Metodichni_vkazivki_KMTP_z_PR
.pdfТаблиця 3.1 – Вихідні дані до роботи
№ |
Транспортний |
Навантаження на вісь |
Висота |
||
піднімання, |
|||||
варіанту |
засіб |
(передня/задня) , кг 1, 2) |
|||
|
|
|
|
мм |
|
1 |
ЗАЗ-968А |
470 |
/ 690 |
150 |
|
|
|
|
|
||
2 |
ГАЗ-24-02 |
920 / 1120 |
160 |
||
|
|
|
|
|
|
3 |
ПАЗ-3201 |
2643 |
/ 4512 |
165 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
ЛАЗ-699Р |
4548 |
/ 8450 |
170 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
ЛАЗ-695Н |
4085 |
/ 7525 |
175 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
ЗІЛ-130-76 |
2625 |
/ 7900 |
180 |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
УАЗ-452Д |
1190 |
/ 1430 |
185 |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
ГАЗ-66-01 |
2730 |
/ 3070 |
190 |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
ГАЗ-53А |
1810 |
/ 5590 |
195 |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
ВАЗ-2106 |
662 |
/ 783 |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
11 |
РАФ-977ДМ |
1230 |
/ 1315 |
155 |
|
|
|
|
|
|
|
12 |
ИЖ-2715 |
630 |
/ 960 |
160 |
|
|
|
|
|
|
|
13 |
РАФ-2203 |
1275 |
/ 1435 |
160 |
|
|
|
|
|
|
|
14 |
ПАЗ-672 |
2538 |
/ 5287 |
170 |
|
|
|
|
|
|
|
15 |
ВАЗ-2101 |
615 |
/ 740 |
160 |
|
|
|
|
|
|
|
16 |
ЗИЛ-ММЗ-555 |
2915 |
/ 7130 |
190 |
|
|
|
|
|
|
|
17 |
ГАЗ-52-04 |
1560 |
/ 3610 |
195 |
|
|
|
|
|
|
|
18 |
УАЗ-452В |
1310 |
/ 1380 |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
19 |
ВАЗ-2106 |
662 |
/ 783 |
180 |
|
|
|
|
|
|
|
20 |
ПАЗ-672 |
2538 |
/ 5287 |
180 |
|
|
|
|
|
|
1)– навантаження беруть для повної ваги транспортного засобу;
2)– навантаження слід вибирати те, що є більшим.
Для проведення розрахунків також необхідно скористатися наведеними нижче параметрами (фіксованими значеннями, а також вибрати необхідне значення із запропонованого діапазону), а саме:
Kз – коефіцієнт запасу вантажопідйомності, що може дорівнювати 1,1 … 1,3; p – тиск робочої рідини, що може дорівнювати 5 … 8 МПа;
Fр – зусилля, яке прикладає робітник до важеля привода домкрата, не повинне
31
бути більшим за 200 Н;
l – довжина важеля домкрата, що може дорівнювати 250 … 400 мм;
l1 – відстань між віссю качання важеля та віссю качання його ж відносно плунжера, що повинна бути меншою l у 15 … 20 разів;
– ККД гідравлічного домкрата, що може дорівнювати 0,75 … 0,85; lр – робочий хід важеля домкрата, що повинен бути не більше 300 мм;
KV – коефіцієнт витікання рідини крізь ущільнення, що дорівнює 0,9 … 0,95;
n – число робочих ходів рукоятки насоса за хвилину, що повинно бути менше або дорівнювати 40 хв-1.
3.4 Розрахунок гідравлічного домкрата
Розрахунок проводиться у наведеній нижче послідовності.
3.4.1 Розрахунок елементів домкрата |
|
|
|
|
||||
Визначаємо вантажопідйомність домкрата, Н: |
|
|||||||
Gд Kз G, |
|
|
(3.1) |
|||||
де G – максимальне навантаження на вісь транспортного засобу; |
|
|||||||
Kз – коефіцієнт запасу вантажопідйомності. |
|
|
|
|||||
Визначаємо діаметр вантажного поршня, мм: |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
D 2 |
Gд |
, |
(3.2) |
|||||
p |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
де p – тиск робочої рідини. |
|
|
|
|
|
|
||
Визначаємо діаметр плунжера насоса [11, с. 43], мм: |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||
dпл D |
Fр l |
, |
(3.3) |
|||||
Gд |
l1 |
|||||||
|
|
|
|
|
де Fр – зусилля, яке докладає робітник до важеля домкрата; l – довжина важеля домкрата;
l1 – відстань між віссю качання важеля та віссю качання його ж, але відносно плунжера;– ККД гідравлічного домкрата.
Результати розрахунків послідовно округлити: за (3.2) – до ближчого
32
найбільшого нормалізованого лінійного значення розмірів, шого знаку (див. табл. 2.4).
3.4.2 Розрахунок часу підйому
Визначаємо робочий хід плунжера насоса, мм:
lпл l1 llр ,
по (3.3) – до пер-
(3.4)
де lр – робочий хід важеля домкрата.
Визначаємо об'єм робочої рідини, яку насос подає за один робочий хід, л:
|
d2 |
|
|
||
V |
пл |
l |
пл . |
|
|
4 |
(3.5) |
||||
н |
|
Визначаємо об'єм робочої рідини, необхідний для піднімання вантажу на задану висоту, л:
Vцил lш,
де lш – хід штока домкрата, що дорівнює висоті піднімання. Визначаємо число робочих ходів важеля домкрата:
Z |
Vцил |
|
, |
V K |
|
||
|
V |
||
|
н |
(3.6)
(3.7)
де KV – коефіцієнт витікання робочої рідини крізь ущільнення. Визначаємо часпідйому домкрата, хв:
t |
Z |
, |
(3.8) |
|
n |
||||
|
|
|
де n – число робочих ходів рукоятки насоса за хвилину.
3.5 Питання для самостійної підготовки
1.Як визначають вантажопідйомність домкрата?
2.Як розраховують діаметр поршня?
3.Як розраховують діаметр плунжера насоса?
4.Як визначають робочий хід плунжера насоса?
5.Як розраховують час підйому?
4. За допомогою схеми, що зображена на рис. 3.2, пояснити принцип роботи гідравлічного домкрата.
33
4 РОЗРАХУНОК ПОВОРОТНОГО КРАНА НА НЕРУХОМІЙ КОЛО НІ. ПРАКТИЧНА РОБОТА № 4
4.1 Мета розробки
Оскільки для умов АТП найбільш доцільною схемою є поворотний кран на нерухомій колоні, то метою роботи є створення безпечної конструкції вказаного крана для забезпечення зручності обслуговування транспортних засобів у зоні ТО і ТР при підніманні аґреґатів.
4.2 Принцип роботи крана на нерухомій колоні
Піднімальним краном називається вантажопідйомна машина, яка працює короткими циклами, що повторюються. На АТП набули поширення повноповоротні крани, що монтуються на підлозі приміщення (див. рис. 4.1). Поворотний кран складається з електротельфера 3, нерухомої 5 і поворотної 4 колон. До поворотної колони приварено стрілу, що складається з двотаврової балки 2 і розкосу 1. Інколи замість електротельферів використовують підйомні механізми з ручним приводом. Переміщення піднятого вантажу вздовж двотаврової балки, а також поворот самого крана відносно вертикальної осі поворотної колони, залежно від вантажопідйомності крана, може бути як ручним, так і за допомогою додаткових редукторів та електродвигунів. Також на АТП набули поширення поворотні крани настінного типу. За своєю конструкц ією вони найбільш близькі до повноповоротних кранів. Відрізняє їх від останніх зменшений майже у два рази кут, що характеризує робочу зону стріли.
На рис. 4.2 наведена розрахункова схема стаціонарного повноповоротного крана.
4.3 Вибір вихідних даних
Для розрахунку крана за варіантом завдання з табл. 4.1 вибираються вихідні дані, а саме: маса вантажу, що підіймається Мгр, максимальний виліт стріли Lmax та висота підйому вантажу Hmax.
34
1
l
min |
3 |
E |
|
|
P |
|
4 |
max |
Мгр |
|
|
H |
5 |
|
RА |
h |
|
0 |
2 Dзовн DвнLmax
h
V
P
a)б)
а– кран; б – розріз опори; 1 – розкіс; 2 – несуча двотаврова балка; 3 – електротельфер; 4 – поворотна колона з привареною стрілою; 5 – нерухома опора
Рисунок 4.1 – Кран стаціонарний повноповоротний
|
|
l |
|
|
|
Gр |
S |
RА |
|
B |
|
|||
|
|
|||
|
A |
Gт |
||
|
|
|||
|
|
Gб |
|
|
|
Lmax /2 |
Lmax |
Мг |
|
|
|
|
||
|
P |
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
P |
|
|
|
|
V |
|
|
А, В, С – характерні точки схеми Рисунок 4.2 – Розрахункова схема повноповоротного крана
35
Таблиця 4.1 – Вихідні дані до роботи
№ |
Маса вантажу, що |
Максимальний |
Висота підйому |
|
підіймається, |
виліт стріли, |
вантажу, |
||
варіанту |
||||
кг |
м |
м |
||
|
||||
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1 |
390 |
2,4 |
2,6 |
|
|
|
|
|
|
2 |
400 |
2,5 |
2,8 |
|
|
|
|
|
|
3 |
500 |
2,5 |
2,8 |
|
|
|
|
|
|
4 |
450 |
2,4 |
2,5 |
|
|
|
|
|
|
5 |
480 |
2,5 |
2,8 |
|
|
|
|
|
|
6 |
500 |
2,4 |
2,7 |
|
|
|
|
|
|
7 |
350 |
2,2 |
2,5 |
|
|
|
|
|
|
8 |
370 |
2,5 |
2,6 |
|
|
|
|
|
|
9 |
400 |
2,4 |
2,7 |
|
|
|
|
|
|
10 |
420 |
2,5 |
2,8 |
|
|
|
|
|
|
11 |
450 |
2,2 |
2,4 |
|
|
|
|
|
|
12 |
500 |
2,3 |
2,5 |
|
|
|
|
|
|
13 |
450 |
2,4 |
2,5 |
|
|
|
|
|
|
14 |
480 |
2,5 |
2,8 |
|
|
|
|
|
|
15 |
490 |
2,5 |
2,8 |
|
|
|
|
|
|
16 |
420 |
2,4 |
2,4 |
|
|
|
|
|
|
17 |
490 |
2,5 |
2,8 |
|
|
|
|
|
|
18 |
500 |
2,2 |
2,4 |
|
|
|
|
|
|
19 |
480 |
2,3 |
2,5 |
|
|
|
|
|
|
20 |
490 |
2,4 |
2,6 |
|
|
|
|
|
Для проведення розрахунків також необхідно скористатися наведеними нижче параметрами (фіксованими значеннями, а також вибрати необхідне значення із запропонованого діапазону), а саме:
Gт – маса талі [13, табл. III.6.1] (вантажопідйомність повинна бути не менша за вантажопідйомність крана), що для моделі ТЭ050-521 дорівнює 111 кг
[14, табл. III.6.1, с. 342];
36
Кд – коефіцієнт динамічності, що дорівнює 1,1;
Таблиця 4.2 – Характеристики двотаврових балок [17, с. 754]
Параметр |
Позначення |
№ профілю |
|||
|
|
|
|||
16 |
18 |
20 |
|||
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Осьовий момент опору поперечного перерізу |
Wб, см3 |
109 |
143 |
184 |
|
Вага погонного метра балки |
qб, кг |
15,9 |
18,4 |
21,0 |
|
|
|
|
|
|
|
Висота профілю балки |
h0, мм |
160 |
180 |
200 |
|
|
|
|
|
|
п – межа плинності для матеріалу з якого виготовлено балку крана, що для Ст3 дорівнює 24 кгс/мм2 [4, с.102];
n – коефіцієнт запасу міцності, що може дорівнювати 2 … 2,5;– кут нахилу розкосу до горизонту, що може дорівнювати 15 ;
sр – товщина сталевого листа, з якого буде виготовлено розк іс балки і яка для виконання роботи дорівнює 10 мм;
Таблиця 4.3 – Допустиме напруження на розтягування для матеріалу розкосу 1)
Позначення |
|
Марка сталі [4, табл. 14] |
|
||
|
|
|
|
|
|
Ст2 |
|
Ст3 |
|
Ст4 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
[ р], кгс/см2 |
800 |
|
900 |
|
950 |
1) – для пульсуючого характеру навантаження (II вид навантаження)
pст – густина сталі, що дорівнює 7,85 г/см3 [18, табл. 13.2];
[ виг] – допустиме напруження на вигин для матеріалу колони повинне відповідати симетричному характеру навантаження, що діє знако змінно (III вид навантаження), і для Ст5 дорівнює 1100 кгс/см2 [4, табл. 14];
Dзовн – зовнішній діаметр труби колони, що дорівнює 180 мм [15,
табл. 10, с. 232];
sст – товщина стінки труби, що може дорівнювати 7, 8 або 9 мм [15, табл. 10, с. 232];
Emin – відстань від верхнього положення гакової підвіски до нижньої неробочої
37
полиці стріли крана, що для талі моделі ТЭ050-521 за ГОСТ 22584-77 до-
рівнює 780 мм [14, табл. III.6.2, с. 343];
h – відстань між радіальними підшипниками, що задається з констру ктивних міркувань і дорівнює 800 мм;
sк – товщина кільця внутрішньої обойми підшипника, що дорівнює 15 мм [16,
с. 63];
dрол – діаметр ролика насипного підшипника, що дорівнює 20 мм [16, с. 63]; lрол – довжина ролика насипного підшипника, що дорівнює 20 мм [16, с. 63];
Таблиця 4.4 – Параметри тіл кочення радіальних сферичних дворядних шарикових підшипників (за ГОСТ 5720-75) [12, табл. 100]
Позначення підшипників |
|
Шарики |
|
|
|
|
|
тип 1000 |
DТ, мм |
|
Z |
1211 |
10,32 |
|
19 |
|
|
|
|
1212 |
11,11 |
|
19 |
|
|
|
|
1214 |
11,90 |
|
20 |
|
|
|
|
1215 |
12,7 |
|
20 |
|
|
|
|
Таблиця 4.5 – Параметри тіл кочення шарикових упорних одинарних підшипників (за ГОСТ 6874-75) [12, табл. 110]
Позначення підшипників |
|
Шарики |
|
|
|
|
|
DТ, мм |
|
Z |
|
|
|
||
8104 |
5,56 |
|
14 |
|
|
|
|
8107 |
6,25 |
|
20 |
|
|
|
|
8109 |
7,14 |
|
22 |
|
|
|
|
38
4.4 Розрахунок крана
Розрахунок крана проводиться у наведеній нижче послідовності.
4.4.1 Розрахунок конструкції крана |
|
Визначаємо відстань від осі повороту крана до середини місця |
приварю- |
вання розкосу до верхньої полиці двотавра [16, с. 60], м: |
|
l 0,8 Lmax, |
(4.1) |
де Lmax – максимальний виліт стріли крана.
Визначаємо максимальний згинальний момент у небезпечному перерізі двотаврової балки [16, с. 60], кН:
Mзг |
Mгр Gт g l |
, |
(4.2) |
|||
|
4 |
|||||
|
|
|
|
|
||
де Мгр – маса вантажу, що підіймається; |
|
|
||||
Gт – маса талі; |
|
|
|
|
|
|
g – прискорення вільного падіння. |
|
|
|
|
||
Визначаємо напругу, що діє в матеріалі балки, |
коли тельфер розташовано |
|||||
посередині розміру l [16, с. 60]: |
|
|
|
|
|
|
зг |
Kд Mзг |
|
зг , |
МПа |
(4.3) |
|
|
|
|||||
|
|
Wб |
|
|
|
|
де Кд – коефіцієнт динамічності;
Wб – осьовий момент опору поперечного перерізу двотаврової балки;
[ зг] – напруга, що допускається в небезпечному перерізі балки [16, стор. 60] і дорівнює, МПа:
зг п , |
(4.4) |
n |
|
де п – межа плинності для матеріалу балки; |
|
n – коефіцієнт запасу міцності. |
|
Визначаємо довжину двотаврової балки, м: |
|
Lб Lmax 0,1 м, |
(4.5) |
де 0,1 м – ділянка балки, необхідна для установки упорів, що обмежує пе-
39
реміщення талі. |
|
Визначаємо вагу двотаврової балки, Н: |
|
Gб qб Lб g , |
(4.6) |
де qб – вага погонного метра балки.
Визначаємо реакцію у вузлі кріплення розкосу двотаврової балки (див.
рис.4.2), кН:
RА |
0,5 Gб Lб Mгр Gт g Lmax |
. |
|
||
|
l |
Визначаємо силу, яка розтягує розкіс (див. рис.4.2), кН:
S sinRА ,
де – кут нахилу розкосу до горизонту. Визначаємо площу перерізу розкосу [16, с. 62]:
F Kд S , мм2р
(4.7)
(4.8)
(4.9)
де [ р]– допустима напруга на розтягування.
Беремо, що розкіс має конструкцію у вигляді смуги. Звідси визначаємо
ширину смуги, з якої його буде виготовлено, мм: |
|
||
hр |
F |
, |
(4.10) |
|
|||
|
sр |
|
де sр – товщина сталевого листа, з якого буде виготовлено розкіс. Результат розрахунку за формулою (4.10) слід округлити до ближчого
найбільшого цілого значення.
4.4.2 Розрахунок колони
Визначаємо вагу розкосу:
l |
|
|
Gр hр sр cos |
pст g, Н |
(4.11) |
де pст – густина матеріалу розкосу.
Визначаємо момент опору поперечного перерізу колони [16, с . 62], см3:
40