Курсовая

Курсовая Расчёт крана

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 8.11.2024





Новосибирская государственная академия водного транспорта

 
 
Кафедра СМ и ПТМ
Курсовая работа
Тема: «Расчёт крана»
                                                                       Выполнил: студент гр. ОПЮ-33

                                                                                           Шарапов А.Ю.

                                                                       Проверил:  преподаватель

                                                                                           Шутова Л.А.
Новосибирск 2006

1 Исходные данные
Тип крана – «Альбатрос»;

Род груза – уголь;

Скорость подъёма – 60 м/мин;

Скорость передвижения - 32 м/мин;

Скорость изменения вылета стрелы 54 м/мин;

Частота вращения – 1,5 об/мин;

Грузоподъёмность крана – 14 т;

Вариант работы – склад-судно;

Высота подъёма – 14 м;

Глубина опускания – 7 м;

Расстояние перемещения – 5 м;

Угол поворота – 180 градусов;

Время работы в году – 130 суток;

Время работы в сутках – 14 часов;

Кратность полиспаста - 2
Определение технической производительности перегрузочной машины и режимов работы её механизмов
Рассчитать время цикла перегрузочной машины без совмещения времени работы отдельных механизмов:
Т  =tуст.пор.гзу+tзах+2tпод+2tи.в.с.+2tпов+2tпер+2tоп+ tуст.гр.гзу +tвыс=14+9+9+5+9,2+34,86+44+45,74+17,15=120,76 м
tуст.пор.гзу= 9 с (приложение 11) [3]

tзах=9 с (приложение 11) [3]

tуст.гр.гзу=7 с (приложение 11) [3]

tвыс=9 с (приложение 11) [3]
Время подъёма: 2tпод=2((hпод/vпод)+tр.т.)=2((14/1)+2,5)=33 с
tр.т. =2,5 с (сборник задач) [2]

hпод=(hскл+2)=(12+2)=14 м
Время изменения выстрела стрелы: 2tи.в.с.=2((∆R/vи.в.с.)+tр.т.)=2((16,55/0,9)+4)=44,8 с
     tр.т. =4 с(сборник задач) [2]

R=R2-R1=32-15,45=16,55 м (по технологической схеме)

R1=32 м

R2=(10,5/2)+2,5+(Вс/2)= (10,5/2)+2,5+(15,4/2)=15,45 м
Время поворота: 2tпов=2((α/6*nкр)+tр.т.)=2((180/6*1,5)+12)=64 с
nкр - частота вращения крана (исходные данные)

tр.т. =12 с (сборник задач) [2]
 Время передвижения: 2tпер=2((Lпер/vпер)+tр.т.)=2((5/0,53)+4)=26,87 с
tр.т. =4 с (сборник задач) [2]

Lпер=5 м (исходные данные)
Время опускания: 2tоп=2((hоп/vпод)+tр.т.)=2((7/1)+2,5)=19 с
hоп= hпод-1- hскл/2=14-1-12/2=7 м

tр.т. =2,5 с (сборник задач) [2]
Определяем время совмещённого цикла: Tсов.цик.=Tнесов.цик.*Е=238,22*0,8=190,576 м/с

Коэффициент совмещения циклов = 0,8 (Е)
Техническая производительность перегрузочной машины:

Ртех=nц*mгр=18,89*5,4=102 т/ч

Число циклов за час работы: nц=3600/ 190,576=18,89

Средняя масса груза одного подъёма: mгр=Vгзу*ρ*ψ =0,8*7,5*0,9=5,4 т
Объём грейфера: 7,5 м  (сборник задач) [2]

Плотность руды: 0,8 м  (сборник задач) [2]

Масса грейфера: 6,0 т (сборник задач) [2]
Выполняется проверка условия: mгр + mгзуQн – данное условие выполняется: 5,4+6<14
Коэффициент использования крана по грузоподъёмности: Кгр=( mгр + mгзу)/ Qн=(5,4+6)/14=0,8

Кгр.сут.=tч/24=14/24=0,58  ; Кгр.год.=nд/365=130/365=0,36
Относительная продолжительность включения каждого механизма:
Для механизма подъёма: ПВ%=(( tоп +tпод +tвыс +tзах)/ Tсов.цик)*100%=36,7%

ПВ%=((9+9+33+19)/ 190,576)*100%=36,7%
Для механизма изменения вылета стрелы: ПВ%=(( tи.в.с.)/ Tсов.цик)*100%=23,5%

ПВ%=((44,8)/ 190,576)*100%=23,5%
Для механизма поворота: ПВ%=(( tпов.)/ Tсов.цик)*100%=33,6%

ПВ%=((64)/ 190,576)*100%=33,6%
Для механизма передвижения: ПВ%=(( tпер.)/ Tсов.цик)*100%=14%

ПВ%=((26,87)/ 190,576)*100%=14%



Наименование механизма

Расчётные показатели

Режим работы

ПВ%

Кгр

Кгр.сут

Кгр.год

ГГТН

ГОСТ

Подъёма

37

0,8

0,58

0,36

Т

М5

Поворота

34

0,8

0,58

0,36

Т

М5

И.В.С.

24

0,8

0,58

0,36

Т

М5

Передвижения

14

0,8

0,58

0,36

Т

М5



Вывод: Кран работает в тяжёлом режиме.






Разрывное усилие в канате:
Sp=K*Smax=6*36,1=216,6 кН
где K – коэффициент запаса прочности, зависящий от режима работы механизма.

K=6,0 (таблица 1.5) [1]

Smax – максимальное усилие в ветви каната:
Smax=Gн/nв*η=14*1000*9,81/4*0,9*0,96=36,1 кН
где  Gн=Qн*g=14*9,81=137,34 кН;

Qн – грузоподъёмность крана, т;

Nв – количество ветвей каната, на которых подвешен груз:

η – общий коэффициент полезного действия

ηбл -  коэффициент полезного действия блоков в зависимости от угла обхвата;

ηбл=0,96

ηп - коэффициент полезного действия полиспаста;

ηп=0,99
По результатам вычислений выбираем диаметр каната: Д=22,5 мм (сборник задач) [2]






Расчёт блоков и барабанов:
Диаметр барабана: Dб=dк*(e-1) мм.
Dб=22,5*(30-1)=652,5 мм

e=30
Расчётный диаметр барабана, уточнённый по ГОСТу – Dб=630 мм
Длина нарезной части барабана: LН=Zо*tш мм
LН=43*25,5=1096,5 мм

где tш= dк+(2-3) – шаг нарезки, мм.  

tш= 22,5+3=25,5 мм
 Zо= Zр+ Zз+ Zкр – общее число витков нарезки, состоящее из числа рабочих, запасных и витков на крепление каната.
Zо=39+2+2=43

Zр= (НПОП)*m/π*Dб.с.

Zр=(25+15)*2/3,14*0,6525=39

где НП, НОП – высота подъёма и глубина опускания, м;

m – кратность полиспаста;

Dб.с. – диаметр барабана, измеренный по средней линии навиваемого каната.

Dб.с. = Dб+ dк

Dб.с. =630+22,5=652,5 мм
Полная длина барабана при одинарном полиспасте:
LП=2LН+12* tш, мм;

LП=2*1096,5+12*25,5=2499 мм
Толщина стенки барабана: δст=0,01Dб+3, мм

δст=0,01*630+3=9,3 мм

Толщина стенки барабана проверяется из расчёта на сжатие:

δст=f* Smax/ tш*[σсж] , мм

δст=0,7* 36100/ 25,5*110=9
Принимаем δ
ст
=9,3 мм




Схема запасовки канатов для работы крюком в режиме повышенной грузоподъёмности: 1- уравнительные блоки; 2- направляющие блоки; 3- поддерживающий барабан; 4- замыкающий барабан.







Определение потребной мощности и выбор электродвигателя механизма подъёма.
Nст=QН*g*Vп /ηобщ =16*9,81*1/0,8=171,68  кВт

где ηобщ – общий к.п.д. грузоподъёмного механизма;

ηобщ=0,8-0,85;

Так как кран используется на перегрузке навалочных грузов грейфером, то принимаются два электродвигателя с мощностью:

N1=N2=0,6Nст=0,6*171,68  =103 кВт.

Производим корректировку мощности с учётом фактической продолжительности включения

Nн=N1*   ПВ/ПВн=103*  37/40=99 кВт
Тип выбранного электродвигателя МТН 711-10

Максимальный момент на валу электродвигателя Мmax=4660 Нм

Момент инерции J=10,25 кВт

Мощность электродвигателя Nдв=100 кВт

Частота вращения вала электродвигателя nдв=584 об/мин

Ширина электродвигателя Вдв=766 мм
Расчёт передаточного числа и подбор редуктора.
iр= nдв/ nб=584/30,33=19,25

nб=60* Vп/π*Dб=60*1/3,14*0,63=30,33об/мин
Редуктор типа РМ-1000 с iр=20,49 – исполнение V.(сборник задач, табл. 12)[2]

Nр=137 кВт
Расчёт и выбор тормоза, соединительной втулочно-пальцевой муфты.



Величина тормозного момента, приведённого к валу электродвигателя рассчитывается по формуле:
Мт=β*Dб*QН*g* nб /2*nл*iр = 2,5*14000*9,81*0,63*0,8/2*2*20,49=2111 Нм
где β=2,5 – коэффициент запаса торможения для грейферного режима;

nл – количество лебёдок механизма подъёма (nл=2 – для грейферных кранов).
По величине тормозного момента выбирается тормоз:
Тип тормоза ТКГМ - 500м

Диаметр тормозного шкива - 500мм

Тормозной момент Мт=2500 Нм

Отход колодок-1,63 мм

Тип толкателя ТГМ-80

Усилие толкателя 800 Н

Ход толкателя 50 мм                  

                                                            


Выбор муфты.



По величине диаметра тормозного шкива выбирается втулочно-пальцевая муфта:

Число пальцев 8

Наибольший передаваемый момент 4000 Нм

Момент инерции Jм=6,9 кгм




Обоснование компоновочной схемы лебёдки.



Проверяется возможность принятия П – образной компоновочной схемы по выражению:
А>Dб/2+Вдв/2=630/2+766/2=698

1000>698

Расчёт механизма передвижения.
Расчёт нагрузок на опоры крана:


Из [2;14] выбираем массу крана – 182,7 т; портала – 67,7 т; поворотной части с противовесом – 115 т;

Максимальная нагрузка на опору В равна:
Роп. max.=0,25[Gпорт+V((S+2tо)/S)+М*2cosφ/S+ М*2sinφ/в]

Роп. max.=0,25[664,13+1265,49 ((10,5+2*1)/10,5)+3163,72*2cos45/10,5+ 3163,72*2sin45/10,5]=755,54 кН
где V= Gпов.ч.+ Gгр.=(115+14)*9,81=1265,49 кН

tо=1 – расстояние между осью вращения крана и шарниром крепления стрелы:
М=V*lv=1265,49*2,5=3163,72 кН

lv=2,5 м

Gпорт=67,7*9,81=664,13 кН
Максимальная нагрузка на опору Д равна:
Роп. min.=0,25[Gпорт+V((S-2tо)/S)-М*2cosφ/S- М*2sinφ/в]

Роп. min.=0,25[664,13+1265,49 ((10,5-2*1)/10,5)-3163,72*2cos45/10,5- 3163,72*2sin45/10,5]=209,2 кН
Расчёт

числа

ходовых

колёс
:



Zоб= Роп. max. /[р]= 755,54/200=3,77=4
где Zоб – число колёс на одной опоре;

[р] – допускаемая нагрузка на одно колесо, зависящая от материала, из которого изготовлено колесо, и шпального покрытия. ([р] – (200÷500) кН)
Определение фактических нагрузок на колёса:


Максимальная нагрузка на колесо:
Рк. max.= Роп. max. / Zоб=755,54/4=188,9 кН
Минимальная нагрузка на колесо:
Рк. min.оп. min./Zоб=209,2/4=52,3 кН


Расчёт числа приводных колёс:


Расчётное значение приводных колёс должно быть таким, чтобы обеспечивалось устойчивое передвижение крана при неблагоприятных условиях
Zпр.к.оп. = ∑Рк.пр./4Рк.min.=723/4*52,3=3,5=4 ед.

где ∑Рк.пр.=Wоб/µ+ µсм=93,99/0,01+0,12=723 кН
µ=0,01-коэффициент трения в цапфах колеса;

µсм=0,12-коэффициент трения между колесом и цапфой.

Диаметр ходового колеса:


Дкк.max.*1000/вк[g]=188,9*1000/7*500=53,97 см
По ГОСТу принимаем Дк=560 мм

где вк – ширина опорной части колеса – вкр=70 мм (вр – ширина рельса)
Расчёт сопротивлений передвижению крана:


Общее сопротивление передвижению крана равно:
Wоб=Wтр+Wв+Wу+Wин=7,94+32,8+29,5+23,75=93,99 кН
Сопротивление трения:
Wтр=(Gкр+Gгр)* (µ*dц+2f)*Крк=(1792,3+137,34)*(0,01*9,2+2*0,05)*1,2/56=7,94 кН
где dц = Дк/4÷8=9,2

f – коэффициент трения качения по рельсу (f=0,05 см)

Кр – коэффициент, учитывающий трение реборд колеса о рельс
Сопротивление от уклона подкрановых путей:
Wу=(Gкр+Gгр)*sinβ=(1792,3+137,34)*0,017=32,8 кН
где β – угол уклона подкрановых путей.
Сопротивление от сил инерции:
Wин=(Gкр+Gгр)*а/g=(1792,3+137,34)*0,15/9,81=29,5 кН

где а – ускорение передвижения машины.
Wв=(∑Fkpi*[р]*Kсп+Fгр*[рв]* Kсп)*0,001=(81*250+14*250*1)*0,001=23,75 кН
где ∑Fkpi – сумма всех наветренных площадей крана.

в] – удельное давление ветра на единицу площади (для рабочего состояния крана [рв]=250 Па)

 Kсп - коэффициент сплошности конструктивных элементов крана.

Расчёт мощности электродвигателя и его выбор.


Общая мощность электродвигателей крана:
Nр=Wоб.’*Vпер./ ηобщ=64,5*0,53/0,8=42,73 кВт
Wоб.’=WобWин=93,99-29,5=64,5 кН

Nр 1:4=1,25* Nр/4=1,25*42,73/4=13,35 кВт
Производим корректировку мощности на ПВф
Nн=Nр*   ПВф/ПВн=13,35*  14/15=12,95  кВт

Выбираем электродвигатель из [2]

Тип выбранного электродвигателя

Максимальный момент на валу электродвигателя Мmax= Нм

Момент инерции J=кВт

Мощность электродвигателя Nдв= кВт

Частота вращения вала электродвигателя nдв= об/мин

Ширина электродвигателя Вдв= мм
Определение передаточного числа и выбор редуктора.


Расчёт общего передаточного числа:
iоб= nдв/ nк=/35,39
Частота вращения ходового колеса

nк=60* Vп/π*Dк=60*1/3,14*0,54=35,39об/мин
Выбираем коническо-цилиндрический редуктор с передаточным числом iр=

Тогда передаточное число открытой передачи будет равно: iо.п.= iоб/ iр=
Расчёт и выбор тормоза, соединительной втулочно-пальцевой муфты.



Величина тормозного момента, приведённого к валу электродвигателя рассчитывается по формуле:
Мт=β*(Wоб-Wт)*Дк* ηобщ /2 *iоб =2,5*(93,99-7,94)* 539,7*0,8/2*   Нм
где β=2,5 – коэффициент запаса торможения для грейферного режима;
По величине тормозного момента выбирается тормоз:
Тип тормоза м

Диаметр тормозного шкива - мм

Тормозной момент Мт= Нм

Отход колодок-мм

Тип толкателя

Усилие толкателя  Н

Ход толкателя  мм                      

                                                            



Выбор муфты.



По величине диаметра тормозного шкива выбирается втулочно-пальцевая муфта:

Число пальцев

Наибольший передаваемый момент  Нм

Момент инерции Jм= кгм




Обоснование компоновочной схемы лебёдки.



Проверяется возможность принятия П – образной компоновочной схемы по выражению:
А>Dб/2+Вдв/2=630/2+766/2=698

1000>698


1. Статья Московские пассажи - вчера, сегодня, завтра
2. Реферат на тему Alternative Families A Look At The Samesex
3. Реферат Криминальная ответственность. Защита права собственности Украина
4. Курсовая на тему Технологія конфіденційного діловодства
5. Реферат на тему The Witches Are Responsible For What Happens
6. Курсовая Планы второго порядка реализация В3-плана
7. Реферат на тему Night In The Desert Essay Research Paper
8. Реферат Основные макроэкономические показатели 5
9. Сочинение на тему Тургенев и. с. - Образ евгения базарова в романе и. с. тургенева отцы и дети
10. Реферат на тему Институциональные аспекты политики Сущность и основные функции современных государств