Расчет деталей и узлов крановых

МЕХАНИЗМОВ ……………………………………………………….131

 

3.1 ОСЬ БАРАБАНА…………………………………………………..131

 

3.1.1 ПРОЕКТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ………………………………131

3.1.1.1 Исходные данные ………………………………………………131

3.1.1.2 Выбор материала оси барабана………………………………..131

3.1.1.3 Выбор допустимых напряжений материала оси на изгиб…...132

3.1.1.4 Выбор длины расчетных участков оси барабана…………..133

3.1.1.5 Определение опорных реакций и изгибающих моментов…..134

3.1.1.6 Расчет требуемого диаметра оси барабана…………………..135

 

3.1.2 ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ……………………………………..136

3.1.2.1 Исходные данные для проверочного расчета…………….…..136

3.1.2.2 Расчет запаса циклической прочности оси…………….…….136

 

3.2 ПОДШИПНИКИ ОСИ БАРАБАНА……………………………..139

3.2.1 Исходные данные для расчета подшипника……………………139

3.2.2 Выбор подшипника………………………………………………140

3.2.3 Расчет эквивалентных динамических нагрузок и

долговечности подшипника ……………………………………………140

 

3.3 УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ КАНАТА К БАРАБАНУ …………………..143

3.3.1 Исходные данные для расчета…………………………………..143

3.3.2 Выбор основных геометрических размеров болта и

прижимной планки………………………………..……………..143

3.3.3 Расчет усилия в прижимном болте и определение количества

прижимных планок………………………………………………144

ПРИЛОЖЕНИЯ…………………………………………………………146

ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………..……….174

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Автоматизированное проектирование механических систем развивается в направлении алгоритмизации расчетов и выбора на их основе оптимальных вариантов для конструктивных решений. С этой целью применяются различные машинные языки и программные продукты. Одним из них является табличный процессор ЕХСЕL, разработанный фирмой Місrosoft.

При проектировании механизмов грузоподъёмных кранов обычно выполняют два расчёта – проектировочный и проверочный.

В проектировочном расчёте на основе исходных данных выбирают расчетную схему механизма и на её основе расчетным путем определяют требуемые параметры элементов конструкции. Заканчивается проектировочный расчет выбором из каталогов стандартных элементов и узлов механизма, а также определением конструктивных форм нестандартных частей конструкции.

После компоновки механизма выполняют проверочные расчеты. Основными из них для крановых механизмов являются: расчет параметров неустановившегося движения механизма – времени пуска и торможения, действующих при этом ускорений и замедлений, пути разгона и торможения; расчет тепловых характеристик привода; прочностные расчеты деталей и узлов.

В данном учебном пособии показаны способы применения электронных таблиц ЕХСEL (приложение А) в проектировочных и проверочных расчетах механизмов грузоподъёмных кранов общего назначения, т.е. кранов, механизмы которых проектируются на основе устоявшихся схем и стандартных конструктивных решений. Учебное пособие предназначено для оказания помощи студентам при проектировании механизмов крана на основе таблиц ЕХСЕL и содержат сами расчеты, которые приводятся также в других литературных источниках [5,6,8].

Порядок изложения материала следующий.

В первом пункте приводится перечень исходных данных для проектирования крана. Исходным данным присваиваются определенные значения по рассматриваемому примеру. После этого излагаются расчеты механизмов, для которых исходные данные принимаются из общего перечня исходных данных для крана. В тексте приводятся фрагменты таблиц ЕХСЕL, ячейки которых необходимо заполнить соответственно пункту и оператору программы.

Если при расчете получены результаты, которые не удовлетворяют пользователя, вводятся нужные изменения в соответствующие ячейки таблиц EXCEL, и после запуска программы получают новые результаты.

Ниже приведен фрагмент таблицы ЕХСЕL для выбора каната механизма подъема груза из каталога при заданных исходных данных по примеру:

 

 

	A	B	С
	Канат
	Максимальное усилие в канате, Н	Fmax	22 613
	Коэффициент запаса прочности каната	kзап
	Разрывное усилие в канате, Н	Fразр^расч	113 063
	Тип каната	ЛК-Р
	Диаметр каната, мм	dк
	Разрывное усилие в канате, Н	Fразр^кат	116 500

 

 

Для формулы максимального усилия в канате

 

 

запись в ячейке выглядит так: =((C6+C15)*1000*H2)/(C12*C11*C17).

 

Данное учебное пособие может быть использовано при выполнении студентами специальности 090214 практических работ по дисциплине «Грузоподъемная, транспортная и транспортирующая техника», при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Материал учебного пособия подготовлен авторами при таком распределении:

Маковский А.М. – расчеты крановых механизмов;

Лях П.Ф. – расчеты крановых деталей;

Лукьянов И.А. – расчеты с применением таблиц EXCEL.

Авторы выражают глубокую благодарность рецензентам учебного пособия, проф., д.т.н. Григорову О.В. и проф., д.т.н. Роганову Л.Л., за полезные советы и рекомендации при подготовке рукописи к изданию.

 

 

РАСЧЕТ МЕХАНИЗМОВ ГРУЗОПОДЪЕМНОГО КРАНА

МОСТОВОГО ТИПА

Для расчёта механизмов грузоподъёмного крана необходимо задать исходные данные, по которым будет проектироваться кран в целом. Ниже приводятся исходные данные для крана общего назначения мостового типа, и данным присвоены значения по рассматриваемому далее примеру.

 

Тип крана - мостовой электрический общего назначения

Номинальная грузоподъемность крана Q_н = 9 Т

Скорость подъема груза V_гр = 0,15 м/с

Высота подъема груза Н = 6 м

Скорость передвижения тележки V_m = 0,8 м/с

Пролет крана L = 12 м

Скорость передвижения крана V_кр = 1,3 м/с

Режимная группа крана 3 К

Режимная группа механизмов 2 М

 

Механизм подъема груза

Расчет механизма подъема груза сопровождается примером.

 

Проектировочный расчет

1.1.1.1 Исходные данные для расчета механизма подъёма груза

Тип крана – мостовой электрический общего назначения

Номинальная грузоподъёмность крана Q_H = 9 Т

Высота подъёма груза Н = 6 м

Скорость подъёма груза V_ГР = 0,15 м/с

Группа режима работы 2 М

 

Исходные данные заносим в программу файла «GRUZ.xls» (далее – «программа»).

Ниже приведен фрагмент программы:

Номинальная грузоподъемность, Т	QH
Скорость подъема груза, м/с	VГР	0,15
Высота подъема груза, м	Н
Группа режима работы	М

 

Выбор схемы механизма

 

В кранах общего назначения обычно применяют схему механизма подъема груза, показанную на рис. 1.1.

 

 

1 – двигатель; 2 – муфта; 3 – тормоз; 4 – редуктор; 5 – барабан;

6 – канат; 7 – полиспаст; 8 – крюковая подвеска

 

Рисунок 1.1 – Схема механизма подъема груза

 

Для выбранной схемы механизма назначаем сложность полиспаста а и кратность m, рекомендуемые значения которых приведены в табл.1.1.

Таблица 1.1 – Рекомендуемые значения a и m

Грузоподъёмность, т	1…8	10…16	20…32	36…50
Сложность полиспаста а
Кратность полиспаста m		2 – 3	3 – 4	4 – 5

 

По примеру, в зависимости от номинальной грузоподъемности крана Q_н =9 Т, принята сложность полиспаста а = 2 и кратность полиспаста m = 2. Значения a и m заносим в программу:

Сложность полиспаста	a
Кратность полиспаста	m

 

На рис.1.2 приведена схема полиспаста, которая отвечает выбранным значениям a и m.

 

 

 

а =2; m=2

 

Рисунок 1.2 – Схема полиспаста

Выбор крюковой подвески

 

Крюковую подвеску выбираем в зависимости от номинальной грузоподъемности крана, сложности и кратности полиспаста. Параметры подвески принимаем из табл.1.2.

 

 

Таблица 1.2 – Параметры крюковых подвесок