Задача 5. Расчет механизма поворота крана

В соответствии с исходными данными выполнить расчет механизма поворота башенного крана с грузоподъемностью Q = 4 т, высотой подъема H =20 м, частотой вращения поворотной части n _пов = 1,0 мин^-1, вылетом стрелы R =12,5 м. Группа классификации (режима) механизма М4.

Таблица 1 - Исходные данные для вариантов

Q, т n пов, мин^-1	2,5	3,2	4	5	6,3	H, м
0,6	1	2	3	4	5	14
0,75	6	7	8	9	10	16
1,0	11	12	13	14	15	20
1,2	16	17	18	19	20	25
1,5	21	22	23	24	25	28
R, м	14	12,5	10	8	6,3

 

 

1. Ориентировочная масса крана и его частей

1.1. Кран

1.2. Поворотная платформа с механизмами подъема, поворота и изменения вылета

≈ 0,1

1.3. Противовес

 ≈ 0,34

1.4. Башня

1.5. Стрела

 ≈ 0,34

1.6. Масса поворотной части крана

2. Нагрузки на опорно-поворотное устройство

2.1.Максимальная статическая вертикальная нагрузка

Выбираем по приложению З роликовое двухрядное опорно-поворотное устройство ER3.32.2240.400-1SPPN № 1 с параметрами:

  F _{z max}=401 кН; m = 22 мм; z = 139; D _e=2552,4 мм; d _e=2270 мм.

2.2. Расстояние от оси вращения крана до центра тяжести его поворотной части

Принимаем: l _пл=2 D _е; l _пв=5 D _е; l _б=0,5 D _e; l _с=0,5 R.

2.3. Максимальный статический опрокидывающий момент

 

3. Статические сопротивления повороту крана

3.1.Момент сил трения в опорно−поворотном устройстве относительно оси вращения

3.2. Наибольший момент сопротивления вращению от веса поворотной части крана и груза при нахождении на уклоне

3.3. Момент статического сопротивления от ветровой нагрузки относительно оси вращения крана

3.3.1. Площади наветренной поверхности соответственно крана и груза

а) крана (стрелы) - принимаем по габаритной площади при высоте конструкции 0,1 от длины и коэффициенте сплошности к _спл=0,3:  

А _к= А _{габ ∙} к _спл= 0,1 R ²∙0,3=0,1∙12,5²∙0,3=4,69 м²,      (5.12)

б) груза – принимаем по приложению И при массе 4 т: А _г = 6,3 м².

3.3.2. Распределенная ветровая нагрузка:

а) крана (стрелы):

273,4 Па;          (5.13)

б) груза:         

   131,3 Па.          (5.14)

где q — динамическое давление ветра, для рабочего состояния строительных, монтажных, стреловых кранов общего назначения независимо от районов установки принимают q =125 Па; k — коэффициент, учитывающий изменение динамического давления по высоте Н над поверхностью земли: при высоте 10; 20; 40; 60;100 м k соответственно равен 1; 1,25; 1,55; 1,75; 2,1; с — коэффициент аэродинамической силы (с = 1,8…3,5), для груза с =1,2; n — коэффициент перегрузки, при определении мощности приводных двигателей крановых механизмов n = 0,7.

3.3.3. Статическая составляющая ветровой нагрузки

а) крана (стрелы):

б) груза:

 

3.3.4. Момент статического сопротивления от ветровой нагрузки

где

 

3.4. Статический момент сопротивления повороту крана

4. Выбор электродвигателя

4.1. Статическая мощность двигателя

По приложению В выбираем электродвигатель MTKF 111-6 с параметрами:

N _дв=4,1 кВт; n _дв=850 мин^-1; M _max=105 Н*м; M _пуск=104 Н*м; J _дв=0,045 кг*м²  

5. Выбор редуктора

5.1. Необходимое общее передаточное число привода механизма поворота

5.2. Передаточное число открытой зубчатой передачи

5.3. Момент на тихоходном валу редуктора

По приложению К выбираем редуктор червячный одноступенчатый 1Ч-160 с передаточным числом u _р = 63.

6. Проверка двигателя в режиме пуска

6.1. Момент инерции вращающихся масс

+ +

6.2. Статический момент сопротивления повороту крана, приведенный к валу двигателя

6.3. Средний пусковой момент двигателя

6.4. Время пуска двигателя

6.5. Момент сопротивления пуску двигателя

6.6. Необходимая мощность двигателя при пуске

7. Выбор тормоза

7.1. Момент сопротивления на валу тормоза при торможении механизма поворота крана

7.2. Допускаемое время торможения

7.3. Момент сил инерции при торможении

 7.4. Расчетный тормозной момент

7.5. По приложению Д принимаем тормоз ТКТ-200 с параметрами:

= 160 Нм;   D _т = 200 мм.