Главная       Продать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Рефераты
   Авиация и космонавтика
   Административное право
   Арбитражный процесс
   Архитектура
   Астрология
   Астрономия
   Банковское дело
   Безопасность жизнедеятельнос
   Биографии
   Биология
   Биология и химия
   Биржевое дело
   Ботаника и сельское хоз-во
   Бухгалтерский учет и аудит
   Валютные отношения
   Ветеринария
   Военная кафедра
   ГДЗ
   География
   Геодезия
   Геология
   Геополитика
   Государство и право
   Гражданское право и процесс
   Делопроизводство
   Деньги и кредит
   ЕГЭ
   Естествознание
   Журналистика
   ЗНО
   Зоология
   Издательское дело и полиграф
   Инвестиции
   Иностранный язык
   Информатика
   Информатика, программировани
   Исторические личности
   История
   История техники
   Кибернетика
   Коммуникации и связь
   Компьютерные науки
   Косметология
   Краеведение и этнография
   Краткое содержание произведе
   Криминалистика
   Криминология
   Криптология
   Кулинария
   Культура и искусство
   Культурология
   Литература : зарубежная
   Литература и русский язык
   Логика
   Логистика
   Маркетинг
   Математика
   Медицина, здоровье
   Медицинские науки
   Международное публичное прав
   Международное частное право
   Международные отношения
   Менеджмент
   Металлургия
   Москвоведение
   Музыка
   Муниципальное право
   Налоги, налогообложение
   Наука и техника
   Начертательная геометрия
   Оккультизм и уфология
   Остальные рефераты
   Педагогика
   Политология
   Право
   Право, юриспруденция
   Предпринимательство
   Прикладные науки
   Промышленность, производство
   Психология
   психология, педагогика
   Радиоэлектроника
   Реклама
   Религия и мифология
   Риторика
   Сексология
   Социология
   Статистика
   Страхование
   Строительные науки
   Строительство
   Схемотехника
   Таможенная система
   Теория государства и права
   Теория организации
   Теплотехника
   Технология
   Товароведение
   Транспорт
   Трудовое право
   Туризм
   Уголовное право и процесс
   Управление
   Управленческие науки
   Физика
   Физкультура и спорт
   Философия
   Финансовые науки
   Финансы
   Фотография
   Химия
   Хозяйственное право
   Цифровые устройства
   Экологическое право
   Экология
   Экономика
   Экономико-математическое мод
   Экономическая география
   Экономическая теория
   Этика
   Юриспруденция
   Языковедение
   Языкознание, филология

Главная > Тех. курсовые работы > автомобили
Название:
Проектирование автомобильного крана

Тип: Курсовые работы
Категория: Тех. курсовые работы
Подкатегория: автомобили

Цена:
1 грн



Подробное описание:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЁЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

ДОНБАССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

 

Кафедра “ Подъёмно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование”

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине “Грузоподъёмная техника”

 

 

 

 

Выполнил
студент группы ААХ-14б
Сахно Д. Я.

Проверил
Клён А. Н.

 

 

 


Макеевка 2011

РЕФЕРАТ

Курсовой проект по грузоподъёмной технике Сахно Д. Я., студента механического факультета группы ААХ-14б.
Пояснительная записка содержит 39 страниц, 1 таблицу, 2 рисунка.
В работе определены основные линейные и массовые характеристики крана. Выполнен расчёт и построение грузовых характеристик. Расчёт механизма подъёма груза.
СТРЕЛА, КРЮКОВАЯ ПОДВЕСКА, БАРАБАН, КАНАТ, ОПРОКИДЫВАЮЩИЙ МОМЕНТ, ПРИВОД, ТОРМОЗ, ПОЛИСПАСТ, ПРОТИВОВЕС, БЛОК, ОПОРНО-ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО, ВЫНОСНАЯ ОПОРА, ВЫЛЕТ.

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЛИНЕЙНЫХ И МАССОВЫХ
ХАРАКТЕРИСТИК, ВЫБОР БАЗОВОГО ШАССИ……………......……….7
2. РАСЧЁТ И ПОСТРОЕНИЕ ГРУЗОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК...…………..10
3. РАСЧЁТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЁМА ГРУЗА………………………………14
4. РАСЧЁТ МЕХАНИЗМА ВЫЛЕТА СТРЕЛЫ………………………………21
5. РАСЧЁТ МЕХАНИЗМА ПОВОРОТА……………………………………....27
6. РАСЧЁТ ГИДРОЦИЛИНДРОВ ВЫНОСНЫХ ОПОР……………………..33
7. РАСЧЁТ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ...............................................................35
8. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………….… 39

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение
Автомобильные краны относятся к группе стреловых самоходных кранов, характерными особенностями которых есть возможность изменения вылета стрелы, большие маневренность и скорость передвижения. Эти особенности определяют основное назначение автомобильных кранов – выполнение рассредоточенных небольших по объёму работ.
Автомобильные краны различают по грузоподъёмности, типу привода основных механизмов и типу базового шасси грузового автомобиля.
Автомобильные краны устанавливаются на всех грузовых автомобилях, которые выпускаются промышленностью, и имеют грузоподъёмность 4-25 т (по ГОСТ 22827-85).
С номинальным грузом автомобильные краны могут работать только при установке на выносные опоры. Без установки выносных опор допускаемая грузоподъёмность крана резко снижается.
Автомобильные краны исполняют в виде оборудованной выносными опорами рамы, которая закрепляется на шасси автомобиля вместо кузова. На раме установлено опорно-поворотное устройство роликового типа, а на нём поворотная часть крана со стрелой, механизмами и кабиной управления. В кранах с электроприводом механизмов стрелу выполняют решётчатой канатно-подвесной; в кранах с гидравлическим приводом – жёстко опёртой телескопически раздвижной, которая управляется гидроцилиндром. Решётчатые стрелы автомобильных кранов выполняют удлинёнными, с гуськами и в башенно-стреловом исполнении. При наличии механизма вспомогательного подъёма краны могут быть оборудованы двухканатным грейфером и успешно применяться при перегрузке сыпучих грузов. Размеры рабочего оборудования небольшие, поэтому основная область применения автомобильных кранов – погрузочно-разгрузочные работы и дополнительные операции на монтажных работах.
Привод механизмов автомобильных кранов с решётчатыми стрелами – ДВС – механический или ДВС-электрический.


1. Определение основных линейных и массовых характеристик выбор базового шасси
На стадии эскизного проектирования геометрические и массовые характеристики крана могут быть определены по эмпирическим зависимостям.
Общая масса автомобильного крана:
т; (1)
где, - номинальная масса груза, т.
т
Выбираем автомобильный кран КС-4562 с гибкой подвеской стрелы и электрическим приводом механизмов на базе автомобиля КрАЗ-257К1.
Принимаем высоту шасси м. Высоту двуногой стойки м.
Масса крюковой подвески:
т; (2)
т
Масса погонного метра основной стрелы:
т/м; (3)
т/м
Расстояние от оси вращения поворотной части крана до точки закрепления стрелы:
м; (4)
м
Длина стрелы :
м; (5)
где - максимальная высота подъёма груза при сложенной стреле, м;
- минимальный вылет стрелы, м;
- высота точки закрепления стрелы по отношению к плоскости установки крана, м.
м
Высота сечения решётчатой стрелы в средней части:
м; (6)
где - максимальный вылет стрелы, м.
м
Максимальный угол наклона стрелы:
град; (7)
град
Масса стрелы:
т; (8)
т
Масса неповоротной части крана:
т; (9)
где - масса ходовой части крана, т;
- масса опорно-поворотного круга (ОПК), т;
- масса выносных опор, т;
Масса опорно-поворотного круга и выносных опор:
т; (10)
т; (11)
т
т
т
Тогда масса поворотной части крана без массы стрелового оборудования:
т; (12)

т
Хвостовой радиус:
м; (13)
м
Масса противовеса:
(14)
где - изгибающий момент относительно оси вращения крана при отсутствии груза, кН•м;
- изгибающий момент относительно оси вращения крана при наличии груза, кН•м.
Масса противовеса:
т;
т

 

 

 

 

 

 


2 Расчёт и построение грузовой характеристики крана
м (15)
Расстояние от точки закрепления стрелы до центра тяжести:
(16)
м
Угол наклона стрелы:
(17)
где А – текущее значение вылета, м;
- длина стрелы, м.
Текущее значение вылета:
(18)
d=1…1,5
м

м
Принимаем м.
Таблица 1 – Данные дл построения грузовысотных характеристик крана
LC, м Аі, м αі, град Qі, т Ні, м
10,01 10,522 6 5,044 4,991
10,01 10,357 12 5,146 6,03
10,01 10,085 18 5,324 7,046
10,01 9,708 24 5,59 8,028
10,01 9,231 30 5,966 8,965
10,01 8,759 35 6,388 9,704
Вылет:
м (19)
Принимаем минимальный угол наклона стрелы .
м
м
м
м
м
м
Высота подъёма груза при изменении вылета:
м (20)
м
м
м
м
м
м
Зависимость массы груза от вылета:
т; (21)
где - текущее значение грузоподъёмности на соответствующем вылете, т;
- восстанавливающий момент, кНм;
k – коэффициент грузовой стойкости;
αі – значение угла наклона стрелы, соответствующее вылету ;
LC – длина стрелы, м.
Восстанавливающий момент:
кН•м; (22)
где - ускорение свободного падения, м/с2;
- расстояние между выносными опорами, м;
- расстояние от крайней точки хвостовой части крановой установки до центра тяжести противовеса.
кН•м
т
т
т
т

т

т

Рисунок 1 – Грузовая и высотная характеристика крана КС-4562 с длиной стрелы 10м

 

 

 

 

 

 


3. Расчёт механизма подъёма груза
3.1 Определение параметров каната, барабана и блоков
Кратность полиспаста:
(23)

Принимаем кратность полиспаста равной 4.
Максимальное усилие в канате:

кН; (24)
где - КПД блока полиспаста, принимаем 0,97.
масса груза и крюковой подвески соответственно, т.
кН
Разрывное усилие каната:
, кН; (25)
где - минимальный коэффициент использования каната (минимальный коэффициент запаса прочности каната).
кН
Исходя из разрывного усилия каната, выбираем канат двойной свивки типа лк-р конструкции 6x19 (1+6+6/6)+1 о.с.
Минимальный диаметр барабана по центру витков каната:
мм; (26)
где - диаметр каната, мм;
- коэффициент выбора диаметра барабана.
мм
Принимаем Dб = 300 мм.
Минимальный диаметр блоков по центру витков каната:
мм; (27)
где - коэффициент выбора диаметра блока.
мм
Рабочая длина каната, который навивается на барабан:
м; (28)
где - соответственно максимальная высота подъёма и глубина опускания груза, м.
м
Количество рабочих витков каната на барабане, при однослойной навивке:
(29)

Общее количество витков:
(30)
где =2-3 – минимальное количество витков для закрепления каната;
=2 – минимальное количество запасных витков.

Необходимая длина барабана при однослойной навивке каната:
мм; (31)
где - шаг нарезки барабана.
мм.
мм
мм
Канатоёмкость барабана:
м; (32)
где - количество витков каната (в каждом слое одинаковое);
n – принятое количество слоёв навивки;
- диаметр барабана, м;
- диаметр каната, м.
Тогда, учитывая, что :
(33)

м
Рабочая длина гладкого барабана:
мм
мм
Диаметр барабана по ребордам:
мм (34)
мм
Толщина стенки чугунного барабана:
мм
мм.
3.2 Выбор двигателя, трансмиссии и тормоза
3.2.1 Необходимая мощность привода:
кВт;
где - номинальная грузоподъёмность, т;
- масса крюковой подвески, т;
- скорость подъёма груза, м/с;
- КПД механизма подъёма.
кВт

 


3.2.2 Выбор тип электродвигателя
Выбираем двигатель MTF 412-6 со следующими параметрами:
Мощность 25 кВт
Частота вращения 975 об/мин
Максимальный момент 950 Н•м
Момент инерции ротора 0,688 кг•м2
ПВ 60 мин
3.2.3 Расчётное передаточное число редуктора:
(35)
где - частота вращения барабана:
мин-1; (36)
где VК – скорость навивки каната на барабан, м/мин.
Скорость навивки каната на барабан:
, м/мин; (37)
где - скорость подъёма груза, м/мин.
м/мин
мин-1

Выбираем редуктор, у которого тихоходный вал выполнен с зубчатой полумуфтой для установки на нём оси барабана.
Фактическая скорость подъёма груза на первом слое навивки:
м/мин; (38)
где - принятое передаточное число редуктора.
м/мин

3.2.4 Вал двигателя соединяется с валом редуктора при помощи зубчатой муфты с тормозным шкивом.
Момент, передаваемый муфтой – 3200 Н•м
Диаметр тормозного шкива – 300 мм
Момент инерции – 0,471 кг•м2
3.2.5 Время пуска привода:
с; (39)
где - момент инерции привода механизма подъёма, приведенный к валу двигателя, кг•м2;
- средний пусковой момент двигателя, Н•м;
- статический момент от груза приведенный к валу двигателя, Н•м;
- угловая скорость вращения вала двигателя, рад/с.
с
Средний пусковой момент электродвигателя:
Н•м; (40)
где - номинальный момент, Н•м;
Н•м
Приведенный момент инерции:
кг/м2; (41)
где =1,1-1,2 – коэффициент, который учитывает инерцию элементов привода, момент которых не определяется непосредственно;
и - моменты инерции ротора двигателя и муфты.
кг/м2

Момент сил сопротивления (статический момент):
Н•м (42)
Н•м
Принимаем ускорение равное 0,3 м/с2.

с
- привод не удовлетворяет проектным требованиям, поэтому ведём запуск двигателя по искусственным характеристикам, с использованием резисторов в цепи ротора.
3.2.6 Проверка двигателя по моменту
Условие правильности выбора двигателя:
(43)
где - момент от нормативных нагрузок, Н•м;
- максимальный момент двигателя, Н•м;
=1,5 – коэффициент перегрузки для механизмов подъёма груза;
=0,78 – коэффициент условий работы для механизма подъёма груза.

3.2.7 Определение тормозного момента и выбор тормоза
Расчётный тормозной момент:
, Н•м;
где - коэффициент запаса торможения.
- статический тормозной момент.
Статический тормозной момент:
, Н•м; (44)
Н•м
Н•м

Выбираем тормоз ТКТГ-200 м
Время торможения:
с (45)
где - приведенный момент инерции при торможении, кг/м2
кг/м2
кг/м2
c

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Расчёт механизма изменения вылета стрелы
Среднеквадратичное усилие в стреловом полиспасте:
кН; (46)
где - усилие в стреловом полиспасте в і-м положении стрелы, кН;
- расстояние от головки стрелы до оси неподвижного блока стрелового полиспаста, м.

Рисунок 2 – Расчётная схема для определения усилия в стреловом полиспасте
Рассмотрев равновесие сил относительно корневого шарнира стрелы, будем иметь:
кН; (47)
где - угол наклона стрелы;
- расстояние от корневого шарнира стрелы до линии действия усилия в полиспасте, м;
- усилие в грузовом полиспасте, которое приведенное к стреловому полиспасту, кН.
Усилие в грузовом полиспасте, которое приведенное к стреловому полиспасту:
кН; (48)
где - значение грузоподъёмности на соответствующем вылете, т;
- кратность грузового полиспаста;
- реакция на блоке грузового полиспаста от усилия в грузовом канате, кН;
- коэффициент трения в подшипника блока,
- диаметр блока грузового полиспаста, м;
- диаметр оси блока.
Реакция на блоке:
при минимальном вылете
кН; (49)
при максимальном вылете
кН; (50)
где - усилие в грузовом канате.
Усилие от действия ветра на груз:
, кН; (51)
где F – наветренная площадь груза, м2;
g=125 Па - распределённое давление ветра;
k – коэффициент, который учитывает увеличение давления ветра с увеличением высоты;
с – коэффициент аэродинамической силы;
n – коэффициент перегрузки.
Н
кН
кН
кН
кН
кН
кН
кН (52)
кН
Кратность стрелового полиспаста:
(53)

Рабочая длина каната:
м; (54)
м
Скорость изменения длины стрелового полиспаста:
м/с; (55)
где - средняя скорость изменения вылета, м/с.
м/с
Скорость каната стрелового полиспаста:
м/с (56)
м/с
Частота вращения барабана:
мин-1
мин-1

Количество рабочих витков:

Общее количество витков:

Длина барабана:
мм
мм
Мощность электродвигателя:
кВт; (57)
где - скорость изменения длины стрелового полиспаста, м/с;
- коэффициент полезного действия механизма, .
кВт
Выбираем двигатель MTF 412-6 со следующими параметрами:
Мощность 40 кВт
Частота вращения 960 об/мин
Максимальный момент 950 Н•м
Момент инерции ротора 0,688 кг•м2
ПВ 15 %
Передаточное число трансмиссии механизма:

где - частота вращения барабана:
мин-1;
где Vк.с – скорость навивки стрелового каната на барабан, м/мин.
мин-1

Выбираем редуктор, у которого тихоходный вал выполнен с зубчатой полумуфтой для установки на нём оси барабана.
Вал двигателя соединяется с валом редуктора при помощи зубчатой муфты с тормозным шкивом.
Момент, передаваемый муфтой – 3200 Н•м
Диаметр тормозного шкива – 300 мм
Момент инерции – 0,471 кг•м2
Время пуска привода:
с; (58)
где - кинетическая энергия стрелы и груза, кг•м2/с2;
- угловая скорость вала двигателя, рад/с;
- угловая скорость вращения стрелы, рад/с.
(59)
где - время изменения вылета стрелы, с;
рад;
- скорость движения груза при подъёме стрелы (линейная скорость стрелы), м/с;
м/с;
- средний пусковой момент двигателя, Н•м;
- статический момент на валу двигателя, Н•м;
Н•м;
- момент инерции масс механизма, которые вращаются, кг•м2;
кг•м2; (60)
где =1,1-1,2 – коэффициент, который учитывает инерцию элементов привода, момент которых не определяется непосредственно;
и - моменты инерции ротора двигателя и муфты.
кг•м2
Н•м
рад
с
рад/с
м/с
кг•м2/с2
с
с
- привод удовлетворяет проектным требованиям.
Проверка двигателя по моменту
Условие правильности выбора двигателя по моменту:


Определение тормозного момента и выбор тормоза
Расчётный тормозной момент:
Н•м;
Статический тормозной момент:
, Н•м (61)
Н•м
Выбираем тормоз ТКТГ-300 м

5 Выбор опорно-поворотного устройства. Расчёт механизма поворота
5.1 Определение параметров и выбор типа опорно-поворотного круга

Для выбора номера опорно-поворотного круга находим наибольший момент и вертикальную силу , которая действует на опорно-поворотное устройство. Условия равновесия системы имеют вид:


Откуда
кН; (61)
кН•м (62)
кН кН•м





м
м
м
м
м
Исходя из расчётов выбираем круг № 5:
D=1600 мм
Вариант исполнения 1
Модуль 14 мм
Количество зубьев 83
5.2 Расчёт механизма поворота
5.2.1 Определение сил сопротивления поворота

Общий момент сил сопротивления поворота, приведенный к оси вращения крана:
кН•м; (63)
где - момент сопротивления в опорно-поворотном устройстве от сил трения, кН•м;
- момент, который создаётся силами ветра, действующими на груз и кран, относительно оси вращения крана, кН•м;
- момент от уклона крана, кН•м;
- момент сил инерции, кН•м.
Момент сопротивления от сил трения:
при
кН•м; (64)
где f – приведенный коэффициент сопротивления;
Dкр – средний диаметр круга качения роликов, м;
- угол установки ролика в опорно-поворотном круге, ;

кН•м
Момент от ветровой нагрузки:
кН•м (65)
где - сила ветра, которая действует на груз, кН;
- высота сечения решётчатой стрелы;
- коэффициент заполнения;
- высота поворотной части крана.
кН•м
Момент, созданный отклонением оси крана от вертикали:
кН•м (66)
где α=3º - уклон пути.
кН•м
Момент сил инерции груза и масс крана, которые вращаются:
кН•м; (67)
где - суммарный момент инерции масс крана и груза относительно оси вращения поворотной части, т•м2;
- угловая скорость вращения крана;
- длительность пуска привода, с.
Суммарный момент инерции:
т•м2; (68)
где - коэффициент, который учитывает инерцию элементов крана, момент которых не определяется непосредственно;
- соответственно моменты инерции груза, стрелы, поворотной части крана и противовеса относительно оси вращения крана, т•м2.
Момент инерции груза:
т•м2. (69)
Момент инерции стрелы:
т•м2. (70)
Момент инерции поворотной части крана:
т•м2. (71)
Момент инерции противовеса:
т•м2. (72)
т•м2
т•м2
т•м2
т•м2
т•м2
кН•м
кН•м
Расчётная мощность двигателя:
кВт; (73)
где - угловая скорость вращения крана, рад-1;
- коэффициент полезного действия механизма.
кВт
Выбираем двигатель MTF 412-6 со следующими параметрами:
Мощность 30 кВт
Частота вращения 970 об/мин
Максимальный момент 950 Н•м
Момент инерции ротора 0,688 кг•м2
ПВ 40 %
Вал двигателя соединяется с валом редуктора при помощи зубчатой муфты с тормозным шкивом.
Момент, передаваемый муфтой – 3200 Н•м
Диаметр тормозного шкива – 300 мм
Момент инерции – 0,471 кг•м2

Передаточное число механизма:
(74)

Общее передаточное число:
(75)
где - соответственно передаточное число опорно-поворотного круга.
Передаточное отношение опорно-поворотного устройства:
(76)

Передаточное число конической передачи:


Приведенный момент инерции для механизма вращения крана:
кг•м2; (77)
где J - момент инерции.
кг•м2
Статический момент сил сопротивления приведенный к валу двигателя:
кН•м. (78)
кН•м


Тормоз устанавливаем на валу двигателя, величина тормозного момента:
кН•м (79)
кН•м
Выбираем тормоз ТКТГ-800.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


6 Расчёт гидроцилиндров выносных опор
Усилие, действующее на одну выносную опору:
кН; (80)
кН
Диаметр гидроцилиндра:
м; (81)
где р – расчётное давление;
гидромеханический КПД цилиндра.
м
Принимаем ближайшее большее стандартное значение D=140 мм.
Скорость движения штока поршня:
м/с; (82)
где - путь, который прошёл поршень гидроцилиндра выносных опор, м;
t – время установки крана на выносные опоры, с.
м/с

 

Расход рабочей жидкости:
м3/с; (83)
где - объёмный КПД гидроцилиндра.
м3/с
7 Выбор насоса для привода гидроцилиндров выносных опор крана

Подача насоса для гидроцилиндров:
л/с; (84)
где - расход рабочей жидкости гидроцилиндром, л/с;
- коэффициент подачи, который учитывает потери рабочей жидкости в гидросистеме.
л/с
Выбираем шестеренчатый насос НШ32У–3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 


8 Спецчасть
8.1 Выбор заготовки крюка
Выбираем крюковую подвеску нормального типа с однорогим крюком, имеющую следующие параметры:
 типоразмер по стандарту 1-5-406;
 грузоподъемность Qп = 8 т;
 число блоков zп = 1;
 диаметр блока по дну канавки Dбл.0 = 406 мм;
 диаметр каната dк = 14…17 мм;
 масса подвески mп = 18 кг.
8.2 Расчёт гайки крюка
Высота гайки:
мм; (85)

где t – шаг резьбы, мм;
d1 – диаметр резьбы крюка, мм;
dв – внутренний диаметр резьбы, мм;
- допустимое напряжение смятия.
мм
Высота гайки:
мм
мм
Округляем полученное значение до 80 мм для установки стопорной планки.
Внешний диаметр гайки:
мм
мм


9.3 Выбор подшипника крюка
Выбираем подшипник 8117 со статической грузоподъёмностью 104000 Н.
Расчётная эквивалентная статическая нагрузка:
(86)
где - наибольшая осевая статическая нагрузка;
т
Условие выполняется.
9.4 Расчёт траверсы крюка
Максимальный сгибающий момент в сечении траверсы А-А:
Н•м (87)
Н•м
Момент сопротивления среднего сечения траверсы:
см3; (88)
где - допустимая нагрузка изгиба.
см3
Высота траверсы:
см; (89)
где - ширина траверсы, см;
- диаметр отверстия в траверсе, см.
см
Сгибающий момент в сечении Б-Б:
Н•м (90)
Н•м
Минимальный диаметр цапфы под подшипник:
м (91)
м
9.5 Расчёт оси блоков крюковой подвески

Максимальный изгибающий момент в сечении оси блоков:
Н•м (92)
Н•м
Диаметр оси блока:
м
9.6 Выбор подшипников блоков
Эквивалентная нагрузка подшипника:
кН; (93)
где - эквивалентные нагрузки при каждом режиме работы, кН;
- номинальные долговечности, мл. об.
кН;
Эквивалентная динамическая нагрузка:
кН; (94)
где Х, Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузки.
V – коэффициент вращения.
Радиальная нагрузка на подшипник:
Н;
Н
кН
Н
Н
Н
Н
Н
Номинальная долговечность подшипника:
млн. об.; (95)
где - необходимая долговечность подшипника.
n – частота вращения барабана, об/мин.

Частота вращения блока:
об/мин;
где - скорость каната;
- диаметр блока.
об/мин
млн. об.
Долговечность подшипников при каждом режиме нагрузки:
млн/об;
млн/об;
Выбираем подшипник 46117 со статической грузоподъёмностью 57400 Н.

Список использованной литературы
1 Александров М. П. Подъёмно-транспортные машины. М.: Высш. Шк,1985. - 502 с.
2 Вaйнсон А. А. Подъёмно-транспортные машины: Учебник для вузов. – 4е изд., перераб. и доп. –М.: Машиностроение, 1989. -536с.: ил.
3 Зайцев Л. В., Полосин М. Д. Автомобильные краны. - – 4е изд., испр. и доп. –М.: Высш. шк., 1987. -208с.: ил.
4 Иваченко Ф. К. и др. Расчёты грузоподъёмных и транспортирующих машин. Киев, издательское объединение «Вища школа», Головное изд-во, 1978. – 576 с.
5 Колесник Н. П. Расчёты строительных кранов. – К.: Вища. Шк. Головное изд-во. 1985. – 240 с.
6 Подъёмно-транспортные машины. Атлас конструкций. / Под ред.
Александрова М. П., Решетова Д. Н. –М.: Машиностроение, 1987. – 121 с.
7 Подъёмно-транспортные машины. Атлас конструкций. / Под ред.
Вайнсона А. А. –М.: Машиностроение, 1973. – 150 с.
8 Самохвалов Я.А., Левицкий М.Я., Григораш В.Д. Справочник техника-конструктора. – 3-е изд., перераб. и доп. – Киев: Техніка, 1978. - 592 с.

 

 

 

 




Комментарий:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЁЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ ДОНБАССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ Кафедра “ Подъёмно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование” Курсовая работа по дисциплине “Грузоподъёмная техника” Выполнил студент группы ААХ-14б Сахно Д. Я. Проверил Клён А. Н. Макеевка 2011 РЕФЕРАТ Курсовой проект по грузоподъёмной технике Сахно Д. Я., студента механического факультета группы ААХ-14б. Пояснительная записка содержит 39 страниц, 1 таблицу, 2 рисунка. В работе определены основные линейные и массовые характеристики крана. Выполнен расчёт и построение грузовых характеристик. Расчёт механизма подъёма груза. СТРЕЛА, КРЮКОВАЯ ПОДВЕСКА, БАРАБАН, КАНАТ, ОПРОКИДЫВАЮЩИЙ МОМЕНТ, ПРИВОД, ТОРМОЗ, ПОЛИСПАСТ, ПРОТИВОВЕС, БЛОК, ОПОРНО-ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО, ВЫНОСНАЯ ОПОРА, ВЫЛЕТ. СОДЕРЖАНИЕ 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЛИНЕЙНЫХ И МАССОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК, ВЫБОР БАЗОВОГО ШАССИ……………......……….7 2. РАСЧЁТ И ПОСТРОЕНИЕ ГРУЗОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК...…………..10 3. РАСЧЁТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЁМА ГРУЗА………………………………14 4. РАСЧЁТ МЕХАНИЗМА ВЫЛЕТА СТРЕЛЫ………………………………21 5. РАСЧЁТ МЕХАНИЗМА ПОВОРОТА……………………………………....27 6. РАСЧЁТ ГИДРОЦИЛИНДРОВ ВЫНОСНЫХ ОПОР……………………..33 7. РАСЧЁТ КРЮКОВОЙ ПОДВЕСКИ...............................................................35 8. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………….… 39 Введение Автомобильные краны относятся к группе стреловых самоходных кранов, характерными особенностями которых есть возможность изменения вылета стрелы, большие маневренность и скорость передвижения. Эти особенности определяют основное назначение автомобильных кранов – выполнение рассредоточенных небольших по объёму работ. Автомобильные краны различают по грузоподъёмности, типу привода основных механизмов и типу базового шасси грузового автомобиля. Автомобильные краны устанавливаются на всех грузовых автомобилях, которые выпускаются промышленностью, и имеют грузоподъёмность 4-25 т (по ГОСТ 22827-85). С номинальным грузом автомобильные краны могут работать только при установке на выносные опоры. Без установки выносных опор допускаемая грузоподъёмность крана резко снижается. Автомобильные краны исполняют в виде оборудованной выносными опорами рамы, которая закрепляется на шасси автомобиля вместо кузова. На раме установлено опорно-поворотное устройство роликового типа, а на нём поворотная часть крана со стрелой, механизмами и кабиной управления. В кранах с электроприводом механизмов стрелу выполняют решётчатой канатно-подвесной; в кранах с гидравлическим приводом – жёстко опёртой телескопически раздвижной, которая управляется гидроцилиндром. Решётчатые стрелы автомобильных кранов выполняют удлинёнными, с гуськами и в башенно-стреловом исполнении. При наличии механизма вспомогательного подъёма краны могут быть оборудованы двухканатным грейфером и успешно применяться при перегрузке сыпучих грузов. Размеры рабочего оборудования небольшие, поэтому основная область применения автомобильных кранов – погрузочно-разгрузочные работы и дополнительные операции на монтажных работах. Привод механизмов автомобильных кранов с решётчатыми стрелами – ДВС – механический или ДВС-электрический. 1. Определение основных линейных и массовых характеристик выбор базового шасси На стадии эскизного проектирования геометрические и массовые характеристики крана могут быть определены по эмпирическим зависимостям. Общая масса автомобильного крана: т; (1) где, - номинальная масса груза, т. т Выбираем автомобильный кран КС-4562 с гибкой подвеской стрелы и электрическим приводом механизмов на базе автомобиля КрАЗ-257К1. Принимаем высоту шасси м. Высоту двуногой стойки м. Масса крюковой подвески: т; (2) т Масса погонного метра основной стрелы: т/м; (3) т/м Расстояние от оси вращения поворотной части крана до точки закрепления стрелы: м; (4) м Длина стрелы : м; (5) где - максимальная высота подъёма груза при сложенной стреле, м; - минимальный вылет стрелы, м; - высота точки закрепления стрелы по отношению к плоскости установки крана, м. м Высота сечения решётчатой стрелы в средней части: м; (6) где - максимальный вылет стрелы, м. м Максимальный угол наклона стрелы: град; (7) град Масса стрелы: т; (8) т Масса неповоротной части крана: т; (9) где - масса ходовой части крана, т; - масса опорно-поворотного круга (ОПК), т; - масса выносных опор, т; Масса опорно-поворотного круга и выносных опор: т; (10) т; (11) т т т Тогда масса поворотной части крана без массы стрелового оборудования: т; (12) т Хвостовой радиус: м; (13) м Масса противовеса: (14) где - изгибающий момент относительно оси вращения крана при отсутствии груза, кН•м; - изгибающий момент относительно оси вращения крана при наличии груза, кН•м. Масса противовеса: т; т 2 Расчёт и построение грузовой характеристики крана м (15) Расстояние от точки закрепления стрелы до центра тяжести: (16) м Угол наклона стрелы: (17) где А – текущее значение вылета, м; - длина стрелы, м. Текущее значение вылета: (18) d=1…1,5 м м Принимаем м. Таблица 1 – Данные дл построения грузовысотных характеристик крана LC, м Аі, м αі, град Qі, т Ні, м 10,01 10,522 6 5,044 4,991 10,01 10,357 12 5,146 6,03 10,01 10,085 18 5,324 7,046 10,01 9,708 24 5,59 8,028 10,01 9,231 30 5,966 8,965 10,01 8,759 35 6,388 9,704 Вылет: м (19) Принимаем минимальный угол наклона стрелы . м м м м м м Высота подъёма груза при изменении вылета: м (20) м м м м м м Зависимость массы груза от вылета: т; (21) где - текущее значение грузоподъёмности на соответствующем вылете, т; - восстанавливающий момент, кНм; k – коэффициент грузовой стойкости; αі – значение угла наклона стрелы, соответствующее вылету ; LC – длина стрелы, м. Восстанавливающий момент: кН•м; (22) где - ускорение свободного падения, м/с2; - расстояние между выносными опорами, м; - расстояние от крайней точки хвостовой части крановой установки до центра тяжести противовеса. кН•м т т т т т т Рисунок 1 – Грузовая и высотная характеристика крана КС-4562 с длиной стрелы 10м 3. Расчёт механизма подъёма груза 3.1 Определение параметров каната, барабана и блоков Кратность полиспаста: (23) Принимаем кратность полиспаста равной 4. Максимальное усилие в канате: кН; (24) где - КПД блока полиспаста, принимаем 0,97. масса груза и крюковой подвески соответственно, т. кН Разрывное усилие каната: , кН; (25) где - минимальный коэффициент использования каната (минимальный коэффициент запаса прочности каната). кН Исходя из разрывного усилия каната, выбираем канат двойной свивки типа лк-р конструкции 6x19 (1+6+6/6)+1 о.с. Минимальный диаметр барабана по центру витков каната: мм; (26) где - диаметр каната, мм; - коэффициент выбора диаметра барабана. мм Принимаем Dб = 300 мм. Минимальный диаметр блоков по центру витков каната: мм; (27) где - коэффициент выбора диаметра блока. мм Рабочая длина каната, который навивается на барабан: м; (28) где - соответственно максимальная высота подъёма и глубина опускания груза, м. м Количество рабочих витков каната на барабане, при однослойной навивке: (29) Общее количество витков: (30) где =2-3 – минимальное количество витков для закрепления каната; =2 – минимальное количество запасных витков. Необходимая длина барабана при однослойной навивке каната: мм; (31) где - шаг нарезки барабана. мм. мм мм Канатоёмкость барабана: м; (32) где - количество витков каната (в каждом слое одинаковое); n – принятое количество слоёв навивки; - диаметр барабана, м; - диаметр каната, м. Тогда, учитывая, что : (33) м Рабочая длина гладкого барабана: мм мм Диаметр барабана по ребордам: мм (34) мм Толщина стенки чугунного барабана: мм мм. 3.2 Выбор двигателя, трансмиссии и тормоза 3.2.1 Необходимая мощность привода: кВт; где - номинальная грузоподъёмность, т; - масса крюковой подвески, т; - скорость подъёма груза, м/с; - КПД механизма подъёма. кВт 3.2.2 Выбор тип электродвигателя Выбираем двигатель MTF 412-6 со следующими параметрами: Мощность 25 кВт Частота вращения 975 об/мин Максимальный момент 950 Н•м Момент инерции ротора 0,688 кг•м2 ПВ 60 мин 3.2.3 Расчётное передаточное число редуктора: (35) где - частота вращения барабана: мин-1; (36) где VК – скорость навивки каната на барабан, м/мин. Скорость навивки каната на барабан: , м/мин; (37) где - скорость подъёма груза, м/мин. м/мин мин-1 Выбираем редуктор, у которого тихоходный вал выполнен с зубчатой полумуфтой для установки на нём оси барабана. Фактическая скорость подъёма груза на первом слое навивки: м/мин; (38) где - принятое передаточное число редуктора. м/мин 3.2.4 Вал двигателя соединяется с валом редуктора при помощи зубчатой муфты с тормозным шкивом. Момент, передаваемый муфтой – 3200 Н•м Диаметр тормозного шкива – 300 мм Момент инерции – 0,471 кг•м2 3.2.5 Время пуска привода: с; (39) где - момент инерции привода механизма подъёма, приведенный к валу двигателя, кг•м2; - средний пусковой момент двигателя, Н•м; - статический момент от груза приведенный к валу двигателя, Н•м; - угловая скорость вращения вала двигателя, рад/с. с Средний пусковой момент электродвигателя: Н•м; (40) где - номинальный момент, Н•м; Н•м Приведенный момент инерции: кг/м2; (41) где =1,1-1,2 – коэффициент, который учитывает инерцию элементов привода, момент которых не определяется непосредственно; и - моменты инерции ротора двигателя и муфты. кг/м2 Момент сил сопротивления (статический момент): Н•м (42) Н•м Принимаем ускорение равное 0,3 м/с2. с - привод не удовлетворяет проектным требованиям, поэтому ведём запуск двигателя по искусственным характеристикам, с использованием резисторов в цепи ротора. 3.2.6 Проверка двигателя по моменту Условие правильности выбора двигателя: (43) где - момент от нормативных нагрузок, Н•м; - максимальный момент двигателя, Н•м; =1,5 – коэффициент перегрузки для механизмов подъёма груза; =0,78 – коэффициент условий работы для механизма подъёма груза. 3.2.7 Определение тормозного момента и выбор тормоза Расчётный тормозной момент: , Н•м; где - коэффициент запаса торможения. - статический тормозной момент. Статический тормозной момент: , Н•м; (44) Н•м Н•м Выбираем тормоз ТКТГ-200 м Время торможения: с (45) где - приведенный момент инерции при торможении, кг/м2 кг/м2 кг/м2 c 4 Расчёт механизма изменения вылета стрелы Среднеквадратичное усилие в стреловом полиспасте: кН; (46) где - усилие в стреловом полиспасте в і-м положении стрелы, кН; - расстояние от головки стрелы до оси неподвижного блока стрелового полиспаста, м. Рисунок 2 – Расчётная схема для определения усилия в стреловом полиспасте Рассмотрев равновесие сил относительно корневого шарнира стрелы, будем иметь: кН; (47) где - угол наклона стрелы; - расстояние от корневого шарнира стрелы до линии действия усилия в полиспасте, м; - усилие в грузовом полиспасте, которое приведенное к стреловому полиспасту, кН. Усилие в грузовом полиспасте, которое приведенное к стреловому полиспасту: кН; (48) где - значение грузоподъёмности на соответствующем вылете, т; - кратность грузового полиспаста; - реакция на блоке грузового полиспаста от усилия в грузовом канате, кН; - коэффициент трения в подшипника блока, - диаметр блока грузового полиспаста, м; - диаметр оси блока. Реакция на блоке: при минимальном вылете кН; (49) при максимальном вылете кН; (50) где - усилие в грузовом канате. Усилие от действия ветра на груз: , кН; (51) где F – наветренная площадь груза, м2; g=125 Па - распределённое давление ветра; k – коэффициент, который учитывает увеличение давления ветра с увеличением высоты; с – коэффициент аэродинамической силы; n – коэффициент перегрузки. Н кН кН кН кН кН кН кН (52) кН Кратность стрелового полиспаста: (53) Рабочая длина каната: м; (54) м Скорость изменения длины стрелового полиспаста: м/с; (55) где - средняя скорость изменения вылета, м/с. м/с Скорость каната стрелового полиспаста: м/с (56) м/с Частота вращения барабана: мин-1 мин-1 Количество рабочих витков: Общее количество витков: Длина барабана: мм мм Мощность электродвигателя: кВт; (57) где - скорость изменения длины стрелового полиспаста, м/с; - коэффициент полезного действия механизма, . кВт Выбираем двигатель MTF 412-6 со следующими параметрами: Мощность 40 кВт Частота вращения 960 об/мин Максимальный момент 950 Н•м Момент инерции ротора 0,688 кг•м2 ПВ 15 % Передаточное число трансмиссии механизма: где - частота вращения барабана: мин-1; где Vк.с – скорость навивки стрелового каната на барабан, м/мин. мин-1 Выбираем редуктор, у которого тихоходный вал выполнен с зубчатой полумуфтой для установки на нём оси барабана. Вал двигателя соединяется с валом редуктора при помощи зубчатой муфты с тормозным шкивом. Момент, передаваемый муфтой – 3200 Н•м Диаметр тормозного шкива – 300 мм Момент инерции – 0,471 кг•м2 Время пуска привода: с; (58) где - кинетическая энергия стрелы и груза, кг•м2/с2; - угловая скорость вала двигателя, рад/с; - угловая скорость вращения стрелы, рад/с. (59) где - время изменения вылета стрелы, с; рад; - скорость движения груза при подъёме стрелы (линейная скорость стрелы), м/с; м/с; - средний пусковой момент двигателя, Н•м; - статический момент на валу двигателя, Н•м; Н•м; - момент инерции масс механизма, которые вращаются, кг•м2; кг•м2; (60) где =1,1-1,2 – коэффициент, который учитывает инерцию элементов привода, момент которых не определяется непосредственно; и - моменты инерции ротора двигателя и муфты. кг•м2 Н•м рад с рад/с м/с кг•м2/с2 с с - привод удовлетворяет проектным требованиям. Проверка двигателя по моменту Условие правильности выбора двигателя по моменту: Определение тормозного момента и выбор тормоза Расчётный тормозной момент: Н•м; Статический тормозной момент: , Н•м (61) Н•м Выбираем тормоз ТКТГ-300 м 5 Выбор опорно-поворотного устройства. Расчёт механизма поворота 5.1 Определение параметров и выбор типа опорно-поворотного круга Для выбора номера опорно-поворотного круга находим наибольший момент и вертикальную силу , которая действует на опорно-поворотное устройство. Условия равновесия системы имеют вид: Откуда кН; (61) кН•м (62) кН кН•м м м м м м Исходя из расчётов выбираем круг № 5: D=1600 мм Вариант исполнения 1 Модуль 14 мм Количество зубьев 83 5.2 Расчёт механизма поворота 5.2.1 Определение сил сопротивления поворота Общий момент сил сопротивления поворота, приведенный к оси вращения крана: кН•м; (63) где - момент сопротивления в опорно-поворотном устройстве от сил трения, кН•м; - момент, который создаётся силами ветра, действующими на груз и кран, относительно оси вращения крана, кН•м; - момент от уклона крана, кН•м; - момент сил инерции, кН•м. Момент сопротивления от сил трения: при кН•м; (64) где f – приведенный коэффициент сопротивления; Dкр – средний диаметр круга качения роликов, м; - угол установки ролика в опорно-поворотном круге, ; кН•м Момент от ветровой нагрузки: кН•м (65) где - сила ветра, которая действует на груз, кН; - высота сечения решётчатой стрелы; - коэффициент заполнения; - высота поворотной части крана. кН•м Момент, созданный отклонением оси крана от вертикали: кН•м (66) где α=3º - уклон пути. кН•м Момент сил инерции груза и масс крана, которые вращаются: кН•м; (67) где - суммарный момент инерции масс крана и груза относительно оси вращения поворотной части, т•м2; - угловая скорость вращения крана; - длительность пуска привода, с. Суммарный момент инерции: т•м2; (68) где - коэффициент, который учитывает инерцию элементов крана, момент которых не определяется непосредственно; - соответственно моменты инерции груза, стрелы, поворотной части крана и противовеса относительно оси вращения крана, т•м2. Момент инерции груза: т•м2. (69) Момент инерции стрелы: т•м2. (70) Момент инерции поворотной части крана: т•м2. (71) Момент инерции противовеса: т•м2. (72) т•м2 т•м2 т•м2 т•м2 т•м2 кН•м кН•м Расчётная мощность двигателя: кВт; (73) где - угловая скорость вращения крана, рад-1; - коэффициент полезного действия механизма. кВт Выбираем двигатель MTF 412-6 со следующими параметрами: Мощность 30 кВт Частота вращения 970 об/мин Максимальный момент 950 Н•м Момент инерции ротора 0,688 кг•м2 ПВ 40 % Вал двигателя соединяется с валом редуктора при помощи зубчатой муфты с тормозным шкивом. Момент, передаваемый муфтой – 3200 Н•м Диаметр тормозного шкива – 300 мм Момент инерции – 0,471 кг•м2 Передаточное число механизма: (74) Общее передаточное число: (75) где - соответственно передаточное число опорно-поворотного круга. Передаточное отношение опорно-поворотного устройства: (76) Передаточное число конической передачи: Приве?


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы