На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, 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 № 97308


Наименование:


Курсовик Проектирование стрелового устройства крана г/п крана нетто, Q=10т.

Информация:

Тип работы: Курсовик. Предмет: Машиностроение. Добавлен: 27.05.2016. Сдан: 2014. Страниц: 18 + чертежи. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


?
Содержание.

1.Исходные данные.
2.Определение длины стрелы и хобота стрелового устройства.
3.Уравновешивание шарнирно-сочлененного стрелового устройства.
3.1 Определение момента от веса стрелы, хобота и оттяжки относительно стрелы.
3.2 Определения силы тяжести подвижного противовеса.
3.3 Определение неуравновешенных моментов стрелового устройства.
3.4 Построение графиков зависимости моментов от величины.
4.Определение нагрузок, действующих на стреловое устройство.
5. Расчет реечного механизма изменения вылета.
5.1Расчет мощности привода
5.2.Выбор электродвигателя и проверка на перегрузочную способность.
5.3.Определение общего передаточного числа и выбор редуктора.
5.4.Выбор тормоза.


1.Исходные данные.
- кран на платформе.
- г/п крана нетто, Q=10т.
- наибольший вылет крана, Lmax=35м.
- частота вращения поворотной части крана, nкр=1,8 об/мин.
- скорость изменения вылета стрелы, ?выл=50м/мин.
- вид хобота - прямой
- тип механизма изменения вылета: реечный.
- тип стрелового устройства: уравновешенного типа.
- тип оттяжки: жесткая.
На рисунке 1.1 показана схема уравновешенного стрелового устройства с реечным механизмом изменения вылета.

1 – стрела, 2 – хобот, 3 – оттяжка (жесткая), 4 – подвижный противовес,
5 –реечный механизм изменения вылета
Рис.1.1 схема уравновешенного стрелового устройства.

2.Определение длины стрелы и хобота стрелового устройства.

Стреловое устройство многозначное (рис.2.1) состоящее из стрелы (Lc), длины хобота (Lx), длины перекладины хобота (ln) и оттяжки (Lот).
Портальные краны должны перемещать груз по окологоризонтальной траектории для выполнения следующего условия
W=Qн?Scos(Qн;S).
W>0



Рис.2.1
Lc и Lx подбираются из условия равенства H для обоих положений СУ, т.е. HI=HII.
На рис.2.2 показан максимальный и минимальный вылет стрелы.

Рис.2.2


Примем значение углов:
lmin Примем
lmax Примем
Положение I, (Lmax):
HI=Lcsin?0-Lxsin?3
HI=Lc(sin?0-ksin?3)
k=Lx/Lc
cos?1-k cos?2= sin?0- ksin?3
k=(cos?_1-sin?_0)/(cos?_2-sin?_3 )
lmax= Lccos?0+ Lxcos?3=Lc(cos?0+kcos?3)
L_c=l_max/(cos?_0+kcos?_3 )
lmax=Lmax-?
? - расстояние от оси вращения до пяты стрелы(1…3м).
lmax=35-2=33м.
k=(cos10-sin50)/(cos10-sin15)=0,3

L_c=33/(cos50+0,3cos15)=35,38м.

HI=35,38(sin50-0,3sin15)=24,35м.
Положение II, (Lmin):
HII=Lccos?1+Lxcos?2
Lx=kLc
HII=Lc(cos?1-kcos?2)= 35,38(cos10-0,3cos10)=24,39
HI= HII=24,36м.
Lx=0,3*35,38=10,61м.
Определение длины перекладины, длины оттяжки и расположение точки её закрепления к металлоконструкции:
Из приложения 1 снимем Lmin=8,14м, lmin=6,14м.
lпр=22м.
Ln=0,5Lx=0,5*10,61=5,305м.
Lот=35,06м.
3.Уравновешивание шарнирно-сочлененного стрелового устройства.
3.1 Определение момента от веса стрелы, хобота и оттяжки относительно стрелы на 3 вылетах (Lmin, Lср, Lmax).
Сумма моментов от веса стрелы, хобота и оттяжки – стреловой момент.
Mc+Mx+Mo=Мсу
где Mc – момент от веса стрелы.
Mx- момент от веса хобота.
Mo – момент от веса оттяжки.


Вес элементов стрелового устройства:
G=mg
mc:mx:m0=3:1,2:1,0.
m0=1т, mx=1,2т, mс=3,6т.
G0=1*9,8=98кН.
Gx=1,2*9,8=117,6кН.
Gc=3,6*9,8=352,8кН.
Силы тяжести каждого элемента приложены в центре массы.
Центр массы стрелы приложен на расстоянии от т.А 0,4*Lc=14,152м
Цент массы хобота располагается от т.D на расстоянии 0,3Lx=3,18м.
Центр массы оттяжки от т.В на расстоянии 0,4Lo=14,24м.
Масштабный коэффициент определяется по формуле:
K_(G_i )=G_i/?(G_i )=[кН/мм]_(длина вектора)^(сила тяжести элемента)
Момент от веса стрелы определяется как:
Mc=Gc?lc.
Mc=352,8?14,152=4999,8кН*м.
Момент от веса хобота определяется как:
Mx=Rx?lx.
R_x=K_(G_x )?(R_x ) ?
(R_x ) ?-равнодействующая,мм.
K_(G_x )=G_x/?(G_x )=117,6/3761=0,0312кН/мм
R_x=0,0312?5987=186,8кН.
Mx=186,8?8,996=1608,45кН*м.
Момент от веса оттяжки определяется как:
Mo=Rolo.
R_o=K_(G_o ) (R_o ) ?
K_(G_o )=G_o/?(G_o )=98/3761=0,026кН/мм
R_o=0,026?967=25,142кН.
Mо=25,142?32,036=3132,67 кН*м.
Мсу=3132,67 +1680,45+4999,8=9812,92кН*м.
Результаты полученных расчетов сводятся в табл.3.1.
Табл.3.1
Lmax Lcp Lmin
Rx,кН 186,8 164,33 151,57
Ro,кН 97,786 34,242 36,45
Gc,кН 352,8 352,8 352,8
Gx,кН 117,6 117,6 117,6
Go,кН 98 98 98
lc,м 14,152 8,888 3,245

lx,м 8,996 7,17 1,856
lo,м 32,036 34,951 22,108
Mc,кН*м 4999,8 3135,68 1144,83
Mx,кН*м 1680,45 1178,24 281,31
Mo,кН*м 3132,67 1196,8 805,83
Mсу,кН*м 9812,92 5510,71 2232
3.2 Определения силы тяжести подвижного противовеса.
Полное уравновешивание стрелового устройства достигается как правило, на среднем вылете равен моменту противовеса.
? М?_су^ср=М_пр (3.9)
Система уравновеншивания представляет собой качающееся коромысло, на одном конце которого находится подвижный противовес, а на другой стороне соединяется жеской тягой со стрелой. На рис.3.1 показана схема уравновешивания С.У. (на среднем вылете).

1 – тяга, 2 – коромысло, 3 – подвижный противовес.
Рис.3.1
Rr?0,4lmax
?1=10…30° - для решетчатой конструкции. Примем ?1=20°
Из условия равновесия стрелы:
?MA=0
?-M?_су^ср+R_пр?а=0
R_пр=(М_су^ср)/а
Из условия равновесия коромысла:
?Mo=0


-Rпрв+Gпр?lпр=0
R_пр=(G_пр l_пр)/в
(М_су^ср)/а=(G_пр ??l?_пр)/в
G_пр=(М_су^ср?в)/(а?l_пр )
Крайнее положение противовеса может быть в положении, когда сила тяжести противовеса проходит через т.О. В этом положении:
lпр=0>Мпр=0>Мнс=Мсу
G_пр=(5510,71?3,069)/(1,823?6,861)=1352,16кН.
3.3 Определение неуравновешенных моментов стрелового устройства.
Мнс=Мсу-Мпр
Мпр=Gпрlпра/в
На Lmax:
Мпр3= Gпр?lпр3?а3/в3
Мпр3= 1352,16?3,113?7,426/2,509=12458,44кН*м.
Мнс3=9812,92-12458,44=-2645,52кН*м
На Lmin:
Мпр1= Gпр?lпр1?а1/в1
Мпр1= 0
Мнс1=Мсуmin
Условия, которые необходимо выполнить системы уравнения:
1) На Lmax должен “перетягивать” противовес:
Мпр3> Мсу3 (3.1)
На Lmin должно перетягивать стреловое устройство:
Мпр1< Мсу1 (3.2)
Условие 3.1 и 3.2 выполняются.
2) Величина Мнс ограничивается:
|?М_нс^max |?[М_нс ]=(0,1…0.15) М_су^max>М_су3 (3.3)
0,1 – для портальных кранов.
3.4 Построение графиков зависимости моментов от величины вылета(рис.3.3).
4.Определение нагрузок, действующих на стреловое устройство.
Момент от действующих нагрузок на стреловое устройство относительно опоры стрелы (шарнира А).
МА=±М_нс±М_нг±М_ог+М_В+М_Ц+?(М?_кр)+М_ис+М_тр
М_нс – неуравновешенный момент стрелового устройства.
М_нг – момент, вызванный негоризонтальным движением при изменении вылета или неуравновешенный грузовой момент.


Мсу= ?1(L)
Мпр= ?2(L)
Мнс= ?3(L)


Рис.3.3
М_ог– момент, обусловленный отклонением грузовых канатов в плоскости качения стрелы на угол ?1=4…5° (I расчетный случай).
М_в – момент от действия ветровой нагрузки.
М_Ц – момент от действия центробежных сил при вращении крана.
М_кр – момент, вызванный креном и дифферентом понтона плавучего крана.
М_ис – момент от силы инерции при изменении вылета.
М_тр – момент от силы трения в шарнирах стрелового устройства.
М_нг=±R_r ??l?_r
Масштабный коэффициент определяется как:
K_Q=Q/?Q=кН/мм
Сила F? определяется по формуле:
F?=Q?tg?
М_ог=±R_a?l_a
R_a=K_(F_? )?(R_a ) ?
М_в=М_вс+М_вх+М_во
М_вс – момент действия ветра на стрелу.
М_вх – момент от действия ветра на хобот.
М_во – момент от действия ветра на оттяжку.
? М?_вс=Fвс?hвс
Mвх=Fвх?hх
Mво=Rво?lво
Fвс=PI?AСнетто10-3
PI=150Па.
Acнетто – площадь нетто в проекции стрелы на вертикаль.
AСнетто=AСБР?КСПЛ


AСБР – площадь брутто (контурная).
КСПЛ = 0,3…0,6 – решетчатая конструкция (менее 8 т.)
Аналогично выполняется расчет для хобота и оттяжки.
Спроектируем наветренные площади на вертикаль.
hвс = 0,4hа
М_ц=М_цс+М_цх
М_цс=F_цс?h_цс
h_цс=2/3•h_а
М_цх=F_цх?h_а
В общем виде:
F_ц=mr?_кр^2
?_кр=2?n/60
где r – радиус вращения центра масс стрелы и хобота.
F_цс=m_с?(?0,5L?_c cos??+?) ?_кр^2
F_цх=m_х?(?0,5L?_х cos??+?) ?_кр^2
+ (?0,5L?_c cos??+?) } ? r?_c
+ (?0,5L?_x cos??+?) } ? r?_x
+ m_c ,m_c } T
bo=1,5…2; bc=1,5…2; bx=1,5…2; Примем: bo=1,5; bc1=2; bc2=1,5; bx=1,5
K_Q=100/5084=0,02 кН/мм
R_r=0,02?16586=331,72кН
М_нг=331,72?1,354=449,14кН*м.
F?=100?tg5=9кН.
K_(F_? )=F_?/?(F_? )=9/1292=0,007 кН/мм
R_a=0,007?2104=14,35кН.
М_ог=14,35*21,092=317кН*м.
hвс = 0,4* 27,098=10,4м.
AСнетто=474,2?0,5=237,1м2.
Fвс=150?237,1*10-3=35,655кН.
? М?_вс=35,655?10,4=370кН*м.
Aхнетто=61,392?0,5=30,7м2.
Fвх=150?30,7*10-3=4,6кН.
? М?_вх=4,6?4,092 =18,82кН*м.
Aонетто=265?0,5=132,5м2.
Fво=150?132,5*10-3=19,75кН. 1кН=100мм.
Rво= 723,9/100=7,239кН.
Mво=7,239?32,036=231,9кН.
М_в=370+18,82+231,9=620,79кН*м


h_цс=2/3•27,098=18,06м.
?_кр=(2*3,14*1,8)/60=11,3рад/с
F_цс=3,6?(0,5*35,38 cos?50+2) ?11,3?^2=2,167кН.
F_цх=1,2?(0,5*10,61 cos?50+2) ?11,3?^2=0,385кН.
М_цс=2,167?18,06=39,136кН*м.
М_цх=0,385?27,098=10,432кН*м.
М_ц=39,136+10,432=49,568кН*м
?МА?_max=-2645,52-449,14+858,7+620,79+133,43=1481,74нК*м.

Lmax Lcp Lmin
AСБР,м2 474,2 535 609,74
AСнетто м2 237,1 267,5 304,87
AхБР м2 61,392 137 234,45
Aхнетто м2 30,7 68,5 117,225
AоБР м2 265 364 459,63
Aонетто м2 132,5 182 229,815
R_r,кН 331,72 249 152,86
R_a,кН 14,35 18,4 33,66
Fвс,кН 35,655 40,125 45,73
Fвх,кН 4,6 10,287 17,583
Rво,кН 7,239 6,94 9,98
F_цс,кН 6,146 4,972 2,331
F_цх,кН 0,828 0,708 0,447
l_r,м 1,354 0,687 0,126
l_a,м 21,092 20,756 19,1
hвс,м 10,4 12,231 13,937
hх,м 4,092 9,312 15,696
lво,м 32,036 35,210 12,1
h_цс,м 18,06 20,385 23,288
h_а,м 27,098 30,578 34,842
М_нг,кН*м -449,14 171,063 -19,26
М_ог,кН*м 317 381,91 642,9
М_вс,кН*м 370 490,768 637,34
М_вх,кН*м 18,82 95,8 275,982
М_во,кН*м 231,9 244,357 120,788
М_в,кН*м 620,79 830,925 1034,08
М_цс,кН*м 110,996 101,354 54,284
М_цх,кН*м 22,437 21,65 15,574


М_ц,кН*м 133,43 132,041 69,858
М_нс,кН*м -2645,52 0 2232
МА,кН*м -1890,28 1638,94 4029,716

5. Расчет реечного механизма изменения вылета.
На рис.5.1 показана схема стрелового устройства и расположение механизма.


1 – демпфер; 2 – зубчатая рейка; 3 – кремальера; 4 – шестерня.
Рисунок 5.1 – Схема расположения шестерни реечного механизма изменения вылета и положения зубчатой рейки.
На рис.5.2 показан механизм изменения вылета стрелы.
5.2.Расчет мощности привода.
Мощность привода, кВт
N=(F_p^ck•?_p)/?
гдеF_p^ck – среднеквадратичное усилие в рейке, кН
?_p – скорость зубчатой рейки, м/с
? – КПД механизма.
Для определения скорости зубчатой рейки снимем из приложения (12 лист) l_p^max и? l?_p^min.
?_p=(l_p^max-l_p^min)/t_B =(7,058-7,308)/0,6372=0,4м/мин.

t_B=(L_max-L_min)/?_B =(35-8,14)/50=0,6372мин.


1 – электродвигатель; 2 – муфта МХВП; 3 – тормоз ТКГ; 4 – редуктор цилиндрический; 5 – тормоз ТКГ; 6 – тормозной шкив; 7 – муфта зубчатая типа МЗП; 8 – шестерня; 9 – вал; 10 – подшипник роликовый двух рядный.
Рис.5.2

F_p^cк=v(?(F_k^2•t_k )/(?t_k ))
F_k- квадратичное усилие в рейке.
При изменении вылеты усилие в рейке изменяется, что представлено на рис.5.3:
F_p^max=M_A/(l_p^max )=1890,28/7,058=267,82кН.
F_p^cp=M_A/(l_p^cp )=1638,94/7,406=221,3 кН
F_p^min=M_A/(l_p^min )=4029,716/7,308=551,41 кН
t_1=(L_cp-L_min)/?_B =(22-8,14)/50=0,2772мин.
t_2=(L_max-L_cp)/?_B =(35-22)/50=0,46мин.



Рис.5.3

F_1=(F_p^min+ F_p^cp)/2=(551,41 +221,3)/2=386,355 кН
F_2=(F_p^cp+F_p^max)/2=(221,3+267,82)/2=244,56 кН
?t_k=t_B
F_p^cк=v(((?386,355?^2*16,7+?244,56 ?^2*15,66))/38,256)=325,54кН.
?=?_мех??_су
?_мех=?_ред??_(р.з.)
?_су=0,8
N=(325,54•0,0077)/0,8=3,13кВт.
5.3.Выбор электродвигателя и проверка на перегрузочную способность.
N_ном^MTF?N
ПВ = 40%
Из табл.II.1.13 [1] по условию N_ном^MTH?N выбирается электродвигатель:
MTF 111 – 6 N_ном^MTF=3,5кВт, n_дв=895об/мин, ?_эл=0,70, М_дв^max=85кНм.
Проверка на перегрузочную способность:

0,8M_дв^max>M_сопр^


Момент сопротивления определяется для II расчетного случая, где:
?_=2?_
P_=250 Мпа
Наибольший момент сопротивления на валу электродвигателя:
M_сопр^=(M_А^•r_ш)/(l_p•U_об•?)
М_ог^- величина момента при ?_=10°
М_в^- величина момента при P_=250 Мпа
При Lmax:
F?=100?tg10=18кН.
K_(F_? )=F_?/?(F_? )=18/1292=0,014 кН/мм
R_a=0,014?2104=29,45кН.
М_ог=29,45*21,092=621,28кН*м.
Fвс=250?237,1*10-3=59,275кН.
? М?_вс=59,275?10,4=616,46кН*м.
Fвх=250?30,7*10-3=7,675кН.
? М?_вх=7,675?4,092 =31,406кН*м.
Rво= 723,9/100=7,239кН.
Mво=7,239?33,125=239,79кН.
М_в=616,46+31,406+239,79=887,65кН*м
M_А^=±М_нс±М_нг±М_ог^+М_в^+М_ц
R_a 29,45 36,8 67,32
Fвс 59,275 66,875 76,22
Fвх 7,675 17,125 29,3
Rво 7,239 6,94 9,98
М_нг,кН*м -449,14 171,063 -19,26
М_ог,кН*м 621,28 763,82 1285,812
М_вс,кН*м 616,46 817,95 1062,28
М_вх,кН*м 31,406 159,46 459,9
М_во,кН*м 239,79 254,88 120,76
М_в,кН*м 887,65 1232,29 1642,94
М_ц,кН*м 133,43 132,041 69,858
М_нс,кН*м -2645,52 0 2232
МА,кН*м -1452,3 2299,214 5249,87

5.4.Определение общего передаточного числа и выбор редуктора.
U_об=n_дв/n_ш
так как ?=?dn, то


n_ш=(60?_p)/(?d_ш )=(60•0,4)/(3,14•0,15)=51 об/мин
U_об=895/51=17,55
M_сопр^=(5249,87•0,075)/(7,308•17,55•0,7)=4,4кН*м.
d_ш=0,15м – диаметр шестерни.
Условие выбора редуктора:
?1)U?_об?U_р
2)N?[N_ред ]
Выбираем редуктор из табл.2.34 [2]: Ц2-250-8-21- З
На рис.5.4 показана схема сборки редуктора.

Рис5.4
5.5.Выбор тормоза.
Тормоз должен удерживать СУ в не рабочем состоянии.
Для снижения динамических нагрузок устанавливается 2 тормоза:
М_тор?К_(з.т.) М_сопр^
?Тормоз №1: К?_(з.т.)?1,1
?Тормоз №2: К?_(з.т.)?1,25
М_тор^2?5,5кН•м
Тормоз должен удерживать СУ в не рабочем состоянии.
III – случай нагрузок, груз отсутствует, Lmin, mн=0,P_=1500Па.
М_тор?1,25М_сопр^
М_сопр^=([±М_нс+М_в^ ]•r_ш•?)/(l_p•U_об )
Fвс=1500?237,1*10-3=355,65кН.
? М?_вс=355,65?13,937=4956,7кН*м.
Fвх=1500?30,7*10-3=46,05кН.
? М?_вх=46,05?15,696=722,8кН*м.
Fво=1500?132,5*10-3=198,75кН.
Mво=9,98?12,1=120,76кН.
М_в=616,46+31,406+239,79=5800кН*м.
М_сопр^=([1506,36+5800]•0,075•0,7)/(7,308•17,55)=3кН•м
М_тор?3,74кН•м
По наибольшему тормозному моменту в нерабочем и рабочем состоянии выбираем тормоз исходя из условия:

?М_тор^кат?М?_тор
Выбираем из табл.226 [3] тормоз ТКГ – 700, толкатель ТГМ-160, М_тор^кат=8кН, dш=700мм, ширина колодки = 280мм, отход колок 1,2мм.


Список литературы:
1.Гохберга, М.М. Справочник по кранам / М.М. Гохберга – М: Машиностроение, 1988. – Т.1 – 536 с.
2.Балдаев, В.П. Редукторы, Муфты, Двигатели. Каталог. Справочно-методическоепособие/ В.П Балдаев, А.Н. Павлов, А.Р. Тарасов - Улан-Удэ: ВСГТУ, 2009.- 102 с.
3.Конспект лекций.



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.