Проект мостового крана

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Дніпропетровський національний університет

Залізничного  транспорту імені академіка В.А. Лазаряна

Кафедра: «Прикладна механіка»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРОЕКТ МОСТОВОГО КРАНА

  ЗАПИСКА

ДО  КУРСОВОГО ПРОЕКТУ

 

ДІІТ. 481000. 118. КППЗ

 

 

 

 

 

 

 

    Виконав: 

    студент групи 

                                                                               Радостєв Д.В.

     Прийняв:  проф.

                                                                                                   Ракша С.В.

 

 

 

 

 

Дніпропетровськ 2012

 

                                                   ЗМІСТ                                                            Стор.

 

ВСТУП 5

1.1 Визначення геометричних характеристик. 7

1.2. Визначення вагових  характеристик 7

2 . РОЗРАХУНОК МЕХАНІЗМУ ПІДЙОМУ ВАНТАЖУ 9

2.1. Розрахунок каната, діаметрів барабана і блоків 9

2.2. Розрахунок вантажозахватного пристрою 11

2.3 Розрахунок потужності і вибір двигуна, вибір редуктора 16

2.4. Вибір гальма і муфт механізму підйому 17

2.4.1. Вибір гальма 17

2.4.2. Муфта між двигуном і редуктором 17

2.5. Перевірка правильності вибору електродвигуна 18

2.5.1. Перевірка двигуна на тривалість пуску 18

2.5.2. Визначення тривалості гальмування механізму підйому 19

2.5.3. Перевірка двигуна на нагрівання 19

2.6. Розрахунок вузла барабана 20

2.6.1. Розрахунок довжини барабана і товщини стінки 20

2.6.2. Розрахунок осі барабана та вибір підшипників 21

2.6.3. Розрахунок кріплення канату до барабана 23

3. РОЗРАХУНОК МЕХАНІЗМУ ПЕРЕСУВАННЯ ВАНТАЖНОГО ВІЗКА 25

3.1. Розрахунок ходових коліс вантажного візка 25

3.2. Визначення опору пересуванню вантажного візка 26

3.3 Розрахунок потужності і вибір двигуна, вибір редуктора 26

3.4. Вибір муфт механізму пересування вантажного візка 27

3.4.1 . Муфта між двигуном і редуктором 28

3.4.2 Вибір муфти між редуктором і ходовими колесами. 28

3.4.3.Розрахунок гальмівного моменту і вибір гальма. 28

3.5.Перевірка правильності вибору електродвигуна. 29

3.6. Перевірка на зчеплення приводних коліс з рейкою. 31

4. РОЗРАХУНОК МЕХАНІЗМУ ПЕРЕСУВАННЯ КРАНА 32

4.1.Вибір схеми механізму. 32

4.2. Розрахунок ходових коліс вантажного візка. 34

4.3. Визначення опору пересування мостового крана. 35

4.4. Розрахунок потужності і вибір двигуна, вибір редуктора. 35

 

 

 

 

 

4.5. Вибір гальма  і муфти механізму пересування,  перевірка правильності вибору  електродвигуна.

4.5.1. Вибір муфти між двигуном і редуктором. 37

4.5.2. Вибір муфти між редуктором і ходовим колесом . 38

4.5.3. Перевірка правильності вибору двигуна 38

4.5.4.Розрахунок гальмівного моменту і вибір гальма. 39

                          СПИСОК  ЛІТЕРАТУРИ 42

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСТУП.

 

Мостові крани загального та спеціального призначення  використовують для підйому та переміщення  різних вантажів.

Мостові крани набули широкого використання при виконанні навантажувально-розвантажувальних робіт при обслуговуванні складів, монтажних робіт на відкритих площадках, спеціальних робіт будівництві суден, будівництві та обслуговуванні гідротехнічних споруд та атомних електростанцій, а також в технологічному циклі на полігонах заводів будівельної індустрії. Мостовий кран являє собою рухому прольотну конструкцію, яка несе вантажний візок, спирається на візки і рухається по крановій колії, яка кріпиться на колонах. Переваги мостових кранів: простота конструкції, висока надійність у роботі, задовільна стійкість, постійність вантажопідйомності та висоти підйому вантажу, значна питома вантажопідйомність, низька вартість експлуатації, добрий огляд машиністом робочої зони.

За типом привода вантажні візки  можуть бути самохідні або з канатним приводом. Вантажна лебідка, а також  лебідка привода руху вантажного візка звичайно розміщуються на прольотній конструкції над жорсткою опорою. Це дозволяє зменшити масу візка і  навантаження на міст. Кабіна машиніста  розміщується на жорсткій опорі або  на вантажному візку.

Механізм пересування сучасних мостових кранів конструюють  з індивідуальним приводом, або одним на обидва візка. Синхронна робота приводів пересування  крана забезпечується за рахунок  електричної схеми керування.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ГЕОМЕТРИЧНІ ПАРАМЕТРИ.

Основні геометричні параметри мостового крана (рис. 1.1) призначаються за аналогами в залежності від заданих вантажопідйомності Q і прольоту L (табл. Д.71, [1]).

Вантажопідйомність Q, т – 20 (т)

Ширина крана В = 6300 мм.

База крана  А = 4400 мм.

мм.

Параметри вантажного візка:

колія ;

база  .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.1. Основні геометричні характеристики мостового крана

 

1.  Визначення геометричних характеристик.

 Висота головної балки в середній частині прольоту визначається з умови

                                (1)

Приймаю:

Ширина перерізу головної балки  визначається з урахуванням двох умов:

                                                                                            (2)

                                                     ,                                                   (3)

  Приймаємо за ГОСТ 82-78 (табл. Д. 72, [1] ) .

Висота опорної частини головної балки:

                                                                      (4)

Приймаю кратною 50: =600 мм.

Довжина скосу головної балки:

                                                                           (5)

Відстань від осі кранової рейки  до вузлів підвісу кабіни машиніста  крана:

Приймаю:

1.2. Визначення вагових  характеристик

Вага половини зварного мосту (вага головної балки і площадок) 

G_пм= 80 кН (рис.19, [1])

Вага кінцевої балки призначається  в межах G_кб=15...20 = 20 кН.

Вага елементів механізму пересування  крана, який складається із центрального вузла і трансмісійного вала для крана, визначається за (табл. 22, [1]):

• вага центрального вузла механізму G_цв = 12 кН,
• погонна вага трансмісійного валу q_в = 1,5 кН/м.

 

Вага кабіни машиніста G_каб = 15...20 кН,

приймаю: G_каб = 20 кН.

Погонна вага тролеїв, включно з  вагою стійок q_тр = 1…2 кН.

Приймаю: q_тр = 2 кН/м.

 

 

  

 

2 . РОЗРАХУНОК МЕХАНІЗМУ ПІДЙОМУ ВАНТАЖУ

Для крана, що проектується необхідно вибрати схему механізму  підйому. В механізмах підйому мостових кранів з рухом вантажного візка  по нижньому поясу моста застосовують вантажні поліспасти прості або здвоєні.

Приймаю: здвоєний вантажний поліспаст (рис. 2.1).

 

 

Приймемо для крана Q = 20 т приблизно кратність поліспаста u = 4 із (табл. Д.1, [1]).

2.1. Розрахунок каната, діаметрів  барабана і блоків

Максимальне зусилля у вітці каната, що набігає на барабан, при підйомі вантажу;

                         

                              (6)

де  –  вага вантажу, кН; ;

     – вантажопідйомність крана

       – кількість віток канату, які утримують вантаж, ;

        – коефіцієнт корисної дії (ККД) поліспаста:

                           (7)

Де – ККД канатного блока з урахуванням жорсткості канату

(табл. Д.2, [1]) . Приймаю: ;

      – кратність поліспаста, ;

      – кількість відхиляючих блоків, в нашому випадку .

Розривне зусилля в канаті:

                   (8)

де  – мінімально допустимий коефіцієнт використання канату, який  наведено також в (табл. Д.6, [1]), .

За отриманим розривним зусиллям за ГОCТ 2688-80 (табл. Д.3, [1]) вибираю стальний канат і виписують тип канату, конструкцію, діаметр, розривне зусилля канату вцілому і розрахункову межу міцності дроту.

Приймаємо канат діаметром d=15мм, вантажного призначення, з дроту без покриття, вищої марки, лівої односторонньої звивки , не розкручується, маркірувальної групи 1568 МПа

Канат 15-Г-В-Л-О-Н-1568 ГОСТ 2688-80

Діаметр канатного барабана по центру навитого канату

приймаємо: ,

де  – мінімальний коефіцієнт вибору діаметрів (табл. Д.7, [1]),

по дну канавки

Діаметр канатних блоків по центру навитого канату:

.

Приймаємо:

де  – мінімальний коефіцієнт вибору діаметрів, (табл. Д.7, [1]), .

Із (табл. Д.9, [1]) вибираємо канатний блок .

Матеріали, з яких виготовляють канатні блоки сталь 20 (табл. Д.11, [1]).

Допустиме напруження [G] = 180 МПа, межа текучості 250 МПа.

2.2. Розрахунок вантажозахватного  пристрою

2.2.1 Розрахунок елементів гакової підвіски

Розглянемо послідовність та методику розрахунку елементів на прикладі крюкової підвіски нормальної конструкції.

За (табл. 31, [8]) приймаємо матеріали, які використовуються для виготовлення елементів гакових підвісок та механічні властивості.

Приймаю по ГОСТ 1050-88 сталь 35 із наступними параметрами:

 – границя міцності,

 – границя текучості.

Границя виносливості:

 – при розтязі,

 – при згині.

а) Вибір гака.

В залежності від номінальної вантажопідйомності та групи режиму

роботи  механізму підйому вибираємо  тип і номер гак (табл. Д.16, [1]).

Гак вантажний однорогий №19 , тип Б, ГОСТ 6627 -74.

б) Вибір упорного підшипника.

Вибираю упорний однорядний підшипник  із внутрішнім діаметром, рівним діаметру шийки гака , (табл. Д.19, [1]) статичною вантажопідйомністю, С₀. Приймаємо підшипник ГОСТ 6874 -75 серії 8214 із слідуючими параметрами:           

Розрахункове навантаження на підшипник Q_p повинно бути рівним або меншим ніж С_0.

,                      (9)

де  – коефіцієнт безпеки ( табл. Д.18, [1]), .

в) Розрахунок траверси гака:

Навантаження на траверсу, яке передається через блоки та підшипники блоків (рис. 2.2), вважається рівномірно розподіленим  на  довжині

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Опорні  реакції рівні  приймаються прикладеними посередині

товщини блоків. Матеріал траверси сталь 45. Конструктивно призначаються лінійні розміри необхідні для розрахунку траверси гака:

 – (зазор) товщина лабіринтних дисків, ;

– товщина захисного листа орієнтовно може бути обчислена за формулою і приймається із стандартного ряду товщин листової сталі: = 6 мм.

Визначаємо проліт траверси:

                                                             (10)

де  – відстань між захисними листами,

    ;

   – зовнішній діаметр упорного підшипника, ;

    – відстань від опорної реакції до кореня цапфи (переріз Б-Б);

                          (11)

1_ст = 70мм - ширина ступиці блока.

Діаметр цапфи

                      ,                             (12)