4.1.2 Расчет ходовых колес

В качестве материала двухребордных с цилиндрическим ободом колес принимаем сталь 65Г с твердостью поверхности катания HB 320…350 (ГОСТ 1050-74). Ширина поверхности катания 100 мм. Для таких колес принимаем рельс КР70 со скругленной головкой R₁=40 см.

Расчетная нагрузка на колесо , Н, определяют по формуле

, (70)

где k₁- 1,2 (принимаем по таблице 34 [1]);

 = 0,94 при (принимаем по таблице 33 [1]).

Н

Определяем величину местных напряжений смятия , Н/см², при точечном контакте определяют по формуле

, (71)

где R_max- наибольший из двух радиусов R₁ или R_к контактирующих поверхностей, см;

R₁- радиус закругления головки рельса, см;

m – коэффициент, зависящийся от отношения наименьшего радиуса к наибольшему из двух радиусов соприкасающихся поверхностей (от отношения при R_к< R₁ или отношения при R₁< R_к); принимается по таблице 35 [1] m=0,46.

Н/см²

4.1.3 Расчет тормозного момента и выбор тормоза

Для обеспечения запаса сцепления k_сц=1,2 колес с рельсами механизма передвижения опоры A при незагруженном кране и при нахождении тележки в крайнем положении около опоры B и максимальное ускорение при торможении должно быть не более:

, (72)

м /c²

Время торможения тележки , с, без груза исходя из максимального допустимого ускорения определяют по формуле

,

с

Статический момент сопротивления , Н·м, передвижению незагруженной тележки при торможении определяют по формуле

, (73)

Н·м;

где , (74)

Н;

, (75)

Н·м·с²

, (76)

Н·м

Принимаем колодочный тормоз с гид ротолкателем типа ТТ-160 с наибольшим тормозным моментом 100 Н·м, диамеиром тормозного шкива 160 мм, шириной колодки 75 мм; тип гидротолкателя ТЭГ-16 с тяговым усилием 160 Н. Тормоз отрегулируем на необходимый тормозной момент (приложение XLIX [1]).

5 Расчет металлоконс трукции моста

Задание

Рассчитать конструкцию мостового крана на прочность при заданной нагрузке.

Нагрузками крана будем считать его грузоподъёмность и массу оборудования крана.

Таблица 1 – техническая характеристика крана

№	Параметр	Значение
1	Грузоподъёмность, т	12,5
2	Максимальная высота подъёма, м	8
3	Скорость подъёма, м/с	0,16
4	Скорость передвижения крана, м/c	1
5	Пролёт, м	24
6	Режим работы	4
7	Скорость перемещения тележки, м/с	0,5
8	Скорость передвижения крана, м/с	1

Таблица 2 – эксплуатационная масса оборудования крана

№	Наименование	Масса, кг
1	Тележка	3360
2	Кабина с электроаппаратурой	870
3	Механизм передвижения крана	416
4	Электрооборудование	1200

Построение модели мостового крана

Мостовой кран состоит из двух балок, по которой перемещается тележка с подвешенным при помощи крюковой подвески груза, и двух концевых опор на концах которой каждой опоры есть колеса по которым перемещается сам кран.

Выбрав из атласа конструкцию мо стового крана со схожими техническими параметрами, возьмем из «Атласа конструкций» М.П. Александрова. Начинаем построение в программе APM Structure 3D.

Начинаем построение в программе APM Structure 3D. В первую очередь строю концевую балку.

Рисунок 8 - Концевая балка

Путем выталкивания строю вторую главную балку и соединяем стержнями. Удаляем лишние стержни и получаем готовую стержневую модель мостового крана

Рисунок 9 - Стержневая модель мостового крана

Для удобства моделирования каждый элемент конструкции выполняется в собственном слое. При моделировании данной конструкции используется семь слоев.

Далее начинаем строить ребра жесткости и одновременно обшивать пластинами. В данном случаи мы стали использовать пластины, для повышения несущей способности и прочности.

Рисунок 10 - Построение ребер жесткости и обшивание пластинами

Следующим шагом мы разбиваем модель на конечные элементы.

Рисунок 11 - Разбиение модели на конечные элементы

Выделяем пластины и задаем им необходимую толщину.

Рисунок 12 - Задавание толщины пластины

Далее на главные балки необходимо установить рельсы, по которым передвигается тележка. Проводим стержень по всей длине главной балки и задаем ему сечение – «Крановый рельс», разбиваем стержень так, что бы его части при разбивки совпадали с узлами разбитых пластин.

Рисунок 13 - Установка рельсы

Устанавливаем опоры на концевые бал ки крана, с одной стороны перемещение запрещается по всем осям, а с другой стороны перемещение разрешается только по оси «X».

Рисунок 14 - Установка опор

Длина пролета данной модели крана соответствует длине из задания (в данном случаи 24 метра).

Рисунок 15 - Длина пролета

Расчет моде ли

Производим построение выбранной конструкции крана

Готовая к расчету конструкция:

Рисунок 16 - Произвольный вид

Рисунок 17 - Вид сверху

После построения конструкции задаем н агрузку кабины с электроаппаратурой и задаем нагрузку на конструкцию учитывая вес самой тележки при нахождении в центральном положении (Загружение 1).

Рисунок 18 - Карта напряжений (Загружение 1)

Из рисунка 6 видно, что наибольшее напряжение возникает в местах приложенной нагрузки, но полученные напряжения ниже предельно допустимых (114,9<120 Н/мм²).

Рисунок 19 - Карта суммарных перемещений (Загружение 1)

Суммарные перемещения являются допустимыми по отношению ко всей длине конструкции, поэтому будем считать, что конструкция крана выбрана правильно и построение произведено верно (11,77>12).

Допустимые перемещения рассчитываются по формуле: [L] = L∙0.0005;

где L – допустимые перемещения, мм;

L – блина всей конструкции, мм.

[ L] = 24000∙0.0005 = 12 мм.

Приложим нагрузку при нахождении тележки в крайнем положении

Производим расчет Загружения 2 – при нахождении тележки в крайнем положении.

Рисунок 20 - Карта напряжений (Загружение 2)

Рисунок 21 - Карта суммарных перемещений (Загружение 2)

При Загружении 2 конструкция также способна выдержать нагрузку, при этом напряжение и перемещения меньше при первом загружение.

Полученные значения напряжений и перемещений занесем в таблицу 3

Таблица 3- результаты загруженний.

№ загружения	Напряжения, Н/мм	Перемещения, мм	Примечание
	Балка
1	114,9	11,77	Наибольшее напряжение возникает в местах приложенной нагрузки
2	118,4	8,062	Наибольшее напряжение возникает в местах приложенной нагрузки

Заключение

В данной работе был рассчитан и спроектирован мостовой кран грузоподъемностью 5 т, длиной 30 м, максимальной высотой подъема груза 12,5 м. Были произведены расчеты всех механизмов, таких как механизм подъема, механизм передвижения тележки и механизм передвижения крана.

Как показали проектные и расчетные данные, выбранные узлы и механизмы отвечают правилам и нормам Росгортехнадзора и обеспечивают выполнение основных положений технического задания.

Конструкция механизмов спроектированы с учетом специфики эксплуатации механизма и требований, предъявляемых к прочности, надежности и долговечности данных изделий.

Следовательно, можно сделать вывод: спроектированный мостовой кран отвечает необходимым критериям работоспособности и обеспечивает выполнение требований технического задания.

Список используемых источников

1. Александров М.П., Решетов Д.Н. Атлас конструкций: Учебное пособие: – Машиностроение, 1973

2. Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроения: Справочник – М.: Машиностроение, 2001

3. Иванченко Ф.К. Расчет грузоподъемных и транспортирующих машин: Учебное пособие – Киев, 1978

4. Казак С.А., Дусье В.Е., Кузнецов Е.С. Курсовое проектирование грузоподъемных машин: Учебное пособие – М.: Машиностроение, 1989

5. Покушалов М.П. Методическое указание к выполнению курсового проекта для студентов специальностей 171600, 170900: Учебное пособие – Белгород, 1998