 |
Главная |
Определение основных размеров барабана
 2016-01-05 |
 1216 |
 Обсуждений (0) |
из
5.00
|
1.3.1. Диаметр блока и барабана, измеряемый по центру каната.
где 
диаметр каната
e - коэффициент, регламентируемый Правилами Госгортехнадзора в зависимости от типа грузоподъемной машины и режима ее работы (см. Таблицу 2).
e = 18
| Тип грузоподъёмной машины | Привод | Режим работы | Значение |
| Краны башенные | Ручной Машинный -“- -“- -“- | - Л С Т ВТ |
1.3.2. Диаметр барабана, измеренный по дну канавки.
По ГОСТ 22644-77 диаметр D 
округляется до ближайшего значения D 
, который принимается за диаметр по дну канавки для нарезных барабанов и за наружный – для гладких барабанов при многослойной навивке. Диаметр барабана по центру навиваемого каната, который и принимается для дальнейших расчетов:
1.3.3. Длина каната, навиваемого на барабан.
где Н - высота подъема груза, (м).
- кратность полиспаста
1.3.4. Рабочая длина барабана с учётом запасных витков.
Для нарезного барабана, при однослойной навивке каната на барабан:
Проверка жесткости барабана: 
≤ 4;
= 4,56>4, => принимаем многослойную навивку каната.
где 
- рабочая длина барабана.
1.3.6. Определение толщины стенки барабана и проверка его на прочность.
Толщина стенки барабана определится из выражения:
Проверка стенки барабана на прочность:
< 
где
допустимое напряжение на сжатие.
для Ст.35 Л
на 0,9%, что допустимо.
1.4. Расчёт крепления конца каната на барабане.
Крепление конца каната на барабане с помощью прижимных планок применяются при однослойной навивке каната и нарезном барабане (Рис.2).
Рис. 2
= 0.1-0.16-коэф трения каната о поверхность барабана.
α= (3-4)π – угол обхвата барабана запасными витками каната.
1.4.2. Усилие, необходимое для затяжки болтов крепления каната.
1.4.3. Суммарное напряжение в каждом болте крепления определиться:
Н/мм2
-коэфф запаса надёжности крепления каната к барабану.
Z -число болтов по нормам Госгортехнадзора, должно быть не менее двух.
-внутренний диаметр резьбы болта. 
=13.835 мм.
= 100 Мпа, для Ст.3
1.5. Выбор и расчёт грузозахватного приспособления.
1.5.1. Выбор крюка.
Крюки подбирают по заданной грузоподъемности в зависимости от вида привода и режима работы грузоподъемного механизма. Основные размеры крюка находятся по таблицам ГОСТа.
Q = 8000 кг.
| Грузоподъёмность | Q = 8 т. |
| Материал | Ст. 20 |
| Масса | M = 16,2(кг) |
| Тип | Б |
Рис. 3.
1.5.2. Проверка на прочность хвостовика крюка.
Хвостовик крюка в сечении A-A рассчитывается на растяжение:
где
заданная грузоподъёмность, (Н)
внутренний диаметр резьбы, (мм)
для Ст.20
Проверка напряжений в сечении Б-Б.
Напряжение в точке 1:
где
расстояние от центра тяжести сечения до внутренних волокон сечения крюка в точке 1;
F – площадь сечения тела крюка в сечении Б-Б;
a - половина диаметра зева крюка
b – малое основание трапеции сечения Б-Б
К – коэффициент кривизны бруса, зависящий от формы сечения
радиус кривизны линии центров тяжести сечения Б-Б:
допускаемое напряжение на растяжение или сжатие для материала крюка (Ст. 20).
расстояние от центра тяжести до наружных волокон.
1.5.3. Расчёт траверсы крюковой подвески.
Рис. 4.
где
изгибающий момент в опасном сечении.
расчётная длина траверсы для нормальной подвески:
- наружный диаметр упорного подшипника
W – момент сопротивления ослабленного сечения траверсы
мм3
- допускаемое напряжение изгиба
В – ширина траверсы
диаметр хвостовика крюка.
Высота траверсы:
;
допускаемое напряжение изгиба
- предел выносливости,
- предел прочности материала траверсы
n = 3 – коэффициент запаса прочности
к = 1,3 – коэффициент концентрации напряжений,
- верно
где 
изгибающий момент для нормальной подвески
Округляем 
1.6. Определение мощности гидродвигателя для привода механизма подъёма груза.
1.6.1. Определение статической мощности.
где
скорость подъема груза,
- КПД двигателя,
1.6.2. Выбор гидродвигателя.
Так как в последнее время на большинстве типов ГПМ устанавливается гидростанции, в частности это касается и автокранов, то выбираем гидродвигатель в качестве приводного механизма.
1.7. Определение передаточного числа редуктора механизма подъёма груза.
- частота вращения барабана, (об/мин)
,
- кратность полиспаста
- скорость подъема груза
– диаметр барабана по центру навиваемого каната,
1.7.1. Выбор редуктора.
По ГОСТ выбран редуктор Ц2-500; Uр = 12,5; Мт= 16 кН;
- коэффициент запаса торможения, при 
,
- статический тормозной момент, приведенный к валу
- общее передаточное число механизма
По ГОСТ выбран тормоз типа ТКГ - 400 ( 
(Нм); Dт = 400 (мм)) с двухштоковым электрогидротолкателем.
1.8.2. Проверочный расчёт тормоза.
1.8.2.1 По удельному давлению:
N - сила нажатия одной колодки, Н
- площадь колодки, 
МПа – допускаемое удельное давление,
момент, развиваемый тормозом
- коэффициент трения
(м) - диаметр тормозного шкива
ширина тормозной колодки,
- угол обхвата шкива тормозной колодкой,
1.8.2.2 Проверка тормоза на прогрев.
р – удельное давление тормозной колодки на шкив
- окружная скорость тормозного шкива
1.9. Выбор соединительных муфт.
Муфты выбираются по наибольшему диаметру концов соединяемых валов и по крутящему моменту:
- номинальный крутящий момент, передаваемый муфтой,
- коэффициент, учитывающий ответственность передачи,
- коэффициент условия работы муфты,
По ГОСТ выбрана муфта зубчатая с разъемной обоймой (тип 1).
,
.
Рис.5
Верхняя секция:
Сечение 1-1:
Наибольший изгибающий момент:
- вес поднимаемого груза,
- длина первой секции,
- угол наклона стрелы,
Наибольшая сжимающая сила:
,
Площадь поперечного сечения:
Наибольшее суммарное напряжение в сечении1-1 :
- допускаемое напряжение на изгиб для стали 10 ХСНД.
Нижняя секция:
Сечение 3-3:
Работает только на изгиб
Наибольший изгибающий момент:
Момент сопротивления изгибу:
Наибольшее суммарное напряжение в сечении 3-3:
2.1. Расчет механизма выдвижения стрелы.
На рис.6 представлена схема расположения гидроцилиндра внутри выдвижных секций стрелы.
Рис.6
2.3 Расчет механизма изменения длины стрелы.
(Н)
(из табл.)
(Н)
(из табл.)
2.2. Определение усилия на штоке гидроцилиндра наклона стрелы.
где Sшт – усилие, действующее на шток гидроцилиндра
lц – расстояние от оси штока ГЦ до оси качания стрелы
lк – расстояние от линии действия силы Sk до оси качания стрелы
центробежная сила инерции от массы стрелы
внутренний диаметр гидроцилиндра
P – давление гидрожидкости
Принимаем 
3. Расчёт механизма вращения крана.
Выбор опорно – поворотного устройства.
Исходя из геометрических размеров и нагрузок, воспринимаемых поворотным устройством выбран:
Однорядный роликовый опорно – поворотный круг с зубьями внутреннего зацепления № 5.
,
,
.
Рис. 7
Механизм вращения состоит из двигателя ( электродвигатель или гидродвигатель), соединительной муфты, тормоза, червячного или зубчатого редуктора, открытой передачи наружного или внутреннего зацепления.
=550,29+8297,28+0,7(9984 + 30656,25) = 37295,74 (Нм)
где
-момент от силы трения в опорно-поворотных устройствах.
- момент от сил инерции.
- момент от крена крана.
- момент от воздействия ветровой нагрузки на элементы крана и груза.
0,7 – коэффициент, учитывающий не постоянное действие моментов и .
3.2. Определение моментов от сил трения.
- средний диаметр круга по дорожке катания,
- приведенный коэффициент сопротивления вращения
e = 500(мм); т.к. 
- суммарное давление на все ролики
V – вертикальная нагрузка на опорно-поворотное устройство
3.3. Определение момента сопротивления вращению от инерционных сил.
частота поворота крана
с – время разгона двигателя механизма вращения при отсутствии ветра.
- сумма моментов инерции элементов крана и груза, приведенная к оси вращения.
- момент инерции от оси стрелы
- момент инерции от противовеса
(кг)
- расстояние от центра тяжести противовеса до оси вращения,
где
- угол наклона крана
3.5. Определение воздействия от ветровой нагрузки.
- ветровая нагрузка рабочего состояния на груз.
- ветровая нагрузка рабочего состояния на элементы крана.
где 
- распределенная ветровая нагрузка, Н/м2
- наветренная площадь груза, м2 
=10 м2 (смотри таблицу МУ к курсовой работе)
где q – динамическое давление (скоростной напор) выбирается по таблице из учебника М. М. Гохберг «Справочник по кранам. Том 1» ГОСТ 1451-77
q= 156 Н/мм2,
k – коэффициент, учитывающий изменение динамического давления по высоте, k=1,
с – коэффициент аэродинамической силы, с=1,2,
n – коэффициент перегрузки для рабочего состояния, n=1
где 
- наветренная площадь стрелы, м2,
- коэффициент сплошности металлоконструкции, 
=1
3.6. Определение мощности двигателя привода механизма вращения крана.
где
- общий момент сопротивления вращению
- частота вращения крана
- КПД привода
