Пояснительная записка к курсовой работе по подъемно-транспортирующим машинам: Расчет механизма передвижения крана мостового типа

     Министерство  сельского хозяйства Российской Федерации

     Федеральное государственное образовательное  учреждение высшего

       профессионального образования

     «Пермская государственная сельскохозяйственная академия

       имени академика Д.Н.Прянишникова». 
 
 

     Кафедра «Детали машин» 
 
 

     Пояснительная записка к курсовой работе

     по  подъемно-транспортирующим машинам:

     Расчет  механизма передвижения крана

       мостового типа

     Вариант №7 
 
 

                                         Выполнил студент 3го курса

     Факультета  Технического сервиса

                                         Специальности «Технология обслуживания и

     ремонта машин в АПК»

     Группы 

                                        

                                         Научный руководитель:

                                      
 

Пермь 2009г.

     СОДЕРЖАНИЕ 
 
 

     1. Введение…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3                                                             

     2. Расчет механизма передвижения крана мостового типа……………………………………… 4                            

     3. Заключение……………………………………………………………………………………………………………………………………… 13                                                                  

     4. Список литературы……………………………………………………………………………………………………………………… 14                                                               

 

      ВВЕДЕНИЕ 

     Механизация разгрузочно-погрузочных работ – один из важнейших резервов повышения экономической эффективности сельскохозяйственного производства.

     Уровень  механизации погрузки, разгрузки  и складирования сельскохозяйственных грузов еще значительно отстает  от уровня механизации аналогичных операций  в других отраслях, что приводит к простоям транспорта, большим затратам и увеличению себестоимости продукции. Например только при ремонте с/х техники трудовые затраты, связанные с подъемно-транспортными операциями, составляют около 30% общей трудоемкости работ по разработке, сборке и восстановлению деталей.

     Многообразие с/х грузов, различающихся по характеру и назначению, обуславливают применение разнообразных подъемно-транспортирующих механизмов-грузоподъемников, лебедок, козловых кранов и т.д. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ

     КРАНА МОСТОВОГО ТИПА

     Дано: 

     Q = 1,5т     H = 12м     Lк = 10,6м     V = 0,46 м/с

     Режим работы средний;

     Управление мостовым краном с пола;

     Кран однобалочный.

     Мостовой  однобалочный кран грузоподъемностью от 1 до 5т. регламентируется ГОСТ-22045-89* (табл. 3).

     В соответствии с прототипом выбираем кинематическую схему однобалочного  мостового крана (кран-балки) с центральным  приводом и передвижной электрической  талью (рис 3,23). Согласно ГОСТ 22584-96 по грузоподъемности 5т выбираем электроталь

     ТЭ  500-921 (табл. 7, рис. 1.6). 

     

1. Определяем  размеры ходовых колес по формуле (3.1)

     D_К≈1,7

     Максимальную  нагрузку на колесо вычисляем при  одном из крайних положений электротали (рис. 3.16).

     По  ГОСТ 22584-96 (табл.7) принимаем массу тали m_Т=600кг=0,6т (ее вес G_T=m_Тg=0,6∙10=6кН) и длину L=1200мм. Массу крана выбираем приближенно по прототипу m_К=3,2т. Тогда вес крана G_K=m_Кg=3,2∙10=32кH. Ориентировочно принимаем l=L=1,2м.

     Для определения нагрузки R_Max пользуемся уравнением статики

     ∑М₂=0 или – R∙L_К + (G_Г + G_Т)(L_К - l)+(G_К – G_Т)0,5L_К = 0

     откуда

R=    = ≈31,6кН

      

     При общем числе ходовых колес  Z_К=4 нагрузка приходиться на те два колеса крана, вблизи которых расположена тележка. Тогда 
 

     R_max=

= =15,8кН=15800Н 

     следовательно,

     D_к=1,7

=1,7 =215,7мм

     Согласно  ГОСТ 3569-74 (табл. 64) выбираем крановое двухребордное колесо D_к =250мм. Диаметр цапфы

           dц≈ ≈ (50…35) мм

     Принимаем d_Ц=50мм

     Для изготовления колес используем сталь 45, способ термообработки - нормализация (НВ). Колесо имеет цилиндрическую рабочую поверхность и катится по плоскому рельсу, принимаем плоский рельс прямоугольного сечения (табл. 66), выбирая размер a по условию: a<В. При D_K≤250мм ширина поверхности качения В=70мм. Принимаем a=60мм. Рабочая поверхность контакта

     B=a-2R=60-2∙9=42мм. Коэффициент влияния скорости

     K_V=1+0,2v=1+0,2∙0,46=1,092

     Для стальных колес коэффициент  пропорциональности a₁=190.

     Предварительно  выбранные ходовые колеса проверяем  по контактным напряжениям.

     При линейном контакте (форм. 3.3)

     σ_К.Л. = a₁∙

=190∙ =344,4 МПа

     Поскольку допустимые контактные напряжения для стального нормализованного колеса [σ_К.Л.]=450…500 МПа, то условие прочности выполняется. 

     2. Определяем статическое сопротивление передвижению крана (форм. 3.6)

     W_у=W_тр+W_ук+W_в 
 

     Поскольку кран работает в помещении, то сопротивление от ветровой нагрузки не учитываем, т.е.

     W_у = W_тр+ W_ук

     Сопротивление от сил трения в ходовых частях крана (форм 3.7)

     W_тр=

(2μ +fd_ц)К_р

     По  таблице 1.3 принимаем μ=0,3мм, а по таблице 1.4 для колес на подшипниках качения f=0,015; К_Р=1,5. Тогда

     W_тр=

(2∙0,3+50∙0,015)1,5=380,7 Н

     Сопротивление движению от возможного уклона пути (форм. 1.10)

     W_ук=(G_Гр+G_K)∙α=(15+32)∙0,0015=70,5 Н

     Значения  расчетного уклона α указаны на стр.9.

     Таким образом, получаем

     W_у = W_тр+ W_ук=380,7+70,5=451,2Н

     Сила  инерции при поступательном движении крана (форм. 1.12)

     Fи≈(Q+m_k)ν/t_п=(1500+3200)

=432,4 Н

     где: t_П-время пуска (стр.50) t_П=5c.

     Q, m_k - массы соответственно груза и крана, кг

     Усилие, необходимое для передвижения крана в период пуска (разгона)

     W_п= W_у+(1,1…1,3)∙F_и = 451,2+1,2∙432,2=970,1 Н 

     3. Подбиреам электродвигатель по требуемой мощности (форм 1.10)

     P_п.ср=

= = =318 Bm=0,318 кBm

           Предварительно принимаем =0,85 и =1,65 (для асинхронных двигателей с повышенным скольжением, стр. 49). 

     По  таблице 27 приложения выбираем асинхронный электродвигатель переменного тока с повышенным скольжением 4AC71А6УЗ с параметрами: номинальная мощность Р_дв=0,4кВт; номинальная частота вращения n_дв=920 мин^-1;

     маховый момент ротора (mD²)_р=0,00068 кг∙м². Т_п/Т_н=2; Т_Мax/Т_н=2,1. Диаметр вала d=19мм (табл. 28). 
 

     Номинальный момент на валу двигателя

     Т_н =

= = = 4,16 Нм

     Статический момент

     Т_с=

=2,16 Нм 

           4. По таблице 56 подбираем упругую втулочно-пальцевую муфту с наибольшим диаметром расточки под вал 22мм и с наибольшим передаваемым моментом [Тм] = 32Нм

           Проверяем условие подбора [Тм]≥Т_м. Для муфты Т_м=2,1∙4,16=8,73Нм. Момент инерции тормозного шкива муфты I_т=0,008 кг∙м². Маховый момент (mD²)_т≈4I_т=0,032 кг∙м².

         5. Подобранный двигатель проверяем по условиям пуска. Время пуска (форм 3.12)

     

3,17 с

     Общий маховой момент (форм 3.13)

     (mD²)_о=1,2[(mD²)_р+(mD²)_т]+(mD²)_к=1,2[(mD²)_р+(mD²)_т]+

 
 
 

     Относительное время пуска принимаем по графику (рис. 2.23б) в зависимости от коэффициента α =Тс/Тн. Поскольку α =2,26/4,16=0,54, то t_П.О.=1.

     

     Ускорение в период пуска определяем по формуле 3.16: a_п= м/с², что удовлетворяет условию а_П ≤ [а], [а]=0,6 м/с². 

           6. Проверяем запас сцепления приводных колес с рельсами по условию пуска при максимальном моменте двигателя без груза (форм 3.17)

     К_сц=

≥1,2.

Статическое сопротивление передвижению крана  в установившемся режиме без груза (форм3.19)

     

=