ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ ВЕЛОСИПЕДНОГО КРАНА

ВВЕДЕНИЕ

Грузоподъемные машины — высокоэффективное средство комплексной механизации и автоматизации подъемно—транспортных, погрузочно-разгрузочных и складских работ. Применение таких машин уменьшает объем использования тяжелых ручных операций и способствует резкому повышению производительности труда. Автоматизация ПТМ позволяет включить ее в поточную линию, а универсальность использования — сделать составным элементом гибкого автоматизированного производства.

Курсовое проектирование ПТМ, основываются на практике ранее выполнявшихся графических и расчетных работ по черчению, теории механизмов и машин, деталям машин, призвано выработать навыки проектирования машины в целом.

Целью данного курсового проекта является конструирование велосипедного крана. Краны находят широкое применение как средства механизации машиностроительного и других производств.

Вместе с этим курсовое проектирование позволяет осветить ряд вопросов, которые будут изучаться в будущих спец дисциплинах. Характер работы в процессе курсового проектирования позволяет решить задачи научно-исследовательской работы

РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА ГРУЗА

Расчет механизма подъема производим по методике изложенной в [1].

По грузоподъемности (Q=2,5 т.) выбираем двухкратный полиспаст (a = 3) (рисунок 2).

Рисунок 2 – Кинематическая схема механизма подъема

Усилие в канате, набегающем на барабан:

- номинальная грузоподъемность, кг;

- кратность полиспаста;

t – число отклоняющих блоков;

;

Расчетное разрывное усилие в канате при максимальной нагрузке на канат:

где, − минимальный коэффициент использования каната (по ПРАВИЛАМ, для режима работы 3М− K =5,5)

Выбираем канат двойной свивки типа ЛК-Р:

· Конструкция 6×19(1 + 6 + 6 /6) +1о.с. по ГОСТ 2688 – 80.

· Маркировочная группа 1862 МПа

· Диаметр каната = 12 мм,

· Разрывное усилие = 82000 H.

Канат грузовой (Г), первой марки (I), из проволоки без покрытия (−), правой свивки (−), нераскручивающийся (Н) обозначается:

Канат 12-Г-I-Н-1764 ГОСТ 2688-80.

Фактический коэффициент использования каната:

По грузоподъемности (Q=2.5 т.) выбираем крюковую подвеску:

Принимаем крюк: заготовка №12 типа А ; заготовка крюка 12А ГОСТ6627-74 при режиме работы М3.

Диаметр блока:

где, e − коэффициент выбора диаметра блока (по ПРАВИЛАМ, для режима работы 3М− e =17

Принимаем диаметр блока .

Расчет барабана

Диаметр барабана:

где, e − коэффициент выбора диаметра барабана (по ПРАВИЛАМ, для режима работы 3М− e =17

Принимаем диаметр барабана .

Число рабочих витков:

Принимаем

Шаг нарезки:

Рисунок 3- Профиль канавок на барабане

Радиус канавки:

Глубина канавки:

Принимаем h= 3 мм

Длина барабана:

Минимальная толщина стенки литого чугунного барабана

Подбор тормоза

Момент статического сопротивления на валу двигателя при торможении:

Тормозной момент с учетом коэффициента запаса:

Выбираем тормоз ТКП-200, диаметр тормозного шкива – 200 мм, наибольший тормозной момент - 130 Н*м.

Выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую с тормозными шкивами:

Номер муфты – 2, наибольший передаваемый крутящий момент – 500 Н*м,

диаметр тормозного шкива – 200 мм.

Сопротивление при движении

D_k – диаметр ходового колеса;

µ - к-т трения качения (µ=0,6 для ходового колеса и µ=0,25 для вертикальных роликов);

f – к-т трения (для шариковых подшипников качения f=0.01) ;

d – диаметр подшипников колес;

k_p = 1,5 – к-т учитывающий трение реборд о рельс;

F_ст = 780 Н

Когда стрела с полной нагрузкой расположена в направлении движения крана и занимает место над ходовым колесом, то приводное колесо имеет наименьшую нагрузку . Для того чтобы кран в этом положении мог тронуться с места без буксования приводного колеса, должно быть соблюдено условие:

34000*0.12>780

4080>780 – условие выполняется

Расчет редуктора

РАСЧЕТ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ

Высота балки:

Принимаем h=560 мм

Ширина сечения стрелы:

b » 0,5h = 0,5 560 = 280 мм.

Толщина стенки:

d_ст=(1/100...1/160)h = (1/100...1/160)560 = 5,6...3.5мм.

Принимаем d_ст = 10 мм.

Подвижная нагрузка от колеса:

Определение веса металлоконструкции.

Вес стрелы, колонны, противовеса рассчитан в пункте 3.1

Колебания

Период собственных колебаний:

с – жесткость, Н/м

Время затухания колебаний:

Проверка прочности

[σ]=140 МПа – допускаемое нормальное напряжение;

[σ]`= [σ]*0,6=84 МПа – допускаемое нормальное напряжение для сварных швов;

Стрела:

Расчет в данном случае целесообразно начинать с этого узла, как как в опасном сечении подвижной колонны действует наибольший момент в вертикальной плоскости

М_в=K_Q*Q*L+G_стр*х_стр

K_Q = 1,3 – динамический коэффициент;

М_в=1,3*2500*9,81*4+4760*1,6=1,35*10⁸Н*мм

Момент инерции опасного сечения стрелы из п. 4.1

I=4.56*10⁸ мм⁴

Момент сопротивления изгибу:

W_в=2*I/h_экв = 2*10⁶ мм³

Напряжение изгиба

σ= М_в/W_в=68 МПа <140 МПа;

Статический момент:

S=b*δ_ст*(h- δ_ст)/2=280*10*(560-10)/2=7.7*10⁵ мм³

Перерезывающая сила:

F= М_в/(2*L/3)=50000 Н

Касательное напряжение в сварных швах:

τ=F*S/(I*b)=50000*7.7*10⁵/(4,56*10⁸*2*0,7*4)=29 МПа <84 МПа

Колонна

Момент, изгибающий колонну, равен моменту в стреле

Момент сопротивления изгибу колонны

W_изг=0,64*D_кол*δ_кол=0,64*480²*32=4,72*10⁶ мм³

Напряжение изгиба в колонне:

σ= М_в*0,45/W_изг=13 МПа;

Момент скручивающий колонну:

T=0,1*0,45* М_в=6*10⁶ Н*мм

Момент сопротивления кручению:

W_кр=2* W_изг=9,5*10⁶ мм³

Касательное напряжение в колонне:

τ=Т/ W_кр =6*10⁶ /(9,5*10⁶) =0,64 МПа

Приведенное напряжение в колонне

σ_пр= =13 МПа

Найдем катет шва k, которым колонна приваривается к основанию:

τ= М_в / W_шв =0,45*1,35*10⁸/(0,64*480²*0,7*k) <84 МПа

Отсюда

k=6 мм

ОПОРНЫЕ УЗЛЫ

Нижние опорные узлы(ролики)

Предварительный диаметр ролика:

D=1.7* =1.7*

Принимаем D = 140 мм;

;

Контактное напряжение при точечном контакте:

для стали к-т с_нк =3600;

F_HE = F_max*γ*K_HV - эквивалентная нагрузка;

γ=0,8…0,92=0,85 – к-т эквивалентности;

K_HV = 1+2,5*10^-3*V=1+2,5*10^-3*2,4=1,006 – к-т динамичности;

F_HE =8*10³ Н;

m=0.137 – к-т, зависящий от отношения r/D;

Допускаемое напряжение определяют по формуле:

;

N=t_Σ*60*n_кол*β=1.1*10⁶ – наработка ролика;

t_Σ =4000 – машинное время работы, ч;

n_кол = V/(πD) =5.46 об/мин – частота вращения ролика;

β = 0,85 – к-т, учитывающий уменьшение средней частоты вращения в периоды неустановившихся движений.

366<415 МПа – контактные напряжения меньше допустимых, следовательно, ролик подходит.

Расчет гайки

По грузоподъемной силе и режиму работы определяем номер крюка крюковую подвеску и номер крюка [1, лист 5] , а по номеру крюка [1, лист 6] определяем диаметр нарезной части хвостовика крюка d₀ и не нарезной части d₁./ГОСТ 6627-74/.

Крюк № 12

Проверяем крюк в опасном сечении.

где F_g - грузоподъемная сила, Н;

d_вн - внутренний диаметр хвостовика крюка (d_вн= 31,67 мм);

[σ] - допускаемое напряжение для крюка, [σ] = (50…60) МПа;

;

Из расчета на смятие определяем минимально допустимую высоту гайки.

;

где F_g - грузоподъемная сила, Н;

p - шаг резьбы (p=4), мм

q - допускаемое давление, q = 30…40 МПа, (принимаем q= 35);

d_вн - внутренний диаметр хвостовика крюка (d_вн=31,67 мм);

d₀ - диаметр нарезной части хвостовика крюка (d₀ =36 мм);

Подбираем стандартную корончатую гайку /3.с.527/ по наружному диаметру резьбы хвостовика так, чтобы для высоты стандартной гайки h_г выполнялось условие: . Принимаем h_г = 24 мм.

Гайка М36 ГОСТ5918-73

Расчет блока

Наименьший допустимый диаметр блока по дну канавки определяется:

;

где d_к - диаметр каната, d_к = 12 мм;

e - коэффициент, зависящий от типа крана и режима работы, (для тяжёлого режима работы e = 17).

Принимаем

Ширина блока выбирается в зависимости от диаметра каната. В_б = 36 мм.

РАСЧЕТ СОЕДИНЕНИЙ

7.1 Расчет шпоночного соединения быстроходный вал редуктора- МУВП (механизм подъема)

Сечение под ступицей МУВП:

d=18.2 мм, b=4 мм, h=4 мм, t₁=2.5 мм, T=15 Н*м.

Допускаемое напряжение: [σ]_см=120 Мпа.

Рабочая длина шпонки:

мм

Конструктивно принимаем:

l= 22 мм.

7.2 Расчет шпоночного соединения тихоходный вал редуктора- барабан (механизм подъема)

Сечение под ступицей барабана:

d=50 мм, b=14 мм, h=9 мм, t₁=5.5 мм, T=952,5 Н*м.

Допускаемое напряжение: [σ]_см=150 Мпа.

Рабочая длина шпонки:

мм

Принимаем:

l= 63 мм.

Охрана окружающей среды

Под охраной окружающей среды подразумевается совокупность мероприятий по рациональному использованию, воспроизводству и охране природных ресурсов и предотвращению загрязнения и разрушения окружающей природной среды. К природным ресурсам относят атмосферный воздух, воду, почву, полезные ископаемые, климат, растительность, животный мир. В целях усиления охраны природы принят ряд законов и постановлений, определяющих правила и организацию контроля использования земельных и водных ресурсов, соблюдения частоты атмосферы, а также ответственность за состояние окружающей среды. Конечная цель охраны природы заключается в обеспечении благоприятных условий для существования человека, развития хозяйства, науки и культуры.

Объекты применения кранов находятся вблизи полей, лесов, зеленых городских насаждений, гор, рек и водоемов, в связи с чем машинист, выполняя постановления об охране природы, не должен причинять ей вреда во время эксплуатации крана. Кран может быть источником загрязнения окружающей среды. Виды загрязнения окружающей среды различны и многообразны: выбросы в атмосферу выхлопных газов, поступление в воду и попадание на почву отходов от мойки кранов и нефтепродуктов при их заправке и смазке, загрязнение мест эксплуатации кранов, повышение шума при работе машины. Для силовых установок кранов количество загрязняющих веществ, выделяемых в атмосферу, пропорционально расходу топлива. Поэтому экономия топлива одновременно означает сокращение выброса токсичных веществ в атмосферу.

При работе грузоподъемных кранов с электроприводом выделяются продукты износа и пыль; имеют место утечки смазочных материалов, шум и вибрации, тепловые выбросы; возникают электромагнитные поля, невидимые при действии электрооборудования.

Недопустимы:

— сток нечистот с рабочей зоны крана и территории эксплуатационных баз в реки и водоемы без предварительного прохождения их через очистные сооружения;

— попадание топливосмазочных материалов и рабочей жидкости на почву при заправке и смазывании кранов;

— сжигание почвы вблизи крана открытым огнем, применение открытого огня при техническом обслуживании и пуске в работу кранов.

Основные способы ликвидации источников загрязнения и снижения уровня их воздействия могу быть активными и пассивными. К активным способам относятся правильное и своевременное регулирование крановых механизмов, применение рациональных грузовых приемов управления краном, соблюдение и технологически правильное выполнение регламентных работ системы технического обслуживания и ремонта кранов. Пассивными способами содействия охране окружающей среды являются изолирование и герметизация источников жидких загрязнений, своевременный контроль состояния и замена поврежденных уплотнений, экранирование (поглощение и гружение) тепловых источников, электромагнитных полей, шумов и вибрации.

Огромный вред растительности и лесному хозяйству причиняют пожары, поэтому нужно строго выполнять меры пожарной безопасности, чтобы исключить возможность возникновения пожара и воздействия на окружающую среду опасных последствий загорания. Топливная и электрическая системы должны быть исправными, элементы систем охлаждения, топливоподачи, гидрооборудования — герметичными.

ВВЕДЕНИЕ

ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ ВЕЛОСИПЕДНОГО КРАНА

Простейшие краны, как и большинство грузоподъёмных машин, до конца XVIII века изготовлялись из деревянных деталей и имели ручной привод. Само название «кран» происходит от нем. Kranich — журавль. К началу XIX века ответственные, быстро изнашивающиеся детали (оси, колёса, захваты) стали делать металлическими. В 20-х гг. XIX века появились первые цельнометаллические подъёмные краны, сначала с ручным, а в 30-е гг. — с механическим приводом. Первый паровой стационарный кран, был запатентован в 1827 г.

Велосипедный кран — машина для подъёма и горизонтального перемещения грузов, передвигающаяся по однорельсовому наземному пути. На 2- или 4-осной тележке велосипедного крана установлена колонна, несущая вращающуюся укосину. Устойчивость крана в поперечном направлении обеспечивают реборды ходовых колёс и верхние ролики на вертикальных осях, катящиеся между двумя опорными потолочными балками. Кран при укосине, повёрнутой в направлении движения, занимает мало места; обслуживает по ширине площадь, равную вылету крана по обе стороны пути. Грузоподъёмность до 10 т, вылет стрелы 3—7 м, привод электрический. Велосипедные краны предназначаются для механизации грузоподъёмных и погрузочно-разгрузочных работ в производственных цехах и закрытых складах.

Рисунок 1 — Велосипедный кран:

1 — тележка; 2 — колонна; 3 — укосина; 4 — верхние ролики; 5 — потолочные балки.

Кран представляет собой грузоподъемную машину циклического действия. Цикл работы крана состоит из трех этапов:

-захват груза;

-рабочий ход (перемещение груза, разгрузка);

-холостой ход (возврат грузоподъемного механизма в исходное положение).

Конструкция крана включает в себя:

-несущий элемент;

-грузоподъемное устройство, состоящее из гибкого подъемного органа (стального ка

ната или цепи) и грузовой лебедки. Для обеспечения безопасности в работе грузоподъемный механизм оснащается различными ограничителями (грузоподъемности, грузового момента, хода грузозахватного органа);

-грузозахватный орган, который может быть неавтоматического действия (крюк) или автоматического действия (электромагнит, пневматический присос и др.).

Самыми мощными в мире являются 2 крана, установленные на полупогруженном корабле «Микопери-7000» (190 м в длину, 89 м в ширину). Краны принадлежат компании «Оффичине мекканиче реджане»(Италия), спроектированы американской фирмой «Херст энд Деррик», построены итальянской компанией «Монфалконе» и введены в строй 15 декабря 1986 г. Каждый имеет грузоподъёмность 6895 т. Вместе они могут поднять 14 тыс. т. груза. В первые 6 месяцев работы один из них поднял рекордный груз в 5700 т.

12 3 4 5 6 Следующая ⇒

Последнее изменение этой страницы: 2019-06-09; Просмотров: 457; Нарушение авторского права страницы