записка. Курсовой проект по дисциплине Подъемнотранспортные машины Кнкэ 4000 00. 00. 000 Пз пояснительная записка

• Название: Курсовой проект по дисциплине Подъемнотранспортные машины Кнкэ 4000 00. 00. 000 Пз пояснительная записка
• Дата: 23.10.2022
• Размер: 1.17 Mb.
• Имя файла: записка.docx
• Тип: Курсовой проект; #749993
• страница: 4 из 4

2. Проверочные расчеты

2.1 Проверочные расчеты механизма подъема

Проводим проверку электродвигателя механизма подъема крана на время разгона и нагрев по среднеквадратичному моменту.

По [3, рисунок 4.4], используя значение _ПР, найдем значение КПД при подъеме грузов, вес которых соответствует относительной доле от номинального, указанной на ординате типового графика (рис.П.4.1 [3]).

Принимаем общее количество грузов, поднимаемых–опускаемых за время рабочего цикла, равным 10. Тогда за время принятого рабочего цикла груз весом Q поднимается – опускается 4 раза, весом 0,095Q – 3 раза, весом 0,05Q – 3 (см.рис. 2.1).



Рисунок 2.1 – График загрузки механизма подъема

Значения КПД ₁ = 0,85;  ₂ = 0,5; ₃= 0,3.

Статические моменты при подъеме Т_СТ.ПОД и опускании Т_СТ.ПО определяются по формулам:

; (2.1)

. (2.2)









где  r_Б – радиус барабана по средней линии навитого каната.

Моменты инерции масс i–го груза, приведенные к первому валу:

(2.3)





 Моменты инерции вращающихся масс на первом валу:

.

где I_М = 0,6кгм² – момент инерции муфты с тормозным шкивом, определяемый [13, таблица 1.10].

Момент инерции при разгоне всех вращающихся частей механизма, приведенный к валу двигателя:

. (2.4)

где – коэффициент учета инерции вращающихся масс, расположенных на последующих валах.

Приведенный к валу двигателя момент инерции при разгоне всех движущихся частей механизма и груза i–го веса:

.

Время установившегося движения

, (2.5)

где Н_СР – средняя высота подъема груза.

Номинальный момент двигателя



Среднепусковой момент двигателя

. (2.6)

где _П.СР =1,55– кратность среднепускового момента электродвигателя.

Время разгона на подъем и опускание:

; (2.7)

; (2.8)

;

;

;

;

Среднеквадратичный момент:

(2.9)



где β – коэффициент ухудшения условий охлаждения двигателя в период пуска.

Условие Т_СР<Т_ДВ.Н выполняется.

Среднеквадратичная мощность двигателя

. (2.10)

Если условие проверки  соблюдается, значит, двигатель не будет перегреваться.

2.2 Проверочные расчеты механизма передвижения

Максимально допустимое ускорение по условию сцепления колёс с рельсом определим по формуле:

, (2.11)

где z_пр = 2 – число приводных колёс; z = 4 – общее число колёс;  = 0,2 – коэффициент сцепления колеса с рельсом для механизмов, работающих в закрытых помещениях; k_ = 1,2 – коэффициент запаса сцепления.

м/с².
Наименьшее допускаемое время пуска по условию сцепления:

с. (2.12)

Фактическое время пуска механизма передвижения без груза:

(2.13)

с,

Фактическое ускорение механизма без груза при пуске:

. (2.14)

Проверяем фактический запас сцепления:

Находим суммарную нагрузку на приводные колёса без груза:

Н.

Сопротивление передвижению механизма без груза:

Н.
Фактический запас сцепления:

, (2.15)


2.3 Проверочные расчеты механизма поворота

Проводим проверку выбранного двигателя на время разгона до номинальной скорости:

(2.16)

Для увеличения времени разгона можно установить муфту предельного момента.

Выбранный тормоз должен обеспечить время торможения, примерно равное времени разгона tт = tр.

Время торможения определяется для крана с грузом по формуле

(2.17)

Условие выполняется. Тормоз подобран верно.

3 Расчет металлоконструкции

Расчет ведем, используя методику и схему, изложенную в [4].

Определение основных размеров

Предварительно рассчитаем размеры основных элементов по методике, изложенной в [7].

Высота сечения стрелы:

(3.1)

Принимаем h=1000 мм.

Ширина сечения стрелы:

(3.2)

Принимаем b=500 мм.

Толщина стенки:

(3.3)

Толщина верхнего пояса:

(3.4)

Подвижная нагрузка от колеса:



Толщина нижнего пояса:

(3.5)
Высота эквивалентного сечения:



Сечение изображено на рис. 3.1.

Момент инерции определяем пренебрегая собственным моментом инерции поясов:





Рисунок 3.1 – Расчетное сечение консоли

Расстояние от нижнего пояса до зева крюка (1200 мм) определяем по аналогии с подобными конструкциями. Тогда высота колонны



Диаметр подвижной колонны

(3.6)

Принимаем D_кол = 700 мм.

Толщина стенки колонны

(3.7)

Момент инерции колонны



Определение веса

Вес стрелы



Координата центра тяжести стрелы



Вес подвижной колонны



Вес неподвижной колонны





Рисунок 3.2 –Схема поворотного крана

Проверка прочности (подвижная колонна)

Изгибающий момент в консоли крана:

(3.8)



Момент сопротивления сечения



Материал – сталь Ст. 3, .

Напряжения изгиба



Изгибающий момент, действующий на вращающуюся колонну:



Момент сопротивления изгибу:



Напряжения изгиба



Усилие, сжимающее колонну – R_V=14216,4 кг.

Площадь сечения колонны:

(3.9)

Напряжения сжатия



Крутящий момент, действующий в период пуска



Момент сопротивления кручению:



Напряжение кручения



Суммарное напряжение



Расчет неподвижной колонны

Горизонтальная сила в опоре неподвижной колонны (рис. 3.3)



Изгибающий момент



Момент сопротивления изгибу:





Рисунок 3.3 – Расчетная схема неподвижной колонны

Материал – сталь Ст. 3, .

Напряжения изгиба



В связи с малым числом оборотов (n_кр=1,4 мин^-1) проверка подшипников качения проводится только по допустимой статической нагрузке.

Упорный шарикоподшипник 8124. Допускаемая статическая нагрузка Q_стат=19300 кг. Действительная нагрузка R_V=14216 кг.

Радиальный роликовый подшипник 2192. Допускаемая статическая нагрузка Q_стат=165000 кг. Действительная нагрузка R_H=4642 кг.

Определение прогибов

Прогиб консоли от веса груза, веса тали и собственного веса (рис. 3.4):

(3.10)

0,023⁰ (3.11)



Рисунок 3.4 – Схема нагружения металлоконструкции крана

Прогиб вращающейся колонны на участке l₂



0,027⁰

Прогиб вращающейся колонны на участке l₃



0,027⁰

Прогиб неподвижной колонны



0,107⁰

Суммарный угол прогиба



Суммарный прогиб конца консоли




4. Охрана труда и выбор устройств обеспечивающих безопасную эксплуатацию крана

Устройства обеспечивающие безопасную эксплуатацию крана

Для обеспечения безопасности работы грузоподъемные машины с машинным приводом оборудуют автоматически действующими при¬борами безопасности. Эти устройства обеспечивают выключение: меха¬низма подъема груза и механизма подъема стрелы перед подходом грузозахватного органа и стрелы к упору, механизма передвижения крана или тележки, имеющих скорость передвижения 32 м/мин и более, при подходе их к упорам 1; механизма передвижения грузоподъемной машины при подходе ее к другой машине, работающей с ней на одних рельсовых путях; механизма поворота (для неполноповоротных машин) при подходе поворотной части к ее крайним положениям; механизма выдвижения телескопической части; механизма подъема кабины.

На стреловых кранах и электрических талях находят применение ограничители высоты подъема другого типа (рис. 41). Контакты конечного выключателя 1 удерживаются в замкнутом положении при работе механизма подъема за счет веса рычага 2, который вращается вокруг оси 3. Регулировка положения рычага осуществляется при помощи бол­та 4 с контргайкой. В своем крайнем верхнем положении подвеска 5 поднимает рычаг 2, и тот, поворачиваясь и нажимая кулачком на шар­нирную планку 6, размыкает контакты выключателя 1.



Рис. 4.1. Ограничитель высоты подъема подвески электротали

При конструировании ограничителей высоты подъема следует иметь в виду, что конечный выключатель механизма подъема должен останав­ливать грузозахватный огран без груза на расстоянии не менее чем 50 мм до верхнего упора у электроталей и 200 мм у всех других грузоподъемных машин.

Отключение механизмов передвижения грузоподъ­емной машины или тележки, а также механизмов пово­рота производится конечны­ми выключателями нормаль­но-замкнутого типа, на ры­чаги которых воздействуют специальные линейки. Для выклю­чения механизмов передви­жения мостовых кранов ко­нечные выключатели уста­навливают на мосту, а от­ключающие линейки —на подкрановых балках. Конечный выключатель механизма передвижения ус­танавливают таким образом, чтобы отключение электро­двигателя происходило на расстоянии до упора, равном не менее поло­вины пути торможения механизма.

В ходе эксплуатации тельфера и любой другой грузоподъемной техники необходимо принять меры, исключающие подъем груза, масса которого превышает номинальную грузоподъемность. В качестве одной из обязательных технических мер для этого применяются специальные устройства – ограничители грузоподъемности (рис. ). Ограничитель ВОТ монтируется непосредственно на неподвижную ветвь грузового каната сразу под конструкцией тельфера.



Рисунок 4.2 – Ограничитель грузоподъемности типа ВОТ

Наладка ограничителя груза проводится с учетом динамики электротельфера, чем гарантируется его быстрое срабатывание - груз почти не отрывается от пола. Блокировка подъема не действует на команду "спуск", необходимую для разблокирования системы. В состав ограничителя ВОТ входит корпус со встроенным регулируемым микровыключателем, два направляющих канатных ролика и два стягивающих болта с удерживающей планкой. Ветвь грузового каната при монтаже проходит между болтами, а планкой прижимается к роликам. Во избежание смещения каната и его повреждения, планка имеет специальное монтажное углубление с внутренней стороны. По мере затяжки болтов ветвь каната искривляется, обходя поочередно два ролика и планку. Но под воздействием нагрузки канат вновь распрямляется, оттягивая планку, болты которой соединяются с корпусом через тарельчатые пружины. При полном распрямлении каната микровыключатель, механически связанный с пакетом пружин, размыкает свои контакты, которые расположены в цепи включения контактора подъема. Дальнейший подъем груза после срабатывания микровыключателя уже невозможен.

Мероприятия по технике безопасности

Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов [2] (далее - Правила) разработаны в соответствии с Законом Республики Беларусь от 10 января 2000 года "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" (Национальный реестр правовых актов Республики Беларусь, 2000 г., № 8, 2/138) и обязательны для всех организаций независимо от их организационно-правовой формы и формы собственности, а также для индивидуальных владельцев грузоподъемных кранов.

Правила устанавливают требования к проектированию, устройству, изготовлению реконструкции, монтажу, установке, ремонту, эксплуатации и диагностированию грузоподъемных кранов, их узлов и механизмов, включая приборы и устройства безопасности, а также грузозахватных органов, грузозахватных приспособлений и тары.

Правила распространяются на:

- краны всех типов, включая мостовые краны-штабелеры с машинным приводом и краны-манипуляторы (далее - краны);

- грузовые электрические тележки, передвигающиеся по надземным рельсовым путям совместно с кабиной управления (далее - краны);

- краны-экскаваторы, используемые для работы только с крюком, подвешенным на канате, или электромагнитом (далее - краны);

- электрические тали;

- подъемники крановые;

- лебедки с машинным приводом, предназначенные для подъема груза и (или) людей;

- грузозахватные органы;

- грузозахватные приспособления;

- тару, за исключением специальной тары, применяемой в металлургическом производстве, а также в морских и речных портах, требования к которой устанавливаются отраслевыми правилами и (или) нормами.

Машинист грузоподъемных кранов обязан:

- знать требования Правил;

- знать инструкцию для машинистов грузоподъемных кранов, а также инструкцию завода-изготовителя по монтажу и эксплуатации крана;

- знать безопасные способы строповки, зацепки грузов и складирования;

- контролировать работу стропальщика и отвечать за действия прикрепленного к нему для прохождения стажировки ученика, а также за нарушения требований, изложенных в Правилах, должностной инструкции и инструкции завода-изготовителя по монтажу и эксплуатации крана;

- проверять наличие приборов и устройств безопасности на кране (конечных выключателей, указателя грузоподъемности в зависимости от вылета стрелы, сигнального прибора, аварийного рубильника, ограничителя грузоподъемности, анемометра, нулевой блокировки); проверять исправность съемных грузозахватных приспособлений и тары; сообщать о замеченных неисправностях железнодорожного пути ответственному за безопасное производство работ кранами;

- производить работы с использованием крана только по сигналу стропальщика. Если стропальщик дает сигнал, действуя вопреки инструкции, то машинист по такому сигналу не должен производить требуемый маневр крана. За повреждения, причиненные действиями крана вследствие выполнения неправильно поданного сигнала, несут ответственность как машинист, так и стропальщик, подавший неправильный сигнал. Обмен сигналами между стропальщиком и машинистом должен производиться по установленному в организации порядку. Сигнал "Стоп" крановщик обязан выполнять независимо от того, кто его подает;

- определять по указателю грузоподъемности грузоподъемность крана для каждого вылета стрелы. При работе крана на уклоне, а железнодорожного крана также по кривой, когда указатель вылета не учитывает уклона, вылет стрелы определять фактическим промером, при этом замеряется горизонтальное расстояние от оси центральной колонны крана до центра свободно висящего крюка;

- перед подъемом груза предупредить стропальщика и всех, находящихся около крана лиц о необходимости уйти из зоны поднимаемого груза и возможного опускания стрелы. Перемещение груза можно производить только при отсутствии людей в зоне работы крана.

Указанные требования машинист должен выполнять также при подъеме и перемещении грейфера или грузоподъемного магнита; при погрузке и разгрузке вагонеток, автомашин и прицепов к ним, железнодорожных полувагонов и платформ убедиться в отсутствии людей на транспортных средствах; устанавливать крюк подъемного механизма над грузом так, чтобы при подъеме груза исключалось косое натяжение грузового каната; при подъеме груза массой, близкой к разрешенной грузоподъемности для данного вылета стрелы, поднять его на высоту не более 200-300 мм, чтобы убедиться в устойчивости крана и исправности действия тормозов, после чего производить его подъем на нужную высоту; при подъеме стрелы следует следить, чтобы она не поднималась выше положения, соответствующего наименьшему рабочему вылету; при подъеме и опускании груза, находящегося вблизи стены, колонны, штабеля, железнодорожного вагона, автомашины, станка или другого оборудования, предварительно убедиться в отсутствии людей между поднимаемым грузом и указанными частями здания, транспортными средствами или оборудованием, а также в невозможности задевания стрелой или поднимаемым грузом стен, колонн, вагона и других препятствий. Укладка грузов в полувагоны, на платформы и вагонетки, а также снятие его должны производиться без нарушения равновесия полувагонов, вагонеток и платформ и под наблюдением лица, ответственного за безопасное производство работ кранами; перед подъемом груза из колодца, канавы, траншеи, котлована и перед опусканием груза в них предварительно убедиться путем опускания порожнего (ненагруженного) крюка в том, что при его низшем положении на барабане остается не менее 1,5 витка каната, не считая витков, находящихся под зажимным устройством; укладывать и разбирать грузы равномерно, без нарушения установленных для складирования грузов габаритов; внимательно следить за канатами, в случае спадания их с барабана или блоков, образования петель или обнаружения повреждений канатов необходимо приостановить работу крана.

Машинист грузоподъемного крана несет ответственность за нарушения требований Правил; ему запрещается:

- устанавливать кран под действующей линией электропередачи любого напряжения. Устанавливать кран или производить перемещение груза на расстоянии ближе 30 м от крайнего провода линии электропередачи машинист может только при наличии наряда-допуска, подписанного главным инженером или главным энергетиком организации, являющейся владельцем крана. Работа крана в этом случае должна производиться под непосредственным руководством ответственного лица, назначенного приказом по организации, с указанием его фамилии в наряде-допуске;

- при наличии у крана двух механизмов подъема одновременная их работа. Крюк неработающего механизма должен быть всегда поднят в наивысшее положение;

- отключать приборы безопасности;

- производить подъем или опускание груза, когда в зоне работы крана находятся люди;

- допускать к обвязке или зацепке грузов лиц, не имеющих удостоверения стропальщика, а также применять грузозахватные приспособления без бирок или клейм. Машинист в этих случаях должен прекратить работу краном и поставить в известность лицо, ответственное за безопасное производство работ кранами;

- поднимать или кантовать груз, масса которого превышает грузоподъемность крана, для данного вылета стрелы. Если машинист не знает массы груза, то он должен получить в письменном виде сведения о массе груза у лица, ответственного за безопасное производство работ кранами;

- опускать стрелу с грузом до вылета, при котором грузоподъемность крана будет меньше массы поднимаемого груза;

- производить резкое торможение при повороте стрелы с грузом;

- подтаскивать груз по земле, рельсам и лагам крана при косом натяжении канатов, а также передвигать железнодорожные вагоны, платформы, вагонетки или тележки при помощи крюка;

- поднимать крюком или грейфером груз, засыпанный землей или примерзший к земле, заложенный другими грузами, укрепленный болтами или залитый бетоном;

- освобождать краном защемленные грузом съемные грузозахватные приспособления;

- поднимать железобетонные изделия с поврежденными петлями, неправильно обвязанный груз, находящийся в неустойчивом положении, подвешенный за рог двурогого крюка, а также в таре, заполненной выше бортов;

- укладывать груз на электрические кабели и трубопроводы, а также на краю откоса или траншеи;

- поднимать груз с находящимися на нем людьми, а также груз, выравниваемый массой людей или поддерживаемый руками;

- передавать управление краном лицам, не имеющим прав на управление краном, а также допускать к самостоятельному управлению учеников и стажеров без своего наблюдения за ними;

- производить погрузку и разгрузку автомашин при нахождении людей в кабине;

- поднимать баллоны со сжатым или сжиженным газом, не уложенные в специальные контейнеры.

5. Обоснование и выбор смазочных материалов

В редукторе электротали, механизма передвижения, червячном редукторе механизма поворота применяют наиболее простой способ смазки – картерный непроточный (окунание зубьев зубчатых колёс в масло, залитое в корпус). Этот способ смазки был выбран потому, что окружные скорости не превышают
12..15 м/с.

По рекомендациям меньшее колесо должно погружаться в масло не менее чем на две высоты зуба, а минимальное расстояние от вершин зубьев до дна масляной ванны должно быть не менее (5÷10)m.

Принимаем для смазки редуктора масло трансмиссионное ТМ-3-9
ГОСТ 17472-85, имеющее кинетическую вязкость .

Для смазки подшипников, а также открытой зубчатой передачи механизма поворота, так как окружная скорость валов менее 3 м/с, то применяем смазку : Литол-24  ГОСТ 21150-87.


Список литературы

1. Подъемно-транспортные машины : метод. указания к практическим занятиям для студентов специальности 1–36 11 01 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» : в 2 ч. /Сост. В. И. Иванов, А. Н. Костюшко. – Могилев : Белорус.-Рос. ун-т, 2012. – Ч. 1. – 33 с.

2. Подъемно-транспортные машины : метод. указания к курсовому проектированию для студентов специальности 1–36 11 01 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» / Сост. А. Н. Костюшко. – Могилев : Белорус.–Рос. ун–т, 2008. – 15 с.

3. Курсовое проектирование грузоподъемных машин : учеб. пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов / С. А. Казак [и др.] ; под ред. С. А. Казака. – М. : Высш. шк., 1989. – 319 с. : ил.

4. Руденко, Н. Ф. Курсовое проектирование грузоподъемных машин: Атлас конструкций / Н. Ф. Руденко, М. П. Александров, А. Г. Лысяков. – М.: Машиностроение, 1996. – 324 с.

5. Александров, М. П. Подъемно–транспортные машины: учебник для вузов / М. П. Александров. – М.: Высш. шк., 1972. – 214 с.

6. Иванченко, Ф. К. Расчеты грузоподъемных и транспортных машин /

Ф. К. Иванченко, В. С. Бондарев, В. Я. Барабанов. Киев: Вища шк.,
1978. – 576 с.

7. Снесарев, Г.А. Проектирование и расчет металлоконструкций подъемно-транспортных машин: учебное пособие / Г.А. Снесарев, В.П. Тибанов. – М: ВТУ им. Баумана, 1985. – 55с.

8. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов-Мн.:2006.-123с.