НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ

Кафедра конструювання машині обладнання

«ОСНОВИ КОНСТРУЮВАННЯ ЛІСОГОСПОДАРСЬКОЇ ТЕХНІКИ»

Методичні вказівки до виконання курсової роботи

студентами:

спеціальності 133 – Галузеве машинобудування

спеціалізації – Обладнання лісового комплексу

Київ – 2016

УДК 621.01

Наведено будову, принцип роботи та методику розрахунку вантажопідйомних та транспортуючих механізмів, що застосовуються у лісовому господарстві.

Рекомендовано до друку вченою радою факультету конструювання та дизайну. Протокол № ___ від ____________2016__р.

Укладачі: Рибалко Вячеслав Миколайович,

Шевчук Олександр Григорович,

Матухно Наталія Вікторівна.

Рецензенти: д.т.н. професор Несвідомін В. М.,

к.т.н. доцент Деркач О. П.

Основи конструювання лісогосподарської техніки

Вантажопідйомні механізми

Методичні вказівки до виконання курсової роботи

студентами спеціальності: 133 – Галузеве машинобудування

спеціалізації – Обладнання лісового комплексу

Укладачі: Рибалко В’ячеслав Миколайович,

Шевчук Олександр Григорович,

Матухно Наталія Вікторівна.

ЗМІСТ

Вступ……………………………………………………………………4

1. Вантажопідйомні механізми, які використовуються у лісовому господарстві…………………………………………………………….5

2. Розрахунок поворотів стрілових кранів……………………………19

0. 2.1 Будова стрілових кранів……………………………………………19

1. 2.2 Визначення основних конструктивних елементів крана...............23

2. 2.3 Розрахунок механізму підйому вантажу………………………….26

3. 2.4 Розрахунок механізму повороту крана з поворотною колоною...50

4. 2.5 Розрахунок механізму повороту крана із нерухомою колоною...58

3. Розрахунок мостових кранів………………………………………..69

0. 3.1 Будова мостових кранів…………………………………………....69

1. 3.2 Розрахунок механізму пересування кранового візка…………….71

2. 3.3 Розрахунок механізму пересування крана………………………..91

3.4 Розрахунок механізму підйому вантажу………………………….116

4. Розрахунок крана із ручним приводом……………………………..146

0. 4.1 Будова механізмів із ручним приводом…………………………...146

1. 4.2 Розрахунок механізму піднімання з ручним приводом………….148

2. 4.3 Приклад розрахунку крана із ручним приводом…………………189

5. Рекомендації по виконанню курсової роботи……………………..202

0. 5.1 Загальні вимоги до виконання проектів лісогосподарської

теніки…………………………………………………………………....202

0. 5.2 Виконання розрахунково-пояснювальної записки проекту…….204

1. 5.3 Виконання графічної частини проекту…………………………..205

2. 5.4 Послідовність розрахунку і проектування кранів………………217

6. Завдання на курсову роботу…………………………………….…218

7. Рекомендована література………………………………………....233

Додатки…………………………………………………………….….235

Вступ

В сучасному лісогосподарськом виробництві вантажопідйомні машини призначені для виконання навантажувально-розвантажувальних і транспортних операцій в польових умовах, ремонтних майстернях та тваринницьких фермах, складах, будівельних майданчиках та інших об’єктах.

В якості приводу до виконавчих механізмів вантажопідйомних машин в основному використовують електропривод, гідропривід, привод від двигунів внутрішнього згоряння, а також комбінацію цих типів приводів. Розробку конструкції і виготовлення таких вантажопідйомних пристроїв дуже часто потрібно виконувати безпосередньо у господарствах, враховуючи реальні умови. Тому студенту, в майбутньому – інженеру лісогосподарського виробництва, необхідно знати конструкцію типових вантажопідйомних пристроїв, а при необхідності самому виконати проектувальний і перевірочний розрахунки основних вузлів та деталей вантажопідйомних пристроїв і пристосувань. Метою даних методичних розробок є наведення основних передумов з розрахунку і конструювання механізмів повороту, механізму переміщення та підйому вантажопідйомного пристрою з машинним приводом; наведена методика розрахунку основних вузлів, деталей та деякий довідковий матеріал по підбору стандартних деталей. В цілому ці розробки значно полегшать працю студента при виконанні курсової роботи з підйомно-транспортних машинах і при подальших його самостійних розробках, пов’язаних з вирішенням подібної задачі.

0. 1. Вантажопідйомні механізми, які використовуються у л-с/г виробництві

Вантажопідйомні машини це машини циклічної дії, призначені для виконання операцій підйому, спуску та переміщення вантажів у просторі. У лісогосподарському виробництві вантажопідйомні машини загального призначення використовують у більшості випадків для переміщення штучних вантажів. Для транспортування сипких, шматкових вантажів використовують спеціальні навантажувачі періодичної дії.

Значна кількість технологічних процесів із використанням лісогосподарських вантажів змушує використовувати вантажопідйомні машини загального призначення, але із використанням різноманітних робочих органів: захватів, грейферів, ковшів.

Різноманітність лісогосподарських вантажів та значна кількість технологічних процесів пов’язаних із ними примушує використовувати значний парк вантажопідйомних машин. Він складається із простих механізмів: домкрати, талі, лебідки, поліспасти; та складних: крани, підйомники, ліфти.

Основні типи вантажопідйомних механізмів

Найбільшу групу вантажопідйомних машин складають крани. Вони відрізняються конструкцією, кількістю механізмів, видом приводу, напрямком руху вантажу.

Кран-балка найбільше застосований у лісогосподарському господарстві вантажопідйомний механізм. Його вантажопідйомність знаходиться у межах 3…5т, що є достатнім для проведення завантажувально-розвантажувальних робіт. Кран пересувається по рейках, розміщених на підкранових балках. Залежно від способу кріплення рейок кран-балки можуть бути опорними або начіпними. Начіпні кран-балки у порівнянні із опорним мають суттєву перевагу, вони мають значно менші «мертві зони» що значно покращує процес переміщення вантажів. Застосовують кран-балки із прольотами від 4,5 до 16,5м для опорних, та від 3 до 15м для начіпних.

Козлові крани застосовують на відкритих майданчиках, де підкранові рейки не можливо встановити на висоті. Кран складається з моста (балки), який закріплюють на високих опорах-козлах. Кожна опора має два ходових колеса, а кран переміщується на чотирьох колесах по рейках, які закріплено на ґрунті. Вздовж балки переміщується електроталь або вантажний візок із механізмом підйому та переміщення вантажу. Козлові крани використовують на перевантажувальних майданчиках складів, відкритих гноєсховищах, силосних ямах. Вантажозахватними органами козлових кранів є гаки, грейдери, захвати.

Кран-штеблер відрізняється від кран-балки конструкцією вантажозахватного органу, виконаного у вигляді колони, яка закріплена на візку. Кран має додатковий механізм повороту колони і вантажу у горизонтальній площині. Кран використовують для переміщення вантажів у відкритих та закритих сховищах. За допомогою цього крана переміщують штучні вантажі: контейнери, піддони. Вантажопідйомність цих кранів не перевищує 2т.

Поворотні крани обслуговують робочу зону у вигляді кола, або його частини. За конструкцією поділяються на консольні та стрілові . консольні крани, як правило є стаціонарні і кріпляться до підлоги та стіни.

Кран-укосина є представником консольних кранів, які використовують на будівництві або на навантажувально-розвантажувальних роботах. Основою крана є поворотна ферма у вигляді трикутника, який рухомо закріплений на стіні. Механізм підйому цього крана складається із лебідки з ручним приводом, або із механічним приводом. Механізм повороту ферми –відсутній. Вантажопідйомність крану-укосини не перевищує 1т, при максимальному вильоті вантажу до 2м.

Настінний струнний кран відносять до легких поворотних кранів. Його вантажопідйомність не перевищує 0,5т, призначається для обслуговування станка, або стенду. Механізм підйому може бути з ручним або механічним приводом. Поворот крана ручний.

Кран із поворотною колоною має несучу консольну балку яка закріплена на поворотній колоні із верхньою та нижньою опорами. Такі крани мають вантажопідйомність до 5т при консолі балки до 6,3м та висотою піднімання вантажу до 4м. Ці крани використовують у ремонтних майстернях, гаражах.

Кран на нерухомій колоні має більш досконалу конструкцію, ніж кран із поворотною колоною, оскільки зона обслуговування цього крана сягає 360°. Такі крани можна застосовувати на будь-якому об’єкті. Основою крана є сталева колона, яка закріплена до фундаменту. На колоні рухомо встановлена консольно-поворотна частина крану. Крани можуть мати противагу. Технічні характеристики кранів на нерухомій колоні подібні до характеристик кранів із поворотною колоною. Механізм повороту крана на нерухомій колоні може мати ручний або механічний привод.

Стрілові крани відрізняються від консольних тим, що вантаж підвішується на стрілі, яка може обертатися відносно вертикальної осі крана, а вильот вантажу здійснюється її нахилом. Стаціонарні стрілові крани мають постійну вантажопідйомність на всіх висотах стріли. Змінну вантажопідйомність мають пересувні стрілові крани, бо вони можуть втрачати стійкість.

Стріловий щогловий кран (кран-дерик) найбільш застосований у сільському виробництві для завантажувально-розвантажувальних та монтажних робіт. Маючи вантажопідйомність до 5т та висоту підйому до 10м, ці крани мають меншу вагу та відносно невелику вартість у порівнянні із кранами з нерухомою колоною. Крани легко монтуються на підлозі і не потребують спеціальних фундаментів. Нахил стріли крана здійснюють за допомогою механізму.

Крани на візках відносять до засобів малої механізації, їх можна підвозити до сільськогосподарської техніки, яка ремонтується на подвір’ї. Невеликі крани з ручним приводом, або із гідравлічним приводом підйому стріли, із ручним пересуванням застосовують у майстернях або на складах.

Кран «Піонер» використовують для робіт за межами приміщень. Кран має механічний привід тільки на механізмі підйому. Стріла шарнірно закріплена на поворотній платформі і підтримується розтяжкою. Вантажопідйомність кранів до 0,5т, висота підйому до 13,5м, швидкість підйому 0,5 м/с.