Исследование фракталов: ковер Серпинского

 

1. Расчет механизма подъема


.1 Выбор полиспаста и каната


Усилие в набегающей части каната определяем по формуле:


,где(1)

молотовидный кран электродвигатель

Q-грузоподъёмность каната, т

k-количество полиспастов(k=2);

m-кратность полиспаста

-кпд полиспаста, кпд выбираем в зависимости от кратности полиспаста

-сила тяжести крюковой подвески., т


(2)


Разрывное усилие каната определяется по формуле:


,где (3)


-коэффициент запаса прочности каната (выбирается в зависимости от режима работы механизма: для режима 4М)

По разрывному усилию выбираем канат двойной свивки типа ЛК-Р:

Разрывное усилие каната (табличное) ;

Диаметр каната ;

Шаг нарезки канавок на барабан определим по формуле:


.2 Выбор барабана


Диаметр барабана определяем по формуле:

,

где

минимальный диаметр блока,

,где

е - эмпирический коэффициент, зависящий от типа крана и режима его эксплуатации (е=25 для режима 4М)

- диаметр каната

Диаметр барабана :


1.3 Выбор электродвигателя


Статическая расчетная мощность привода (кВт) определяется по формуле:


(6)


где:

-скорость подъема груза, м/с;

-кпд механизма;

кпд механизма находим по формуле:


, (7)


где

=0,99 - кпд муфты;

=0,94 - кпд редуктора;

=0,98 - кпд барабана;

- кпд полиспаста

По полученной статической мощности с учетом режима работы выбираем электродвигатель типа МТН 612-10 со следующими характеристиками при ПВ=25%:

.Номинальная мощность

.Номинальная частота вращения ротора

.Момент инерции ротора

.Масса


.4 Выбор редуктора


Передаточное отношение редуктора определятся по формуле:


,где (8)


-частота вращения барабана. Об/мин

По справочнику выбираем двухступенчатый цилиндрический редуктор в зависимости от числа оборотов двигателя, исполнения по передаточному числу и мощности двигателя.

Выбираем редуктор РМ-850 со следующими параметрами:

.Передаточное отношение

.Мощность двигателя ; 3.Масса

т.к .,то уточнение диаметра барабана не требуется.

1.5 Выбор длины барабана


Длина барабана определяется по формуле:


,где(9)


-длина между нарезками;

-длина нарезной части;

-расстояние от нарезной части до края барабана;


.где(10)


-число рабочих витков;


,где(11)


Н-высота подъема, м;

-Число запасных витков;;

-Число витков нарезки;;

,где(12)

t - шаг нарезки

(14)

L=1.19м;;

Т.к. длина барабана меньше трёх диаметров барабана, то напряжения изгиба и кручения можно не учитывать.


.6 Выбор тормоза


Тормозной момент определяем из условия удержания неподвижно висящего груза:


,где(15)


-коэффициент запаса торможения(зависящий от режима работы при режиме 4М);

По расчетному значению тормозного момента выбираем тормоз колодочный с гидротолкателем ТГК-400 с ;


.7 Выбор муфт


Соединение электродвигателя с редуктором выполняется посредством муфты упругой втулочно-пальцевой с тормозным шкивом. Выбор муфты осуществляется по тормозу, так как в марке тормоза заложен размер тормозного шкива. Для тормоза ТКГ-400 применяют шкив диаметром 400 мм

.Диаметр шкива - ;

.Момент инерции муфты - ;


.8 Проверка электродвигателя по времени разгона


Время разгона электродвигателя при подъеме определим по формуле:


,где(16)


Q-масса груза(кгс);

G-сила тяжести груза(Н);

,-моменты инерции соответственно якоря (ротора) электродвигателя и соединительной муфты между двигателем и редуктором,

-средней пусковой момент электродвигателя,

(-номинальный момент электродвигателя, Нм, где -мощность двигателя в кВт);

=12сек-допускаемое время разгона механизма.


1.9 Проверка тормоза


Время торможения при опускании груза определяем по формуле:


,где (17)


-допустимое время торможения;



.10 Уточнение внутреннего диаметра барабана.


Барабан делаем литым, марку стали выбираем по справочнику (35Л2) и определяем толщину стенки барабана по допускаемым напряжениям сжатия и определения толщены стенки барабана.


(18)


<где(19)

F-усилие в канатах барабана, при налегании на барабан;

t-шаг нарезки;


.11 Расчет оси барабана на статическую прочность


Находим реакции в опорах:






Строим эпюру изгибающих моментов:





3,823


4,47


Эпюра изгибающих моментов

Ось изготавливаем из высококачественной стали ст45,имеющей следующие показатели:

1.предел текучести

.предел прочности

.предел выносливости

Определим допускаемое напряжение изгиба для расчета оси по допускаемым напряжениям по условию прочности по формуле:


(21)


(22)


Где: n=1.4 - коэффициент запаса;

к=2 - коэффициент концентрации напряжений

Условия прочности выполняются.


.12 Расчет подшипника


Количество оборотов находим по формуле:


(23),где


m - коэффициент для подшипников m=10/3

-эквивалентная нагрузка на подшипник роликовый радиально сферический

=37000 Н - динамическая грузоподъемность


(24),где


-коэффициент вращения,

-коэффициент радиальной нагрузки,X=1

-Коэффициент безопасности,=1,1-1,2 ()

-температурный коэффициент, =1


2. Расчет механизма передвижения тележки


.1 Выбор ходовых колес


Диаметр ходового колеса выбирают в зависимости от давления на колесо, скорости движения механизма и режима эксплуатации. С выбором колеса определяют размеры подшипников, вала (оси) и корпусов полубукс.


(1)


Где:

-грузоподъёмность, т

-масса тележки, т

-число ведущих колёс

По полученной мощности и по заданной скорости подбираем колесо с диаметром d=250мм;


.2 Выбор электродвигателя


Сопротивление сил трения определяем по формуле:


(3)


Где:

-Коэффициент сопротивления движению, определяемый по формуле:

(4)


Где:

-коэффициент трения в подшипниках качения (=0,015)

-отношение диаметров цапфы колеса (=0,3)

- коэффициент трения качения колеса (=0,5мм)

- коэффициент сопротивления в ребордах (с=22,3)





Сопротивление от уклона путей определяем по формуле:


(5)


Где:

-уклон путей ( с)

Сила инерции:

,где

-скорость передвижения тележки, м/с

-время разгона,

Мощность двигателя определится как:

Подбираем электродвигатель МТН 211-6 с номинальной мощностью Р=8,2кВт; скоростью вращения =900 об/мин,


.3 Выбор редуктора


Передаточное отношение редуктора определяем по формуле:


,(6)


По полученным данным выбираем редуктор Ц2-250 с передаточным отношением u=8,32;мощностью =18кВт;n=1000 об/мин


.4 Выбор тормоза


Максимальный тормозной момент определим по формуле:


(10)

Где:

-статический момент при движении тележки, Нм

-маховый момент ротора ()

-момент инерции муфты (=0,11 )

-время торможения механизма передвижения ( с)

Статический момент при движении тележки определим по формуле:


(11)


Где:



По полученному значению выбираем тормоз ТКГ-160 с соответствующим тормозным моментом =0,1 кНм. Выбиваем муфту упруго втулочно-пальцевую с тормозным шкивом равным 160 мм.


2.5 Проверка электродвигателя по времени разгона


Сила сопротивления движению при разгоне определяется по формуле:



Где:

средний пусковой момент

Где:

кратность среднего пускового момента двигателя;

номинальный момент двигателя;

номинальная мощность двигателя;


.6 Проверка электродвигателя по времени торможения


Сила сопротивления движению при торможении определяется по формуле:


(14)


;


.7 Проверка запаса сцепления приводных колес с рельсами



3. Расчёт механизма поворота



.1 Определение нагрузок, действующих на опоры крана при положении тележки с грузом на конце консоли


Масса крана, ;

Масса тележки: ;

Расстояние от центра тяжести крана до оси его вращения:

Расстояние от центра тяжести груза до оси вращения крана, Rmax=8м

Высота колонны: h=7м;

Расчёт противовеса:

Масса противовеса:

Вертикальная реакция:

Горизонтальная реакция:


.2 Выборы опорно-поворотного устройства


В верхней опоре поворотной части устанавливают упорный шарикоподшипник. Так как скорость вращения подшипника меньше, чем 1 об/мин, то выбор подшипника произвожу по статической грузоподъемности,

Выбираю упорный шариковый подшипник D=170 мм d=100 мм Со=610 кН Так же в верхней опоре устанавливаю радиальный двухрядный сферический роликовый подшипник, Аналогичный сферический подшипник устанавливаю в нижней опоре колонны, выбираю радиальный двухрядный сферический роликовый подшипник серии Со=102 кН D=180 мм d=100мм


.3 Определение моментов, сил трения


Момент сил трения от горизонтальной реакции:

Где - коэффициент трения,

- средний диаметр цапфы ,

Момент сил трения от вертикальной реакции:

Где - коэффициент трения,

- средний диаметр пяты,

Момент от сил трения в нижней обойме:



R-усилие действующего на ролик

- угол действия сил R

- диаметр оси ролика

- диаметр ролика

- диаметр окружности движения роликов

- коэффициент трения качения ролика по кольцу

-коэффициент трения в подшипнике ролика

Момент сил трения:


.4 Определение сопротивления вращению от крена крана


Суммарный опрокидывающий момент от вертикальных сил, действующих на кран:

Момент сопротивления от наклона крана:

Где угол наклона;

угол поворота


.5 Определение сопротивлений вращению от давления ветра:


где

наветренные площади груза и крана;


.6 Определение сопротивлений вращению от сил инерции


Где

момент инерции груза относительно оси вращения крана;

момент инерции крана относительно оси вращения крана;

время разгона механизма поворота;


.7 Определение мощности привода


гдекпд механизма поворота;

кратность среднего пускового момента двигателя;

По каталогу выбираю крановый двигатель МТН-211-6


.8 Компоновка механизма поворота крана с открытой конической передачей и цилиндрическим редуктором


Передаточное отношение открытой цилиндрической передачи:

Общее передаточное отношение:

Тогда потребное передаточное отношение редуктора будет равно:

Передаточное отношение соосного редуктора (на основе редуктора Ц2-300) передачи:

Соответственно берём его с данными:


.9 Выбор тормоза


Тормозной момент при наличие муфты предельного момента рассчитывается по формуле:

Тогда требуемый тормозной момент будет равен:

Выбираю тормоз ТКГ-200 - тормоз колодочный электрогидравлический с диаметром

Тормозного шкива 200 мм и наибольшим тормозным моментом ,

По диаметру тормозного шкива подбираю муфту упругую втулочно пальцевую с тормозным шкивом 200 мм

Время торможения механизма поворота крана:










.10 Определение момента фрикционной муфты


На перегрузочных кранах для предотвращения перегрузок механизма поворота и

металлоконструкций поворотной части крана устанавливается муфта предельного момента.

Фрикционная муфта рассчитывается с запасом в 10%.

Момент срабатывания муфты:



Где коэффициент запаса

Необходимое усилие сжатия пружины:

Где коэффициент трения бронзового обода со стальным конусом.

Принятые пределы регулирования фрикциона, в соответствии с этим наибольшее сжатие пружины

Наибольший и наименьший диаметры конуса:

Удельное давление на рабочей поверхности конуса:

Допускаемое давление стали по бронзе может быть принято в пределах


.11 Расчёт пружины для муфты предельного момента


Задаёмся индексом пружины с=5

Необходимый диаметр проволоки



Где k-поправочный коэффициент, учитывающий кривизну витков:

допускаемые предельные напряжения для пружин из стали;

Средний диаметр пружины в этом случае:

Наибольшее допустимое предельное усилие

Зазор между витками при рабочей нагрузки пружины:

Зазор между витками при ненагруженной пружине:

Шаг витков при ненагруженной пружине:

Наибольшая допустимая длина пружины:

Число витков


.12 Расчёт параметров соосного редуктора


В этом пункте будет рассмотрен упрощённый проектировочный расчёт двухступенчатого соосного редуктора. В качестве базы для редуктора выбираем двухступенчатый цилиндрический редуктор Ц2-350 со следующими параметрами:


Обозначение редуктораСтупеньБыстроходнаяТихоходнаяЦ2-3002,5903100

Ступени БыстроходнаяТихоходная50.94 10 77




Меняем межосевое расстояние



Получим передаточное отношение для зубчатого венца:



Рассчитаем основные параметры открытой передачи, задавшись прежде числом зубьев шестерни и межосевым расстоянием . Угол нарезки зубьев

4. Проверочные расчеты деталей крана


4.1 Расчет шпонки на смятие


Шпонка на валу механизма поворота

Шпонка 28х16х100 ГОСТ 23360-78

b=28 мм

h=16мм

l=70 мм

Передаваемый момент Т равен:


,где


момент срабатывания муфты фрикциона, Нм

передаточное отношение тихоходной ступени



глубина паза на валу,


Сталь 45, МПа

Сравним с допускаемыми напряжениями:

МПа

4.2 Расчет ходового колеса на статическую прочность


После выбора колеса и рельса необходимо провести проверку ,чтобы наибольшие нормальные напряжения в зоне контакта колеса не превышали допускаемых.

При точечном контакте , колесо катится по рельсу, контактные напряжения в ободе

вычисляются по формуле :



=143 МПа


[ф.(V.2.28.),стр.319,(2)]

Где:

= 850 МПа

-при стальном колесе

Кт= 1,1 - коэффициент толчков

Р= 40 кН - расчетное давление колеса на рельс

1,1 -коэффициент режима работы

40 кН

R =300 мм - радиус закругления головки рельса.


4.3 Расчет вертикального вала механизма поворота




аbc















1,254


Список литературы


1.Методические указания СПГУВК

. С. А. Чернавский и др. Курсовое проектирование деталей машин

Машиностроение 1988, 416 с.

. Руденко Н.Ф. и др. Курсовое проектирование грузоподъёмных машин

Машиностроение, М., 1966

. Гаранин И.П. Грузоподъёмные машины на речном транспорте. М., Транспорт, 1991, 319 с.

. Справочник по кранам. Под редакцией Гохберга М.М. Л., Машиностроение,1988,в двух томах.

. Павлов Н.Г. примеры расчётов кранов. 4-е изд. Л. Машиностроение 1976,315 с.

. атлас конструкций грузоподъёмных машин. ЛИВТ., в двух частях.

. Рачков Е.В. Подъёмно-транспортные машины и механизмы. М., Транспорт, 1989, 240 с.


1. Расчет механизма подъема .1 Выбор полиспаста и каната Усилие в набегающей части каната определяем по формуле: ,где(1) молотовидный кр

Больше работ по теме:

КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]

Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение

Скачать      Реферат

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ