кран с лапами. Введение 2 Общие схемы крана, описание устройства, конструкция, работа 3
 Скачать 2.58 Mb.
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Тип двигателя | Мощность на валу (кВт) при ПВ(%) | n, об/мин | КПД, % | Мmax, Н·м | Момент инерции, кг·м2 | Масса, кг |
| 60 | ||||||
| МТН 312-6 | 12 | 960 | 80,5 | 471 | 0,312 | 210 |
Выбор редуктора
Частота вращения колеса
nбкп=30ω/π=30·v·2/(πDк); (2.3.5.1)
где v скорость движения колеса, м/с (см. форм. 2.3.2.7); Dк диаметр колеса, м (см. рис. 2.3.1.3).
nбкп=30·1·2/(3,14·0,5)=38,22 (об/мин).
По формуле 2.1.5.1 iр=960/38,22=25,12
По полученному значению передаточного числа выбираем редуктор (см. табл. V.1.49 [3]) ВКУ-765М с передаточным числом Iр=25 (см. рис. 2.3.5.1).
Расчетный эквивалентный момент на тихоходном валу редуктора Tрэ не должен превышать номинальный крутящий момент на тихоходном валу Трн по паспорту редуктора:
Tрэ≤ Трн.
Расчетный крутящий момент на тихоходном валу редуктора (см. форм. 2.34 [4]) Tр=Tдв.max·iр·ηр, (2.3.5.2)
ηр=0,94 КПД редуктора трехступенчатого цилиндрического; Tр=0,471·25·0,94=11,06 (кН·м)
k=0,5 для режима нагружения механизма L2. Принимаем uт=4,5.
tмаш=3200 (ч) для класса использования T4. nт=nдв/i=960/25=38,4 (об/мин).
Суммарное число циклов контактных напряжений тихоходного зубчатого колеса редуктора определяют по формуле (см. форм. 2.33 [4])
zт=30nт·tмаш; (2.3.5.3)
zт=30·38,22·3200=3,69·106.
По формуле 2.1.5.7 zр=3,69·106·4,5=16,6·106.
По формуле 2.1.5.6
kt= =0,51.По формуле 2.1.5.5
kQ= =0,79.По формуле 2.1.5.4 kд=0,79·0,51=0,4.
По формуле 2.1.5.3 Tрэ=0,4·11,06=4,42 (кН·м).
Tрэ≤ Трн.
370З26
З125
136
284
1220
45
110
440
110
315
250
200
М36•3
А-А 
12Б-Б
З50
26
32 
А
Рис. 2.3.5.1. Габаритные и присоединительные размеры редуктора ВКУ-765М.
Табл. 2.3.5.1.
Основные технические данные редуктора.
| Типо-размер редук-тора | iн | nб, с- 1 | Вращающий момент на тихоходном валу, (кН) | Масса, кг |
| Режим работы: М5 | ||||
| ВКУ-765М | 25 | 16 | 9,3 | 820 |
4,42 (кН·м)<9,3 (кН·м).
Передаточное число редуктора не должно отличаться от требуемого передаточного числа более чем на 15%:
(25,12-25)/25,12·100%=0,48%.
Т.о. по всем условиям редуктор подходит.
Выбор муфт
На быстроходном валу редуктора устанавливается муфта упругая втулочно-пальцевая. Муфта выбирается по максимальному крутящему моменту двигателя Mдmax=471 (Н·м), с учетом коэффициента запаса k3;
Ммт=Мдmax·k1·k2; (2.4.6.1)
k1=1,1 для механизмов передвижения;
k2=1,4 для режима работы M5 (см. табл. 7.38 [1]); Mмт=471·1,1·1,4=725,3 (Н·м).
Выбираем муфту (табл. V.2.41. [7]) упругую втулочно-пальцевую с тормозным шкивом (см. рис. 2.3.6.1).
На тихоходном валу редуктора устанавливается зубчатая муфта типа II (ГОСТ 5006-83); Момент на зубчатой муфте равен
Mмзт=Мдвmax·iр·ηр·k1·k2; (2.3.6.2)
Ммзт=0,471·25·0,94·1,1·1,4=17 (кН·м);
Выбираем муфту (см. табл. V.2.39 [6]) с максимальным передаваемым моментом Ммзтmax=16 (кН·м) (см. рис. 2.3.6.2);
Выбор тормоза
Расчетный тормозной момент при работе крана в закрытом помещении определяют при повороте тележки без груза с учетом уклона по формуле
Мт.р=Мук+Мдин-Мтр, (2.3.7.1)
Момент сил трения (см. форм. 2.3.3.2)
Мтр=Gвт1·w1-Xw2, (2.3.7.2)
Горизонтальная нагрузка
X=Gук; (2.3.7.3)
Вес верхней тележки без груза
Gвт1=Gвт-Gг, (2.3.7.4)
где Gвт вес верхней тележки с грузом, кН (см. форм. 2.3.1.1.); Gг вес груза, кН (см. форм. 2.1.1.1);
Gвт=409,17-176,58=232,6 (кН).
З220З170
З120
З50
M12
З36
З50З120З275
З300
150 | |
| |
| |
Рис. 2.3.6.1. Муфта упругая втулочно-пальцевая.
Табл. 2.3.6.1
Основные параметры упругой втулочно-пальцевой муфты.
| Номинальный вращающий момент, Н·м | Число пальцев | Допустимое смещение валов | Момент инерции, кг·м2 | Масса, кг, не более | |
| радиальное | угловое | ||||
| 1000 | 10 | 0,4 | 1о | 1,5 | 43 |
З175
З110
З125
З230
З300
345 Рис. 2.3.6.2. Муфта зубчатая с разъемной обоймой (тип I) по ГОСТ 5006-83.
Табл. 2.3.6.2
Основные параметры зубчатой муфты.
| Номинальный вращающий момент, Н·м | Параметры зубчатого соединения | Момент инерции, кг·м2 | Масса, кг, не более | ||
| m, мм | z | b, мм | |||
| 16000 | 4 | 48 | 30 | 2,25 | 62,5 |
По формуле 2.3.3.3 Gук1=232,6·0,003=0,7 (кН).
2
Момент сил инерции медленно поворачивающихся частей (см. форм. 2.3.3.8) Jмпч=ξ(mлап·e 2+mмп·e32+mму·e42+2·mшт·e52), Jмпч=1,4(2·0,352+5,36·0,52+1,25·1,252+2·2,5·1,72)=25,2 (т·м2).
По формуле 2.3.3.7 J=1,4·25,2=35,3 (т·м2);
Угловое ускорение при торможении механизма поворота ε=ωвт/tт,
где ωвт=0,44 угловая скорость верхней тележки, с-1 (см. форм. 2.3.3.9); tт=4 (с) см форм. 2.3.2.6;
ε=0,44/4=0,11 (с-1).
По формуле 2.3.3.6 Мдин=0,11·35,3=3,88 (кН·м).
По формуле 2.3.7.2
Мтр=232,6·0,035-0,7·0,039=8,1 (кН·м).
Мук= Gук1·Dк.р/2=0,7·4,5/2=1,56 (кН·м). По формуле 2.3.7.1
Мт.р=1,56+3,88-8,1=-2,7 (кН·м);
По формуле 2.3.3.19 W=2·(-2,7)/4,5=(-1,2) (кН).
Силы сопротивления превышают динамический момент, из чего следует что верхняя тележка останавливается без помощи тормоза за 4 (с).
Предварительный расчет механизма передвижения тележки
Определение нагрузок на ходовые колеса
С учетом формулы (2.3.1.9) и схемы (2.3.1.1) максимальная и минимальная нагрузки на ходовое колесо
Nmax/min1
= Gт
n
2Mx
L1
2Mвт
L1
2My
L2
, (2.4.1.1)
где L1 база тележки, м (см. рис. 2.4.1.1); по аналогии с существующими конструкциями L1=5,34 (м);
L2 колея тележки, м (см. рис. 2.4.1.1), по аналогии с существующими конструкциями L2=5,7 (м);
Gтг вес тележки с грузом, кН·м; массу тележки берем по аналогии с ранее существующими конструкциями mт=45 (т);
Gтг=mт·g+mг·g; (2.4.1.2)
Gтг=45·9,81+18·9,81=618,03 (кН·м);
NminL2=5700
Nmax
Рис. 2.4.1.1. Схема нагружения тележки.
Мх=74 (кН·м) см. форм. 2.3.1.7; Мy=91,65 (кН·м) см. форм. 2.3.1.8; Мвт=15,14 (кН·м) см. форм. 2.3.1.5.
По формуле 2.4.1.1
Nmax= 618,03 2 74 2 15,14 2 91,65 =220,1 (кН);
4 5,34
5,34
5,7
Nmin= 618,03 2 74 2 15,14 2 91,65 ≈89 (кН);
4 5,34
5,34
5,7
По данному значению нагрузки Nmax выбираем колесную установку Dк=560 (см. Лист 7 [2]) и рельс КР80 (см. рис. 2.4.1.2 и рис. 2.4.1.3);
Расчет колеса на смятие
Напряжения ζ, МПа, в контакте обода колеса и рельса с выпуклой головкой определяют по формуле (см. форм. V.2.30 [7])ζ= 7500K Kf
, (2.4.2.1)
где K коэффициент, зависящий от отношения радиуса закругления головки рельса R (см. рис….) к диаметру колеса Dк; при R/Dк=400/560=0,7, K=0,133;
Kf коэффициент, учитывающий влияние касательной нагрузки на напряжения в контакте (см. табл. V.2.49 [7]); Kf=1,05;
Кд коэффициент динамичности пары колесо рельс;
Кд=1+av, (2.4.2.2)
350
180
90
130
150
631
160
165
50
255
А-Аг 50
300
Рис. 2.4.1.2. Размеры кранового колеса на угловых буксах (ОСТ 24.090.09-75).
R400
35
87 
Рис. 2.4.1.3. Рельс КР80.где а коэффициент зависящий от жесткости кранового пути, с/м (см. табл. V.2.50 [7]); а=0,15 с/м.
v скорость движения колеса, м/с; v=1,1 (м/с).
Кд=1+0,15·1,1≈1,165.
По формуле 2.4.2.1
ζ= 7500 0,133 1,05
≈455 (МПа).Напряжения ζ, Мпа, не должны превышать допускаемые напряжения [ζN] при приведенном числе оборотов колеса N за срок службы (см. форм. V.2.34 [7]):
[ζN]=[ζ0] , (2.3.2.3)где [ζ0] допускаемые напряжения при N≤104, МПа.
Колесо выполнено из материала Сталь 65Г по ГОСТ 14959-79. Для данной марки стали [ζ0]=800 (МПа) (см. табл V.2.51. [7]).
N=ΘNс, (2.4.2.4)
где Nс полное число оборотов колеса за срок службы (см. форм. V.2.36 [7]);
Θ коэффициент приведенного числа оборотов; Θ=0,24 при Nmin/Nmax≈0,4 (см. табл. V.2.55. [7])
с
N =3,6·104
vcT
; (2.4.2.5)
26
130
Dк маш
где vс усредненная скорость передвижения колеса, м/с;
Тмаш машинное время работы колеса в часах за срок его службы; Тмаш=12500 (ч) (см. табл v.2.53. [7]).
vс=βv; (2.4.2.6)
где β коэффициент зависящий от отношения времени неустановившегося движения tн (суммарного времени разгона и торможения) к полному времени передвижения t;
Примем время разгона и торможения равным tр=5с, тогда tн=10 с.
Время передвижения тележки t=Lпр/v,
где Lпр длина пролета, м; Lпр=28 (м); t=28/1,1=25,5 с.
По отношению tн/t≈0,4 принимаем β=0,9 (см. табл.V.2.52. [7]).
По формуле (2.4.2.6) vс=0,9·1,1=0,99 (м/с).
По формуле (2.4.2.5)