Проектирование механизма подъема тележки мостового крана

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Кафедра «Детали машин и ПТУ»

Курсовой проект на тему:

«Проектирование механизма подъема тележки мостового крана»

1. ОБЩИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА

1. 1 Исходные данные

Таблица 1: Исходные данные

Q, кН

, м/мин

H, м

тыс. час.

ПВ,%

25

11

16

10

25

1. 2 Расчет усилия в канате

=6313, 13 (Н), где

а = 2 — число креплений каната к барабану;

iп = 2 — кратность полиспаста;

— КПД блока

Разрывное усилие в канате

34 722,22 (Н) = 3472 кГс, где n = 5,5 — запас прочности

Отсюда по ГОСТ 2688–69 выбираем стальной канат ЛК-Р 619=114 с диаметром dк=8,1 мм.

Расчет барабана

Расчет диаметра барабана

Dбар =dк е = 8,1 * 32 = 260 мм, где e — коэффициент (для мостового крана e=32)

Расчет скорости барабана

мин-1

1. 4 Определение передаточного числа механизма

1. 5 Определение требуемой мощности электродвигателя

кВт

1. 6 Подбор редуктора

электродвигатель механизм мощность редуктор тормоз

Выбираем стандартный цилиндрический двухступенчатый редуктор РМ-350Б исполнения III мощностью P=4,3 кВт, передаточным числом u=31,5.

Основные параметры колес передачи:

1-ая ступень m=3 мм, ширина колес в=60 мм, число зубьев zвщ= 14, zвд=85

2-ая ступень m=4 мм, ширина колес в=80 мм, число зубьев zвщ= 16, zвд=83

Угол наклона зубьев колес = 8 006' 34″

1.7. Подбор электродвигателя.

С учетом необходимой мощности выбираем электродвигатель типа 4А132М8 с параметрами

1. 8 Таблица по валам

Валы передачи

1

2

3

цилиндрическая

з

0,97

0,97

U

6,07

5,19

n

720

118. 6

22,9

P

5,5

5. 3

5,17

T=9550

57

360

1739

38

48

55

2. РАСЧЕТ ДЛИНЫ БАРАБАНА

2.1 Уточнение диаметра барабана

.

Отсюда

2. 2 Определение длины каната

64 м

2. 3 Определение длины витка каната

942 мм

2. 4 Установление числа витков каната на барабане

67,968

n в общ = 68 + 2 =70

2. 5 Расчет длины барабана, занимаемой канатом

770 мм, гдеt=dк +3 мм = 8,1 +3 11 мм — шаг витка каната

2. 6 Определение полной длины барабана

Lбар полн = L, бар + 100 мм = 770 + 100 = 870 мм

2.7 Проверка межосевого расстояния

Проверка межосевого расстояния между валом электродвигателя и валом тормоза с учетом условия:

350 мм; 344 мм

Условие выполняется

3. РАСЧЕТ СТОПОРНОГО ДВУХКОЛОДОЧНОГО ТОРМОЗА

В целях компактности предусмотрим установку тормоза на муфте, соединяющей валы электродвигателя и редуктора.

3.1 Подбор муфты (рис. 1)

Рис. 1 Тормозные барабаны-полумуфты

Для среднего режима работы (ПВ=25%) коэффициент запаса для муфты и тормоза

Расчетный крутящий момент для муфты

== 115 Нм, где

— КПД полиспаста; =0,97

— КПД барабана; =0,98

— КПД передач, расположенных между валом барабана и валом тормоза; =0,94

Выбираем по ГОСТ 21 424–75 муфту МУВП № 28 с тормозным шкивом с параметрами

=130 Нм,

dT = 125 мм,

В= 50 мм

d1=117 мм

l1=45 мм

GDM2=0,035 кг м2

3. 2 Расчет статического момента груза, приведенного к валу тормоза

52 Нм, где

— передаточное отношение между валом барабана и валом тормоза (передаточное редуктора)

3.3 Расчетный момент трения для стопорных тормозов

91 Нм

3. 4 Расчет времени торможения и соответствующего ему замедления

0,4 с

0,46 мс-2

3. 5 Определение основных размеров тормоза (рис. 2)

Рис. 2 Колодочный тормоз с электромагнитным размыканием

Выбираем материалы фрикционных пар: лента тормоза типа Б по стали с характеристиками

f=0,35 — коэффициент сухого трения;

[p}=0,6 МПа — допускаемое давление (параметр износостойкости);

[t 0]= 175 0 C

Задаваясь коэффициентом = 0,7, по формуле находим ширину колодки:

39,6 40 мм

Учитывая ширину тормозного барабана (В=50 мм), принимаем b=40 мм.

Длина колодки

75 мм

Отношение b/l = 40/75=0,53 находится в рекомендуемых пределах

Размеры рычагов тормоза

a1 = dT = 125 мм;

a2 = 2 a1 = 250 мм

3.6 Проверка тормоза по нагреву

Расчет сводится к сопоставлению среднего количества теплоты, возникающего на поверхностях трения тормоза в течение часа, и возможного количества теплоты, отводимого от тормоза в окружающую среду за то же время.

Среднее тепловыделение

= 22,28 Вт,

где zвкл = 120 — число включений тормоза (по таблице в зависимости от режима работы);

Qср/ Q = 0,5 — относительное использование механизма по грузоподъемности (по таблице в зависимости от режима работы)

Тепло, отводимое излучением

13,1 Вт, где

С1 = 1,5 Вт/м2град 4— коэффициент теплоизлучения полированной поверхности;

С2 = 5 Вт/м2град 4 — коэффициент теплоизлучения матовой поверхности;

0,011 м2

— площадь полированной поверхности трения тормозного барабана, незакрытая тормозными колодками или лентой;

0,022 м 2

— площадь боковых матовых поверхностей тормозного барабана;

t1 = 100 0— средняя температура в контакте фрикционных пар;

t2 = 35 0 — температура окружающей среды.

Тепло, отводимое воздухом при естественной циркуляции

16,39 Вт, где

5,8…8,7 Вт/м2град — коэффициент теплоотдачи конвекцией при естественной циркуляции воздуха;

0,011+0,022

= 0,058 м 2 — площадь поверхности тормозного барабана за вычетом частей, перекрытыми колодками или лентой;

Тепло, отводимое с поверхности вращающегося тормозного барабана

67,72 Вт,

где Вт/м2град — коэффициент теплоотдачи конвекцией при вращающемся тормозном барабане;

4,71 м/с

— окружная скорость барабана.

Отсюда 23,95 Вт/м2град

Суммарный возможный теплоотвод

Возможный теплоотвод определяется из условия, что теплопередача осуществляется только через тормозной барабан (колодки или лента теплоизолированы фрикционными накладками):

Ф = Ф1 + Ф2 + Ф3 = 13,1 +16,39 + 67,72 = 97,21 Вт

Ф = 97,21 Вт Wв = 22,28 Вт — это указывает на то, что фактическая средняя температура в контакте фрикционных пар будет существенно меньше принятой расчетной.

3. 7 Расчет пружины замыкания и подбор размыкающего устройства. (рис. 2)

Нормальная сила прижатия колодок к барабану

Н

Сила замыкания, приложенная к верхнему концу рычага

1040 Н

Номинальная сила замыкающей пружины

1060 Н, где

Fв = 20 Н — сила вспомогательной пружины, способствующая отводу колодок при размыкании тормоза

Дополнительная осадка пружины при размыкании тормоза

2,4 мм, где =0,5 мм — зазор между колодкой и барабаном при dТ =125 мм

Расчетная сила на пружине 1113 Н

Работа осадки пружины 2671,2 Н мм

Работа, совершаемая электромагнитом.

а) магнит МО-100Б с характеристиками

TM=5500 Н мм — момент, развиваемый электромагнитом;

=0,131 рад — угол поворота якоря электромагнита (для МО-100Б =0,131 рад, а для больших типоразмеров =0,096 рад)

== 581,8 Н мм, где

КМ — коэффициент использования якоря (для короткоходовых КМ = 0,8…0,85);

=0,9…0,95 — КПД рычажной системы тормоза

Для электромагнитов с поступательным движением якоря

581,8< 2671,2=

б) магнит МО-200Б с характеристиками

TM=40 000 Н мм ,=0,096 рад

== 3100,8 Н мм; 3100,8 > 2671,2=

б) магнит МО-300Б с характеристиками

TM=10 5 Н мм ,=0,096 рад, == 7752 Н мм; 7752 > 2671,2=

Из выполненных расчетов следует, что магнит МО-100Б не удовлетворяет предъявленным требованиям, а наиболее оптимальной работой обладает магнит МО-200Б.

Расчет пружины. Выбираем для пружины сталь 60С2 (допускаемое напряжение кручения []=750 МПа)

Определяем параметры пружины для трех значений индекса С при F3=1113 Н, =2,4 мм.

Индекс пружины

4

5

6

Коэффициент К=

1,38

1,3

1,24

Диаметр пружины, мм

4,6

5

6

Средний диаметр пружины, мм

19

25

32

Осадка одного витка пружины *, мм

1,45

2,65

4,3

Число витков

34

21

14

Длина пружины, мм

224,4

147

102

* - здесь МПа — модуль упругости стали при кручении

С габаритами тормоза лучше всего согласуется пружина c индексом С=6, т.к. H2 = 102 мм < dТ

4. РАСЧЕТ СПУСКНОГО ДИСКОВОГО ТОРМОЗА

Тормоз встроен в редуктор (установлен на промежуточном валу).

Исходные данные:

dв = 48 мм (табл. по валам) — диаметр промежуточного вала;

uб-Т = 5,19 — передаточное число передачи между валами барабана и тормоза

0,92 — КПД элементов, расположенных между крюковой подвеской и валом тормоза

4. 1 Расчет статического момента груза, приведенного к валу тормоза

332 Нм

4.2 Выбор и расчет параметров резьбы

Ориентируясь на dв = 48 мм, по ГОСТ 9484–73 выбираем трехзаходную трапецеидальную резьбу с параметрами:

d = 60 мм — наружный диаметр;

d3 = 51 мм — внутренний диаметр;

d2 = 56 мм — средний диаметр;

P= 8 мм — шаг резьбы

Угол наклона винтовой линии

=7 0 45 ' - это соответствует рекомендуемому диапазону 6 0…12 0

Угол трения в резьбовой паре.

При коэффициенте трения бронзы по стали со смазкой f=0,08 и угле профиля резьбы

4 0 45 `

4. 3 Расчет фрикционных пар

Выбор материала.

В качестве материала фрикционных пар выбираем вальцованные тормозные накладки по стали при работе в масле с характеристиками f=0,35, [p}=1 МПа — допускаемое давление (параметр износостойкости).

Ориентируясь на dв = 48 мм, d = (2…3)d в = 3*48 = 144 мм. С учетом размера под палец принимаем диаметр внутреннего трения d = 170 мм

Наружный диаметр D== = 230 мм

Диаметр трения мм

4.4 Проверка условия отсутствия самоторможения механизма

fdT >;

>;

32, 3 мм > 12,4 мм

4.5 Расчет осевой силы замыкания

Осевая сила замыкания при учете того, что грузовой момент на валу тормоза уравновешивается моментом трения в резьбе и моментом трения фрикционной пары диск — храповое колесо,

=15 кН, где

z'- число рабочих фрикционных пар при неподвижном вале тормоза.

4. 6 Расчет момента трения тормоза при опускании груза

477 Нм

Коэффициент запаса тормоза = 1,44 > =1,2

Проверка давления на фрикционных парах

< [p]=1 МПа

Проверка тормоза по нагреву 1,63 10 5Вт м -2 < [pfV]=5*10 5 Вт м -2, здесь средняя окружная скорость, отнесенная к диаметру трения

=1,28 м/с

Определение рабочего числа витков по условию износостойкости резьбы, где К дин — коэффициент динамической нагрузки;

[p] - допускаемое давление в резьбе.

Рис3. Спускной дисковый тормоз

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой