Технические расчеты
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голосов)

Задание Расчет механизма подъема стационарного стрелового крана с вращающейся колонной с решением - пример

Рассчитать механизм подъема стационарного стрелового крана с вращающейся колонной по следующим данным:

кран общего назначения работает на открытой площадке,

грузоподъемность Q = 9 000 кгс;

вылет крюка А = 8 м,

высота подъема Н = 18м,

скорость подъема v = 0,25 м/с,

режим работы средний, ПВ = 25%.

Рис.1 Схема механизма подъема.

Расчет механизма подъема.

Принимаем кратность простого полиспаста и = 4 .

К. п. д. полиспаста

image001_bec26dac679da91d7c8478660818a5f1 Задание расчет механизма подъема стационарного стрелового крана с вращающейся колонной

где ηб = 0,99 — к. п. д. блока.

Общий к. п. д. канатно-блочной системы

η0=ηп·ηб=0,985·0,99 = 0,975.

Максимальное усилие в ветви каната, наматываемого на барабан,

image002_ebac81c676c85fc6b35b81a6dee3adca Задание расчет механизма подъема стационарного стрелового крана с вращающейся колонной

где z = 4 — общее количество ветвей каната, на которых висит груз.

Разрывное усилие в канате

SР = Smax ·nk= 2454·5,5 = 13 102 кгс,

где nк = 5,5 — коэффициент запаса прочности каната.

Выбираем канат ТЛК-0,6 × 31 + 1 о. с. с органическим сердечником диаметром dк17,5 мм с разрывным усилием SР = 15 300 кгс и с пределом прочности σв = 160 кгс/мм2 (ГОСТ 7679—69, прил. II, [1]).

Минимальный диаметр барабана (по центру наматываемого каната)

Dб≥ еdk= 18 · 17,5 = 315мм,

где е = 18 (табл. 12). Диаметр блоков

Dбл = 1,2 Dб = 315 · 1,2 = 378 мм.

Принимаем Dбл400 мм (по центру наматываемого каната).

Рабочая длина каната, наматываемого на барабан, при подъеме

lраб = Ни = 18 · 4 = 72 м.

Количество рабочих витков

image003_b20bf0fef7339d20b4d0521ec83e07e6 Задание расчет механизма подъема стационарного стрелового крана с вращающейся колонной

Общее число витков

zобщ=zраб + zзап + zзакр = 58 + 1,5 + 2 = 61,5,

где zзап = 1,5 — минимальное количество запасных витков на барабане;

zзакр = 2 — количество витков на закрепление каната.

Длина барабана

lб = zобщt + 4dк = 61,5 · 20 + 4 · 17,5 = 1300 мм,

где tшаг каната; t = dк + (2...3) мм для барабана с нарезкой

и t = dк для гладкого барабана;

4dк — запасное расстояние от последних витков каната до концов барабана.

Толщина стенки барабана согласно условию деформации сжатия

image004_7480aa949b5a8efbcdc69e2b7aa4f1be Задание расчет механизма подъема стационарного стрелового крана с вращающейся колонной

Проверяю толщину стенки на устойчивость:

image005_b754f953efa3d6cce2bb36e27e72e312 Задание расчет механизма подъема стационарного стрелового крана с вращающейся колонной

где Dб' = 37,8 см — диаметр барабана по средней линии стенки;

Е = 2 · 106 кгс/см2 — модуль упругости материала стенки барабана.

По заданной грузоподъемности Р = 10 тс для среднего режима работы, ПВ = 25% (прил. VI и VII, [1]) выбираем крюк однорогий № 16 типа Б (ГОСТ 6627—74

Расчет двигателя.

Мощность двигателя при подъеме номинального груза

image006_45f29302617ba53b7be001f443f60856 Задание расчет механизма подъема стационарного стрелового крана с вращающейся колонной

Выбираем электродвигатель асинхронный с фазовым ротором типа МТF 411-6, N = 27 кВт, п = 955 мин-1, ω = 99,96 рад/с, ПВ = 25%: Jp = 0,051 кгс · м · с2, Мп. мах = 65 кгс · м (прил. XXXIV, [1]).

Скорость наматывания каната на барабан

vk = vu = 0,25 · 4 = 1 м/с.

Частота вращения барабана

image007_73fcaa74c00dafd39956e7ba00c4a0e9 Задание расчет механизма подъема стационарного стрелового крана с вращающейся колонной

Передаточное число редуктора

image008_6648c3ed4c042022b4c13da8ae9197ec Задание расчет механизма подъема стационарного стрелового крана с вращающейся колонной

Выбираем для среднего режима работы при частоте вращения входного вала 955 мин-1 редуктор Ц2-350-19, 88-4М с передаточным числом uр= 19,88 (прил. ХLI, [1]). Определяем фактическую скорость подъема груза

vф = 0,25 image009_354f60e55e22b38fb4b3b9c52930f12b Задание расчет механизма подъема стационарного стрелового крана с вращающейся колонной= 0,251 м/с.

Проверка двигателя по пусковому моменту. Условие правильности выбора электродвигателя:

image010_072cfd958ef9d8f90695f747b5d1fa7e Задание расчет механизма подъема стационарного стрелового крана с вращающейся колонной

Пусковой момент на валу двигателя

Мп = Мст + М'д + М''д = 29,5 + 5,8 + 8,54 = 43,84 кгс. м.

Статический момент

image011_c95b0f1158d878ad719df38933eb3392 Задание расчет механизма подъема стационарного стрелового крана с вращающейся колонной кгс·м

Динамический момент от поступательно движущихся масс (груза)

M'Д=Jпε,

где JПмомент инерции массы груза, приведенный к валу двигателя,

image012_dc188c05d20da83a45a5e6c02dd2a065 Задание расчет механизма подъема стационарного стрелового крана с вращающейся колонной кгс·м·с2;

uM=ири,

е—угловое ускорение,

image013_d56d3f0ae9d8edf7b10c94bb93d716d2 Задание расчет механизма подъема стационарного стрелового крана с вращающейся колонной рад/с2.

Тогда М'д = 0,08·72,43 = 5,8 кгс·м.

Динамический момент от вращательно движущихся масс

image014_f3721e059cce6f2930bfee918048fa02 Задание расчет механизма подъема стационарного стрелового крана с вращающейся колонной кгс·м,

где Jв — момент инерции вращательно движущихся масс механизма,

image015_40ae54491558272f04e4271b5057f65b Задание расчет механизма подъема стационарного стрелового крана с вращающейся колоннойкгс·м·с2.

Коэффициент перегрузки двигателя при пуске

image016_5b7e23f211e6d44ca51edd6f81522ecc Задание расчет механизма подъема стационарного стрелового крана с вращающейся колонной

Средний момент электродвигателя в период пуска

image017_d036f5634bbf7d10356a1dc3d64f0753 Задание расчет механизма подъема стационарного стрелового крана с вращающейся колонной кг·

Допускаемая кратность среднепускового момента

image018_387188d9bc84f1db29a01870453d1382 Задание расчет механизма подъема стационарного стрелового крана с вращающейся колонной

Следовательно, выбранный двигатель МТF 411-6 удовлетворяет условиям работы.

Определение тормозного момента и выбор тормоза.

Расчетный тормозной момент

Мт = kтМст. т = 1,75·21,38 = 38,11 кгс·м,

где kТ = 1,75;

Мст. т = Мстη2м = 29,5·0,852 = 21,38 кгс·м.

Выбираем (прил. Ь) двухколодочный тормоз с электрогидротолкателем ТКТГ-300 с максимальным тормозным моментом МТ = 80 кгс·м, отрегулированный на расчетный тормозной момент.

 

Литература:

1.  «Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин» Ф. К. Иванченко, В. С. Бондарев.

2.  «Проектирование механических передач» С. А. Чернавский.