Автор работы: Пользователь скрыл имя, 19 Ноября 2013 в 18:33, курсовая работа
Большое значение для народного хозяйства России в 21 веке имеет повышение технического уровня и качества выпускаемой продукции, улучшение её эксплуатационных свойств, повышение единичных мощностей машин, в т.ч. и башенных кранов, предназначенных для промышленного и жилищного строительства.
Башенные краны получили широкое распространение практически во всём мире. Они нашли применение в жилищном, гражданском и промышленном строительстве при возведении как одноэтажных из кирпича, так и высотных полносборных зданий.
Тогда расчетная длина каната
Число витков в одном слое
витков
Кроме этого два витка- количество запасных витков, четыре витка- для закрепления каната. На каждый слой дополнительно приходится по три витка, т.е. . Барабан принимаем гладкий, поэтому
где — запасное расстояние от последних витков каната до конца барабана.
Принимаем
Количество рабочих витков
Общее число витков
где — минимальное количество запасных витков (по Правилам Госгортехнадзора );
— количество витков для закрепления каната на барабане.
Толщина стенок барабана определяется согласно условию деформации сжатия
где - для Ст25Л
Из условий технологии изготовления толщина стенок должна быть не менее 12 мм и может быть определена по формулам:
для чугунных ;
для стальных .
Принимаем
Ввиду того, что длина барабана более трех диаметров, производится проверка толщины стенок барабана от одновременного действия сжатия, кручения и изгиба. Расчет производится по формуле
где — изгибающий момент;
— осевой момент сопротивления сечения
МПа
где Lрасч – длинна рабочих витков (без учета витков для крепления)
Lбар – длинна барабана
l2 –
l0 – расстояние от последнего крепежного витка, до первого рабочего витка
l1 – расстояние от наружной стенки барабана, до первого витка крепления барабана
Напряжения кручения
— полярный момент сопротивления
Напряжение сжатия
Проверка толщины стенки барабана из условия устойчивости
По заданной грузоподъемности для среднего режима работы , ПВ=25% выбираем крюк однорогий №16 типа Б ГОСТ 6627-74.
Расчет элементов крюковой подвески (см. методическое пособие «Мостовые краны», раздел 3.2.)
4.1. Расчет мощности двигателя и выбор редуктора
Мощность двигателя при
где — КПД механизма подъема груза, принимаемый по табл. 7
К.П.Д. основных крановых механизмов
Таблица 7
Наименование элементов |
при опорах | |
скольжения |
качения | |
Открытые зубчатые передачи: цилиндрические
конические |
0,93…0,95
0,92…0,94 |
0,95…0,96
0,93…0,95 |
Блоки и барабаны для стальных канатов |
0,94…0,96 |
0,96...0,98 |
Механизмы подъема груза: c цилиндрическими колесами с червячной передачей |
0,75…0,80 |
0,80…0,85 |
|
0,65…0,75 | ||
Механизмы передвижения: с цилиндрическими колесами с червячной передачей |
0,75…0,85 |
0,80…0,90 |
|
0,65…0,75 | ||
Механизмы поворота: с передачей зубчатыми колесами с червячной и зубчатой передачей |
0,70…0,80 |
0,75…0,85 |
|
0,50…0,70 | ||
Выбираем электродвигатель асинхронный типа МТВ 412-8: , частота вращения
Номинальный момент
Скорость наматывания каната на барабан
Частота вращения барабана
Расчетное передаточное число редуктора
Выбираем редуктор РМ-650 с передаточным числом
Фактическая скорость подъема груза
Величина предельного момента, передаваемого редуктором
где — табличное значение мощности, передаваемой редуктором;
— кратность пускового момента редуктора табл. 8
Значение кратности пускового момента
Таблица 8
Режим работы |
Л |
С |
Т |
ВТ |
|
1,25 |
1,6 |
2,0 |
2,5 |
Средний пусковой момент электродвигателя
4.2. Проверка электродвигателя по нагреву
4.2.1. Проверка по среднеквадратичному моменту.
Статистические моменты, развиваемые электродвигателем в течение цикла загрузки, определяется при подъеме и опускании грузов, среднее значение которых приближенно принимают:
Режим работы |
Нагрузка | |||
легкий |
|
|
|
|
|
средний |
|
|
|
|
|
тяжелый |
|
|
|
|
|
весьма тяжелый |
|
|
|
|
Усилие в канате при подъеме груза (разд. 4)
То же при опускании
Статический момент при подъеме груза
То же при опускании груза
Для груза 0,5 Q
Значение к.п.д. принимается по экспериментальному графику рис.6.
Рис. 6: КПД механизма подъема в зависимости от загрузки.
Расчет для груза сведены в табл.9.
Момент инерции, приведенный к валу двигателя при подъеме груза
где и — моменты инерции ротора двигателя и муфты;
— масса поднимаемого груза, кг;
— общее передаточное число;
— коэффициент, учитывающий моменты инерции масс деталей, вращающихся медленнее, чем вал двигателя.
Моменты инерции для остальных масс приведены в табл.9.
Время пуска привода
где знак “-” соответствует пуску при подъеме груза, знак “+” – при опускании.
Для груза
Для остальных грузов (см. табл. 9).
Результаты расчета механизма подъема
Таблица 9
Показатели |
Груз | ||
|
Грузоподъемность |
4000 |
2000 |
1000 |
Усилие в канате: при подъеме груза, Н при опускании груза, Н |
21538
19620 |
10769
9810 |
5384,5
4905 |
К.п.д. механизма |
0,85 |
0,8 |
0,7 |
Статический момент, Н·м при подъеме груза при опускании груза |
285 188 |
151 88,3 |
67,3 55,2 |
Приведенный момент инерции, кг·м2 То же при опускании груза |
1,3
1,28 |
1,18
1,16 |
1,15
1,13 |
Время пуска, с, при: подъеме груза опускании груза |
0,8 0,45 |
0,4 0,3 |
0,3 0,3 |
Среднеквадратичный момент, эквивалентный по нагреву действительному переменному моменту в течении цикла
где — суммарное время пуска, с;
— общее время установившегося движения, с;
— коэффициент, учитывающий ухудшение условий охлаждения при пуске и торможении
— коэффициент, учитывающий ухудшение условий охлаждения во время пауз. Принимают для открытых и защищенных двигателей с вентилятором на валу;
— для закрытых двигателей с ребрами и внешним обдувом; — для закрытых двигателей.
Время установившегося движения
Для строительных кранов принимают средние рабочие пути: подъема механизма передвижения , механизмов передвижения тележки механизма поворота - 900
Механизмы подъема работает по графику (рис 7).
Рис. 7: График загрузки механизма подъема.
Рабочее время
Время пауз за цикл работы при ПВ=25%
Эквивалентная мощность по нагреву
Мощность, необходимая для подъема груза (см.4.1)
Среднее время пуска, привода механизма подъема груза
Среднее время рабочей операции
Отношение
По графику рис .8 находим .
Рис. 8: График влияния пусковых режимов на эквивалентную мощность:
А- механизмы перемещения мостов кранов, тележек, поворота стреловых кранов;
Б- механизмы передвижения крюковых кранов ;
В- механизмы подъема.
Для среднего режима работы эквивалентная мощность двигателя
где — коэффициент, принимаемый в зависимости от режима работы по табл. 10.
Таблица 10: Значение коэффициента К.
Режим работы |
|
|
|
легкий средний тяжелый весьма тяжелый |
0,5 0,75 1,0 1,5 |
0,35 0,5 0,75 1,0 |
4.2.3. Проверка двигателя с использованием метода номинального режимам работы
Проверка по этому методу производится тогда, когда отсутствует достоверный график работы механизма.
Мощность двигателя при подъеме груза (см. раздел 4).
Крутящий момент на валу двигателя при подъеме номинального груза
Номинальный момент выбранного двигателя
Коэффициент перегрузки
Используя величину перегрузочной способности двигателя
По графику рис. 9 находим относительное время пуска
Время разгона при подъеме
Находим отношение
По графику рис. 8 находим значение
Требуемая мощность при ПВ=25%
4.3. Выбор тормоза
Расчетный тормозной момент
где: — коэффициент запаса торможения (табл. II);
Значение коэффициента Таблица 11
Тип механизма |
Режим работы |
|
|
С ручным приводом С машинным приводом |
— Легкий Средний Тяжелый Весьма тяжелый |
1,5 1,5 1,75 2,0 2,5 |
По расчетному тормозному моменту выбирается тормоз ТКТ-300 с тормозным моментом отрегулированный на расчетный тормозной момент.