(31)
2.20 Определение тормозного момента и выбор тормоза
Момент статического сопротивления на валу электродвигателя при торможении механизма, Нм
(32)
Тормоз выбирается по расчетному тормозному моменту, Нм
(33)
где kT – коэффициент запаса торможения, по таблице 5.3[3] для среднего режима kТ = 1,75.
При выборе типоразмера тормоза проверяем условие: номинальный тормозной момент должен быть не меньше расчетного
(34)
Выбираем колодочный тормоз с приводом от электрогидравлических толкателей.
Таблица 2.9 – Техническая характеристика и основные размеры тормоза ТКГ
Тип тормоза
Тормозной момент
Тип толкателя
Масса тормоза
мм
Диаметр шкива
L
l
l1
В
b1
ТКГ - 300
800
ТГМ – 50
80
300
772
275
421
232
120
Продолжение таблицы 2.9
b2
H
h
A
a
a1
d
t
t1
140
550
240
500
150
8
22
50
30
Рисунок 2.10 – Тормоз колодочный ТКГ – 300
2.21 Определение времени торможения при опускании груза
Время торможения при отпускании груза, с
(35)
Что допустимо.
2.22 Определение пути торможения
Путь торможения механизма подъема груза, м
(36)
где ks – коэффициент, учитывающий режим работы механизма, по таблице 6.3[3] ks = 1,7.
2.23 Определение максимального времени торможения
Время торможения в предположении, что скорости подъема и опускания груза одинаковы, с
(37)
2.24 Определение замедления при торможении
Замедление при торможении, м/с2
(38)
где [aT] – допускаемое замедление для кранов, работающих с лесоматериалами и с сыпучими материалами, [aT] = (0,6…0,9)м/с2.
2.25 Расчет оси барабана
Рисунок 2.11 – Расчетная схема оси барабана со сдвоенным полиспастом
В нашей конструкции установки барабана механизма подъема кранов общего назначения, соединение оси барабана с тихоходным валом редуктора осуществляется с помощью специальной зубчатой муфты (см. рисунок 2.7).
При этом конец вала редуктора выполняют в виде зубчатой шестерни, которая входит в зацепление с венцом, закрепленным на барабане. Крутящий омент от вала редуктора передается через зубчатое зацепление на венец- ступицу и далее через болты на обечайку барабана.
Ось барабана испытывает напряжение изгиба от действия усилий двух ветвей каната при сдвоенном полиспасте, а также от собственного веса барабана (при расчете, обычно, весом барабана пренебрегают). При сдвоенном полиспасте положение равнодействующей натяжений каната относительно опор оси остается неизменным.
Величина этой равнодействующей, Н
R = 2Fmax, (39)
R =
венец- ступицу и далее через болты на обечайку барабана
Нагрузка, Н на опору 1 оси при положении равнодействующей, указанном на рисунке 2.11
(40)
где l – расстояние между опорами оси, мм;
l5 – расстояние от места приложения равнодействующей R до середины ступицы С, мм;
l2 – расстояние от центра ступицы барабана С до опоры 2, l2 = 200мм.
Для определения расстояний используем следующие соотношения
Нагрузка на опору 2, Н
R2 = R – R1, (41)
R2 = 34722 – 19848 = 14874 Н.
Нагрузка на ступицу барабана А (1)
(42)
где l4 – расстояние между центрами ступиц барабана А и С, мм;
По рисунку 2.11
l4 = l3 + l5 – l1,
где l1 – расстояние от центра ступицы барабана А до опоры 1, l1 = 120мм.
l4 = 1196 – 120 = 1076 мм.
Нагрузка на ступицу С (2)
P2 = R – P1, (43)
P2 = 34722 – 19297 = 15425 Н.
Расчет оси барабана сводят к определению диаметра ступицы из условия работы оси на изгиб в симметричном цикле
, (44)
где Ми – изгибающий момент в расчетном сечении, Нм;
W – момент сопротивления расчетного сечения при изгибе, мм3;
допускаемое напряжение изгиба при симметричном цикле изменения напряжений, Н/мм2.
Допускаемое напряжение при симметричном цикле, Н/мм2
(45)
где k0 – коэффициент, конструкцию детали, для осей k0 = 2,0…2,8, принимаем k0 = 2,0;
предел выносливости стали, для углеродистых сталей
где предел прочности стали, = 1000 Н/мм2;
[n] – допускаемый коэффициент запаса прочности, для среднего режима [n] = 1,4.
Изгибающие моменты: наибольший изгибающий момент под правой ступицей барабана в точке С
(46)
в точке А
(47)
Момент сопротивления сечения оси под ступицей, мм3
(48)
де d – диаметр оси под ступицей барабана С, d = 45мм (см. пункт 2.26).
Диаметр оси под ступицей барабана, мм
(49)
Прочность оси на изгиб обеспечивается.
2.26 Подбор подшипников и проверка их на долговечность
Подшипники выбирается в соответствии с диаметром проточки в зубчатом венце выходного вала редуктора, равной 110 мм (см. рисунок 2.7 и таблицу 2.6). Учитывая это, по таблице И.1[3] выбираем подшипники шариковые радиальные сферические двухрядные с диаметром наружного кольца D = 110 мм ГОСТ 5720-75.
Рисунок 2.12 – Основные размеры подшипника
Таблица 2.10 – основные параметры подшипника
Условное обозначение подшипника типа 1000
D
B
C
e
Y
пластичном
жидком
Масса, кг
1212
60
110
30200
15500
0,19
3,57
5600
6700
0,88
Долговечность подшипника, млн. об
, (50)
где С – табличное значение динамической грузоподъемности, по таблице И.1[3] C = 30200 H;
RЭ – эквивалентная нагрузка, Н
(51)
где Х – коэффициент радиальной нагрузки, Х = 1;
Rr = R1 – радиальная нагрузка, равная опорной реакции, Н;
V – коэффициент вращения, при вращении внутреннего кольца V = 1;
Kб – коэффициент безопасности, принимаем из условий работы механизма Кб = 1,5;
Т – температурный коэффициент, КТ = 1;
показатель степени, для шариковых подшипников .
Расчетная долговечность подшипника, час
(52)
где n – фактическая частота вращения барабана, мин-1.
Для крановых механизмов считается приемлемой долговечность часов, поэтому чтобы не изменять размеры проточки зубчатого венца выходного вала редуктора, следует принять подшипник более тяжелой или широкой серии с большей динамической грузоподъемностью.
2.27 Крепление конца каната на барабане
Конец каната на барабане крепят накладкой с трапециидальными канавками
Рисунок 2.13 – Крепление каната на барабане накладкой с трапециидальной канавкой
Выбираем накладу с двумя болтами.
Напряжение каната в месте крепления на барабане, Н
(53)
где f – коэффициент трения между канатом и барабаном, f = 0,15;
угол обхвата барабана запасными витками каната (), ;
e = 2,74 – основание логарифма.
Сила, растягивающая один болт, Н
(54)
где f1 – приведенный коэффициент трения между канатом и накладкой с трапециидальным сечением канавки
(55)
где угол наклона боковой грани канавки;
угол обхвата барабана канатом при переходе от одной канавки накладки к другой.
Сила, изгибающая один болт, Н
(56)
Суммарное напряжение в каждом болте, Н/мм2
(57)
где k – коэффициент запаса надежности крепления каната, k = 1,5;
l – расстояние от головки болта до барабана, мм (по дну канавки, см рисунок2.13).
l = dк + (4…8)мм, (58)
l = 14 + 6 = 20мм;
d1 – внутренний диаметр резьбы болта, мм.
d1 = dк – 2мм, (59)
d1 = 14 – 2 = 12мм;
допускаемое напряжение на растяжение материала болта, Н/мм2
(60)
где предел текучести материала болта, 240Н/мм2;
Условие прочности выполняется.
2.28 Выбор крюковой подвески
Крюковую подвеску выбираем с учетом грузоподъемности, режима работы, диаметра каната и схемы полиспаста по таблице приложения Г [3] (см. подраздел 2.7).
Заключение
Как показали проектные и проверочные расчеты, выбранный канат, крюковая подвеска, электродвигатель, редуктор, соединительные муфты и тормоз отвечают правилам и нормам Госгортехнадзора и обеспечивают выполнение основных положений технического задания.
Конструкция барабана, оси и подшипниковых опор барабана спроектированы с учетом специфики эксплуатации механизма и требований, предъявляемых к прочности, надежности и долговечности данных изделий.
Следовательно, можно сделать вывод: спроектированный механизм подъема груза отвечает необходимым критериям работоспособности и обеспечивает выполнение требований технического задания.
Список использованных источников
1 Кучеренко А.Н. Детали машин и подъемно – транспортные устройства отрасли. Расчет механизмов передвижения кранов и крановых тележек: Учебное пособие по курсовому проектированию для студентов специальности 26.01 всех форм обучения. Раздел 1. – Красноярск: КГТА, 1995. – 68 с.
2 Кузьмин А.В., Марон Ф.Л. Справочник по расчетам механизмов подъемно – транспортных машин. Минск, «Вэшэйш. школа», 1997. – 272 с.
3 Кучеренко А.Н. Подъемно-транспортные устройства. Проектирование механизмов подъема груза: Учебное пособие для студентов специальностей 26.01, 26.02, 17.04, 17.05 всех форм обучение. – Красноярск: СибГТУ, 2001. – 232с.
Страницы: 1, 2, 3, 4