Курсовая работа (т): Мостовой кран

где  - КПД барабана, ( [6]);

 - КПД редуктора, ( [2]);

 - КПД полиспаста, (),

,

,

Тср. п - средне пусковой момент двигателя, Н×м:

Тср. п = (1,5÷1,6)∙Тн,                                        (24)

Тср. п = 1,6∙230=368 Н∙м,

Tс - наибольший статический момент на валу муфты, Н∙м ( Tс=153 Н∙м);

 - номинальная угловая скорость двигателя,  (),

,

.

Должно соблюдаться условие:

аср £ а,                                                     (25)

где а - наибольшее рекомендуемо допустимое ускорение механизма подъема груза, м/с2 (для монтажных кранов а=0,1 м/с2 [6]).

,065 £ 0,1

Условие (25) выполняется, двигатель выбран правильно.

3.8 Выбор тормоза. Определение тормозного момента

Тормоз выбран по диаметру тормозного шкива.

Принимается тормоз колодочный с электрогидравлическим приводом ТКГ-300 со следующими параметрами:

максимальный тормозной момент, ТТК = 800 Н×м;

диаметр тормозного шкива, D =300 мм;

ширина колодок, b1=140 мм;

масса m=100 кг.

Выбранный тормоз должен выполнять условию:

ТТК≥ ТТР ,                                                        (26)

где ТТК -значение тормозного момента из каталога;

ТТР - расчетный крутящий момент на валу тормоза;

ТТР = k×Tc,                                                        (27)

где k - коэффициент запаса торможения (для режима работы 6М k = 2,5 [6]);

ТТР =2,5×90,4=226 Н×м,

Н×м >226 Н×м.

Условие выполняется.

Для получения требуемого тормозного момент тормоз необходимо регулировать.

.9 Прочностной расчет узла барабана

.9.1 Расчёт барабана

Так как Lб /Dб < 3, то барабан проверен на напряжения сжатия.

Напряжения сжатия при однослойной навивке sсж, МПа:

,                                           (28)

где  - допускаемые напряжения.

.

Принята сталь ВСт3сп с .

Прочность барабана достаточна, т. к. выполняется условие:

МПа < 110 МПа.

Эскизная компоновка узла барабана приведена на рисунке 6.

.9.2 Расчёт вала барабана

Для расчёта оси барабана предварительно была вычерчена эскизная компоновка узла барабана. Некоторые размеры были приняты конструктивно, используя метод линейного подобия конструкций.

Ориентировочный диаметр вала под ступицей:

,                                                        (29)

где  - касательное напряжение при кручении,  (принято предварительно ).

 - вращающий момент на барабане, :

,                                                 (30)

,

. принят

Длина ступицы :

,                                          (31)

.

Расчётная схема составлена на основание эскизной компоновки (рисунок 6).

Расчёт произведён по нагрузкам  на вал т.к. они являются максимальными нагрузками и равны усилию в канате, при нахождении каната над одной из ступиц (рисунок 6).

Для определения опасного сечения, построены эпюры изгибающих моментов  (рисунок 6).

Реакции опор  при расположение каната над левой ступицей определили из двух уравнений равновесия:

                           (32)

Откуда:

Эпюра изгибающих моментов :

          (33)

Реакции опор  при расположение каната над правой ступицей определили из двух уравнений равновесия:

                                    (34)

Откуда:

Эпюра изгибающих моментов :

                    (35)

По эпюре определяем опасное сечение и проверяем диаметр оси барабана исходя из условия прочности:

,                                        (36)

где Мпр - приведённый момент, Н×м:

,                                        (37)

где Ми - максимальный изгибающий момент, Н×м ();

 - вращающий момент на барабане,  ();

 - допускаемые напряжения:

,                                              (38)

где  - предел выносливости материала оси (для Сталь 45У  [2]);

 - коэффициент, учитывающий конструкцию детали (для оси  [6]);

[n] - допускаемый коэффициент запаса прочности (для группы режима работы 6М [n] =1,75 [6]).

.

.

Условие (36) выполняется, прочность вала достаточна.

Рисунок 6 Эскизная компоновка барабана и расчётная схема

3.9.3 Подбор подшипников

Подбор подшипников качения произведён на основании радиальной нагрузки (, ), нужного диаметра шейки вала () и особых требований (самоустанавливающийся, повышенная точность, жесткость и т.д.). Для разрабатываемого барабана, т.к. осевые усилия отсутствуют, принимаем радиальные сферические двухрядные шарикоподшипники 310 ГОСТ28428-90:

,

Выбранный подшипник выполняет условие по статической грузоподъемности .

Таблица 8 - Характеристики радиального сферического двухрядного шарикоподшипника 310

.9.4 Расчёт крепления каната

Расчёт заключается в определение числа болтов.

Число болтов, крепящих канат на барабане zб :

,                                               (39)

где k - коэффициент надежности запаса крепления (k = 1,5 [6]);

d0 - внутренний диаметр резьбы болтов, мм (для М24 d0 = 20,3 мм [2]);

Расстояние от головки болта до барабана l, мм:

.                          (40)

Приведенный коэффициент трения между канатом и прижимной планкой f1 :

,                                                   (41)

где f - коэффициент трения между канатом и барабаном (f = 0,15 [6]);

 - угол наклона боковой грани канавки ( = 40˚ [6]).

.

Допускаемое напряжение растяжения в болте [σ]р, МПа:

,                                                  (42)

где  - напряжение текучести,  ( [2]),

.

Суммарное усилие растяжения болтов Fр, кН:

,                                              (43)

где α - угол охвата барабана запасными витками ().

.

Принимаем число болтов zб = 2.

.10 Расчёт крюковой подвески

Крюковая подвеска имеет четыре блока с диаметром по дну желоба направляющего блока Dбл2 , мм:

,                                           (44)

где h2 - коэффициент выбора минимального диаметра направляющего блока ( [6]).

.

Принимаем значение из стандартного ряда .

Эскиз направляющего блока приведен на рисунке 7.

Рисунок 7 Эскиз направляющего блока

Подшипники качения выбраны на основании действующей нагрузки , нужного диаметра наружного кольца и ширины.

Принимаем радиальные однорядный шарикоподшипники по ГОСТ28428-90:

.

Нагрузка

,                                                   (45)

где  - промежуточная грузоподъемность крана, т ()

 - число блоков в подвеске, (),

.

Выбранный подшипник выполняет условие по статической грузоподъемности .

Таблица 9 - Характеристики радиального однорядного шарикоподшипника 1218:

Упорный подшипник крюка выбран по диаметру не нарезанной части крюка.

Принят упорный шариковый подшипник 8314Н ГОСТ 7872-89:

.

Должно соблюдаться условие:

,                                        (46)

.

Условие (46) выполняется, следовательно, подшипник выбран правильно.

Таблица 10 - Характеристики упорного шарикового подшипника 8314Н:

Высота гайки крюка H, мм:

,                                              (47)