоподъёмный барабан. К нему через муфту крепится, заранее собранный, червячный редуктор РГУ – 80. Вал редуктора через муфту с тормозным шкивом соединяется с электродвигателем.

          Затем устанавливается колодочный тормоз, тормозным шкивом которого является муфта упругая втулочно-пальцевая с тормозным шкивом.

          Затем на консоль крана с помощью грузоподъёмного механизма устанавливают заранее собранную крановую тележку.

          Затем на консоли в заранее закреплённые стойки устанавливается вал механизма перемещения на котором закреплены с натягом звёздочка и барабан.

          Затем на металлоконструкции устанавливают канатные блоки.



3.9 КАРТА СМАЗКИ НАСТЕННОГО ПОВОРОТНОГО КРАНА



поз.

Наименование

узла

Сорт (вид)

смазки

Количество

смазки

Переи-

одичность

(мес)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

Редуктор

РГУ – 80


Механизм

перемещения

тележки


Открытая

зубчатая передача


Верхняя опора крана

Подшипниковые

узлы барабана

Крюковая подвеска


Нижняя опора крана

И-Т-Д – 460


Консталин

жировой

УТ – 1


Солидол жировой

Консталин

жировой

УТ – 1


Консталин

жировой

УТ – 1


Солидол жировой


Консталин

жировой

УТ – 1


1.6 л

1.5 кг

0.1 кг

0.1 кг

0.1 кг

0.05 кг

0.1 кг

6

6

1

6

6

1

6

<img width=«600» height=«360» src=«ref-1_122347004-1217.coolpic» v:shapes="_x0000_s1647 _x0000_s1646 _x0000_s1648 _x0000_s1649">



Рис. 3.1 Кран


    продолжение
--PAGE_BREAK--
еще рефераты
Еще работы по истории украины