![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Портовые грузоподъемные машины Методическое пособие к курсовой работе “ Проект крана”
- •Портовые грузоподъемные машины: Методическое пособие к курсовой работе “ Проект крана“ / Сост.: Афанасьев а.К., Карпов в.В., Матвеева е.В. –спб: спгумрф, 2014. –
- •1. Общие положения
- •1.1 Порядок работы над проектом
- •1.2 Использование литературы
- •2. Компоновка и предварительные расчеты механизмов кранов
- •2.1 Общие указания
- •2.3.1. Определение размеров колес
- •2,3.2 Выбор количества приводных колеc
- •2.3.6 Компоновка конструкции механизма передвижения
- •3.1 Мостовые, козловые и консольные краны .
- •3.2 Поворотные краны на круговом рельсе и краны потолочные
- •4. Требования к пояснительной записке
1.2 Использование литературы
Настоящая методика составлена применительно к литературе, список которой приведен на с.???.При ссылках на литературу в наиболее общем случаи последовательно указаны номер источника, номер страницы или номер альбомного листа, номер рисунка. Так, обозначение [7, с.375] означает ссылку на Справочник по кранам, том 2, страница 375.
Кроме указанной в библиографическом списке рекомендуемой литературы, следует также использовать чертежи, каталоги и другие справочные материалы, имеющиеся в кабинете по курсовому проектированию.
5
2. Компоновка и предварительные расчеты механизмов кранов
2.1 Общие указания
На стадии компоновки и предварительных расчетов эскизирование и расчеты производятся совместно, причем эскизирование опережает расчеты. Компоновкой называется схематический чертеж машины или узла, устанавливающий взаимное расположение отдельных элементов и увязку их с поддерживающей металлоконструкцией. Компоновочные чертежи (эскизы)
обычно делаются раздельно для каждого механизма и для крана в целом или для крупных элементов (например, поворотная платформа крана).
Компоновка выполняется строго в масштабе на миллиметровой бумаге. При этом вычерчиваются только необходимые элементы (узлы) машины (электродвигатели, редукторы, барабаны, ходовые колеса, открытые зубчатые пары и их подшипники).
Для типовых узлов (двигатели, редукторы, барабаны, блоки, ходовые колеса) вычерчиваются только их габаритные контуры и присоединительные элементы (концы валов, лапы, фланцы, основания). В результате компоновочной работы формируется конструкция кранов в общих чертах, хотя ряд конструктивных вопросов (выбор подшипников, определение диаметров некоторых валов, толщины стенок барабанов и т.п.) остаются пока нерешенными. Компоновочные чертежи позволяют конструктору убедиться, в том, что принятая геометрическая схема крана целесообразна и отдельные узлы располагаются достаточно удачно. Компоновочные чертежи позволяют также определить ряд линейных размеров, необходимых для дальнейших расчетов (например, расчетные длины валов).
В проекте рекомендуется применение унифицированных узлов. К их числу относятся редукторы, барабаны, блоки, ходовые колеса, буксы, муфты валов, тормоза. В случае необходимости применения редукторов специальной конструкции допускается использование элементов передач (зубчатых колес и валов)
6
нормальных редукторов, устанавливаемых в специально сконструированные корпуса.
Ознакомление с существующими конструктивными решениями кранов или узлов может быть осуществлено по ссылкам на литературу, указанным в разделе 5. Ниже приводятся указания по предварительным расчетам отдельных механизмов и даются ссылки на литературу.
2.2 Расчет механизма подъема
Приведенная методика расчета и выбора элементов механизма подъема может
быть использована студентами при выполнении курсовых и дипломных проектов по
проектированию перегрузочных кранов.
При составлении методических указаний были использованы алгоритм расчета механизма подъема и справочные данные, приведенные в работе [3].
2.2,1.Выбор кинематической схемы механизма.
Для проектирования механизма подъема необходимо выбрать кинематическую схему, которая бы соответствовала типу и назначению крана и параметрам механизма, обозначенным в задании на расчет механизма подъема крана. Выбор кинематической схемы зависит от типа крана от компоновки остальных механизмов, а также, расположения самой лебедки (например, для кранов мостового типа – на грузовой тележке или мосту крана). Наиболее распространенной схемой лебедки является П - образная схема (для кранов мостового типа с расположением механизма подъема на тележке – обязательной). В поворотных кранах могут применяться Z – образная и соосная схемы[1], что позволяет уменьшить длину платформы за счет увеличения ее ширины.
2.2.2.Выбор полиспаста и каната.
В механизмах подъема кранов мостового типа для выравнивания нагрузок на параллельные балки металлоконструкций рекомендуется применять сдвоенные полиспасты. В механизмах других кранов вид полиспаста определяется конструкцией крана. Кратность полиспаста назначается из условия получения натяжения в одной ветви каната в диапазоне от 30 до 50 кН.
7
Усилие в набегающей ветви каната на барабан[3]
,
где Q
- грузоподъемность крана, тс; m
– кратность полиспаста; k
– количество полиспастов ( k
=1 или 2);
– кпд полиспаста[1,3];
=(0.03
– 0.05)Q
– сила тяжести крюковой подвески, тс.
Разрывное усилие каната определяется по формуле[3]
,
где
- коэффициент запаса прочности каната[1.2].
По разрывному усилию выбирают по стандарту канат ( см. приложение 1).
При выборе каната
фиксируется его диаметр
и шаг нарезки канавок на барабане.
2.2.3. Выбор барабана.
Диаметр барабана согласно[1] определяется по формуле
,
где
-
минимально допустимый диаметр барабана;
-
диаметр каната; е – эмпирический
коэффициент, зависящий от типа крана и
режима его эксплуатации[1,2].
Диаметр барабана округляется до ближайшего большего десятка миллиметров.
Длину барабана рассчитывают в зависимости от принятой схемы полиспаста по рекомендациям работ [2,3].
2.2.4. Выбор электродвигателя.
Статическая расчетная мощность привода( в кВт ) определяется по формуле[3]
кВт,
где
-
скорость подъема груза, м/с;
-
кпд механизма[1,3];
=
,
где
-
кпд барабана;
-
кпд зубчатой муфты, соединяющей редуктор
с барабаном;
=
0,94 – кпд двухступенчатого редуктора;
-
кпд упругой втулочно- пальцевой муфты,
соединяющей электродвигатель с
редуктором.
8
По полученной статической мощности с учетом режима работы выбирают электродвигатель типа МТН[3] (см. приложение 2 данных методических указаний) или МТF[1].
При выборе
электродвигателя фиксируется его
номинальная мощность
,
номинальная частота вращения ротора
,
момент инерции ротора
.
2.2.5. Выбор редуктора.
Передаточное отношение редуктора определяется по формуле
,
где
- частота вращения барабана, об/мин.
.
По рассчитанному передаточному отношению, частоте вращения и статической мощности электродвигателя, а также, с учетом режима работы механизма выбирают ближайший больший редуктор типа Ц2 или РМ (см. приложения 6,7).
2.2.6. Выбор тормоза.
Тормозной момент определяется из условия удержания неподвижно висящего груза :
,
где
-
коэффициент запаса торможения[2.3],
зависящий от режима работы;
-
передаточное число, выбранного редуктора.
По рассчитанному значению тормозного момента выбирают тормоз колодочный с гидротолкателем типа ТКГ( приложение 5).
9
2.2.7. Выбор муфт.
Соединение электродвигателя с редуктором выполняется посредством муфты упругой втулочно-пальцевой с тормозным шкивом (приложение 4 ). Выбор муфты осуществляется по тормозу, так как в марке тормоза заложен размер тормозного шкива ( например, для тормоза ТКГ-500 применяют шкив диаметром 500 мм ).
2.2.8. Определение времени неустановившегося движения механизма.
2.2.8.1. Проверка электродвигателя по времени разгона.
Время разгона электродвигателя при подъеме груза
=
≤
,
где Q
– масса груза(кгс), G
– сила тяжести груза(Н),
-
моменты инерции соответственно
якоря(ротора ) электродвигателя и
соединительной муфты между двигателем
и редуктором, кгс
;
-
средний пусковой момент электродвигателя,
Нм (
=
1.6
,
- номинальный момент электродвигателя
в Нм, где
-
мощность двигателя в кВт); [
]
=1÷2 сек – допускаемое время разгона
механизма.
2.2.8.2. Проверка тормоза.
Время торможения при опускании груза
=
≤
[
]
,
Где
=
1÷2 сек - допустимое время торможения.
10
2.2.9. Разработка узла соединения редуктора и барабана.
Соединение редуктора и барабана [1] выполняется различными способами: соединением тихоходного вала редуктора и вала барабана зубчатой муфтой; при помощи встроенной зубчатой муфты( приложение 8), когда тихоходный вал редуктора выполнен в форме зубчатого венца; с использованием дополнительной открытой зубчатой передачи между шестерней на тихоходном валу и зубчатым венцом жестко закрепленным на обечайке барабана
( приложение 9).
11
2.3. Расчет механизма передвижения
В курсовом проекте мостовых и козловых кранов разрабатывается механизм передвижения крана и механизм передвижения тележки.
В заданиях на курсовой проект предусмотрено, что мостовые и козловые краны передвигаются по стандартным железнодорожным или крановым рельсам. Тележки кранов передвигаются по рельсам, представляющим собой в сечении квадратный брус.
В проектах мостовых и козловых кранов и их тележек предполагается, что механизмы передвижения выполняются с приводными колесами.
Прежде всего, при расчете механизма передвижения необходимо установить весовые нагрузки. Формулы для предварительного определения масс кранов и крановых тележек приведены на стр. 453 таблица VI.4.4. [т.2]
Предварительный расчет и компоновка механизма передвижения выполняется в последовательности, изложенной ниже.