кран с лапами. Введение 2 Общие схемы крана, описание устройства, конструкция, работа 3
 Скачать 2.58 Mb.
|
|
З320 З242З175З90 M24 З58 З80З175370 З400;500  Выбираем одну муфту (табл. V.2.41. [7]) упругую втулочно-пальцевую с тормозным шкивом (см. рис. 2.1.6.1), другую без тормозного шкива (см. рис. 2.1.6.2). Рис. 2.1.6.1. Муфта упругая втулочно-пальцевая с тормозным шкивом. Табл. 2.1.6.1 Основные параметры упругой втулочно-пальцевой муфты.
З320 З242 З175З90 M24 З58 З80З175 З320  36 Рис. 2.1.6.2. Муфта упругая втулочно-пальцевая. Выбор тормоза Расчетный тормозной момент определяют по формуле (см. форм. 2.21. [8]) Tтр=kт·Тст.т, (2.1.7.1) где kт коэффициент запаса торможения, назначаемый правилами ГГТН в зависимости от режима работы; для режима работы механизма М6 kт=2,5; Тст.т статический крутящий момент при торможении, (кН·м); Тст.т=2·Мбп·ηр/iм, (2.1.7.2) Тст.т=2·28,73·0,95/50=1,1 (кН·м). Tтр=2,5·1,1=2,75 (кН·м). Выбираем тормоз ТКГ-500 (см. табл. V.2.23 [7]). Предварительный расчет механизма управления лапами Определение усилий в канатах механизма управления лапами Расчет производится по наибольшей нагрузке, когда лапы достигли максимального отклонения с грузом, т.е. в момент начала разгрузки материала (см. рис. 2.2.1.1). Соскальзывание груза, уложенного на лапы, начнется при угле наклона лап φ=arctg(f), где fугол трения при скольжении материала; f=0,4. φ= arctg(0,4)≈22о. Рассмотрим сумму моментов относительно точки O. (Gг+Gлап)·a-R·(a+b)=0, отсюда R= (Gг+Gлап)·a/(a+b), (2.2.1.1) где Gлапвес откидных лап, кН; a,bгеометрические размеры, определяемые графически (см. рис. 2.2.1.2). По аналогии с предыдущими конструкциями mлап=2т. Gлап=9,81·2=19,62 (кН). a=0,649; b=1,025. R=(176,58+19,62)·0,649/(0,649+1,025)=76,1 (кН). Наибольшее натяжение каната, кН (см. форм. 139 [9]) S2max= R 4 cos( )бу , (2.2.1.2) где ηбуКПД блоков траверсы; ηбу=0,99; β=18о по аналогии с предыдущими конструкциями. S2max= 76,1   4 cos(18o) 0,99=20,21 (кН).  Рис. 2.2.1.1. Схема определения натяжения каната механизма управления лапами.  Рис. 2.2.1.1. Схема определения центра тяжести лап с грузом. Выбор каната Разрывное усилие в канате (см. форм. 2.1.2.1) F0S1·Zр где Zр минимальный коэффициент запаса прочности. Для режима работы М5 Zр=4,5. 20,21·4,5=90,95 (кН). Используем канат двойной свивки типа ЛК-РО конструкции 6×36(1+7/7+14)+1 о.с. ГОСТ 7668-80. Диаметр каната dку=15 мм. Расчет геометрических параметров барабана механизма управления лапами Минимальный диаметр барабана определяется по зависимости (см. форм. 2.1.3.1) Dбуh1·dку, По нормам ГГТН для режима работы M5 h1=18. Dбу18·15=270 (мм); В целях уменьшения длины барабанов примем Dбп=300 мм. Найдем диаметр барабана по дну канавок (см. форм. 2.1.3.2) Dбу0= Dбп-dк; Dбу0=300-15=285 (мм). Полученное значение округляем до стандартного: Dбу0=320; Уточняем Dбу : Dбу= Dбп0+ dк; Dбу=320+15=335 (мм); Rу=0,53dk=0,53·15=7,95 (мм); Принимаем R=8,5 мм (см. рис.2.1.3.1). Sу=0,56·R=0,56·8,5=4,76 (мм); Принимаем S=5 мм. tу=1,1·dk=1,15·15=17,25 (мм); Принимаем t=18 мм. Rу1=1,5 (мм). Общая длина барабана (см. форм. 2.1.3.3) Lбу=lраб+lн+lк+2lконц, Рабочая длина барабана (см. форм. 2.1.3.4) l = Hу i tу, раб Dбу 606 2731 где Hу высота подъема лап, м; Hу=2,335 м; (см. рис. 2.2.3.1) i кратность полиспаста; i=2. lраб= 2,731 2 0,018 =0,094 (м). 0,335 3,14  lн =1,5·t=1,5·0,018=0,027 (м).Рис. 2.2.3.1. Схема расположения лап. lкр =4·t=4·0,018=0,072 (м). lконц =3·t=3·0,018=0,054 (м). Lбу=0,094+0,027+0,072+2·0,054=0,3 (м). Примем длину барабана равной: Lбп=300 (мм). Поскольку вторая ветвь каната закреплена на барабане механизма подъема необходимо рассчитать длину барабана подъема под ветвь управления. Lбпу=lраб+lн+lк+lконц, lраб= H i t, Dбп lраб= 4,97 2 0,018 =0,077 (м). 0,739 3,14 lн =1,5·t=1,5·0,018=0,027 (м). lкр =4·t=4·0,018=0,072 (м). Lконц=3∙tу=3∙0,018=0,054 Lбпу=0,077+0,027+0,072+0,054=0,23 (м). Общая длина барабана механизма подъема Lбпо=Lбп+Lбпу=505+230=735 (мм) Принимаем длину барабана равной Lбпо=735 (мм). Выбор двигателя механизма. В механизме управления лапами используем один двигатель (см. рис. 2.2.4.1) Момент на барабане управления (см. форм. 140 [9]) Mбу=S2max·Dбу/(2·ηбу), (2.2.4.1) где ηбКПД блоков траверсы канатов подъема лап. ηб=0,99 при i=2. Mбу=20,21·0,335/(2·0,99)=3,42 (кН·м). Угловая скорость барабана ω=Vs2·2/Dбу, где Vs2скорость подъема каната, м/с; Vs2=Vу·i, где Vускорость опрокидывания лап м/с. Vу=19,7 (м/мин)=0,34 (м/с). Vs2=0,34·2=0,68 (м/с) ω=0,68·2/0,335=4,06 (с-1). Необходимая мощность двигателя (см. форм. 2.1.4.1) Nпд=2·Mбу·φ=2·3,42·4,06=27,77 (кВт). По данной мощности выбираем двигатель (табл. II.1.18. [6]) 4МТН225L8 (см. рис. 2.2.4.2) Выбор редуктора Частота вращения барабана, об/мин: nбп=30ω/π=30·4,06/3,14=38,8 (об/мин). По формуле 2.1.5.1 iр=725/38,8=18,7 З70 225  Рис. 2.2.4.1. Кинематическая схема лебедки механизма управления лапами  1220545  217,5217,5 З19 74 Рис. 2.2.4.1. Габаритные и присоединительные размеры двигателя 4МТН225L8. Табл. 2.2.4.1. Основные технические данные электродвигателя (50 Гц, 220/380, 230/400, 240/415, 380/600 и 500 В).
505 27 265 З50 З140 З100 З110 З252     805325280 26,5 Рис. 2.2.5.1. Габаритные и присоединительные размеры редуктора Ц2-400. Табл. 2.1.5.1. Основные технические данные редуктора.
По полученному значению передаточного числа выбираем редуктор (табл. V.1.43. [7]) Ц2- 400 с передаточным числом Iр=16 (см. рис. 2.2.5.1). Расчетный эквивалентный момент на тихоходном валу редуктора Tрэ не должен превышать номинальный крутящий момент на тихоходном валу Трн по паспорту редуктора: Tрэ≤ Трн. Tрэ=kд·2·Mбу, k=0,5 для режима нагружения механизма L3. Принимаем uт=5,2. tмаш=3200 (ч) для класса использования T4. nт=nдв/i=725/16=45,31 (об/мин). По формуле 2.1.5.8 zт=60·45,31·3200=8,7·106. По формуле 2.1.5.7 zр=8,7·106·5,2=45,24·106. По формуле 2.1.5.6  kt= =0,71.По формуле 2.1.5.5  kQ= =0,79.По формуле 2.1.5.4 kд=0,71·0,79=0,56. По формуле 2.1.5.3 Tрэ=0,56·2·3,51=3,93 (кН·м). Tрэ≤ Трн. 3,93 (кН·м)<4,8 (кН·м). Передаточное число редуктора не должно отличаться от требуемого передаточного числа более чем на 15%: (18,2-16)/18,2·100%=12%. Консольные нагрузка на тихоходные валы редуктора не должны превышать допускаемые по паспорту редуктора (см. табл. 2.1.5.1). Нагрузки на подшипниковые опоры и тихоходные валы редуктора не одинаковые. Предположим что нагрузка на вал в 1,5 раза больше чем на подшипниковую опору, тогда Pк=S2max/1,5=20,21/1,5=13,5 (кН). Полученное значение консольной нагрузки меньше допускаемого. Т.о. по всем условиям редуктор подходит. Выбор муфт В механизме управления лапами необходимо выбрать муфту для соединения электродвигателя с валом редуктора. Муфта выбирается по расчетному крутящему моменту (см. форм. 2.1.6.1) Mмбу=2·Мбу·k3/(iр·ηр), где η=0,95 (см. форм. 2.1.6.2); k2=1,2 (см. табл. 7.38 [1]); По формуле 2.1.6.3 k3=1,4·1,2=1,68; З220З170З120 З70 З50З120З275 З300 Mмбу=3,42·2·1,68/(16·0,96)=0,75 (кН·м). Выбираем муфту (табл. V.2.41. [7]) упругую втулочно-пальцевую с тормозным шкивом (см. рис. 2.2.6.1). M12 З36  150
Рис. 2.2.6.1. Муфта упругая втулочно-пальцевая с тормозным шкивом. Табл. 2.1.6.1 Основные параметры упругой втулочно-пальцевой муфты.
550 70Е 240   Выбор тормоза Расчетный тормозной момент определяют по формуле 2.1.7.1 Tтр=kт·Тст.т, Для режима работы механизма М5 kт=2; По формуле 2.1.7.2 Тст.т=2·Мбу·η/iр=2·3,42·0,95/16=0,406 (кН·м). Tтр=2·0,406=0,81 (кН·м).  50 30   Выбираем тормоз (см. табл. V.2.23. [7]) ТКГ-300(см. рис. 2.2.7.1) 150 140 80 120  772 232 130 Рис. 2.2.7.1. Габаритные и присоединительные размеры тормоза ТКГ-300. Табл. 2.2.7.1 Характеристика тормоза колодочного с приводом от электрогидравлических толкателей
Предварительный расчет механизма поворота верхней тележки Определение нагрузок на ходовые колеса Из расчетной схемы (см. рис. 2.3.1.1) Gвт=Gшт+Gтр +Gг+Gмп+Gму+GМК, (2.3.1.1) где Gтр масса траверсы с лапами, кН (см. раздел 2.1.1.); Gшт вес штанг, кН (см. раздел 2.1.1.) Gмп, Gму массы механизма подъема и механизма управления лапами соответственно, кН; GМК вес металлоконструкции, кН; примем GМК=50 кН. Gмп=g·(mр+2·mдв+mторм+mмувп +2·mбп), (2.3.1.2) где mр, mдв, mторм, mмувп массы редуктора, двигателя, тормоза и муфты соответственно, кг; mбп масса барабана механизма подъема, кг. mбп =1,3·π(Dбп2-(Dбп0-2·δ)2)·Lбп·ρ/4, (2.3.1.3) где δ толщина стенки барабана, м; ρ плотность стали, кг/м3; ρ=7,8·103 (кг/м3). δбп=1,2dк=1,2·0,029=0,035 (м); (2.3.1.4) Принимаем δбп=0,04 (м). δбу=1,2·0,015=0,018 (м); Принимаем δбу=0,02 (м). По формуле 2.3.1.3 mбп =1,3·3,14·(0,7392-(0,71-2·0,04)2)·0,69·7,8·103/4=819 (кг) mбу=1,4·3,14·(0,3352-(0,32-2·0,02)2)·0,3·7,8·103/4=86 (кг) По формуле 2.3.1.2 Gмп=9,81·(1,65+2·0,85+0,24+0,155+2·0,819)=52,6 (кН). Gму=9,81·(0,317+0,5+0,13+0,092+2·0,086)=12,27 (кН). По формуле 2.3.1.1 Gвт=49,05+68,67+176,58+52,6+12,27+50=409,17 (кН). Составим уравнение моментов относительно оси тележки (см. рис. 2.3.1.1) Gвт·e+Gмп·e3-Gму·e4-Gлап·e2-Gг·e1; Отсюда Мвт= Gму ·e4+ Gлап·e2+ Gг·e1- Gмп·e3. (2.3.1.5) e1, e2, e3, e4 см рис. 2.3.1.1. Мвт=12,27·1,25+19,62·0,35+176,58·0,11-52,6·0,5 =15,14 (кН∙м). Суммарный момент действующий на ОПУ (см. рис. 2.3.1.2)  М= , (2.3.1.6)где Мх, Му опрокидывающие моменты, возникающие под действием сил инерции при разгоне тележки и (или) моста крана соответственно. Мх=Pi·li; Мy= P'i·li; где Pi, P'i силы инерции при разгоне i массы при разгоне тележки и моста крана соответственно, кН; P=mV/t, Мх=Vт/tт(mвтп·l1+mшт·l2+mтр·l3+mгр·l4); (2.3.1.7) Мy= Vм/tм(mвтп·l1+mшт·l2+mтр·l3+mгр·l4); (2.3.1.8) где mвтпмасса поворотной тележки без штанг, траверсы и груза, т; mвт=11,71(т); l1, l2, l3, l4 см. рис. 2.3.1.2. Vт скорость движения тележки, м/с; Vт=66 (м/мин)=1,1 (м/с);  Gвт | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||