Министерство высшего и среднего специального образования Российской Федерации
Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н. Э. БАУМАНА
ФАКУЛЬТЕТ РК (Робототехника и комплексная автоматизация)
КАФЕДРА РК-3 (Детали машин)
Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту на тему:
Разработка конструкции
консольного полноповоротного крана на колонне
ТНУ 11-06.00.00 РЗ
Студент ( Медведева ) Группа МТ8-72
(фамилия, инициалы) (индекс)
Руководитель проекта ( Константинов ) Дата:______________
(фамилия, инициалы)
МОСКВА, 2007 г.
1. Введение.
В данной работе проектируется полноповоротный кран с переменным вылетом.
Основными частями крана являются стрела и колонна. Вдоль стрелы на двух ведущих и двух ведомых колесах движется механизм передвижения, к которому присоединен механизм подъема груза (тельфер).
Тельфер состоит из фланцевого электродвигателя, барабана, встроенного в барабан волнового редуктора и дискового фрикционного электромагнитного тормоза. Редуктор, барабан и электромагнитный тормоз проектируются исходя из исходных данных и требований, налагаемых на конструкцию крана, а электродвигатель выбирается по справочнику.
Механизм передвижения перемещает тельфер по стреле.
На барабан тельфера наматывается канат, а захват груза осуществляется с помощью крюковой подвески. Конец каната закреплен на корпусе тельфера. Критическая высота подъема груза регулируется ограничителем движения, закрепленным на нижней части корпуса тельфера.
Стрела представляет собой облегченную в целях экономии материала и уменьшения веса сварную конструкцию. Стрела крепится к колонне, вращающейся вокруг своей оси.
Поворот крана производится вручную.
Кран крепится к полу с помощью фундаментных болтов.
В данной расчетно-пояснительной записке содержатся основные расчеты для проектирования составных частей, металлоконструкции и непосредственно сборки полноповоротного крана.
2. Содержание:
1. Введение……………………………………………………………….......................2
2. Содержание…………………………………………………………......................…3
3. Механизм подъема (тельфер)……………………………………....................……..4
3.1. Выбор электродвигателя.
3.2 Выбор каната.
3.3 Определение основных размеров барабана.
3.4 Передаточное отношение привода.
3.5 Расчет дискового тормоза.
3.6. Расчет пружины.
Расчет электромагнита.
Конструирование блоков.
Выбор крюка.
4. Расчет соединений………….………………………………….......................…...13
4.1 Соединение вала двигателя с валом редуктора.
4.2 Расчет винтов крепления каната.
5. Металлоконструкция.................………………………………....................…... 14
5.1. Определение основных размеров.
5.2. Проверка статического прогиба.
5.3. Определение веса металлоконструкции.
5.4. Проверка времени затухания колебаний.
5.5. Проверка прочности.
5.6 Проверочный расчет сварного соединения
6. Механизм передвижения.................……………………………….................... 19
6.1. Исходные данные.
6.2. Схема механизма.
6.3. Колеса.
6.4. Сопротивление передвижению.
6.5. Двигатель.
6.6. Определение времени пуска.
6.8. Редуктор.
6.9. Расчет открытой зубчатой передачи
Расчет фундаментных болтов………………………………………………….26
Расчет подшипников опорных узлов………………………………...………..27
Список литературы.................…………………………………................……..29
3. Механизм подъема груза (тельфер).
3.1 Выбор электродвигателя.
Предварительно принимаем:
Режим работы 4М:
Для электроталей выбирают двукратные (а=2) одинарные (m=1) полиспасты.
КПД полиспаста и отклоняющих блоков:
КПД привода:
Мощность (кВт) при подъеме номинального груза весом FQ(Н) с установившейся скоростьюV(м/мин) – статическая мощность:
Где Gзахв– масса грузозахватного устройства:
Проверку времени пуска не проводим.
При управлении с пола применяют двигатели типа 4АС (трехфазные асинхронные с повышенным скольжением).
Из соображений компактности и экономической целесообразности выбираем двигатель с синхронной частотой вращения 3000 об/мин (4АС71А2У3, Р=1,06 кВт при ПВ=25%, n=2700 об/мин,m=2.2, масса 15.7 кг – для фланцевого исполнения).
3.2 Выбор каната
Наибольшая сила натяжения в канате:
Коэффициент запаса К (табл.7 [1,c.25]) принимаем равным 5.5.
Разрушающая нагрузка:
Канат ЛК-Р0, dкан=6,7 мм (маркировочная группа 1764-180).
3.3 Определение основных размеров барабана
Диаметр барабана по дну канавки (е=22 по табл. 8[1,c.26]):
Шаг нарезки
округляем до 0,5 мм: р=7,5 мм.
Толщина стенки барабана для Ст3:
Длина барабана на который наматывается одна ветвь каната:
Где zp– число рабочих витков:
Принимаем zp=18.
Прочность барабана. Напряжение сжатия в стенке барабана должно быть меньше допускаемого (110 МПа для Ст3):
Условие прочности выполнено.
3.4 Передаточное отношение привода.
Частота вращения барабана
Необходимое передаточное отношение привода:
Для двигателя с 3000 об/мин:
При таком передаточном числе требуется применение волнового редуктора.
Окончательно выбираем двигатель с синхронной частотой вращения 3000 об/мин, 4АС71А2У3, Р=1,06 кВт при ПВ=25%.
Крутящий момент на барабане:
Наибольший крутящий момент на тихоходном валу редуктора:
Производим расчет параметров волновой передачи с помощью пакета программ ПДМ: