Расчет передвижения моста мостового крана

Содержание

 

1.   Определение сопротивлений передвижению крана                             3

2.   Определение тормозных моментов и выбор тормоза                          9

3.   Расчет опорных колес на контактную прочность                                12

4.   Расчет и проверка вала на прочность                                                    15

4.1 Расчет реакции в  опорах                                                                         15

4.2 Определение изгибающих  моментов и 

      построение эпюр изгибающих и крутящих моментов                         17

4.3 Расчет вала на усталостную  прочность                                                 18

5.   Проверка прочности шпоночных соединений                                      21

6.   Проверка подшипников на долговечность                                            22

7.   Список использованных источников                                                     24

 

 

1. Определение сопротивлений передвижению крана

 

Механизм передвижения крана  выбираем с раздельными приводами, кинематическая схема которого представлена на рисунке 1. Электродвигатель, соединенный муфтой с редуктором, передает движения на ведущие колеса. Вал приводного колеса соединен с тихоходным валом редуктора муфтами. На полумуфте быстроходного вала редуктора установлен тормоз.

 

 

 

Рисунок 1. Кинематическая схема  механизма передвижения

 

Общее сопротивление передвижению крана от статических нагрузок

где - сопротивление трения; - сопротивление от уклона пути; - сопротивление от ветровой нагрузки.

Сопротивление трения при  движении крана по прямому рельсовому пути

Согласно рекомендаций [1] c.13 ориентировочная масса мостового крана

 

 

Согласно приложению LVІ, LIХ [2],  принимаем ходовые колеса диаметром   мм, двухребордные с цилиндрическим ободом, шириной поверхности  качения мм (ГОСТ 3569-74). Материал - сталь 65Г с твердостью поверхности качения НВ 320...350 (ГОСТ 1050-74). Диаметр цапфы вала мм (табл. 9 [3]). Колеса установлены на подшипниках ([1] с.33). Коэффициент ([1] с.33). Коэффициент трения качения   (табл. 1.28 [1]). Рельсы типа КР70 с закругленной головкой, с радиусом закругления  мм (прил. LХVIII [2]).

Сопротивление от уклона пути

где - угол наклона пути; для мостовых кранов [1] c.68

Принимаем , т.к. кран установлен в помещении

Статическая мощность двигателя, необходимая для привода механизма  передвижения крана

где - номинальная скорость передвижения, м/с;

      - КПД механизма; [1] c. 23

 

По табл. III.3.5 [1] выбираем крановый электродвигатель типа MTF012-6 мощностью кВт (при ПВ=40%), об/мин ( рад/с), кг×м², Нм, Нм,

Частота вращения ходового колеса

 об/мин

Требуемое передаточное число привода

Поскольку в приводе рассчитываемого механизма передвижения должно быть  установлено два одинаковых редуктора, на каждый из них приходится мощность, равная (0,5…0,6)Р_с, т.е. 2,0…2,4 кВт. Расчетная мощность для выбора редуктора согласно табл. 1.33 [1] c.40

 

 

Исходя из этой мощности и требуемого передаточного числа  выбираем редуктор Ц2-250-40 для среднего режима работы и частоты вращения быстроходного вала с передаточным числом

Номинальный момент, передаваемый  муфтами двигателей, принимается равным моменту статических сопротивлений [1] c.23

 

 

Расчетный момент для  выбора соединительных муфт [1]

где   - коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма; [1] c. 42;

          - коэффициент, учитывающий режим работы механизма; [1] c. 42.

Из табл. III.5.9 выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту с тормозным шкивом №1 с наибольшим передаваемым крутящим моментом 500 Нм. Диаметр муфты , масса муфты 25 кг, момент инерции 0,125 кгм².

Фактическая скорость передвижения крана

,

что незначительно  отличается от ближайшего значения 0,63 м/с стандартного ряда [1] c. 6.

Полагаем, что общее  число ходовых колес крана  , из них приводных . Примем коэффициент сцепления ходовых колес с рельсами [1] c. 33, коэффициент запаса сцепления [1] c. 32.

Максимально допустимое ускорение крана при пуске  в предположении, что ветровая нагрузка равна нулю

 

Наименьшее допускаемое  время пуска по условию сцепления

Средний пусковой момент двигателя [1] c. 36

 

 

Для двух двигателей

 

Момент статических  сопротивлений при работе крана  без груза

 

где - сопротивление передвижению крана без груза

С учетом уклона

 

Момент инерции  ротора двигателей  и муфт быстроходного  вала

Фактическое время  пуска механизма передвижения без  груза

 

 

где - коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс привода механизма подъема; [1] c. 25

 

[1] c. 28

 

Фактическое ускорение  крана без груза при пуске 

Проверяем фактический  запас сцепления 

 

 

где  - суммарная нагрузка на приводные колеса без груза

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Определение тормозных моментов и выбор тормоза

 

Максимально допустимое замедление крана при торможении

 

 

По табл. 1.26 [1] принимаем .

Время торможения крана  без груза

Сопротивление при  торможении крана без груза

 

 

Момент статических  сопротивлений на тормозном валу при торможении крана

где   - момент сил трения при торможении

 

 

- момент сопротивления движению  от уклона пути

 

 

где - сопротивление от уклона пути при торможении

 

 

Момент сил инерции  при торможении крана без груза

 

 

Расчетный тормозной  момент на валу тормоза

 

 

  Принимаем колодочный тормоз с гидротолкателем типа ТТ-200 (рисунок 2) с наибольшим тормозным моментом , ширина колодки 95 мм, тип гидротолкателя ТЭГ-25 с тяговым усилием 245,25 Н. Тормоз регулируется на расчетный тормозной момент.

Рисунок 2 – Колодочный тормоз типа ТТ-200

 

Рекомендуемая минимальная  длина пути торможения

где  k =1,5 [1] c. 31 – при работе в помещении

Фактическая длина пути торможения

,

что соответствует рекомендациям  табл. 1.23 [1] c. 31.

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет опорных колес на контактную прочность

 

При точечном контакте с  выпуклой опорной поверхностью катания (рельс с выпуклой головкой)

 

где – коэффициент, учитывающий влияние трения  на работу опорных колес; [1] c. 81;

приведенный модуль упругости материала  колеса и рельса, Па;

 коэффициент, зависящий от отношения ;

больший из радиусов колеса и скругления (выпуклости); мм;

меньший из радиусов колеса и скругления головки рельса; мм;

R – радиус колеса, м;

 

 

расчетная нагрузка на колесо, Н

 

где – коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине рельса; - для рельсов с выпуклой головкой [1] c. 82;

 коэффициент динамичности, зависящий от скорости колеса; - при скорости [1] c. 82;

 

 

 

- наибольшая нагрузка на колесо;

Наиболее неблагоприятный  случай будет тогда, когда тележка  находится в крайнем положении  моста со стороны кабины. При таком  положении тележки более загруженными являются ходовые колеса правой опоры В (рисунок 3).

Нагрузки на ходовые колеса опор А и В:

 

 

где масса кабины с электрооборудованием;

       масса тележки;

       масса моста;

 

 

 

 

 

Рисунок 3. Схема к расчету нагрузок на ходовые колеса моста

 

Допускаемые контактные напряжения составляют

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1. Кузьмин А. В., Марон Ф. Л. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин.- 2-е изд. – Мн.: Высш. шк., 1983.-350 с.

2. Иванченко Ф.К. и др. Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин К.: Вища шк., 1978. - 576 с.

3. Колесник Н.П. Расчеты  строительных кранов. - К.: Вища шк., 1985.-240 с.

4. Курсовое проектирование  деталей машин: Учебн. пособие для техникумов/С.А. Чернавский, Г.М. Ицкович, К.Н. Боков и др.- М.: Машиностроение, 1980. 351 с., ил.

5. Миловидова Т. П. Детали  машин и основы конструирования:  Мет. ук. Часть II. – СПб.: СПГУВК, 2007. – 82 с.