курсовой проект по дисциплине Грузозахватные и грузоподъемные механизмы промыслового оборудования. курсовой проект по дисциплине Грузозахватные и грузоподъемные ме. Курсовой проект по дисциплине Грузозахватные и грузоподъемные механизмы промыслового оборудования (наименование дисциплины) на тему Проект расчёта элементов трубоукладчика
 Скачать 0.83 Mb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет» (ФГБОУ ВО «КубГТУ») Институт нефти, газа и энергетики Кафедра оборудования нефтяных и газовых промыслов Направление подготовки /специальность 15.03.02. «Технологические машины и оборудование» (код и наименование направления подготовки/специальности) Профиль/специализация «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов» (наименование профиля/специализации) КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине Грузозахватные и грузоподъемные механизмы промыслового оборудования (наименование дисциплины) на тему: «Проект расчёта элементов трубоукладчика» (тема курсового проекта) Выполнил(-а) студент(-ка) Шуркин В.Г. 3 курса группы 19-ЗНБс-ТМ1 (фамилия, имя, отчество) Допущен к защите _______________________ (дата) Руководитель (нормоконтролер) проекта Дубов В.В. ( должность, подпись, дата) Защищен_______________________ Оценка_______________________ (дата) Члены комиссии:____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ( должность, подпись, дата, расшифровка подписи) Краснодар 2022 г. ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет» (ФГБОУ ВО «КубГТУ») Институт нефти, газа и энергетики Кафедра оборудования нефтяных и газовых промыслов Направление подготовки /специальность 15.03.02. «Технологические машины и оборудование» (код и наименование направления подготовки/специальности) Профиль/специализация «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов» (наименование профиля/специализации) УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой Величко Е.И. ____________________________ _______________________20 __г. ЗАДАНИЕ на курсовой проект/работу Студенту(-ке) Шуркину В.Г. курса 3 группы 19-ЗНБс-ТМ1 Тема проекта/работы: «Проект расчёта элементов трубоукладчика» (утверждена указанием директора института № 172 от 24.09.2021 г.) План проекта/работы: 1. Расчет механизма подъема груза 2. Расчет механизма перемещения крановой тележки 3. Расчет валов 4. Шпоночные соединения 5. Выбор соединительной муфты Объем проекта/работы: а) пояснительная записка__________________________________ с. б) иллюстративная часть__________________________________ ч. Рекомендуемая литература: 1. В.И. Анурьев. Справочник конструктора – машиностроителя. М.: Машиностроение, 1980, том 1, 2, 3. 2. Иванченко Ф.К. Расчеты грузоподъемных и транспортных машин. Киев: «Вище школа», 1978. – 566с. 3. Н.Ф. Руденко, М.П. Александров, А.Г. Лысяков. Курсовое проектирование грузоподъемных машин. М.: Машиностроение, 1961 г. – 303с. Срок выполнения: с «____» _______20__г. по «____» _______20__г. Срок защиты: «____» _______20__г. Дата выдачи задания: «____» _______20__г. Дата сдачи проекта/работы на кафедру: «____» _______20__г. Руководитель проекта/работы ___________________________ ( должность, подпись) Задание принял(-а) студент(-ка) ___________________________ (подпись) Реферат Курсовой проект 55 с., 12 рис., 4 табл., 7 источников. Иллюстративная часть курсового проекта 1 лист формата А2x3. ПОДЪЁМНЫЙ МЕХАНИЗМ, ПЕРЕДАТОЧНЫЙ МЕХАНИЗМ, КАНАТНЫЙ БЛОК, БАРАБАН, ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, РЕДУКТОР, ТОРМОЗ. Цель курсового проекта: расчет элементов крановой тележки грузоподъемного механизма, используемого при строительстве газонефтепроводов. В данном курсовом проекте был выполнен проект тележки мостового крана. Для этого были выполнены: расчёт механизма передвижения тележки; расчёт механизма подъема груза; были выполнены проверочные расчеты двигателя механизма передвижения тележки, двигателя механизма подъема груза и проверка запаса сцепления колёс тележки; были выполнены прочностные расчёты крюковой подвески, барабана механизма подъема на прочность, крепления каната к барабану, ходового колеса тележки на прочность. В графической части выполнен следующий чертеж: барабан механизма подъёма мостового крана. Изм Кол.уч №док. Подпись Дата Лист 3 Ин в. № Под п. и да т а Вз ам. ин в. 55 Листов Пров. Лист Стадия КубГТУ ОНГП Пояснительная записка КОНГП.15.03.02.7.ПЗ КП Разраб. Шуркин Дубов В.В. Содержание стр. Введение ................................................................................................................... 6 1 Нормативные ссылки ........................................................................................... 7 2 Исходные данные ................................................................................................. 8 3 Расчет механизма подъема груза ...................................................................... 10 3.1 Схема подъемного механизма. Схема набегания каната на барабан ..... 10 3.2 Выбор диаметра каната, проверка каната по пусковому моменту ............. 3.3 Параметры канатных блоков ...................................................................... 13 3.4 Параметры крюка. Прочность элементов подобранного крюка ............. 14 3.5 Конструкция подвески крюка. Проверка на прочность её элементов ....... 3.5.1 Подвеска крюка ..................................................................................... 16 3.5.2 Проверка на прочность траверсы ........................................................ 17 3.5.3 Проверка на прочность поперечины крюка ....................................... 19 3.5.4 Проверка цапфы поперечины на прочность ...................................... 20 3.5.5 Проверка на прочность серьги ............................................................ 22 3.6 Геометрический расчет барабана. Расчет барабана на прочность ......... 23 3.7 Крепление конца каната на барабане ......................................................... 27 3.8 Выбор двигателя и редуктора ..................................................................... 32 3.9 Проверка электродвигателя по пусковому моменту ................................ 35 3.10 Выбор тормоза. Расчёт тормозного момента .......................................... 37 4 Расчет механизма перемещения крановой тележки ...................................... 41 4.1 Кинематическая схема механизма передвижения .................................... 41 4.2 Статическая нагрузка на ходовом колесе .................................................. 41 4.3 Тип рельса и его крепление ........................................................................ 41 4.4 Проверочный расчет колеса и рельса на прочность ................................. 42 4.5 Выбор электродвигателя и редуктора ............................................................ 5 Расчет валов ........................................................................................................ 45 6 Шпоночные соединения .................................................................................... 48 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 4 КОНГП.15.03.02.7 ПЗ 7 Выбор соединительной муфты ......................................................................... 50 7.1 Зубчатые соединительные муфты .............................................................. 50 8 Охрана труда ....................................................................................................... 52 Заключение ............................................................................................................ 54 Список использованных источников .................................................................. 55 Иллюстративная часть курсовой работы: 1 КОНГП.15.03.02.07 ВО Канатный барабан на 1 листе формата А2x3 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 5 КОНГП.15.03.02.7 ПЗ Введение К мостовым кранам общего назначения относят крюковые, магнитные, грейферные и магнитно-грейферные краны. Мостовые краны применяют в цехах ремонтных предприятий и произ- водственных цехах предприятий строительной индустрии. Конструкции спе- циальных мостовых кранов весьма разнообразны. Эти краны могут быть по- ступательно перемещающимися по крановым рельсам или вращающимися во- круг вертикальной оси. К вращающимся кранам относятся хордовые, радиаль- ные и поворотные. Поступательно перемещающиеся мостовые краны часто снабжают крюками, скобами, либо специальными грузозахватными устройствами (маг- нитами, грейферами, механическими клещами). Мостовые краны снабжены тележками, предназначенными для подъема и перемещения груза вдоль про- лета. Тележки могут перемещаться по рельсам, закрепленные на верхних или нижних поясах мостов. Тележки, передвигающиеся по нижним поясам мостов, могут перемещаться по переходным мостикам из одного пролета цеха в рядом расположенный. Переходные мостики с рельсами для тележек расположены под подкрановыми балками и имеют троллеи для питания электродвигателей. Тележки, перемещающиеся по верхним и нижним поясам балок мо- стов, могут быть снабжены поворотными стрелами, опорно-поворотными устройствами и поворотными частями, вращающимися вокруг вертикальных осей. На поворотных осях расположены стрелы, снабженные грузозахватными устройствами. Механизмы мостового крана обеспечивают три движения: подъем гру- за, передвижение тележки и передвижение моста. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 6 КОНГП.15.03.02.7 ПЗ 1 Нормативные ссылки При выполнении графической и текстовой части курсового проекта были использованы ссылки на следующие стандарты: 1. ГОСТ 1050-74 Качественные углеродистые стали. 2. ГОСТ 4543-71 Легированные стали. 3. ГОСТ 21354-87 Расчеты на прочность цилиндрической зубчатой пе- редач. 4. ГОСТ 9563-80 Модули эквивалентных зубчатых передач. 5 . ГОСТ 2185-80 Основные параметры цилиндрических передач. 6. ГОСТ 25301-82 Основные параметры цилиндрических редукторов. 7. ГОСТ 23360-78 Призматические шпонки. 8. ГОСТ 6636-69 Нормальные линейные размеры. 9. ГОСТ 19523-81 Асинхронные двигатели серии 4А. 1 0. ГОСТ 8338-75 Шарикоподшипники радиальные однорядные. 11. ГОСТ 2.105-95 Общие требования к текстовым документам. 12. ГОСТ 2.106-96 Текстовый документ. 13. ГОСТ 2.104-68 Основные надписи. 14. СТП 053-2.12-93 Курсовое проектирование, общие требования. 15. ГОСТ 2.107-68 Основные требования к рабочим чертежам. 16. ГОСТ 2.109-73 Правила выполнения чертежей деталей, сборочных общих видов, габаритных и монтажных. 17. ГОСТ 2.119-73 Эскизный проект. 18. ГОСТ 2.120-73 Технический проект. 19. ГОСТ 2.301-68 Формы, масштабы, линии, шрифт чертежей, изоб- ражения – виды, размеры, сечения. 20. ГОСТ 2.307-68 Нанесения размеров и предельных отклонений. 21. ГОСТ 2.309-68 Обозначение шероховатости поверхностей. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 7 КОНГП.15.03.02.7 ПЗ 22. ГОСТ 2.316-68 Правила нанесения на чертежах надписей, техниче- ских требований, таблиц. 23. ГОСТ 2.403-75 Правила выполнения рабочих чертежей цилиндри- ческих зубчатых колес. 24. ГОСТ 25347-82 Единая система допусков и посадок. Поля пропус- ков и рекомендуемые посадки. 25. ГОСТ 7808-70 Болты. 26. ГОСТ 2524-70 Гайки. 27. ГОСТ 6407-70 Шайбы пружинные. 28. ГОСТ 8752-79 Манжеты резиновые армированные. 29. ГОСТ 3129-70 Штифты цилиндрические. 30. ГОСТ 18511-73 Крышка привертная глухая 31. ГОСТ 18512-73 Крышка привертная с отверстием для манжетного уплотнения. 32. ГОСТ 11738-84 Винт с цилиндрической головкой и шестигранным углублением «под ключ» класса точности А. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 8 КОНГП.15.03.02.7 ПЗ 2 Исходные данные 1 – полиспаст, 2 – барабан, 3 – муфта, 4 – редуктор, 5 – тормоз, 6 - электродвигатель. Рисунок 1- Схема механизма подъема груза 1 – электродвигатель, 2 – муфта с тормозным шкивом, 3 – тормоз коло- дочный, 4 – редуктор, 5 – колесо ходовое, 6 – открытая зубчатая передача, 7 – муфта зубчатая Рисунок 2 - Схема механизма передвижения груза Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 9 КОНГП.15.03.02.7 ПЗ 3 Расчет механизма подъема груза 3.1 Схема подъемного механизма. Схема набегания каната на барабан По заданному весу груза G, скорости подачи v и высоте его подъема h выполним кинематический и силовой расчет механизма подъема крановой те- лежки, относительную нагрузку принять ПВ 25% - средний. Вес груза (труба): 𝐺 = 𝑙 × 𝑚 = 122,72 × 12 = 1472,64 кг (1) Габаритные размеры, вес и стоимость передаточного механизма нахо- дятся в прямой зависимости от его передаточного отношения. Так как малая грузоподъемность груз подвешивается на одном подвижном блоке. Рисунок 3- Схема набегания каната на барабан Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 10 КОНГП.15.03.02.7 ПЗ 3.2 Выбор диаметра каната, проверка каната по пусковому моменту Принимаем кратность полиспаста i п = 4. Принимаем КПД полиспаста η п =0,99. Действительное натяжение набегающей на барабан ветви, кг: T 0 = G 2 ∙ i п ∙ η п = 1472,64 2 · 4 · 0,99 = 185,93 кг (2) Канат выбираем по разрывному усилию: S p ≥ T 0 · n к (3) где n k – коэффициент запаса прочности каната для среднего режима. Принимаем n k =5,5. S p ≥ 185,93 · 5,5 = 1022,6 кг Определяем минимальный диаметр каната d min по максимальному ста- тическому натяжению: d min = k�T 0 , k = 0,3 … 0,4 мм (4) d min = 0,4 · �156,045 = 5,45 мм Выбираем канат двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6х19(1+6+6/6)+1 о.с. (ГОСТ 2688-80), диаметром d к =6,2 мм при расчетном пределе прочности проволок σ=200 кгс/мм 2 , площадью сечения всех проволок F k =14,47 мм 2 и с разрывным усилием S p =2900 кгс. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 11 КОНГП.15.03.02.7 ПЗ Динамический запас прочности: 𝑆 𝑣 = 𝑇 𝑝 𝑇 𝑜 ≥ 6 (5) 𝑆 𝑣 = 2900 185,93 ≥ 6 𝑆 𝑣 = 15,6 ≥ 6 Динамическое натяжение каната, кг: 𝜓 = 1 + 𝑣 6 · �𝑔 · 𝑓 ст (6) где f ст – статическое натяжение каната, кг: 𝑓 ст = 100 · 𝐺 · ℎ 2𝑖 п · 𝐸 𝑠 · 𝐴 𝑠 (7) где A s – площадь поперечного сечения каната (см 2 ); E s =0,9·10 6 кгс/см 2 - модуль упругости каната. 𝑓 ст = 100 · 1472,64 · 15 2 · 4 · 0,9 · 10 6 · 0,1447 = 2,12 кг 𝜓 = 1 + 0,24 6 · √9,81 · 2,12 = 1,00877 Динамическое натяжение каната, кг: 𝑇 𝑣 = 𝜓 · 𝑇 0 = 1,00877 · 185,93 = 187,567 (8) Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 12 КОНГП.15.03.02.7 ПЗ Запас прочности при динамическом натяжении: 𝑛 д = Р р 𝑇 𝑣 ≥ [𝑛] (9) где P p – разрывное усилие для выбранного каната, кг; [n ]≥2 – допускаемый запас прочности для каната. 𝑛 д = 2900 187,567 ≥ [2] 𝑛 д = 15,461 ≥ 2 − соответстует условию. 3.3 Параметры канатных блоков Канаты и звенья цепей при огибании блоков не должны подвергаться сильному изгибу и износу. Во избежание появления больших напряжений из- гиба и для обеспечения долговечности гибкого органа практикой установлены минимальные допускаемые диаметры блоков: для стальных проволочных ка- натов: 𝐷 0 ≥ (16 … 30)𝑑 𝑘 (10) где D 0 – номинальный диаметр блока, измеряемый по средней линии гиб- кого элемента, мм. 𝐷 0 ≥ (16 … 30) · 6,2 = 99,2 … 186 мм 𝐷 0 = 140 мм Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 13 КОНГП.15.03.02.7 ПЗ 3.4 Параметры крюка. Прочность элементов подобранного крюка По номинальной грузоподъемности Q=1472,64 кг и режиму работы вы- бираем крюк однорогий, тип А №7. Крюк изготовлен из стали 20, имеющей предел прочности σ в =4200 кгс/см 2 , предел текучести σ т =2500 кгс/см 2 , предел выносливости σ -1 =1200 кгс/см 2 . Резьба шейки крюка – метрическая М24 с внутренним диаметром d в =20,319 мм. Стержень крюка рассчитывается на растяжение резьбового участка по внутреннему диаметру метрической резьбы d 1 (наиболее опасное сечение) 𝜎 = 4𝐺 𝜋𝑑 1 2 , кг см 2 (11) где G – заданная грузоподъемность механизма, кг. Допускаемое напряжение для крюка из стали 20, принятое для расчета крюков [σ]≤1470 кг/см 2 𝜎 = 4 · 1600 3,14 · 2 2 ≤ [1470] 𝜎 = 509,55 ≤ [1470] − соответствует условию Минимальная высота |