Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

ТОЛЬЯТТИНСКИЙ ФИЛИАЛ МОСКОВСКОГО

ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА ПИШЕВЫХ

ПРОИЗВОДСТВ

Прасолов С. Г. Дружинкин В.В.

Методическое пособие по расчету

и проектированию «Подъемно-транспортных установок»

(курсовое проектирование)

Тольятти 2009г.

Составили: к.т.н. доц. Прасолов С.Г. Дружинкин В.В. Настоящее пособие предназначено в помощь студентам при решении задач на практических занятиях по расчету и проектированию подъемно-транспортных установок и при курсовом проектировании.

В пособии изложены основы расчета и проектирования подъемно-транспортных установок, приведены примеры расчета. Может быть полезно также специалистам, занимающимся проектированием, модернизацией и эксплуатацией подъемно-транспортных машин.

Содержание:

1.Введение.

2. Общие положения по расчету подъемно-транспортных установок.

3. Допускаемые напряжения. 4. Основы конструирования подъемно-транспортных установок.

5. Расчеты механизмов

6. Компонование механизмов.

7. Расчет металлических конструкций

8. Консольные настенные передвижные краны

9. Примеры расчета кранов и сборочных единиц.

10.Приложения.

Введение

Курсовое проектирование подъемно-транспортных установок имеет целью закрепление и углубление знаний, полученных студентами при изучении теоретических курсов, а также способствует развитию технической мысли студента и приобретению навыков:

– в определении размеров и конструктивных форм деталей исходя из условий

прочности, долговечности, жесткости и в зависимости от технологических

факторов;

– в методике конструирования целой машины по всем эталонам, начиная с

оценки задания и заканчивая графическим оформлением проекта;

– в компоновке и монтажной увязке отдельных узлов и деталей машины с учетом возможностей ее сборки, перевозки и монтажа;

– в увязке конструктивных форм деталей с требованиями технологичности

изготовления, назначаемым материалом, классами точности и системой

допусков, посадок, зазоров и натягов, принятых при проектировании;

– в увязке разнородных требований при выборе электрооборудования и

принципов управления машиной и при учете требований по охране труда и

техники безопасности;

– критической оценки выполненного проекта при сопоставлении его с

существующими конструкциями.

Проект по подъемно-транспортным установкам является первой самостоятельной разработкой студентами машины в целом, состоящий из нескольких взаимосвязанных механизмов и металлической конструкции.

Любое проектирование должно быть основано прежде всего на максимальном использовании существующих конструкций, их техническом анализе, улучшении и усовершенствовании. Увеличение скоростей и грузоподъемностей грузоподъемных машин и необходимость повышения

производительности, уменьшения веса машины и улучшения условий труда приводит к непрерывному совершенствованию конструкций подъемно-транспортных машин. Новейшие достижения в развитии подъемно-транспортного машиностроения должны найти отражение и при курсовом проектировании. Это значительно повышает роль консультанта и требует от студента не только изучения подъемно-транспортной машины по учебным пособиям, но и знакомства с основной периодической литературой по этой отрасли машиностроения.

Вместе с этим курсовое проектирование вводит студента в круг вопросов, которые он будет изучать в будущих специальных дисциплинах. Характер работы в процессе курсового проектирования позволяет решать задачи студенческой научно-исследовательской работы.

Практическая самостоятельная работа студента над темой курсового проекта будет эффективной только в том случае, если обучающийся твердо усвоит основные теоретические положения ранее изучавшегося лекционного материала. Курсовое проектирование способствует практическому закреплению ранее приобретенных знаний и навыков. Хорошо подготовленные студенты могут выполнять реальные проекты, выдвигаемые производством.

2. Общие положения по расчету подъемно-транспортных установок.

2.1. Режимы работы.

Условия нагружения подъемно-транспортных установок и их механизмов в процессе эксплуатации учитываются режимами работы, исходя из которых определяют требования к их надежности и безопасности.

В настоящее время действует ГОСТ 25835-83 «Краны грузоподъемные. Классификация механизмов по режимам работы.»

По этому стандарту группу режима работы механизма определяют в зависимости от класса использования и класса нагружения (табл. 1.1).

Табл. 1.1 Группы режима работы механизмов.

Класс использов. механизм.	Класс нагружения механизмов				Класс использов. механизм.	Класс нагружения механизмов
	В1	В2	В3	В4		В1	В2	В3	В4
А0 А1 А2 А3	1М 1М 1М 2М	1М 1М 2М 3М	1М 2М 3М 4М	2М 3М 4М 5М	А4 А5 А6	3М 4М 5М	4М 5М 6М	5М 6М -	6М - -

Класс использования зависит от общего времени работы за весь срок службы, в течение которого данный механизм находится в действии (табл. 1.2)

Табл. 1.2 Общее время работы механизмов за весь срок службы.

Класс использов.

А0

А1

А2

А3

А4

А5

А6

Условия нагружения подъемно-транспортных установок и их механизмов в процессе эксплуатации учитываются режимами работы, исходя из которых определяют требования к их надежности и безопасности.

В настоящее время действует ГОСТ 25835-83 «Краны грузоподъемные. Классификация механизмов по режимам работы.»

По этому стандарту группу режима работы механизма определяют в зависимости от класса использования и класса нагружения (табл. 1.1).

Табл. 1.1 Группы режима работы механизмов.

Класс использов. механизм.	Класс нагружения механизмов				Класс использов. механизм.	Класс нагружения механизмов
	В1	В2	В3	В4		В1	В2	В3	В4
А0 А1 А2 А3	1М 1М 1М 2М	1М 1М 2М 3М	1М 2М 3М 4М	2М 3М 4М 5М	А4 А5 А6	3М 4М 5М	4М 5М 6М	5М 6М -	6М - -

Класс использования зависит от общего времени работы за весь срок службы, в течение которого данный механизм находится в действии (табл. 1.2)

Табл. 1.2 Общее время работы механизмов за весь срок службы.

Класс использов.

А0

А1

А2

А3

А4

А5

А6

При определении времени работы учитывают время разгона, установившегося движения и торможения. Общее время работы механизма (ресурс) - Т_раб является его машинным временем за весь срок службы крана и может быть определено по формуле:

Т_раб = t_c∙η_дн.∙t_кр.сп ,

где t_c - среднесуточное время работы механизма, ч;

η_дн. - количество рабочих дней в году;

t_кр.сп - срок службы крана до списания, лет.

Среднесуточное время работы механизма принимают в зависимости от класса использования:

для А0 - до 0,5ч. вкл., А1 - св. 0,5 до 1ч. вкл.,

А2 - св. 1 до 2ч. вкл., А3 - св. 2 до 4ч. вкл.,

А4 - св. 4 до 8ч. вкл., А5 - св. 8 до 16ч. вкл.,

А6 - св. 16ч.

Количество рабочих дней в году принимают в зависимости от количества выходных дней в неделю:

при двух выходных днях η_дн = 250;

при одном выходном дне η_дн = 300;

при непрерывном производстве η_дн = 360.

Срок службы крана до списания t_кр.сп = 15…25 лет. Конкретное значение принимают по нормативным документам (ГОСТ или ТУ).

При определении коэффициента нагружения в качестве нагрузок Р_max нужно принимать:

– в механизмах подъема груза- сумму весов номинального груза и грузохватных органов, а в обоснованных случаях веса грузовых канатов и силы инерции масс грузов и грузохватных органов;

– в механизмах изменения вылета стрелы- наибольшую сумму указанных для Р_i нагрузок (см. выше) в наиболее неблагоприятном положении стрелы, ветровую нагрузку рабочего состояния, силы инерции масс груза и стрелы;

– в механизмах передвижения крана (тележки)- наибольшую нагрузку, создаваемую максимальными моментами двигателей в период разгона, ветровую нагрузку рабочего состояния, силы инерции, создаваемые в период разгона двигателями, а в период торможения- тормозами;

– в механизмах поворота- наибольшую нагрузку, создаваемую максимальными моментами двигателей в период разгона и тормозами в периоды торможения,

моменты сопротивления вращению в опорно-поворотных устройствах от сил трения, ветровую нагрузку рабочего состояния.

Так как действуют Правила Росгортехнадзора РФ, регламентирующие режимы работы, и ГОСТы 25835-83, 25546-82, регламентирующие группы режимов работы (механизмов и кранов), то для сопоставления рекомендуется использовать табл. 1.4

Табл. 1.4 Соответствие режимов работы ГОСТ и ГГТА.

Режимы работы по Правилам ГГТА	Л	С	Т	ВТ
Группа режима работы ме- ханизмов по ГОСТ 25835-83 Группа режима работы крана по ГОСТ 25546-82	1М 2М,3М 1К 2К,3К	4м 4К,5К	5М 6К,7К	6М 8К

Режим работы крана в целом регламентирует ГОСТ 25546-82. В этом стандарте классификация групп режима работы кранов выполнена в зависимости от класса использования и класса нагружения кранов. Класс

использования крана определяют в зависимости от числа циклов работы за срок его слыжбы в соответствии с таблицей 1.5

Табл. 1.5 Класс использования крана.

Класс использования крана	Число циклов работы крана за срок его службы	Класс использования крана	Число циклов работы крана за срок его службы
С0 С1 С2 С3 С4	до 1,6∙104 св 1,6∙104 до 3,2∙104 св 3,2∙104 до 6,3∙104 св 6,3∙104 до 1,25∙105 св 1,25∙105 до 2,5∙105	С5 С6 С7 С8 С9	св 2,5∙105 до 5∙105 св 5∙105 до 1∙106 св 1∙106 до 2∙106 св 2∙106 до 4∙106 св 4∙106

Класс нагружения по ГОСТ 25546-82 определяется коэффициентом нагружения

К = ∑ (Q_i/Q_ном)³∙С_i/C_т ,

где Q_i - масса груза, перемещаемого краном с числом циклов С_i;

Q_ном - номинальная грузоподъемность крана;

С_i - число циклов работы крана с грузом Q_i;

C_т - число циклов работы крана за срок его службы;

C_т = ∑ С_i.

Зависимость класса нагружения от коэффициента нагружения К приведена в табл. 1.6

Табл. 1.6 Коэффициент нагружения

Класс нагружения крана	Коэффициент нагружения крана
Q0 Q1 Q2 Q3 Q4	до 0,063 Св. 0,063 до 1,125 Св. 0,125 до 0,25 Св. 0,25 до 0,5 Св. 0,5 до 1,0

Группу режима работы крана по ГОСТ 25546-82 определяют в зависимости от класса использования и класса нагружения (табл. 1.7)

Табл. 1.7 Группы режима работы кранов

Класс использова- ния крана	Класс нагружения					Класс использова- ния крана	Класс нагружения
	Q0	Q1	Q2	Q3	Q4		Q0	Q1	Q2	Q3	Q4
C0 С1 C2 C3 C4	- - 1К 1К 2К	- 1К 1К 2К 3К	1К 1К 2К 3К 4К	1К 2К 3К 4К 5К	1К 3К 4К 5К 6К	C5 C6 C7 C8 С9	3К 4К 5К 6К 7К	4К 5К 6К 7К 8К	5К 6К 7К 8К 8К	6К 7К 8К 8К -	7К 8К 8К - -