Подъемно-транспортные механизмы

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

КП.РКБК.00.00.00.ПЗ

 Разраб.

Грабок

 Провер.

Масловская

 Реценз.

 

 Н. Контр.

 

 Утверд.

 

Разработка конструкции  башенного крана

Лит.

Листов

58

БелГУТ

каф. «ДМ, П и СМ»

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

КП.РКБК.00.00.00.ПЗ

 

Содержание

 

Введение………………………………………………………………………..

1 Анализ патентной и  научно-технической литературы…………………….

2 Назначение  и устройство крана. Принцип  работы……………………….

3 Расчет механизма подъема  груза………………………………………….

3.1 Выбор кинематической  схемы…………………………………………

3.2 Выбор крюковой  подвески……………………………………………..

3.3 Выбор каната…………………………………………………………….

3.4 Расчет  барабана………………………………………………………….

3.5 Выбор двигателя…………………………………………………………

3.6 Выбор редуктора…………………………………………………………

3.7 Выбор муфт  и тормоза………………………………………………….

3.8 Проверочные  расчеты…………………………………………………..

3.8.1 Проверка  двигателя на время разгона…………………………..

3.8.2 Проверка двигателя на нагрев……………………………………

3.8.3 Проверка  времени торможения……………………………………

4 Расчет механизма передвижения  крановой тележки………………………

4.1 Выбор кинематической  схемы………………………………………….

4.2 Определение  сопротивлений передвижению тележки…………………

4.3 Выбор каната  и расчет барабана……………………………………….

4.4 Выбор двигателя………………………………………………………….

4.5 Выбор редуктора………………………………………………………..

4.6 Выбор муфт  и тормоза………………………………………………….

4.7 Проверочные  расчеты…………………………………………………….

4.7.1 Проверка  двигателя на время разгона…………………………….

4.7.2 Проверка  времени торможения…………………………………..

5 Расчет механизма поворота…………………………………………………

5.1 Построение схемы крана и определение  параметров необходимых для расчета………………………………………………………………..

5.2 Определение  момента сопротивления повороту………………………

5.3 Выбор двигателя………………………………………………………….

5.4 Выбор редуктора…………………………………………………………

5.5 Выбор муфт  и тормоза…………………………………………………..

5.6 Проверочные  расчеты……………………………………………………

5.6.1 Проверка  двигателя на время пуска………………………………

5.6.2 Проверка  двигателя по моменту…………………………………..

5.6.3 Проверка времени торможения…………………………………..

6 Техника безопасности  при производстве работ с краном………………..

 

 

 

6

7

8

10

10

10

11

12

15

16

17

19

19

20

22

24

24

24

26

27

28

28

30

30

31

32

 

32

37

41

42

43

46

46

47

47

49

 

 

Литература…………………………………………………………………….   58

Приложение А – Патенты на крановые механизмы

Приложение Б – Чертежи

 

 

Введение

 

Целью данного  курсового проекта является разработка конструкции передвижного башенного  крана с поворотной башней. Подъем груза у разрабатываемого крана осуществляется за счет механизма подъема груза, расположенного на грузовой тележке. Передвижение тележки осуществляется за счет лебедки передвижения грузовой тележки, расположенной на поворотной платформе.

В данном курсовом проекте рассчитываются следующие  механизмы: механизм подъема груза, механизм передвижения тележки и  механизм поворота крана.

 

1 Анализ патентной и научно-технической  литературы

 

В Приложении А представлены патенты на различные механизмы башенных кранов.

Известен  патент № 2446090 «Механизм подъема груза». Цель патента – повышение энергоэффективности механизма подъема груза. Механизм подъема груза содержит электродвигатель, упругую муфту с тормозным шкивом, редуктор, двухвенцовую зубчатую муфту и барабан. Выходной конец тихоходного вала редуктора через упругую муфту соединен с управляемой планетарной муфтой, вал центральной шестерни которой через муфту соединен с винтом механического накопителя энергии. На быстроходном валу редуктора установлен центробежный тормоз.

Известен  патент № 2297973 «Двухбарабанная лебедка механизма передвижения грузовой тележки башенного крана». Лебедка содержит раму с валом, на котором установлены канатные барабаны. Первый барабан установлен на валу жестко, а второй барабан установлен на валу с возможностью вращения. Храповой механизм связан со вторым барабаном и имеет тормозной упор, взаимодействующий с опорами второго барабана. Лебедка выполнена с обечайкой, закрепленной на конце вала и жестко связанной со вторым барабаном. Опоры и упор расположены между ребордами обечайки, на которой установлено храповое колесо, взаимодействующее с собачкой храпового механизма. Обечайка по ее окружности разделена опорами на рабочие участки, каждый из которых состоит из первой части и второй части, являющейся продолжением первой части, при этом первая часть выполнена криволинейной или прямолинейной, а вторая часть участка выполнена по радиусу тела вращения. Изобретение обеспечивает повышение надежности и безопасности работы.

Известен  патент № 2232127 «Механизм поворота башенного крана». Механизм предназначен для вращения поворотной части башенного крана вокруг вертикальной оси. Механизм включает расположенные на одной продольной оси редуктор, электродвигатель и тормоз с электромагнитом. Тормоз содержит шкив, рычаги с колодками, тормозную пружину, шток, установленный между рычагами. Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявляемого изобретения, заключается в уменьшении времени, затрачиваемого на монтаж и демонтаж механизма поворота башенного крана, повышении точности установки, увеличении передаточного числа и нагрузочной способности, снижении трудоемкости и упрощении обслуживания тормоза, исключении процедуры регулировки подшипников редуктора в процессе эксплуатации, обеспечении принудительной смазки, а также в обеспечении возможности разворота поворотной платформы вручную и ручного растормаживания тормоза.

 

2 Назначение и устройство крана.  Принцип работы

 

Башенный  кран – поворотный кран стрелового типа со стрелой, закреплённой в верхней части вертикально расположенной башни.

Основное  назначение башенного крана —  обслуживать территорию строительных площадок зданий и сооружений, складов, полигонов, погрузка и разгрузка  материалов с транспорта — при  выполнении строительно-монтажных  и погрузочно-разгрузочных работ.

При этом башенным краном производятся рабочие движения: изменение вылета, подъём стрелы, поворот  и передвижение крана. Изменение  вылета стрелы, в зависимости от её типа, производится либо подъёмом или  опусканием стрелы, либо перемещением грузовой тележки вдоль стрелы.

Подъём грузов осуществляют при помощи грузовой лебёдки, грузового каната и крюковой обоймы. Поворотная часть крана вращается относительно неповоротной при помощи поворотного механизма. Они связаны опорно-поворотным устройством, которое передаёт вертикальные и опрокидывающие нагрузки от поворотной части на неповоротную — ходовую раму.

Основные  механизмы башенных кранов оснащены специальными устройствами безопасности, называемыми ограничителями, которыми оснащены: механизм подъёма груза, поворота крана, передвижения грузовой тележки  и подъёма стрелы. Управление этими  механизмами крана осуществляется крановщиком из кабины управления, которая, как правило, устанавливается  в верхней части конструкции  башни.

Для выполнения основных операций, кран оснащается соответствующими механизмами: лебёдками, блоками и  полиспастами.

Башня крана  общего назначения имеет либо телескопическую  конструкцию, либо решётчатую, двух типов: поворотную и неповоротную. При большой  высоте она может быть наращиваемой (сверху) и подращиваемой (снизу). В  качестве основного грузозахватного  органа применяется крюковая подвеска. Такие краны, в основной массе, изготавливаются  в передвижном исполнении на рельсовом  полотне, а их конструкция позволяет  быстро осуществлять их монтаж и демонтаж и дальнейшую транспортировку на другой объект.

В качестве рабочей  стрелы башенного крана, может быть применена молотовидная или подвесная стрела (с жёстким расчалом из отдельных тяг, либо на гибкой канатной подвеске). Конструктивно стрела может представлять собой балочную, подъёмную или комбинированную шарнирно-сочленённую стрелу, выполненную из труб (малого или большого диаметра), гнутого профиля или уголков. Стрелы кранов изготавливаются секционными, что упрощает сборку и транспортировку, а также обеспечивает универсальность исполнений.

Башня крана  представляет собой телескопическую (трубчатая конструкция, изготовленная  из трубы большого диаметра), либо решётчатую конструкцию, выполненную из уголков  или из труб малого диаметра.

По способу  поворота, башня крана может быть верхнеповоротной (с неповоротной башней и поворотным оголовком) и нижнеповоротной (с поворотной платформой или с поворотной башней).

По способу  сборки, башни кранов могут выполняться  неразбираемыми, разбираемыми на земле (телескопические и складывающиеся), подращиваемыми снизу и наращиваемыми сверху.

Опорно-поворотное устройство нижнеповоротного крана с поворотной платформой размещено внизу, непосредственно на опорной части крана или на портале. К поворотной части относятся: поворотная платформа с размещёнными на ней рабочими механизмами крана — грузовой и стреловой лебёдками, механизмом поворота. Кроме того, на платформе устанавливаются плиты противовеса, башня с оголовком, распоркой и стрелой.

Перемещение передвижных башенных кранов по обслуживаемой  площадке осуществляется при помощи ходового устройства, в основном, рельсового типа.

Рельсовое ходовое  устройство представляет собой опирающиеся на подкрановые пути стальные ходовые колёса с ребордами, объединённые в ходовые тележки. В зависимости от нагрузки, ходовая тележка может объединять от четырёх до 32 колёс. Если башенный кран имеет восемь (и более) ходовых колёс, то их объединяют при помощи балансиров в тележку, которая называется балансирной. Нагрузка от крана в этом случае равномерно распределяется между всеми колёсами.

Ходовые тележки  подразделяются на приводные и неприводные (ведущие и ведомые). Расположение приводных тележек может быть как односторонним (обе на одном рельсе), так и двусторонним (по диагонали) — на разных рельсах кранового пути. В случае двустороннего расположения тележек, перемещение крана более плавное. Однако, у двустороннего расположения есть недостаток: при движении по криволинейным участкам колёса, перемещающиеся по внутреннему рельсу, пробуксовывают и быстрее изнашиваются.

Строительные  башенные краны общего назначения, применяют в основном, при гражданском (сельском и городском), промышленном и гидротехническом строительстве  при монтаже зданий, сооружений и  технологического оборудования, а также  для подачи строительных материалов.

Строительные  краны для высотного строительства  применяются для возведения многоэтажных гражданских и промышленных зданий и сооружений большой высоты (до 150 м и более).

 

3 Расчет механизма подъема груза

3.1 Выбор кинематической схемы

 

Применим  патент № 2446090 в данном механизме.

Кинематическая  схема механизма подъема груза  приведена на рисунке 1.

 

 

Рисунок 1 –  Механизм подъема груза:

1 – электродвигатель, 2 – упругая муфта с тормозным шкивом, 3 – редуктор, 4 – зубчатая муфта, 5 – барабан, 6 – упругая муфта, 7 – вал водила планетарной муфты, 8 – сателлиты, 9 – центральная шестерня, 10 – зубчатый венец, 11 – корпус, 12 – тормоз, 13 – управляемый фрикцион, 14 – цилиндрический корпус, 15 – винт, 16 – муфта, 17 – гайка, 18 – упругий элемент, 19 – управляемый тормоз, 20, 21 – концевые выключатели, 22 – центробежный тормоз

 

Применение  данной кинематической схемы позволяет  повысить энергоэффективность механизма подъема груза.

 

3.2 Выбор крюковой подвески

 

Выбор крюковой подвески будем производить в  соответствии с методикой, изложенной в [1, с. 14–16].

Принимаем согласно [2, табл. П.1.1] подвеску крюковую крановую 4-16-406. Размеры и параметры подвески приведены в Таблице 1.

Таблица 1 – Размеры и параметры  крановой крюковой подвески 4-16-406

D, мм	406
d, мм	110
d1, мм	170
d2, мм	Трап 70×10
d3, мм	110
B1, мм	445
B2, мм	16
B3, мм	76
B4, мм	92
H, мм	1115
H1, мм	260
Таблица 1 - Продолжение
H2, мм	440
L, мм	220
L1, мм	540
масса, кг	314
грузоподъемность, т	16
диаметр каната dк, мм	14…17