Здесь можно найти образцы любых учебных материалов, т.е. получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Работа № 97307


Наименование:


Курсовик Проектирование крюка и крюковой подвески. Крюк: кованный, однорогий, с предохранительным замком; Б- удлиненны Грузоподьемность-12,5т.

Информация:

Тип работы: Курсовик. Предмет: Машиностроение. Добавлен: 27.05.2016. Сдан: 2014. Страниц: 20 + чертежи. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Содержание.
1. Исходные данные. 3
2.Расчет прямолинейной (нарезной) части крюка. 4
2.1Определение диаметра нарезной части (стержня) крюка (сечение А-А). 5
2.2 Определение длины нарезной части крюка (высоты гайки). 6
3.Расчет криволинейной части крюка. 6
3.1 Определение размеров опасного сечения Б-Б. 8
3.2 Определение коэффициента k0, учитывающего смещения нейтральной оси. 8
3.3 Определение величины допускаемого напряжения при изгибе крюка: 9
3.4 Расчет суммарных напряжений в точках 1 и 2 опасного сечения Б-Б и с равнения с допускаемым напряжением. 9
3.5 Расчет напряжений растяжения и изгиба в т.1 и т.2. 10
3.6 Построение эпюр напряжения в опасном сечении. 10
5.Расчет одноблочной подвески. 12
5.1.Выбор каната. 13
5.2.Выбор блока. 13
5.3.Выбор крюка и упорного подшипника. 14
5.4.Расчет траверсы:
5.4.1.Определение высоты траверсы: 15
5.4.2.Расчет цапфы. 16
5.5Расчет диаметра оси блока. 17
5.6.Выбор подшипников оси блока. 18
5.7.Расчет серьги: 20
6. Особенности расчета одноканатной (вертлюжной) и траверсной подвесок.
6.1.Одноканатная подвеска: 21
6.2.Траверсная подвеска 21


1.Исходные данные.
1) Крюк: кованный, однорогий, с предохранительным замком; Б- удлиненный.
2) Грузоподьемность-12,5т.
3) Группа режима работы 5М.
4) Материал крюка- сталь 20.
4) Стандартный крюк-аналог №18 ([2] стр.336).
D=130мм, S=100мм, L=630мм, b=80мм, d=85мм.

Рис.1.1
2.Расчет прямолинейной (нарезной) части крюка.

Рис. 2.1 – Общий вид нарезной части крюка.
Определение диаметра нарезной части (стержня) крюка:
(сечение А-А).
Внутренний диаметр резьбы d_вн, мм, определяется из условия прочности на растяжение:
?_р=Q/A_сеч ?[?]_р, (2.1)
где A_вн- площадь ослабленного сечения стержня, мм2;
[?]_р- допускаемое напряжение на растяжение, МПа.
Подставляя значение площади сечения
? A?_сеч=(?d_вн^2)/4 , (2.2)
получим
d_вн=v(4Q/(?*[?_р])) , (2.3)
где Q – грузоподъемная сила, Н.
Допускаемое напряжение с учетом возможного изгиба стержня при чрезмерном отклонении крюка принимается равным:
? [?]?_р=?_T/5 (2.4)
где ?_T-предел текучести при растяжении, МПа: для стали 20 ?_T=250МПа.
[?]_р=250/5=50Мпа,
d_вн=v((4*125000)/(3,14*50)=) 56,43мм,
d_вн =dнар – 1,082531755*t; (2.5)
где t – шаг резьбы, мм.
dнар – наружный диаметр, мм.
По ГОСТ 8724 – 2002 dнар=64мм, t=6мм,
d_вн=64-1,082531755*6=57,505мм.


Рис.2.2
2.2Определение длины нарезной части крюка (высоты гайки).
Конструктивно высота гайки H_г=H+(25…30)мм. (2.6)
Длина нарезной части крюка принимается равной высоте
гайки, т.е. l_н=Н_г.
Z=H/t – число витков. (2.7)
Рис.2.3 Длина нарезной части крюка определяется из условия ограничения удельного давления по виткам резьбы. Нагрузка на витки принимается одинаковой.

H=4Qt/(?(d_o^2-d_вн^2)[q] ) , (2.8)
где t – шаг резьбы стержня крюка, мм;
d_о- наружный диаметр резьбы стержня, мм;
d_вн- внутренний диаметр резьбы стержня, мм;
[q]- допускаемое удельное давление, МПа; для стали по стали [q]=15…25МПа.
H=(4*125000*6)/(3,14*(?64?^2-?57,505?^2 )*20)=3000000/(3,14*789,175*20)=60,53мм;
Принимаем высоту гайки Hr=86мм, длина нарезной части lн=86мм.
3.Расчет криволинейной части крюка.
т. О – центр тяжести сечения Б-Б; l1, l2 – координаты центра тяжести сечения (Рис.3.1).
В сечение Б-Б действуют:
Изгибающий момент M=Q*Ro(?изг)
Продольные усилия Qo(?раст)
3.1 Определение размеров опасного сечения Б-Б.
d?40vQ , (3.1)
где Q – грузоподъемность, т.
С учетом технологии изготовления, размеры сечения крюка принимаются практически отличными от теоретических. Поэтому:
h?d; B=h/1,5; b?B/2,5;
R?b/2; R_a?6R.
В зависимости от схемы подвески принимается длина крюка:
L?3,5d для типа А (короткого);
L?5d для типа Б (удлиненного).
d=40v12,5=141,42мм,
Полученное значение для 1, 2, 3 и 4 групп режима работы (режимов работы Л и С) следует округлять до цифры кратной 5 в меньшую сторону, а для 5 и 6 групп режима работы (режимов работы Т и ВТ) – в большую сторону.
Учитывая группу режима работы 5, округляем полученную величину в большую сторону и принимаем d=145мм.
Учитывая h?d, принимаем h=140мм.
Учитывая B?h/1,5=140/1,5=93,33мм, примем B=92мм.
Учитывая b=B/1,5=92/2,5=36,8мм, примем b=35мм.
Учитывая R?h/1,5=35/2=17,5мм, примем R=18мм.
Учитывая R_a?6*R=6*18=108мм, примем R=108мм.
L?5d=5*145=725мм.
Для определения этих величин, посмотрим трапецию (см. рис. 3.2), равновеликую сечению крюка , построенному в масштабе М1:1.
С рис. 3.2 определяем:
m_1=5 мм,b_1=101 мм, m_2=3 мм,b_2=29мм, h0=132мм.
Положение центра тяжести определяется по формулам
c_1=(b_1+2b_2)/(b_1+b_2 ) h_o/3 ; c_2=(b_2+2b_1)/(b_1+b_2 ) h_o/3 . (3.2)
При этом C_1 ?+C?_2=h_o. (3.3)
c_1=(101+2*29)/(101+29)*132/3=53,81мм,
c_2=132-53,81=78,19мм,

Площадь равновеликой трапеции:(Размер снят с рис. 3.2)
? A?_сеч=8716?мм?^2,
Координаты точек 1 и 2, относительно т.О:
l1=c1+m1, l2=c2+m2, (3.4)
l1=53,81+5=58,81мм,
l2=78,19+3=81,19мм,
т.О характеризует положение нейтральной оси.
3.2 Определение коэффициента k0, учитывающего смещения нейтральной оси.
? K?_o=z_o/r=z_o/(R_o-z_o ), (3.5)
где R0 – расстояние от центра кривизны крюка, до центра тяжести сечения (т.О).
z0 – величина смещения нейтральной оси.
R0=0,5d+l1, (3.6)
R0=0,5*145+58,81=131,31мм,
Величина смещения нейтральной оси z_o может быть определена по приближенной формуле Давиденкова:
z_o=I/(R_(o ) ? A?_сеч ) , (3.7)
где I – момент инерции поперечного сечения относительно центральной оси, ?мм?^4.
I?(1,015…1,020) I_T ; (3.8)
где
I_T=(h_o^3 (b_1^2+?4b?_1 b_2-b_2^2))/(36(b_1+b_2)) ; (3.9)
момент инерции равновеликой трапеции (см. рис. 3.2) относительно центральной оси.Sтр
I_T=(?132?^3*(?101?^2+4*101*29+?29?^2 ))/(36*(101+29) )=11184331?мм?^4,
z_0=11184331/(96,5*87)=13,5;
K_0=13,5/(131,31-13,5)=0,11;

3.3определение величины допускаемого напряжения при изгибе крюка:
[?_Н ]=?_тек/k_зап , (3.10)
?_тек=250МПа.? k?_зап=1,65 для группы режима работы 5М…6М.
[?_Н ]=250/1,65=151,51МПа,
3.4Рассчет суммарных напряжений в точках 1 и 2 опасного сечения Б-Б и с равнения с допускаемым напряжением.
?_сум1=+Q/(? A?_сеч K_o )*l_1/0,5d?[?_Н ] ; (3.11)
? ??_сум2=-Q/(? A?_сеч K_o )*l_2/(0,5d+h)?[?_Н ] ; (3.12)
где Q – грузоподъемная сила крана, Н;
А – площадь поперечного сечения крюка, мм2;
h – высота опасного сечения крюка, ММ;
d – диаметр условной окружности, определяющей величину зева крюка, мм (вычисляется по формуле (3);
l_1 ?,l?_2- расстояния от центра тяжести сечения до крайних точек 1 и 2, мм;
K_o- коэффициент, учитывающий смещение нейтральной оси;
?_сум1=+125000/(8716*0,11)*58,81/(0,5*145)=105,76МПа,
?_сум2=-125000/(8716*0,11)*81,19/(0,5*145+140)=-50,6МПа,
?_сум1<[?_Н ], ?_сум2<[?_Н ].
3.5 Расчет напряжений растяжения и изгиба в т.1 и т.2.
? ??_р=Q/? A?_сеч , (3.13)
?_р=125000/87=14,57Мпа,

точка 1 точка 2
?_сум1= ?_р+?_и1 ?-??_сум2= ?_р-?_и2 (3.14)
?_и1= ?_сумм1-?_р ?-??_и2= -?_р-?_сум2
?_и1=107,47-14,57=62,9Мпа ?_и2=14,57-50,6=36,03МПа
3.6 Построение эпюр напряжения в опасном сечении (См. рис.3.2 приложение 2).
Фактический запас прочности для спроектированного крюка считается по формуле:
n=?_т/?_1 ?[n], (3.15)
n=250/107,47=2,32
Для заданной группы режима работы 5 рекомендуемый коэффициент запаса прочности [n]=1,65, поэтому условие прочности для сечения Б-Б обеспечено.


5.Расчет одноблочной подвески.
5.1.Выбор каната:
Диаметр каната зависит от величины разрывного усилия и временного сопротивления разрыву проволок, принимаемого в пределах
?В = 1372... 1764 МПа (140...180 КГС/ММ2)
Разрывное усилие каната в целом Fр (кН) принимается ГОСТ 2688-80[3] табл.2.3:
, (5.1)
где Кзп – коэффициент запаса прочности (коэффициент использования каната), определяемый из табл.2.1 [2]
S – наибольшее натяжение (статическое) ветви каната (кН), указанное в паспорте крана или определяемое расчетом:

, (5.2)
где Qн – грузоподъемность нетто (вес груза и съемного грузозахватного устройства), кН;
Gп – вес подвески (кН), принимаемый

(5.3)

? – кратность грузового полиспаста, i=2 для грузоподъемности 12,5т.
?п – к.п.д. полиспаста, ?п=0,99i;
?нб – к.п.д. направляющих блоков, ?нб=0,99;
=0,05*125000=6,25кН,

4,5*67,63=304,35кН,
По ГОСТ 2688-80 [3] табл.2.3 берем канат маркировочной группы 18
0 КГС/ММ2, с разрывным усилием =314кН, диаметром каната d=24мм, ориентировочная масса смазанного каната 1000м., равна 2110кг, расчетная площадь сечения всех проволок равна 215,49мм2.


5.2.Выбор блока:

Минимальный диаметр блока Dб (мм) по дну канавки определяется как:

(5.4)

где dk – диаметр каната, мм;
h – коэффициент выбора диаметра блока (вращающего), принимаемого из табл.2.2 [2]
Диаметр не вращающего блока можно определить по формуле
(5.5)
D_б?20(22-1)=420мм,
D_б=810мм. Принимаем по табл.2.10 [3].
D_бн?0,8*810=648мм,
D_бн=710мм. Принимаем по табл.2.10 [3].

5.3.Выбор крюка и упорного подшипника:

Крюк выбирается по грузоподъемности (нетто) и группе классификации механизма. Указывается тип крюка (А или Б) и основные параметры (размер сечения в изогнутой части, обозначение резьбы и др.).
По ГОСТ 6627-74 выбираем: Номер заготовки крюка 18, D=130мм, dкр=75мм, S=100мм, тип – Б, L=630мм, d2=Тr 70х10, b=80мм.
Упорный подшипник под гайку крюка выбирается с учетом диаметра прямолинейной части крюка с проверкой на статическую грузоподъемность, т.е.

, (5.6)

, (5.7)
где d – внутренний диаметр упорного подшипника, мм
dkp – диаметр прямолинейной части крюка, мм
Со – статическая грузоподъемность упорного подшипника, кН
C_0?12,5*125000=156250,
d?75+5=80мм,
По табл.136 [4] примем: C_0=177кН, d=100мм, D=215мм, b=47мм.

5.4.Расчет траверсы:
5.4.1.Определение высоты траверсы:
Расчетная схема траверсы показана на рис.5.1.
Необходимый момент сопротивления поперечного сечения траверсы Wx (мм3) определяется по формуле:

, (5.8)
где MИmax – наибольший изгибающий момент в опасном сечении, Н*мм;
[?]И – допускаемое напряжение при изгибе, МПа
Для стали 40 или 45 [?]И = = = 81,5 МПа, (5.9)
Величина Мизmax (Н*мм) определяется по формуле:

(5.10)

где ? - расчетная длина траверсы, мм
D – наружный диаметр упорного подшипника, мм
Расчетная длина траверсы ? (мм) определяется по формулам:
-если D > Bбл + 2?кр , то ? = D + (30... 40) мм;
-если Bбл + 2?кр > D , то ? = Вбл + 2?кр + (30... 40) мм;
где Вбл – ширина блока, мм; Вбл=120мм.
?кр – толщина крышки, ?кр = 8... 12мм;
120+2*10=140. При D< Bбл + 2?кр, ?=120+2*10+30=170мм.


Необходимая высота сечения траверсы h (мм) определяется из выражения:
(5.11)

откуда

где В – ширина траверсы, мм;
dОТ – диаметр отверстия, мм.

Ширину сечения траверсы В (мм) можно принять

(5.12)

B=130+50=180мм.
Диаметр отверстия dОТ (мм) под прямолинейную часть крюка

(5.13)

dот=75+5=80мм,
h=v((6*15340)/(180-80))=30,34мм,


Рис.5.1
Схема однобалочной подвески и расчётная схема траверсы: 1-крюк однорогий,
2-траверса,
3-упорный подшипник,
4-серьга,
5-защитный кожух,
6-блок,
7-ось блока,
8-подшипник шариковый,
9-гайка


5.4.2.Расчет цапфы:
Диаметр цапфы траверсы dц (мм) ориентировочно можно принимать

(5.14)

dц=0,8*30,34=24,272мм,
Во избежание задира материала на поверхности цапфы при повороте траверсы относительно серьги удельное давление q (МПа) (рис.5.2) не должно превышать допускаемого значения [q] , т.е.

(5.16)

где ? – толщина серьги, мм
Допускаемое удельное давление между цапфой и серьгой

[q] = 80... 90 МПа,

?=125000/(2*50*24,272)=51,5мм,


Рис.5.2 Схема для расчёта цапфы траверсы на удельное давление.

5.5.Расчет диаметра оси блока:

Ось блока рассчитывается на изгиб как балка, нагруженная силой QН (рис.5.3)
Если число блоков два и более, то ось блоков рассчитывается как балка нагруженная силами (Z – число блоков подвески).


(5.17)

Рис.5.3 Расчётная схема оси блока одноблочной подвески
где ? - расчетная длина оси, равная расчетной длине траверсы,мм

?М_ИЗ?^max=(125000*170)/4=5312,5кН,
Из условия прочности на изгиб диаметр оси блока dо (мм) определяется по формуле:
, (5.18)
где Мизmax – наибольший изгибающий момент в опасном сечении (посередине балки), Н*мм
[?]u – допускаемое напряжение на изгиб, МПа
Для материала оси сталь 40 или 45
, (5.19)
где Кз – коэффициент запаса, Кз = 1,6... 1,8 (ось выполнена соответственно из поковки или отливки)
?Т – предел текучести стали 40, ?Т = 245 МПа
?[?]?_И=245/1,8=136МПа,
d_0=?(5312500/(0,1*136))=73,1мм,

5.6.Выбор подшипников оси блока:

Принимаются шариковые радиальные подшипники с условием, чтобы их внутренний диаметр был не менее диаметра оси блока, а их динамическая грузоподъемность С (кН) соответствовала бы требуемому значению Стр , т.е.


С ? Стр (5.20)
Требуемая динамическая грузоподъемность шарикоподшипника Стр (кН) определяется по формуле:
, (5.21)
где Gпр – динамическая приведенная нагрузка, кН
m – показатель степени кривой усталости;
m = 3 – шариковые подшипники
m = 3,3 – роликовые подшипники
L – номинальная долговечность, млн.об:

, (5.22)
где nб – частота вращения наружного кольца подшипника (частота вращения блока)
Т – требуемая долговечность подшипника, ч.
В зависимости от группы классификации механизма подъема требуемая долговечность (срок службы) шарикоподшипников принимается из табл.2.3.[2]
Частота вращения наружного кольца подшипника (блока)

, (5.23)


где Vn – скорость подъема подвески (груза), м/с; Vn=0,4м/с.
? – кратность полиспаста (для одноблочной подвески ? = 1... 3 )
Динамическая приведенная нагрузка Gпр (кН) определяется по формуле:

Gпр = GэквКбКт , (5.24)
где Gэкв – эквивалентная нагрузка, кН;
Кб – коэффициент безопасности, учитывающий влияние динамических усилий, Кб = 1,2;
Кт – температурный коэффициент, Кт =1,0... 1,4 (при рабочей температуре подшипника 100... 250оС);
Эквивалентная нагрузка Gэкв (кН) определяется с учетом фактического или усредненного графика работы механизма подъема по формуле (рис.46 [5]):

, (5.25)
где G1, G2 ... Gi – постоянные нагрузки на подшипник при различной массе транспортируемого груза, кН;
t1, t2 ... ti – время действия нагрузок за срок службы, ч.

Gэкв=?((?1000?^3*0,1)/5000+(?450?^3*0,4)/5000+(?120?^3*0,5)/5000)=27,46кН.
Gпр=1,2*1,2*27,46=39,54кН.
L=(60*5000*14,84)/?10?^6 =4,45ч
65кН.
Выбираем шариковые радиальные подшипники по ГОСТ 831-75: тип подшипника 46215, d=75мм, С=73,5кН.
5.7.Расчет серьги:
Площадь поперечного сечения серьги определяют из расчета на растяжение. При этом выбирают сечение серьги, которое в большей степени ослаблено под цапфу траверсы или ось блока (принимается сечение, где dц или do имеет наибольшее значение).
Серьгу рассчитывают (рис.5.4), на напряжение растяжения по формуле Лямэ .

, (5.26)

где Qн – грузоподъемность нетто, Н;
? – толщина серьги, мм; ?=51,5мм.
R и r – радиусы закругления и отверстия серьги, мм
Радиус закругления принимают равным половины ширины серьги b, т.е. R = R= 80/2=40мм. (5.27)
Если dц > do , то r = , (5.29)
а если do > dц , то r = . r=73,1/2=36,55мм (5.30)
Допускаемое напряжение растяжения [?]p (МПа)
, (5.31)
где ?Т – предел текучести материала серьги, для стали Ст3
?Т = 230 МПа;
Кз – коэффициент запаса, Кз = 3,5... 4,0





Рис.5.4 Расчётная схема серьги
6. Особенности расчета одноканатной (вертлюжной) и траверсной подвесок.
6.1.Одноканатная подвеска:
Расчет проушины выполняется по формуле Лямэ сварная цепь подбирается из таблиц ГОСТа 228 по разрывному усилию Sр (кН):

Sp ? KзпQн (6.1)

где Кзп – коэффициент запаса прочности в зависимости от группы классификации (режима), Кзп = 3... 8
Qн – грузоподъемность нетто, кН
Sp ? 6*125000=750кН,
Sp =769кН.
Нарезная часть штока рассчитывается на напряжение растяжения ?р по внутреннему диаметру резьбы (наиболее ослабленному сечению) аналогично расчету прямолинейной части однорогого крюка, т.е.
?р ? [?]р , (6.2)

где [?]р – допустимое напряжение на растяжение с учетом возможного изгиба штока
[?]р = (для стали 20 ?Т = 250 МПа) (6.3)
[?]р=250/5=50МПа.

Упорный подшипник под гайку штока должен соответствовать статической грузоподъемности (1,25 Qн) и размеру штока ( диаметру)
Вертлюг подвески прикрепляется к коушу грузового каната с помощью соединительного звена (например, такелажной скобы).
Чтобы исключить задевание подвески за комингс люка судна грузик – утяжелитель имеет грушевидную форму.

6.2.Траверсная подвеска:
Схема подвески показана на рис.6.1 Основная траверса прикреплена к коушам грузовых канатов с помощью пальцев и рассчитывается как двухопорная балка, нагруженная в середине силой Qн.

Рис. 6.1 Схема траверсной подвески: 1 – крюк; 2 – цепь; 3 – траверса.
Найдем наибольший изгибающий момент в опасном сечении (посередине траверсы), по формуле 5.17:
М_изг=125000/4


Список литературы:
1.Захарцев В.П. Расчет однорогого крюка грузоподъемной машины / В.П. Захарцев, Д.Р.Федотов. – Горький: ИИВТ, 1985.- 23с.
2.Захарцев В.П. Грузоподъемные машины и машины безрельсового транспорта / В.П. Захарцев. – Н. Новгород: 2003. – 21с.
3.Гохберга М.М.Справочник по кранам / М.М.Гохберга – М: Машиностроение, 1988. – Т.2 – 560 с.
4.Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. /
В.И. Анурьев – М: Машиностроение,1978. – Т.2 – 900 с.
5. Александров М.П. Подъемно – транспортные машины/
М.П. Александров – М: Высшая школа, 1985. – 520с.





Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть похожие работы

* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.