Грузоподъемные машины Мостовой кран

Курсовой проект

Краны большой грузоподъемности ( от 75 до 250 т ) общего назначения состоят из двух основных узлов :

  • А) моста с механизмом передвижения крана и кабиной;
  • Б) тележки с механизмами главного подъема и во многих случаях вспомогательного подъема и передвижения тележки.

Каждый из этих узлов представляет собой блочную, унифицированную конструкцию и, в свою очередь состоит из блчных же металлоконструкций и механизмов. Мост состоит из двух продольных и двух поперечных (концевых) балок, связанных друг с другом в единую жесткую раму. На одной или обеих площадках, приваренных к продольным балкам моста, смонтирован механизм передвижения крана, при помощи которого кран передвигается вдоль пролета. По рельсам, уложенным на продольных балках моста, передвигается тележка со смонтированными на ней механизмами и грузом.

Все механизмы кранов имеют самостоятельные электродвигатели и приводятся в деийствие независимо друг от друга, при этом применяется как переменный так и постоянный ток. Общее питание электроэнергией осуществляется от цеховых троллеев, расположенных вдоль подкранового пути, а для механизмов тележки от троллеев, расположенных на площадках моста. управление электродвигателями осуществляется при помощи контроллеров из кабины, подвешенной к мосту крана.

Все механизмы этих кранов смонтированны на подшипниках качения; применение цветных металлов для подшипников полностью исключено.

1 Расчет механизма подъема

Спроектировав крюковую подвеску, имеющую параметры : Qп = 200 т;

  • режим работы – легкий;
  • Zбл.п = 8;
  • Dбл.0 = 1100;
  • Ввн =480 мм;
  • Внар = 1100 мм;
  • bc = 290 мм;
  • mп = 10250 кг;
  • Легкому режиму работы соответствует группа режима работы 3М.

Схема системы полиспастов.

Кратность – 8.

G = (mгр + mп)g = (200000 + 10250)*9,807=2061921,75 Н. По справочным данным находим hп = 0,96; Zк.б = 2. Направляющие блоки в схеме отсутствуют поэтому hн.бл = 1. По формуле определяем максимальное статическое усилие : Smax =G/(Zк.б.*Uп*hп*hн.бл)= 2061921,75 / ( 2*8*0,9*1 ) = 143189 Н.

Выбираем тип каната, в виду того, что навивка на барабан будет осуществляться в два слоя. Выбираем тип каната ЛК-Р6х. Рекомендуется при многослойной навивке. По справочным данным находим kзап = 5. Smax * kзап = 143189*5 = 715945 Н. Из условия Smax kзап < Sразр. Выбираем канат 30,5-Г-В-С-О-Н-1862 ГОСТ 2688-80 dk = 30,5 мм, имеющий параметры Sраз = 782,5 Н, Fk = 356,72 мм2. Маркировочная группа – 1862 МПа.Вид покрытия проволоки – оцинкованная для среднеагрессивных условий работы; сочетание направлений свивки элементов – одностороннее; способ свивки каната – нераскручивающийся; направление свивки каната — для одной половины полиспаста — правое, для другой — левое.

63 стр., 31136 слов

Пособие Для стропальщиков по безопасному производству работ грузоподъемными ...

... посторонних лиц. 1.24. При наличии у грузозахватных приспособлений (канатов, стропов) поверхностного износа проволок или оборванных прядей стропальщик должен предупредить лицо, ответственное за безопасное производство работ по перемещению ...

По условию Dбл > dk e проверим перегиб каната на блоках подвески, предварительно найдя по табл. значение е = 20; dk e = 30,5*20 = 610 мм.

Dбл. = Dбл.о + dk = 1100 + 30,5 = 1130,5 мм. Dбл > dk e. Следовательно, условие проверки выполняется.

Основные размеры «Установки верхних блоков».

Конструкцию узла верхних блоков принимаем по типу конструкции, разработанной ПО «Сибтяжмаш». По формулам определяем Dбл = dk e =

=610 мм. В первом приближении Dбл.о = Dбл — dk = 610 – 30, 5 = 579,5 мм. Значение Dбл.max. не должно быть меньше чем Dбл.max. = Dбл.о + 4 dk = 579,5 + 4*30,5 = 701,5 мм. По ОСТ 24.191 05-72 находим ближайшее значение Dбл.max = 750 мм. Окончательно Dбл.max =750 мм; Dбл.о = 625 мм; Dбл = 655 мм. Определяем остальные размеры Lв.бл. = 1,15 * Dбл.о = 1,15*625 = 719 мм; примем Lв.бл.= 720 мм; Bв.бл.= 1,3 Dбл.о = 1,3*625 = 812,5 мм; Bв.бл =820; Нв.бл. = 790 мм; hв.бл. = 0,6 * Dбл.о = 375 мм. Расстояние между осями крайних блоков определим по формуле : Lo = Внар — bc = 620 – 140 = 480 мм. Кроме того, значение Lo должно быть в пределах (0,6-0.7) Lв.бл = (0,6…0,7) * 720 = 432 – 504 мм. Примем Lo = 480 мм. Расстояния между осями болтов крепления назначаем конструктивно : с1 = 210 мм; с2 = 615 м.

Основные размеры уравнительного балансира.

Значение hmin.ур.б.=3 Dбл.о = 3*625 = 1875 мм.

Тогда по формуле : Ввн < Aур.б < Ввн + 2hmin.ур.б. tg[ Y] =>

326 < Aур.б < 326+(2*1875*)tg 6o =>

326 < Aур.б < 720 мм.

Примем Aур.б = 400 мм. Используя соотношения, определим : Lур.б = ( 1,2 …1,3 ) Aур = 480 мм; Вур.б.= ( 0,6…0,7 ) Aур = 240 мм; Нур.б = ( 0,45…0,55 ) Aур = 200 мм; Lоп.ур.б = ( 0,65…0,75 ) Aур = 280 мм; hур.б = ( 0,25…0,35 ) Aур = 120 мм.

Основные размеры «Установки барабана ».

Примем диаметр барабана меньше, чем диаметр блока, на 15%. Вычислим: 0,85*dk e = 0,85* 610 = 518,5 мм. Примем Dб = 520 мм. По формуле Lк.р. = H*uп = 14*8 = 112 м. По формуле

zp = Lк.р. / ( pDб ) = 112 / 3,142 * 0,52 = 69 — число рабочих витков;

  • Принимая Zнепр = l,5 и Zкр = 3, a также t = 36 мм, по формуле определяем длину одного нарезного участка : lн = t*(Zп+Zнепр+Zкр)=36(69 + 1,5 + 3) = 2646 мм. Значение hmin.б. = 3 Dб = 3*520 = 1860 мм. Длину гладкого среднего участка определим по соотношению : Внар <
  • lo <
  • Внар + 2hmin.б. tg[ Y] =>

620 мм < lo < 1011 мм. Примем lo = 800 мм.

Длина гладкого концевого участка равна lk = (4…5) dk = (4…5) 30,5 = 122… 152,5 мм. Примем lk = 130 мм. Ширину зубчатого венца примем Bз.в = 120 мм. Длина барабана с зубчатым венцом будет равна

Lб = 2 lн + lo +2 lк + Bз.в =2*2646 + 800 + 2*130 + 120 = 6472 мм. Данное значение Lб довольно велико. Оно превышает диаметр барабана в 12 раз. Это приведет к увеличению ширины тележки, ее колеи, а следовательно, и длины концевых балок моста. Кроме того, в стенке барабана будут действовать большие напряжения изгиба. С целью уменьшения длины барабана примем минимальное значение длины lo, равное 800 мм, диаметр барабана увеличим до значения Dб = 900 мм, а ширину зубчатого венца до значения Bз.в = 170 мм. Произведя аналогичный расчет, получим Lб = 4594 мм при lн = 1782 мм. Теперь длина барабана превышает диаметр в 5 раз, что вполне приемлемо.

2 стр., 988 слов

Редукторы, их виды и применение

... межосевым углом конической передачи 90 градусов. Он устанавливает номинальные значения основных геометрических параметров зубчатых передач, передаточных чисел редуктора, номинальных крутящих моментов, допускаемых радиальных консольных нагрузок на выходных ...

Определим другие размеры установки барабана, используя ориентировочные соотношения. При этом принимаем средние или близкие к ним значения в соответствующих диапазонах. Получим :

  • Dmax = 1,2*Dб=960 мм;
  • d = 40мм;
  • d1 = 30 мм;
  • Bоп = 160 мм;
  • Bосн.оп = 160 мм;
  • L = 4316 мм;
  • Lосн.оп. = 650 мм;
  • с1 =32 мм;
  • с2 = 325мм;
  • h = 240 мм;
  • Lуст.б = 4496 мм.

2 Выбор двигателя

Предварительное значение к. п. д, механизма примем равным hпр= 0,85. По формуле Nст.max = Gv/hпр = 2061,92 * 0,037 / 0,85 = 89,75 кВт. Выбираем серию МТН, отличающуюся высоким классом нагревостойкости изоляции.

С учетом коэффициента использования мощности Nдв = k Nст.max = (0,7…0,8) 89,75 = 62,8… 71,8 кВт. Выбираем двигатель типа МТН 612-10 ГОСТ 185-70, имеющий параметры : N = 70 кВт; ПВ = 25%; nдв= 560 об/мин; Jр.дв.= 5,25 кг м2; dв.дв. = 90 мм; mдв = 1070 кг.

Выбор передачи.

Частота вращения барабана равна :

nб = vuп/pDб = 0,037*60*8/3,142*0,8 = 7,07 об/мин.

Требуемое передаточное число лебедки Uл.тр=nдв/nб=560/7,07=79,21.Примем передаточное число открытой передачи uот = 4. Требуемое передаточное число редуктора : uр.тр.= Uл.тр/uот = 79.21/ 4 = 19,8

Определим расчетный эквивалентный момент на тихоходном валу редуктора. Принимаем класс нагружения механизма В1. Ему при заданной группе режима работы 3М соответствует класс использования А4 ( табл.).

По таблице находим значение коэффициента нагружения k = 0,25. Значение коэффициента kQ вычисляем по формуле kQ = ( k)1/3 = 0,63. По табличным значениям находим tмаш = 12500 ч.Частота вращения тихоходного вала редуктора должна быть равна uт = nб uот = 7,07*4= 28,28 об/мин. Число циклов нагружения на тихоходном валу редуктора Zт = 60 nт tмаш = 60 * 28,28 *12500 = 21210000. Передаточное число тихоходной ступени редуктора предполагаем близким к значению uт = 5. =>

Суммарное число циклов контактных напряжений зуба шестерни тихоходной ступени редуктора

Zр = ZT*UT=21,21 *106 *5 = 106,05 *106.

Zо = 125000000 => kt = (106,05/125)=0,85.

По формуле вычислим кэф. долговечности kд = 0,63*0,85 = 0,54. Значения к.п.д, опор барабана и открытой передачи примем равными : hб = 0,99; hот = 0,97. Расчетный крутящий момент на тихоходном валу редуктора при подъеме номинального груза в период установившегося движения

Тр = Smax zк.б. rб / hб hот uот = 143189*2*0,45/0,99*0,97*4 = 33550 Н м.

По формуле экв. момент ТР.э. = kд Tр = 0,54 * 33550 = 18120 H м.

Для обеспечения выбранной кинематической схемы удобно использовать редуктор типа ГК, имеющий шестерню на конце тихоходного вала. Однако в нормали ПО «Сибтяжмаш» на редукторы данного типа не приводится номинальных крутящих моментов на тихоходных валах. Определим расчетом данный момент. Предварительно выберем редуктор типоразмера ГК-1000 имеющий передаточное число uр = 15,21; Up.Tp. Разница между uр.тр и uр составляет 3,9%, что допустимо. Мощность, которую можно подводить к редуктору, равна Nр = 293 кВт при легком режиме работы и частоте вращения быстроходного вала nбыстр = 585 об/мин. К.п.д. данного редуктора, по расчетам завода-изготовителя, равен hр = 0,94. Допускаемая угловая скорость быстроходного вала редуктора равна w быстр = pnбыстр /30 = 3,142*585/30 = 61,26 рад/с. Номинальный крутящий момент на быстроходном валу равен Тбыстр = Nр / w быстр = 293 * 103/ 61,26 = 4783 Н м. Номинальный крутящий момент на тихоходном валу : Тр.н. = Тбыстр uр hр = 4783*15,21*0,94 = 68384 Н м, т. е. значительно больше расчетного эквивалентного момента Tэ,. Следовательно, редуктор ГК-1000 соответствует требованиям прочности и кинематике механизма. Редуктор имеет параметры, кроме выше найденных : awc = 1000 мм; dв.быстр. = 110 мм; Zш=13; m=24мм; bш = 350 мм; mр = 3550 кг. Схема сборки редуктора соответствует выбранной кинематической схеме.

32 стр., 15596 слов

МЕХАНИЗМЫ ПОДЪЕМА И ТЕЛЕЖКИ МОСТОВОГО КРАНА

... На предприятии по про изводственной необходимости возникла потребность в повышении грузоподъ емности мостового крана. Целью настоящего проекта является повышение грузоподъемности путем замены крюковой подвески, каната, барабана, редуктора, ... нагрузок, усилиях перекоса, технологических нагрузках, а также число проведенных циклов работы крана. При расчете по СРПС значения коэффициентов надежности по ...

Определим основные параметры открытой передачи. Число зубьев венца равно zв = zв uот = 13 *4 = 52. Межосевое расстояние равно аw= m (zв + zш ) = 24 ( 13 + 52) / 2 = 780 мм.

Уточним размеры

D’max = m ( zв + 2 ) = 24(52+2)=1296 мм;

  • B’з.в. = 0,95bш =0,95*350 = 332 мм;
  • Lб, L и Lуст.

б. возрастут на B’з.в — Bз.в = 332 — 170 = 162 мм;

  • L’б = 4308 мм;
  • L’уст.б. = 4758 мм;
  • L’=4578мм

Определим фактическую скорость подъема груза и фактический к.п.д. механизма. Передаточное число механизма равное uмех = uр uот uп = 15,21*4*8 = 486,72. Угловая скорость вала двигателя равна w дв = pnдв / 30 = 3,142*560/30 = 58,64 рад/с. По формуле Vпод = 58,64*0,45/486,72 = 0,0542 м/с. Данная скорость отличается от заданной на 10 %, что допустимо. К.п.д. муфты на быстроходном валу примем равным h м.б = 0,99. К.п.д. всего механизма равен h мех = h п h б h от h р h м.б = 0,96*0,99*0,97*0,94*0.99 = 0,87. Данное значение мало отличается от значения h пр = 0,85, принятого выше. Поэтому перерасчет мощности не делаем.

3 Выбор соединительной муфты

Для соединения валов двигателя и редуктора выбираем тип муфты – зубчатая с промежуточным валом. Такая муфта хорошо компенсирует возможные неточности монтажа и может передавать большие крутящие моменты. Диаметры концов : dв.быстр =110 мм, dв.дв = 90 мм. По таблице выбираем типоразмер муфта 2-16000-90-2-110-2У2 ГОСТ 5006 – 83. Данная муфта имеет параметры :

  • Тм.н = 16000 Н м;
  • Jм = 1,15 кг м2;
  • dлев мах= dпр мах = 120 мм mM = 62,5 кг. Расточки в полумуфтах выполняют по заказу.

4 Выбор тормоза

По табличным значениям находим kт = 1,5. Определим максимальное значение к.п.д. механизма h’ на участке кинематической цепи от крюка до тормоза. Оно будет отличаться от значения h мех отсутствием сомножителя h м.б, а также величиной h’р. В качестве hр возьмем максимально возможное значение к.п.д. для двухступенчатого цилиндрического редуктора по табл. h’р = 0,97. Тогда h’ = h п h б h от h’ р = 0,96*0,99*0,97*0,97 = 0,89. По формуле Tст.т = G rб h’ / uмех = 2061922 *0,45*0,89 / 486,72 = 1697 Н м. Расчетный тормозной момент находим по формуле :

26 стр., 12830 слов

Расчет мостового крана

... Расчет механизма передвижения тележки 2.1 Общие положения электродвигатель барабан редуктор кран Тележка имеет четыре ходовых и два приводных колеса. Механизм ... - скорость подъема груза; ориентировочное значение КПД механизма подъема. Предварительно выбираем по [1, с. 489 ... коэффициенты выбора диаметров рабочих и уравнительного блоков для режима работы 4М. Выполняем проверочный расчет барабана.(рисунок ...

  • Ттр = kт Tст.т = 1,5*1697 = 2546 Н м. Данному значению тормозного момента не соответствует типоразмера тормозов для ПВ = 15 %, поэтому выбираем типоразмер с бОльшим значением тормозного момента : тормоз ТКП-500 конструкции ПО «Сибтяжмаш» с номинальным тормозным моментом 2200 Н м. Тормоз требует выпрямляющего устройства, но зато его надежность не зависит от такого фактора, как качество уплотнений в электрогидравлическом толкателе, в который заливается рабочая жидкость. Данный фактор является определяющим для механизма главного подъема – самого ответственного механизма в проектируемом кране. Поэтому выбираем тормоз конструкции ПО «Сибтяжмаш» с параметрами : Tт.н = 2500 Н м;
  • ПВ = 25 %;
  • Рэл = 12945 Н;
  • Lуст = 222 мм;
  • mтор = 400 кг;
  • Dт.ш = 500 мм;
  • Вк = 200 мм;
  • h як = 4 мм;
  • Тормоз регулируется на расчетный тормозной момент Ттр.

5 Выбор муфты с тормозным шкивом

Учитывая требуемый диаметр тормозного шкива, ширину колодок и диаметр быстроходного вала редуктора, выбираем муфту, имеющую параметры :

  • Dт.ш = 500 мм;
  • Вт.ш = 205 мм;
  • dк. мах = 129,5 мм;
  • Jм.т.ш = 3,75 кг м2;
  • m м.т.ш = 122 мм;
  • Уточнение момента инерции муфт, расположенных на быстроходном валу механизма.

Ранее была выбрана соединительная зубчатая муфта с промежуточным валом, момент инерции которой равен : Jм = 1,15 кг м2.

Половину этой муфты, расположенную ближе к редуктору мы заменили муфтой с тормозящим шкивом. Следовательно, момент инерции муфт на быстроходном валу механизма изменится и будет равен : Jм.быстр = Jм / 2 + Jм.т.ш = 1,15/2 + 3,75 = 4,32 кг м2

6 Расчет металлоконструкции тележки

Расчет швеллеров к которым крепятся колеса

G тележки с грузом 210т.

На каждое колесо действует нагрузка

Р=52,5 т=52500 кг=525000 Н

Сталь 10ХСНД

[σ]=4000кг/см²

  • R+P1+P2=0

R=P1+P2

ΣFx=0

Р1-525000-262500-262500-Р2=0

ΣMc=0

  • P1*500-262500*1050-262500*1350+P2*2100=0

P2=148077

P1=201923

Mmax=129230.65 Hm=12.923*10^5кг см

Wx=Mmax/[σ]=323см³

Подбираем профиль швеллера по сортаменту

№30

Параметры

H=300мм

b=100мм

d=6.5мм

t=11мм

R=12мм

r=5мм

Ix=5810см^4

Wx=387см^3

ix=12см

Sx=224см^3

Iy=327см^4

Wy=436см^3

iy=2.84см

Zc=2.52см

Проверка

σ max=Mmax/Wy=3339.3кг/см^2

σmax< [σ] выполняется

6 Расчет ограничителя грузоподъемности

Расчет пружины:

1.Задаемся значением с= задаемся значением с и определяем по диаграмме 1 =8¸12 и определяем по диаграмме, изображенной на рис.875 ( П.И.Орлов ”Основы конструирования”), или по ф-ле  задаемся значением с и определяем по диаграмме 2

2.Задаемся средним диаметром D=50мм.

3.Задаемся значениями допускаемого напряжения [t] в пределах

400-600МПа, определяют диаметр d проволоки:

d=1.6(kPc/[τ])½=1.6(1.1*2000000*10/500)½=189.1

38 стр., 18965 слов

«Восстановление ходовых колес

... тележка у двухбалочных кранов перемещается по рельсам, уложенным по верхним поясам главных балок. 2 КРАНОВЫЕ КОЛЕСА МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ МОСТОВОГО КРАНА В зависимости от типа крана, ... от общего представления мостового крана к отдельным деталям и методам их ремонта. Методике необходимо отыскать ... конечной целью данной дипломной работы. 1 МОСТОВЫЕ КРАНЫ Грузоподъемные краны занимают ведущее место в ...

Берем стандартный диаметр проволоки d=200мм.

3.Опредиляем число рабочих витков

i=λGd/8c³p=2000*8*200/8*10³*2000000=25

7 Расчет штыря и проушины

Расчет штыря на срез:

 расчет штыря и проушины 1

 расчет штыря и проушины 2

 расчет штыря и проушины 3

Принимаем dшт=24мм.

Расчет штыря на изгиб:

 расчет штыря и проушины 4

 расчет штыря и проушины 5

 расчет штыря и проушины 6

т.к. S=0, dшт=2,25dср, dср=dшт/2,25=10,6

dкр=0,6dср=0,6×10,6=6,36мм.

 расчет штыря и проушины 7

 расчет штыря и проушины 8

D2=96, k=0,9

Расчет проушины на растяжение:

 расчет штыря и проушины 9 Ккр=0,92К=0,83

 расчет штыря и проушины 10

Расчет проушины в зоне отверстия на смятие:

 расчет штыря и проушины 11

Ксм=0,83 для подвижных соединений.

 расчет штыря и проушины 12

8 Механизм передвижения тележки

Выбираем кинематическую схему с центральным приводом. Ее достоинством является отсутствие перекоса колес при работе двигателя и тормоза во время пусков и торможения.

Статические нагрузки на колеса.

Вес номинального груза равен : Gгр = 1569,6 кН.

Вес тележки определяем по соотношению Gт = ( 0,25…0,35 ) Gгр = 0,3* 1569,6 = 470,8 кН.

С учетом коэффициента неравномерности распределения нагрузки на колеса, максимальная статическая нагрузка на одно колесо будет равна :

Pст.max = ( Gгр + Gт ) 1,1 / 8 = 286 кН.

Pст.min= Gт 0,9 / 8 = 54 кН.

Выбор колес.

Используя значение Pст.max, выбираем колесо диаметром D = 710 мм;[Pk.max ] = 320 кН.

Выбор колесных установок.

По диаметру колеса выбираем стандартные колесные установки : — приводную колесную установку К2РП – 710 и не приводную колесную установку К2РН – 710. Имеющие размеры :

  • D = 710 мм;
  • d =125 мм;
  • dy =130 мм;
  • B =115 мм;
  • mк.у.пр = 548,87 кг;
  • mк.у.непр = 527,48 кг;
  • zреб = 2.

Форма поверхности катания — цилиндрическая. Тип подшипника роликовой радиальный сферический двухрядный с симметричными роликами.

Выбор подтележечного рельса.

Выбираем рельс КР – 100, ГОСТ 4121 – 76 с выпуклой головкой. Значение b = 100 мм. Проверим соотношение ширины дорожки катания колеса В и головки рельса b : В – b = 115 – 100 = 15 ( соответствует норме 15…20 – для колес двухребордных, тележечных ).

Другие параметры рельса : R = 450 мм, bосн = 150 мм, y = 7,6 см, F = 113,32 см2, Jx = 2864,73 см4; mпог = 88,96 кг, материал : Сталь М62.

15 стр., 7003 слов

Теплотехнический расчет вращающейся печи

... Исходные данные для расчета печи: вид печной установки: вращающаяся печь; выпускаемая продукция и ... колесо, соединенное через редуктор с электродвигателем. Этот механизм представляет собой привод печи. Опорные устройства вращающихся печей ... Расчетная часть 2.1 Технологический расчет печи Количество часов работы печи в году: час/год где ... обжига материала. Для выполнения расчета выбираем вид топлива, его ...

Сопротивление передвижению тележки.

Определяем значение сопротивления, создаваемое трением. По табличным значениям определяем :0,80, f = 0,015.

При гибком токопроводе тележки kдоп = 2,0.

Wтр = ( Gтр + Gт ) (2m + f*dy) kдоп / D = 2080 (2*0,8 + 0,015*130 ) 2 / 710 = 20,8 кН.

Сопротивление создаваемое уклоном a= 0,002.

Wy = (Gт +Gгр ) =0,002 *2080 = 4,16 кН.

Сопротивление создаваемое силами тележки :

1,25 ( т.к. скорость тележки меньше 1 м/с ).

mпост = mт + mп = 48 – 8,57 = 39,43.