
- •Министерство образования и науки Украины
- •А.М.Маковский, п.Ф.Лях, и.А.Лукьянов расчеты крановых механизмов с применением электронных таблиц excel
- •1 Расчет механизмов грузоподъемного крана
- •2 Расчет механизмов башенного крана………………71
- •2.4.5 Выбор диаметров блоков………………………………………….115
- •2.4.6 Расчёт геометрических размеров рабана…………………….....115
- •2.4.7 Выбор двигателя…………………………………………………..116
- •2.4.9 Выбор муфты двигателя и тормоза………………………………119
- •3 Расчет деталей и узлов крановых механизмов……………………………………………………….131
- •Введение
- •1 Расчет механизмов грузоподъемного крана
- •1.1.1.2 Выбор схемы механизма
- •1.1.1.3 Выбор крюковой подвески
- •1.1.1.4 Выбор каната
- •1.1.1.5 Выбор диаметров блоков
- •1.1.1.6 Расчёт геометрических размеров барабана
- •1.1.1.7 Выбор двигателя
- •1.1.1.8 Выбор редуктора
- •По примеру:
- •1.1.1.9 Выбор муфты двигателя и тормоза
- •Исходные данные для расчёта приняты из проектировочного расчёта.
- •1.2 Механизм передвижения грузовой тележки
- •1.2.1.2 Выбор схемы механизма
- •1.2.1.11.1 Выбор муфты двигателя
- •Момент инерции вращающихся частей механизма
- •Время пуска тележки без груза
- •По рассматриваемому примеру:
- •Результаты расчетов, выполненных программой:
- •Момент инерции тележки с грузом при торможении
- •2 Расчет механизмов башенного крана
- •Тип крана башенный электрический
- •2.1 Механизм подъема груза
- •2.1.1 Проектировочный расчет
- •2.1.1.2 Выбор схемы механизма
- •2.1.1.3 Выбор крюковой подвески
- •2.1.1.4 Выбор каната
- •2.1.1.5 Выбор диаметров блоков
- •2.1.1.6 Расчёт геометрических размеров барабана
- •2.1.1.7 Выбор двигателя
- •2.1.1.8 Выбор редуктора
- •По примеру:
- •2.1.1.9 Выбор муфты двигателя и тормоза
- •Исходные данные для расчёта приняты из проектировочного расчёта.
- •2.2 Стреловой механизм изменения вылета груза
- •2.2.1.2 Выбор схемы механизма
- •2.2.1.4 Выбор диаметров блоков
- •2.2.1.5 Расчёт геометрических размеров барабана
- •2.2.1.7 Выбор редуктора
- •По примеру:
- •2.2.1.8 Выбор муфты двигателя и тормоза
- •Исходные данные для расчёта приняты из проектировочного расчёта.
- •2.3 Механизм вращения поворотной части крана
- •2.3.2 Выбор схемы приводного механизма
- •2.3.3 Определение моментов сопротивления вращению поворотной части крана
- •2.4 Механизм передвижения грузовой тележки с канатной тягой (проектировочный расчет)
- •2.4.5 Выбор диаметров блоков
- •2.4.6 Расчёт геометрических размеров барабана
- •2.4.9 Выбор муфты двигателя и тормоза
- •2.5 Механизм передвижения башенного крана (проектировочный расчет)
- •3 Расчет деталей и узлов крановых механизмов
- •3.1 Ось барабана
- •Значение заносим в программу:
- •Значения длин участков a, b, c и l заносим в программу.
- •Значения , ,, , , заносим в программу:
- •Результаты расчетов, выполненные программой:
- •3.2 Подшипники оси барабана
- •Значения ,,,,,,,,,,заносим в программу:
- •Результаты расчетов, выполненных программой:
- •3.3 Узел крепления каната к барабану
- •Исходные данные заносим в программу:
- •Исходные данные заносим в программу:
- •Расчетные таблицы excel, формулы и их структурное представление
1.1.1.5 Выбор диаметров блоков
Диаметр отклоняющих блоков
,
где е – коэффициент, зависящий от режимной группы крана; значение е выбираем из табл.1.6.
Таблица 1.6 – Наименьшие допустимые значения коэффициента е
Группа режима работы механизма |
Значение коэффициента е |
1М, 2М, 3М |
20 |
4М |
25 |
5М, 6М |
30,35 |
Диаметр уравнительного блока
.
По рассматриваемому примеру е = 20, значение занесено в программу:
Коэффициент |
е |
20 |
мм;
мм.
Значения диаметров блоков вычислены программой:
Диаметр отклоняющих блоков, мм |
Dблоткл |
300 |
Диаметр уравнительного блока, мм |
Dблур |
195 |
Приняты диаметры блоков:
– отклоняющих:
мм;
– уравнительного:
мм.
1.1.1.6 Расчёт геометрических размеров барабана
Диаметр барабана по дну канавки
.
Диаметр барабана по оси каната
.
Число рабочих витков нарезки
.
Шаг нарезки
.
Длина одной нарезанной части барабана
,
где zз – число запасных витков, zз=1,5…2.
Общая длина барабана
,
где l0 – расстояние между нарезками, l0=B0;
В0 – расстояние между крайними блоками крюковой подвески.
Расчетные геометрические размеры барабана показаны на рисунке 1.4.
Рисунок 1.4 – Геометрические размеры барабана
Для рассматриваемого примера:
мм;
мм.
Принят
диаметр барабана по оси канатамм.
;
мм,
принято t
=20мм;
,
принято zз
= 2.
В программе:
Число запасных витков нарезки |
zз |
2 |
,
где
(см.
табл.1.2).
В программе:
Диаметр барабана по дну канавки, мм |
Dб0 |
300 |
Диаметр барабана по оси каната, мм |
Dб |
315 |
Число рабочих витков нарезки |
zраб |
12,1 |
Шаг нарезки, мм |
t |
20 |
Длина нарезки, мм |
lнар |
254 |
Расстояние между нарезками барабана, мм |
lо |
225 |
Общая длина барабана, мм |
Lб |
878 |
Отношение длины барабана к диаметру |
Lб/Dб |
2,79 |
1.1.1.7 Выбор двигателя
Статическая мощность, развиваемая в механизме,
,
где
-
коэффициент, учитывающий размерность
величин;
ηмех - КПД механизма, значение которого принимаем ηмех=0,8…0,85.
Требуемая номинальная мощность двигателя
.
Параметры и геометрические размеры двигателей некоторых типов приведены в табл. 1.7 и 1.8.
Таблица 1.7 – Технические характеристики крановых электродвигателей
Тип электродвигателя |
Мощность на валу, кВт, при группе режима работы |
Частота, мин-1 |
Момент, Нм |
Момент инерции ротора, кгм2 |
Масса двигателя, кг | |||||
1М….3М |
4М |
5М |
6М | |||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | ||
MTF | ||||||||||
MTF 011-6 |
2 |
|
|
|
800 |
39,2 |
0,0212 |
51 | ||
|
1,7 |
|
|
850 | ||||||
|
|
1,4 |
|
885 | ||||||
|
|
|
1,2 |
910 | ||||||
MTF 012-6 |
3,1 |
|
|
|
785 |
55,9 |
0,0287 |
58 | ||
|
2,7 |
|
|
840 | ||||||
|
|
2,2 |
|
890 | ||||||
|
|
|
1,7 |
920 | ||||||
MTF 111-6 |
4,5 |
|
|
|
850 |
85,3 |
0,0487 |
76 | ||
|
4,1 |
|
|
870 | ||||||
|
|
3,5 |
|
895 | ||||||
|
|
|
2,8 |
920 | ||||||
MTF 112-6 |
6,5 |
|
|
|
895 |
137 |
0,0677 |
88 | ||
|
5,8 |
|
|
915 | ||||||
|
|
5 |
|
930 | ||||||
|
|
|
4 |
950 | ||||||
MTF 211-6 |
10,5 |
|
|
|
895 |
191 |
0,115 |
120 | ||
|
9 |
|
|
915 | ||||||
|
|
7,5 |
|
930 | ||||||
|
|
|
6 |
945 | ||||||
MTF 311-6 |
14 |
|
|
|
925 |
314 |
0,225 |
170 | ||
|
13 |
|
|
935 | ||||||
|
|
11 |
|
945 | ||||||
|
|
|
9 |
960 | ||||||
MTF 311-8 |
10,5 |
|
|
|
665 |
265 |
0,275 |
170 | ||
|
9 |
|
|
680 | ||||||
|
|
7,5 |
|
695 | ||||||
|
|
|
6 |
710 | ||||||
MTF 312-6 |
19,5 |
|
|
|
945 |
471 |
0,312 |
210 | ||
|
17,5 |
|
|
950 | ||||||
|
|
15 |
|
955 | ||||||
|
|
|
12 |
965 |
Продолжение табл.1.7
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |||
MTF 312-8 |
15 |
|
|
|
680 |
422 |
0,387 |
210 | |||
|
13 |
|
|
695 | |||||||
|
|
11 |
|
705 | |||||||
|
|
|
8,2 |
720 | |||||||
MTF 411-6 |
30 |
|
|
|
945 |
638 |
0,500 |
280 | |||
|
27 |
|
|
955 | |||||||
|
|
22 |
|
965 | |||||||
|
|
|
18 |
970 | |||||||
MTF 411-8 |
22 |
|
|
|
685 |
569 |
0,537 |
280 | |||
|
18 |
|
|
700 | |||||||
|
|
15 |
|
710 | |||||||
|
|
|
13 |
715 | |||||||
MTF 412-6 |
40 |
|
|
|
960 |
932 |
0,675 |
345 | |||
|
36 |
|
|
965 | |||||||
|
|
30 |
|
970 | |||||||
|
|
|
25 |
975 | |||||||
MTF 412-8 |
30 |
|
|
|
705 |
883 |
0,749 |
345 | |||
|
26 |
|
|
715 | |||||||
|
|
22 |
|
720 | |||||||
|
|
|
18 |
730 | |||||||
MTН | |||||||||||
MTH 111-6 |
3,5 |
|
|
|
870 |
85 |
0,049 |
76 | |||
|
3 |
|
|
895 | |||||||
|
|
2,5 |
|
920 | |||||||
|
|
|
2 |
940 | |||||||
MTH 112-6 |
5,3 |
|
|
|
885 |
120 |
0,069 |
88 | |||
|
4,5 |
|
|
910 | |||||||
|
|
3,6 |
|
930 | |||||||
|
|
|
3 |
945 | |||||||
MTH 211-6 |
8,2 |
|
|
|
900 |
200 |
0,117 |
120 | |||
|
7 |
|
|
920 | |||||||
|
|
5,6 |
|
940 | |||||||
|
|
|
4,2 |
955 | |||||||
MTH 311-6 |
13 |
|
|
|
925 |
320 |
0,229 |
170 | |||
|
11 |
|
|
940 | |||||||
|
|
9 |
|
955 | |||||||
|
|
|
7 |
965 |
Продолжение табл.1.7
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | ||
MTH 312-6 |
17,5 |
|
|
|
945 |
480 |
0,319 |
210 | ||
|
15 |
|
|
950 | ||||||
|
|
12 |
|
960 | ||||||
|
|
|
9 |
965 | ||||||
MTH 411-6 |
27 |
|
|
|
950 |
650 |
0,509 |
280 | ||
|
22 |
|
|
960 | ||||||
|
|
18 |
|
965 | ||||||
|
|
|
14 |
975 | ||||||
MTH 412-6 |
36 |
|
|
|
955 |
950 |
0,687 |
345 | ||
|
30 |
|
|
965 | ||||||
|
|
25 |
|
970 | ||||||
|
|
|
18 |
980 | ||||||
MTH 311-8 |
9 |
|
|
|
675 |
270 |
0,280 |
170 | ||
|
7,5 |
|
|
690 | ||||||
|
|
6 |
|
705 | ||||||
|
|
|
4,5 |
715 | ||||||
MTH 312-8 |
13 |
|
|
|
690 |
430 |
318 |
210 | ||
|
11 |
|
|
700 | ||||||
|
|
8,2 |
|
715 | ||||||
|
|
|
6 |
725 | ||||||
MTH 411-8 |
18 |
|
|
|
695 |
580 |
0,547 |
280 | ||
|
15 |
|
|
705 | ||||||
|
|
13 |
|
710 | ||||||
|
|
|
10 |
720 | ||||||
MTH 412-8 |
26 |
|
|
|
710 |
900 |
0,764 |
345 | ||
|
22 |
|
|
715 | ||||||
|
|
18 |
|
725 | ||||||
|
|
|
13 |
730 | ||||||
MTH 511-8 |
34 |
|
|
|
695 |
1020 |
1,095 |
470 | ||
|
28 |
|
|
705 | ||||||
|
|
23 |
|
715 | ||||||
|
|
|
18 |
725 | ||||||
MTH 512-8 |
45 |
|
|
|
695 |
1400 |
1,450 |
570 | ||
|
37 |
|
|
705 | ||||||
|
|
31 |
|
715 | ||||||
|
|
|
25 |
725 | ||||||
MTH 611-10 |
53 |
|
|
|
560 |
2360 |
4,325 |
900 | ||
|
45 |
|
|
570 | ||||||
|
|
36 |
|
575 | ||||||
|
|
|
28 |
580 |
Продолжение табл.1.7
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | ||
MTH 612-10 |
70 |
|
|
|
560 |
3200 |
5,340 |
1070 | ||
|
60 |
|
|
565 | ||||||
|
|
48 |
|
575 | ||||||
|
|
|
35 |
580 | ||||||
MTH 613-10 |
90 |
|
|
|
570 |
4200 |
6,360 |
1240 | ||
|
75 |
|
|
575 | ||||||
|
|
60 |
|
580 | ||||||
|
|
|
40 |
585 | ||||||
MTH 711-10 |
125 |
|
|
|
580 |
4650 |
10,45 |
1550 | ||
|
100 |
|
|
584 | ||||||
|
|
80 |
|
588 | ||||||
|
|
|
65 |
592 | ||||||
MTH 712-10 |
155 |
|
|
|
580 |
5800 |
13,00 |
1700 | ||
|
125 |
|
|
585 | ||||||
|
|
100 |
|
590 | ||||||
|
|
|
80 |
593 | ||||||
MTH 713-10 |
200 |
|
|
|
582 |
7450 |
15,30 |
1900 | ||
|
160 |
|
|
586 | ||||||
|
|
125 |
|
590 | ||||||
|
|
|
100 |
593 |
Таблица 1.8 – Геометрические размеры крановых электродвигателей
Тип двига-теля |
Размеры, мм |
Вал | |||||||||
L |
B |
H |
l1 |
d |
l |
h |
c |
b |
d1 | ||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
MTF 011 |
515 |
251 |
313 |
207 |
25 |
60 |
125 |
74 |
90 |
17 |
Цилиндри-ческий |
MTF 012 |
550 |
251 |
313 |
222 |
25 |
60 |
125 |
95 |
90 |
17 |
-||- |
Продолжение табл.1.8
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
MTF (H) 111 |
583 |
271 |
343 |
233 |
35 |
80 |
140 |
95 |
110 |
17 |
-||- |
MTF (H) 112 |
623 |
271 |
343 |
251 |
35 |
80 |
140 |
117 |
110 |
17 |
-||- |
MTF (H) 211 |
700 |
314 |
393 |
271 |
40 |
110 |
170 |
121 |
122 |
22 |
-||- |
MTF (H) 311 |
748 |
356 |
451 |
287 |
50 |
110 |
190 |
130 |
140 |
22 |
-||- |
MTF (H) 312 |
823 |
356 |
451 |
330 |
50 |
110 |
190 |
160 |
140 |
22 |
-||- |
MTF (H) 411 |
877 |
409 |
524 |
346 |
65 |
140 |
225 |
167 |
165 |
26 |
Коничес- кий |
MTF (H) 412 |
952 |
409 |
524 |
378 |
65 |
140 |
225 |
210 |
165 |
26 |
-||- |
MTH 511 |
1011 |
448 |
572 |
406 |
70 |
140 |
250 |
155 |
190 |
33 |
-||- |
MTH 512 |
1111 |
448 |
572 |
466 |
70 |
140 |
250 |
195 |
190 |
33 |
-||- |
MTH 611 |
1152 |
640 |
764 |
424 |
90 |
170 |
315 |
172 |
260 |
39 |
-||- |
MTH 612 |
1252 |
640 |
764 |
474 |
90 |
170 |
315 |
222 |
260 |
39 |
-||- |
MTH 613 |
1347 |
640 |
764 |
522 |
90 |
170 |
315 |
270 |
260 |
39 |
Коничес кий |
MTH 711 |
1423 |
766 |
923 |
541 |
110 |
210 |
400 |
220 |
320 |
46 |
-||- |
MTH 712 |
1493 |
766 |
923 |
576 |
110 |
210 |
400 |
255 |
320 |
46 |
-||- |
MTH 713 |
1573 |
766 |
923 |
616 |
110 |
210 |
400 |
295 |
320 |
46 |
-||- |
Для рассматриваемого примера:
,
где ηмех=0,85.
Выбранное значение ηмех заносим в программу:
КПД механизма подъема |
мех |
0,85 |
Программой вычислены следующие параметры двигателя:
Статическая мощность, кВт |
Рст |
15,8 |
Требуемая номинальная мощность, кВт |
Рд.н |
15,8 |
Выбран двигатель со следующими характеристиками:
- тип МТF 312-8;
- номинальная мощность Рд.н=15 кВт;
- ПВ% 15%;
- частота вращения вала nд=680 об/мин;
- момент инерции ротора Iя=0,387 кг·м2;
- диаметр вала двигателя d1=50 мм.
Параметры двигателя заносим в программу:
Тип |
МТF 312-8 | |
Номинальная мощность, кВт |
Рд.н |
15 |
ПВ% |
ПВ% |
15 |
Частота вращения вала, мин-1 |
nд |
680 |
Номинальный момент, Н·м |
Тд.н |
122 |
Момент инерции ротора, кг·м2 |
Iя |
0,387 |
Диаметр вала двигателя, мм |
d1 |
50 |