Кран козловой ПТМ 00.000.ПЗ.Грузовые тележки бывают самоходными или с канатным приводом.
Грузовые тележки двухбалочных кранов могут иметь поворотную стрелу. Опоры крана устанавливаются на ходовые тележки , движущиеся по рельсам. Опоры козловых кранов выполняют двухстоечными равной жёсткости , или одну -жёсткой , другую -гибкой(шарнирной). Для механизмов передвижения козловых кранов предусматривают раздельные приводы.
Приводными выполняют не менее половины всех ходовых колёс.
Обозначение по ГОСТ : Кран козловой 540-33 ГОСТ 7352-75 2. Цель и задачи работы : Цель настоящей работы-освоение основных расчётов грузоподъёмных машин на примере бесконсольного козлового крана общего назначения.
Непосредственные задачи работы : 1. Изучение конструкции козлового крана 2. Определение основных массовых и геометрических характеристик козлового крана 3. Определение внешних нагрузок на кран 4. Проверка устойчивости крана 5. Определение опорных давлений 6. Расчет и подбор механизмов подъема груза , передвижения тележки и крана. 3. Исходные данные для выполнения работы : тип крана | без консолей | грузоподъемность | 50 тонн | ширина обслуживаемой площадки | 29 метров | высота подъема грузов | 20 метров | скорость передвижения тележки | | скорость передвижения крана | | режим работы | 4м | 4. Определение основных геометрических и массовых характеристик крана : параметры крана | расчётные значения для крана | пролет м. | L=1,1B=32 | база м. | Б=0,25L=0,25*32=8 | габаритная длинна м. | l=1.15L=1.15*32=36.8 | габаритная высота м. | h=1.4H=28 | габаритная ширина м. | b=1.25Б=125*48=10 | высота сечения моста м. | h m =0.1L=0.1*32=3.2 | ширина сечения моста м. | b m =0.08L=0.08*32=2.56 | размер жёсткой опоры м | l ж =1.3h m =1.3*3.2=4.16 | размер гибкой опоры м. | l г =0.25h m =0.25*3.2=0.8 | общая масса крана т. | G кр =0.25L | масса тележки ,траверсы крюка т. | G т =0.15Q=7.5 | масса подъемных лебёдок т. | G пл =0.2Q=10 | масса тяговой лебёдки т. | G тл =0.03Q=1.5 | масса ходовых тележек т. | G хт =0.27(G кр -G т -G пл -G тл )=16.47 | масса металлоконструций т. | G m =0.73(G кр -G т -G пл -G тл )=44.53 | масса гибкой опоры т. | G го =0.29G м /(1+L/H)=4.97 | масса жёсткой опоры т. | G жо =2.5G го =12.43 | масса моста т. | G мот =G м -G го -G жо =27.13 | | | Принятые значения дают вожможность определить координаты центров масс отдельных элементов и крана в целом , относительно оси абсцисс , проходящей через головни рельсов и оси ординат , проходящей через точку опоры на рельсы жёсткой опоры крана. значение координат центра масс крана и его элементов и их статические моменты: наименование | масса | х | у | Gx | Gy | тележка с траверсой | 7.5 | х т =(L-B)/2= 1.5 | y т =(h+H)/2=24 | 11.25 | 180 | подъемные лебёдки | 10 | х=0 | у пл =h-h m = 24.8 | 0 | 248 | тяговая лебёдка | 1.5 | х=0 | у тл =h-h m /2=26.4 | 0 | 39.6 | ходовые тележки | 16.47 | х хт =L/2=16 | y хт =0.5 | 263.52 | 8.24 | гибкая опора | 4.97 | x го =L=32 | y го =(h-h m )/2=12.4 | 159.04 | 61.63 | жёсткая опора | 12.43 | x жо =-l ж /3=1.39 | y жо =0.67(h-h м )=16.53 | 17.28 | 205.5 | мост | 27.13 | х м =(L-l ж )/2=13.9 | у м =h-h m /2=18.7 | 377.65 | 507.3 | Определение координат центра масс всего крана : х к =828.74/80=10.36 у к =1250.31/80=15.63 5. Определение внешних нагрузок на кран. 5.1 Определение ветровых нагрузок (ГОСТ 1451-77) Для рабочего состояния: W p =0.15*F* F-наветренная площадь с-аэродинамический коэффициент n-высотный коэффициент Площадь моста : F m =lh m =36.8*3.2=117.76 m 2 Площадь жёсткой опоры : F жо =0.5l ж (h-h m )=0.5*4.16*(28-3.2)=51.58m 2 Площадь гибкой опоры : F го =l го (h-h m )=0.8*(28-3.2)=19.84 Ветровая нагрузка в в рабочем состоянии элемент | F | | n | c | W p | x | y | W p x | W p y | мост | 117.76 | 0.45 | 1.37 | 1.4 | 15.25 | 13.92 | 18.70 | 212.28 | 285.20 | ж.о. | 51.58 | 0.45 | 1.25 | 1.4 | 6.1 | 1.39 | 16.53 | -8.50 | 100.80 | г.о. | 19.84 | 0.45 | 1.25 | 1.4 | 2.34 | 32 | 12.4 | 80 | 29 | | | | | | 23.96 | | | 283.78 | 415 | груз | 25 | 1 | 1.25 | 1.2 | | | 24.8 | | 139.50 | Поскольку опоры лежат в разных ветровых с мостом , то и значение n выбираем соответственно. Для нерабочего состояния : W нр =0.7*F* Ветровая нагрузка в нерабочем состоянии : элемент | F | | n | c | W нр | x | y | W нр x | W нр y | мост | 117.76 | 0.45 | 1.37 | 1.4 | 78.26 | 13.92 | 18.70 | 1089.4 | 1463.5 | ж.о. | 51.58 | 0.45 | 1.25 | 1.4 | 31.28 | 1.39 | 16.53 | 43.48 | 488.55 | г.о. | 19.84 | 0.45 | 1.25 | 1.4 | 12.03 | 32 | 12.4 | 384.9 | 149.18 | | | | | | 121.57 | | | 1430.8 | 2101.5 | 5.1. Определение инерционных нагрузок.
Инерционные нагрузки определяются для периодов неустановившегося движения крана, рагона и торможения крана в целом , его грузовой тележки , а также механизма подъема. Для погрузочно-разгрузочных козловых кранов принимаем допустимое ускорение а=0.3м/с 2 . Координату точки подвеса груза принимаем равной h, поскольку грузовая тележка движется по верхней панели моста.
Инерционные нагрузки , действующие в направлении подкрановых путей : движущаяся масса | сила инерции Р | координата силы у | опрокидывающиймо момент | кран | Р к =G к а=24 | 15.63 | 375.12 | груз | Р гр =Qа=15 | 24.8 | 372 | 5.2.1. Горизонтальная инерционная нагрузка направленная поперёк подкрановых путей. Она возникает при разгоне и торможении тележки с грузом Р т =(G т +Q)a=(7.5+50)*0.3=17.25 5.2.2. Вертикальная инерционная нагрузка направленная поперёк подкрановых путей. Она возникает при поднимании и опускании , раразгоне и торможении груза Р гр =1.1Qа=1.1*50*0.3=16.5 6. Проверка устойчивости крана в рабочем и нерабочем состоянии : Устойчивость в рабочем состоянии оценивается коэффициентом , который определяется отношением удерживающего момента , создаваемого массовыми силами крана и груза с учётом влияния допустимого при работе уклона, к опрокидывающему моменту , создаваемому внешними нагрузками, отросительно ребра опрокидывания. это отношение во всех случаях должно быть не менее 1.15 Рассмотрим сумму удерживающих моментов для 1-го расчётного состояния : =10G к (Б/2соs к sin гр )*(Б/2cos г sin для козловых кранов максимально допустимое 0 10 1 Рассмотрим сумму опрокидывающих моментов для 1-го расчётного случая : опр =P к у к +Р гр у пг + р у+W гр у пг =1301.62 Проверка устойчивости К=5062.94/1301.62=3.9 Рассмотрим 2-ое расчётное положение : Условия : кран движется под углом к горизонту с углом a , ветровая нагрузка направлена в сторону движения крана . Рассмотрим сумму удерживающих моментов : Рассмотрим сумму опрокидывающих моментов : Проверка устойчивости К=3163.72/790.12=4 Проверка устойчивости крана в нерабочем положении Рассмотрим сумму удерживающих моментов : =10 a - a )=3163.72 Рассмотрим сумму опрокидывающих моментов : Проверка устойчивости К=3163.72/2101.5 7. Опредиление опорных давлений . 7.1 . Максимальная нагрузка на одну из четырёх опор : Для рабочего состояния : Для нерабочего состояния : 7.2. Расчётная нагрузка на одно колесо . Поскольку грузоподъёмность расчитываемого крана 50 т. , принимаем число колёс в каждой опоре равной 2 . Выбираем двухребордное колесо , конического исполнения по ГОСТ 3569-74 с нагрузкой на рельс 320kH,диаметром D=710 мм , шириной В= 100мм , рельс КР-80 , радиус r=400мм 7.3. Выбор материала крановых колёс . где - контактное напряжение смятия m k - безразмерный коэффициент , зависящий от соотношения D/2r , по таблице принимаем 0.47 Принимаем сталь 40ХН с 8. Расчёт и подбор механизма подъёма груза . 8.1. Краткая характеристика и задачи расчёта . Механизм подъёма груза предназначен для перемещения груза в вертикальном направлении . Он выбирается в зависимости от грузоподъёмности . Для нашего случая механизм включает в себя сдвоенный пятикратный полиспаст . Привод механизма подъёма и опускания груза включает в себя лебёдку механизма подъёма . Крутящий момент , создаваемый электродвигателем передаётся на редуктор через муфту . Редуктор предназначен для уменьшения числа оборотов и увеличения крутящего момента на барабане . Барабан предназначен для преобразованя вращательного движения привода в поступательное движение каната . Схема подвески груза : 8.1. КПД полиспаста : -кратность полиспаста 8.2. Усилие в ветви каната , навиваемой на барабан : z -число полиспастов z=2 -коэффициент грузоподъёмности , учитывающий массу грузозахватных элементов 8.3. Расчётная разрывная нагрузка : К=5.5 коэффициент запаса прочности 8.4. Выбор каната по расчётному разрывному усилию : Выбираем канат двойной свивки типа ЛК-РО конструкции 6*36 ГОСТ 7669-80 с разрывным усилием не менее 364.5 кН и диаметром d=27 мм 8.5. Конструктивный диаметр барабана : екоэффициент пропорциональности в зависимости от режима работы е=25 Окончательно диаметр выбираем из стандарного ряда , ближайшее большее D б =710 8.6. Рабочая длинна барабана с однослойной навивкой каната : а-число ветвей каната а=2 t-шаг винтовой нарезки , принимаемый в зависимости от диаметра барабана t=31.25 Полная длинна барабана : 8.8. Толщина стенки барабана : Принимаем из условия Принимаем 8.9. Выбор материала барабана : Напряжения сжатия равны : Напряжения , возникающие при изгибе : Напряжения , возникающие при кручении : Суммарные напряжения возникающие в теле барабана : Выбираем материал сталь 35Л у , которой предел прочности при изгибе К з -коэффициент запаса прочности К з =1.1 Следовательно нагрузки на барабан не превосходят допустимых . 8.10. Усилия в ветви каната , набегающей на барабан и закреплённой в нём : -коэффициент трения -дуга охвата канатом барабана 8.11. Определение силы затяжения на одну шпильку : z-число шпилек Сила затяжки на всё соединение : Число шпилек :z=4 Принимаем резьбу d=24 -коэффициент трения в резьбе Суммарное напряжение в теле шпильки : -предел текучести Так как 146.96 8.12. Подбор крюка : Выбираем подвеску крюковую крановую , грузоподъёмностью 50 т. по ГОСТ 24.191.08-87 , для средних условий работы , с пятью блоками , массой 1361 кг , типоразмер 5-50-710 под канат диаметра 23 8.13. Частота вращения барабана : 8.14. Необходимая мощность механизма подъёма груза : -кпд механических передач -крутящий момент на барабане . По таблицам принимаем двигатель типа МТКН 412-6 мощьность N=36 кВт , частота вращения n=920 об/мин , номинальный момент двигателя M н =0.37 кНм 8.15. Выбор редуктора : Принимаем редуктор цилиндрический вертикального исполнения ВКУ-765 , передаточное число i=71 , межосевое расстояние а=765 . 8.16. Выбор муфты : Выбираем зубчатую муфту с тормозным барабаном . Передаваемый муфтой крутящий момент : По таблицам выбираем муфту с передаваемым моментом 710 Н , с тормозным барабаном D t =710 , тип МЗ-2 , момент инерции J=0.05 кг 2 8.17. Подбор тормоза : Расчётный тормозной момент : К т -коэффициент запаса торможения Кт=1.75 Выбираем тормоз ТКГ-300 , тормозной момент 0.8 кН 8.18. Определение времени разгона механизма . 8.20. Проверка тормоза по мощности трения . т.к. 0.3 9. Расчет и подбор оборудования механизма перемещения крана.
|