- •Министерство образования и науки Украины
- •А.М.Маковский, п.Ф.Лях, и.А.Лукьянов расчеты крановых механизмов с применением электронных таблиц excel
- •1 Расчет механизмов грузоподъемного крана
- •2 Расчет механизмов башенного крана………………71
- •2.4.5 Выбор диаметров блоков………………………………………….115
- •2.4.6 Расчёт геометрических размеров рабана…………………….....115
- •2.4.7 Выбор двигателя…………………………………………………..116
- •2.4.9 Выбор муфты двигателя и тормоза………………………………119
- •3 Расчет деталей и узлов крановых механизмов……………………………………………………….131
- •Введение
- •1 Расчет механизмов грузоподъемного крана
- •1.1.1.2 Выбор схемы механизма
- •1.1.1.3 Выбор крюковой подвески
- •1.1.1.4 Выбор каната
- •1.1.1.5 Выбор диаметров блоков
- •1.1.1.6 Расчёт геометрических размеров барабана
- •1.1.1.7 Выбор двигателя
- •1.1.1.8 Выбор редуктора
- •По примеру:
- •1.1.1.9 Выбор муфты двигателя и тормоза
- •Исходные данные для расчёта приняты из проектировочного расчёта.
- •1.2 Механизм передвижения грузовой тележки
- •1.2.1.2 Выбор схемы механизма
- •1.2.1.11.1 Выбор муфты двигателя
- •Момент инерции вращающихся частей механизма
- •Время пуска тележки без груза
- •По рассматриваемому примеру:
- •Результаты расчетов, выполненных программой:
- •Момент инерции тележки с грузом при торможении
- •2 Расчет механизмов башенного крана
- •Тип крана башенный электрический
- •2.1 Механизм подъема груза
- •2.1.1 Проектировочный расчет
- •2.1.1.2 Выбор схемы механизма
- •2.1.1.3 Выбор крюковой подвески
- •2.1.1.4 Выбор каната
- •2.1.1.5 Выбор диаметров блоков
- •2.1.1.6 Расчёт геометрических размеров барабана
- •2.1.1.7 Выбор двигателя
- •2.1.1.8 Выбор редуктора
- •По примеру:
- •2.1.1.9 Выбор муфты двигателя и тормоза
- •Исходные данные для расчёта приняты из проектировочного расчёта.
- •2.2 Стреловой механизм изменения вылета груза
- •2.2.1.2 Выбор схемы механизма
- •2.2.1.4 Выбор диаметров блоков
- •2.2.1.5 Расчёт геометрических размеров барабана
- •2.2.1.7 Выбор редуктора
- •По примеру:
- •2.2.1.8 Выбор муфты двигателя и тормоза
- •Исходные данные для расчёта приняты из проектировочного расчёта.
- •2.3 Механизм вращения поворотной части крана
- •2.3.2 Выбор схемы приводного механизма
- •2.3.3 Определение моментов сопротивления вращению поворотной части крана
- •2.4 Механизм передвижения грузовой тележки с канатной тягой (проектировочный расчет)
- •2.4.5 Выбор диаметров блоков
- •2.4.6 Расчёт геометрических размеров барабана
- •2.4.9 Выбор муфты двигателя и тормоза
- •2.5 Механизм передвижения башенного крана (проектировочный расчет)
- •3 Расчет деталей и узлов крановых механизмов
- •3.1 Ось барабана
- •Значение заносим в программу:
- •Значения длин участков a, b, c и l заносим в программу.
- •Значения , ,, , , заносим в программу:
- •Результаты расчетов, выполненные программой:
- •3.2 Подшипники оси барабана
- •Значения ,,,,,,,,,,заносим в программу:
- •Результаты расчетов, выполненных программой:
- •3.3 Узел крепления каната к барабану
- •Исходные данные заносим в программу:
- •Исходные данные заносим в программу:
- •Расчетные таблицы excel, формулы и их структурное представление
По примеру:
,
где мин-1.
Требуемая передаваемая мощность редуктора
Программой вычисляются частота вращения барабана, требуемые передаточное число и передаваемая мощность редуктора:
Частота вращения барабана, мин-1 |
nб |
44,3 |
Требуемое передаточное число |
Uртр |
15,6 |
Требуемая передаваемая мощность, кВт |
Рртр |
70,9 |
Выбираем редуктор со следующими параметрами:
-тип Ц2-500;
-передаточное число Uр.=16,3;
-мощность, подводимая к редуктору Рр=117 кВт;
-межосевое расстояние:
тихоходной ступени 300 мм;
быстроходной ступени 200 мм;
общее 500 мм;
-диаметр входного вала dв=60 мм.
Данные выбранного редуктора занесены в программу:
Редуктор | ||
Тип |
Ц2- 500 | |
Передаточное число |
Uр |
16,3 |
Передаваемая мощность, кВт |
Рр |
117 |
Диаметр входного вала редуктора, мм |
dв |
60 |
2.1.1.9 Выбор муфты двигателя и тормоза
Для выбора муфты двигателя используем следующие данные:
dвд - диаметр вала двигателя, мм;
dвр - диаметр входного вала редуктора, мм.
Муфту с тормозным шкивом выбираем из табл.1.12.
По рассматриваемому примеру выбрана муфта типа МУВП.
Характеристики муфты:
- тип упругая втулочно-пальцевая
с тормозным шкивом;
- диаметр расточки dm=50 мм;
- диаметр тормозного шкива Dт=300 мм;
- наибольший передаваемый момент 1000 Н·м;
- момент инерции муфты Јм=1,5кг·м2.
Характеристики муфты занесены в программу:
Диаметр вала двигателя, мм |
D1 |
70 |
Диаметр входного вала редуктора, мм |
D2 |
50 |
Тип муфты |
МУВП | |
Диаметр расточки, мм |
Dт |
50 |
Диаметр тормозного шкива, мм |
Dт |
300 |
Передаваемый момент, Н·м |
Тм |
1000 |
Требуемый тормозной момент механизма
Тттреб=Тсттkт,,
где Тстт – статический момент от веса груза на валу двигателя при торможении,
;
kт – коэффициент запаса торможения, принимается по нормативной документации, но не ниже 1,5.
Коэффициент запаса торможения |
kт |
1.5 |
Тормоз выбираем из табл.1.14 с учетом требуемого тормозного момента и выбранного диаметра тормозного шкива. Геометрические размеры элементов тормоза приведены на рис.1.6.
Нм,
Нм.
Вычисленные программой значения:
Статический момент от веса груза, Н·м |
Тстт |
423,6 |
Требуемый тормозной момент, Н·м |
Тттр |
635,4 |
Характеристики выбранного тормоза:
-тип ТКГ-300;
-тормозной момент Тт=800 Н·м;
-диаметр шкива Dт=300 мм.
Значения занесены в программу:
Тип |
ТКГ-300 | |
Тормозной момент, Н·м |
Тт |
800 |
Диаметр шкива, мм |
Dт |
300 |
2.1.2 Проверочный расчет
Исходные данные для расчёта приняты из проектировочного расчёта.
2.1.2.1 Определение времени пуска механизма с грузом
Момент инерции вращающихся частей механизма
Момент инерции груза, приведённый к валу двигателя,
Угловая скорость вала двигателя, рад/с,
.
Среднепусковой момент двигателя
,
где - коэффициент средней перегрузки двигателя ,=1,6;
Тд.н– номинальный момент двигателя,
Статический момент груза на валу двигателя
Время пуска механизма с грузом
Ускорение груза при подъеме
Все данные для приведенных формул имеются в проектировочном расчете.
По рассматриваемому примеру:
,
,
Результаты расчетов с помощью программы:
Момент инерции вращающихся частей механизма, кг·м2 |
Iвр |
3,68 |
Момент инерции груза, приведённый к валу двигателя, кг·м2 |
Iгр |
0,32 |
Коэффициент средней нагрузки двигателя |
ср |
1,6 |
Среднепусковой момент двигателя, Н·м |
Тд.срп |
927,5 |
Номинальный момент двигателя, Н·м |
Тд.н |
618,34 |
Время пуска механизма с грузом, с |
tпгр |
0,85 |
2.1.2.2 Определение времени пуска механизма без груза
Момент инерции крюковой подвески
.
Статический момент на валу двигателя без груза
Время пуска механизма без груза
Все данные для приведенных формул имеются в проектировочном расчете.
По рассматриваемому примеру:
Результаты расчетов с помощью программы:
Момент инерции крюковой подвески, кг·м2 |
Iпод |
0,019 |
Статический момент на валу двигателя, кг.м2 |
Тсто |
36,6 |
Время пуска механизма без груза, с |
tn0 |
0,3 |
2.1.2.3 Определение времени торможения груза
Момент инерции груза при торможении
Время торможения груза
Замедление груза при торможении
Путь торможения груза
По рассматриваемому примеру:
В программе:
Момент инерции груза при торможении, кг.м2 |
Iгрт |
0,23 |
Время торможения груза, с |
tтгр |
0,76 |
Замедление груза при торможении, м/с2 |
агрт |
0,53 |
Путь торможения груза, м |
Sтгр |
0,152 |
2.1.2.4 Расчет двигателя на нагрев
Проверка двигателя на нагрев является обязательной, т.к. двигатель был выбран по условию .
Среднеквадратичный момент на валу двигателя за контрольный отрезок времени, в течение которого поднято nгрузов,
,
где – время установившегося движения механизма с грузом,
здесь Нср– средняя высота подъема груза;
– время установившегося движения механизма без груза,.
По примеру при подъеме одного груза:
Условие выполняется.
В программе:
Средняя высота подъема груза, м |
Нср |
0,6 |
Время установившегося движения механизма с грузом, с |
tугр |
1,5 |
Время установившегося движения механизма без груза, с |
tуо |
1,5 |
Среднеквадратичный момент на валу двигателя за цикл операций, Н·м |
Тсрц |
532,1 |