Курсовая работа (т): Проектирование мостового крана
φ = 0,2 [2] - коэффициент
сцепления ходового колеса с рельсом.
где v = 63 м/мин = 1,05 м/с - скорость передвижения,
tп
= 8 с [1] - время
пуска.
Выбор тормоза.
Тормоза устанавливают на механизмах передвижения в том случае, если скорость передвижения крана или тележки превышает 32 м/мин.
Тормозной момент, при котором обеспечивается
заданный запас сцепления ходовых колес с рельсом, рассчитаем по рекомендации,
приведенной в источнике [2]:
где Wтк - сопротивления трения при движении крана без груза,
η0
= 0,9 - КПД передаточного механизма.
Так как привод раздельный, то по рекомендациям
[2] считаем приходящийся на один тормоз момент:
Выбираем колодочный тормоз переменного тока ТТ 160.
Выбор муфт.
Подбираем муфту на быстроходный вал редуктора:
Выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту 125-25-I-30-II-1 ГОСТ 21424-75.
Тихоходный вал редуктора соединяем с колесом при помощи кардана.
4. Расчет механизма передвижения тележки
Механизм передвижения тележки показан на рисунке
3.
Рисунок 3. Механизм передвижения тележки.
1
- электродвигатель; 2 - быстроходная
муфта с тормозом; 3 - вертикальный
редуктор; 4 - тихоходная
муфта;
5
- тихоходный вал; 6 - ходовое колесо.
Определение суммарного сопротивления
передвижению тележки.
где kр - коэффициент, учитывающий сопротивление трения реборд ходовых колес о рельсы (kp = 1,6 [2] ),
Wтк - сопротивление трения качения,
Wy - сопротивление от уклона рельсового пути,
Wв - сопротивление от ветровой нагрузки.
В соответствии с рекомендациями книги [2] найдем
сопротивление трения при движении тележки Wтк,
приведенное к окружности качения колеса.
где G = 2 т =20000 Н - вес тележки,
Q = 5 т = 50000 Н - грузоподъемность крана,
f = 0,015 - коэффициент трения для сферических подшипников качения,
dп = 40 мм = 4 см - диаметр вала колеса в месте посадки подшипника,
μ = 0,05 см - коэффициент трения качения стального колеса по плоскому рельсу,
Dк = 200 мм = 20 см - диаметр ходового колеса.
Находим сопротивление от уклона рельсового пути:
где α = 0,002 [2] - расчетный уклон рельсового пути для тележек.
Так как проектируемый мостовой кран будет
эксплуатироваться в закрытом помещении, то сопротивление от ветровой нагрузки
будет отсутствовать.
Выбор электродвигателя.
Определяем мощность двигателя механизма
передвижения тележки:
где v = 30 м/мин - скорость передвижения тележки.
Выбираем электродвигатель МТ011-6.
[P] = 1,4 кВт,
ПВ = 25%,
nдв = 885 об/мин.
Определение частоты вращения колеса.
Выбор редуктора.
Определяем необходимое передаточное число:
Выбираем редуктор ВКН-280.
u = 16;
n = 1000 об/мин;
Pmax = 1,7 кВт.
Проверка запаса сцепления.
Найдем коэффициент запаса сцепления для случая
перемещения крана без груза:
где ΔG = 10000 Н - суммарное давление приводных колес на рельс без нагрузки,
Fин - сила инерции,
φ = 0,2 [2] - коэффициент
сцепления ходового колеса с рельсом.
где v = 40 м/мин = 0,5 м/с - скорость передвижения,
tп
= 8 с [1] - время
пуска.
Выбор тормоза.
Тормоза устанавливают на механизмах передвижения в том случае, если скорость передвижения крана или тележки превышает 32 м/мин.
Тормозной момент, при котором обеспечивается
заданный запас сцепления ходовых колес с рельсом, рассчитаем по рекомендации,
приведенной в книге [2]:
где Wтк - сопротивления трения при движении тележки без груза,
η0
= 0,9 - КПД передаточного механизма.
Выбираем колодочный тормоз переменного тока ТКТ 100.
Выбор муфт.
Подбираем муфту на быстроходный вал редуктора:
Выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту 125-25-I-25-II-1 ГОСТ 21424-75.
Тихоходный вал редуктора соединяем с колесом при помощи двух тихоходных муфт и промежуточного тихоходного вала.
Подбираем тихоходную муфту:
Выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту
250-32-I-1 ГОСТ 21424-75.
5. Расчет металлоконструкции мостового крана
Расчет металлоконструкции мостового крана выполнен с помощью ЭВМ в программе Matchcad.
Рассчитываемый кран состоит из двух главных балок прямоугольной формы, сваренных из стального листа и двух стоек, в которые вмонтированы ходовые колеса моста.
Исходные данные: пролет 
м;
база крана 
м; колея тележки 
м,
база тележки 
м. Конструкция
моста сварная. Материал моста ВМ Ст3 кп.
Расчетные нагрузки
Подвижная нагрузка, передаваемая на рельс одним
колесом, при работе крана с номинальным грузом 
Н,
массе тележки 
кг, динамическим
коэффициентом 
Н
Распределенная нагрузка от собственного веса
половины двухбалочного моста и механизма передвижения, при массе моста 
кг,
массе механизма 
кг, 
-
коэффициента учитывающего толчки при движении крана.
Н
Сосредоточенная нагрузка от веса кабины с
электрообордованем, 
кг
Н
Механизм передвижения моста с центральным
приводом, расположенный на поперечных консольных балках, присоединенных к
главной балке, скручивает ее моментом при 
м:
Н*м
Распределенная поперечная инерционная нагрузка в
горизонтальной плоскости, возникающая при резком торможении моста, при 
м/с2 - максимальном ускорении при
торможении моста:
Н/м
Сосредоточенная инерционная поперечная нагрузка
в горизонтальной плоскости от веса кабины при резком торможении моста:
Н
Сосредоточенная инерционная поперечная нагрузка
в горизонтальной плоскости от веса тележки с грузом при резком торможении
моста:
Н
Сосредоточенная продольная инерционная нагрузка
в горизонтальной плоскости при резком торможении тележки с грузом, при 
м/с2:
Н
Выбор размеров сечений главной балки
Высота главной балки прямоугольной формы с
замкнутым контуром для средней части моста:
м, 
м
Принимаем 
м
Высота балки у опоры
м, 
м
Ширина верхнего и нижнего горизонтальных листов
м, 
м
Кроме того, ширина горизонтальных листов должна
удовлентворять условию В>
м
Принимаем 
м
Для предварительного расчета принимаем толщину
вертикальных стенок 
м, а верхних и
нижний пояса из листа 
м.
Расстояние между вертикальными листами 
м.
Основные характеристики предварительно выбранных сечений
Основное сечение
Площади сечений
верхних и нижних листов:
м2
Вертикальных стенок:
м2
Моменты инерции сечения относительно оси х-х:
Поясов
м4
Стенок
м4
Общий момент инерции сечения
м4
Момент сопротивления сечения относительно x-x:
м3
Момент инерции сечения отностительно оси y-y:
Поясов
м4
Стенок
м4
Общий момент инерции сечения 
Момент сопротивления сечения относительно оси
y-y:
м3
Сечение около опоры
Площади сечений
верхних и нижних листов:
м2
Вертикальных стенок:
м2
Моменты инерции сечения относительно оси х-х:
Поясов
м4
Стенок
м4
Общий момент инерции сечения
м4
Момент сопротивления сечения относительно x-x:
м3
Момент инерции сечения отностительно оси y-y:
Поясов
м4
Стенок
м4
Общий момент инерции сечения 
Момент сопротивления сечения относительно оси y-y:
м3
Главную балку рассчитываем для наиболее неблагоприятного случая нагружения при одновременном резком торможении моста и тележки, загруженной номинальным грузом. Кроме того, эта же балка нагружена весом от механизма передвижения моста и от кабины.
Момент, скручивающий главную балку относительно
оси O-O,
при 
м;
м,
м:
Н*м
Максимальные изгибающие моменты главной балки
определим в вертикальной и горизонтальной плоскостях от постоянных и подвижных
нагрузок. Известно, что максимальный момент от двух связанных между собой
подвижных нагрузок будет в сечении балки под левым колесом в тот момент, когда
середина пролета совпадает с серединой расстояния между нагрузкой Р1 и равнодействующей R", т.е.
расстояние между серединой главной балки и нагрузкой P1 имеет значение b/4. Реакции
в опорах главной балки в вертикальной плоскости, при 
-
расстояния до кабины: