Механический привод механизма подъёма мостового крана

l2 – расстояние от опоры правой цапфы до середины ступицы;

= (1,5…2,0)                                      (13)

 – диаметр ступицы, см.

Моменты сопротивления сечений оси под ступицей и цапфой соответственно равны

= 0,1 см3;     = 0,1 , см3..                         (14)

Подставляя данные значения в формулу (9), находим диаметр оси под ступицей и диаметр цапфы

     (15)

 

dст= = 0,07 (м)

Принимаем диаметр оси под ступицей мм.

= 2 ∙ 60 = 120 мм.

Мц = 11795,4 ∙ (20 ∙ 14/2) = 153340.2 (Нсм)

dц = = 0,06 (м)

Принимаем диаметр цапфы мм.

Аналогично можно определить и диаметр левой цапфы. Однако, в целях унификации подшипников она может быть принята равной диаметру правой цапфы. Окончательный диаметр цапф уточним после выбора подшипников.

 

5 Расчёт подшипников оси барабана

 

Для компенсации несоосности опор ось барабана устанавливается на самоустанавливающихся сферических шариковых или роликовых подшипниках.

Эквивалентная нагрузка на правый подшипник может быть определена по упрощённой формуле

= kd, Н ,                                     (16)

где – коэффициент, зависящий от того какое кольцо подшипника вращается (при вращении внутреннего кольца =1);

– динамический коэффициент (для механизмов подъёма  = 1,2;

 – коэффициент приведения (для лёгкого, среднего и тяжёлого режимов ориентировочно можно принять соответственно 0,6; 0,65 и 0,75). Этот коэффициент вводится в связи с тем, что кран работает с разными грузами в пределах заданной грузоподъмности.

= 11795,4 ∙ 1 ∙ 1,2 ∙ 0,65 = 9200,4 (Н).

Требуемая долговечность подшипника L ( в млн. оборотов) определиться по формуле

L = ,                                         (17)

где – долговечность подшипника, равная 1000, 3500 и 5000 часам соответственно для лёгкого, среднего и тяжёлого режима соответственно;

– частота вращения барабана, мин-1

= 60 / .     (18)

Тогда расчётная динамическая грузоподъёмность шарикового подшипника будет равна

                                      C = , Н. ≤ Стабл 

                              С = 9200,4 ∙  = 14100 (Н) ≤ 15500 (Н)                    (19)

                                         

Поскольку в левом подшипнике вращаются оба кольца (подшипник служит только опорой), то его можно рассчитывать по статической грузоподъёмности.

В целях унификации оба подшипника можно принять одинаковыми, однако, при этом необходимо учитывать, что левый подшипник обычно устанавливается в выточке выходного вала редуктора и, следовательно, их диаметры должны быть согласованы.

Подшипник выбираем по ГОСТ 28498-90, из условия С и с учетом требуемого внутреннего диаметра: d=60 мм; D=110мм; В=22

Подшипник 1212 ГОСТ 28498-90.

 

 

 

6 Расчёт и выбор электродвигателя

 

Статическая мощность при подъёме номинального груза

     (20)

где – КПД механизма подъёма.

В кранах общего назначения расчёт двигателя можно с достаточной степенью точности вести по эквивалентной нагрузке. В этом случаи потребная мощность двигателя определяется по формуле

=  , кВт ,                                       (21)

где – коэффициент приведения, принимаемый равным 0,6; 0,65 и 0,75 соответственно для лёгкого, среднего и тяжёлого режимов.

= 11,08 ∙ 0,65 = 7,2 (кВт).

Для кранов применяются специальные крановые двигатели с фазовым ротором серии МТ и МТВ.

Выбираем электродвигатель МТ211-6, имеющий следующие технические характеристики:

• мощность на валу при ПВ 25%  7,5 кВт;
• частота вращения    935 мин_1;
• максимальный момент    195 Нм.

 

 

7 Выбор редуктора

 

Редуктор выбирается по статической мощности, передаточному отношению, частоте вращения вала двигателя и режиму работы. Мощность редуктора определяется по формуле

= ,     (21)

где   = 1 коэффициент запаса (для редукторов типа Ц2).

= 11,08 ∙ 1 = 11,08 (кВт).

nбар = = = 17,2

Передаточное отношение

.

= 935 / 17,2 = 54,36.

Выбираем редуктор Ц2-350, который широко применяется в краностроении, имеющий следующие технические характеристики:

• мощность на быстроходном валу  14,2 кВт;
• передаточное отношение   50,94;
• режим работы     средний.

Размеры выточки выходного вала редуктора (для установки левого подшипника оси барабана) и диаметр окружности зубчатого венца вала редуктора (рис. 6) представлены в табл. 1.

 

Таблица 1 – Геометрические размеры выточки выходного вала редуктора

Типоразмер редуктора	Зубчатый конец тихоходного вала
		B
Ц2-350	110	30	250

 

Рисунок 6 – Геометрические размеры выточки выходного вала редуктора

 

 

8 Расчёт узла соединения редуктора с барабаном

 

В принятом способе соединения вала редуктора с барабаном крутящий момент передаётся через призонные болты, установленные в отверстия без зазора. В этом случаи болты работают на срез, напряжения которого определяется по формуле

     (16)

где – усилие, действующее по окружности установки болтов, Н;

= ;

 – крутящий момент на барабане;

 – число болтов (обычно 6 – 8);

d – диаметр цилиндрической части призонного болта, см.

[] – допускаемое напряжения среза, МПа ([] ]).

Для предварительного расчёта диаметра окружности установки болтов можно принять в пределах = (1,3…1,4), см,

где – диаметр окружности зубчатого венца вала редуктора (табл. 1).

= 1,3 ∙ 25 = 32,5 см;

  = 2 ∙ 195 / 0,325 = 1200 (Н);

следовательно, условие прочности болтов на срез выполняется.

 

 

9 Расчёт и выбор муфт

 

В механизме подъёма необходимо выбрать муфту для соединения вала электродвигателя с валом редуктора. Муфта выбирается по расчётному крутящему моменту

      (17)

где – диаметр барабана, м;

 – кратность  полиспаста;

 – коэффициент, учитывающий степень ответственности  механизма, для механизма подъёма  = 1,3;

 – коэффициент, учитывающий режим работы, для режимов Л, С и Т коэффициент равен соответственно 1,1 1,2 и 1,3.

Для соединения быстроходных валов используются упругие втулочно-пальцевые муфты типа МУВП. Обычно на такой муфте устанавливается тормоз, поэтому диаметр тормозной полумуфты (со стороны редуктора) необходимо согласовать с тормозом.

 

 

10 Расчёт и выбор тормоза

 

Тормоз устанавливается на быстроходном валу редуктора (наименьшим крутящим моментом). Расчётный тормозной момент на этом валу равен

       (18)

где – коэффициент запаса торможения (он равен 1,5; 1,75 и 2,0 соответственно для режимов Л, С и Т).

В крановых механизмах наиболее успешно применяются колодочные тормоза с гидротолкателями.

Выбираем ТТ-тормоз колодочный с гидротолкателем ТТ-200, имеющий следующие технические характеристики:

• диаметр тормозного шкива   200 мм;
• тормозной момент    200 Нм.

 

 

Заключение

 

В данной работе был рассчитан и спроектирован механизм подъема мостового крана. В работе рассмотрена кинематическая схема привода, выбран канат, рассчитаны параметры барабана, выполнены прочностные расчеты барабана, оси, подшипников, подобраны двигатель и редуктор, рассчитаны и выбраны муфты, подобран тормоз. Также выбран способ соединения редуктора с барабаном и выполнен расчет узла.

 

 

 

Список использованной литературы

 

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя: в 3 т. 9-е изд., перераб. и допол. – М.: Машиностроение, 2006. – 383 с .
2. Грузоподъемные машины. Учебник для вузов. Александров М.П., Колобов Л.Н., Лобов Н.А. – М.: Машиностроение, 1986. – 400 с.
3. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин; Учеб. пособие для вузов / П.Ф.Дунаев, О.П. Леликов.-9-е изд.; исп. – М.: Академия, 2006. – 496 с.
4. Иванов М Н. Детали машин: Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 2005. – 408 с.
5. Иванченко Ф.К. Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин. – К.: Вища школа, 1975. – 520 с.
6. Кифер Л.Г., Абрамович И.И. Грузоподъемные краны. Атлас чертежей. Часть 1, 2. – М.:, Машгиз, 1956.
7. Курсовое проектирование грузоподъемных машин. Руденко Н.Ф. и др. – М.: Машиностроение, 1971. – 464 с.
8. Курсовое проектирование грузоподъемных машин: Учебное пособие / С.А.Казак, В.Е.Дусье, Е.С.Кузнецов и др.; Под ред. С.А.Казака. – М.: Высш. шк., 1989. – 319 с.: ил.
9. Павлов Н.Г. Примеры расчетов кранов. Изд. 4-е, перераб. и доп. Л.: Машиностроение (Ленингр. отд-ние), 1976. – 320 с.: ил.
10. Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин. Иванченко Ф.К. и др. – К.: Высшая школа, 1978. – 576 с.
11. Точилкин В.В. Подъемно-транспортные машины: Методические указания к курсовому проекту для студентов специальности 170900. Магнитогорск: МГТУ, 1999. – 40 с.