Расчет грузоподъемных машин
ВВЕДЕНИЕ
Грузоподъемные машины являются составной частью каждого производства и играют важную роль в механизации погрузочных работ.
Курсовое проектирование грузоподъемных машин – первая самостоятельная разработка машины в целом с взаимосвязанными механизмами, способствующая дальнейшему развитию у студентов конструкторских навыков. При работе над проектом возникает много вопросов по выбору схемы и параметров механизмов, их компоновки, последовательности расчета и т.д. В методических указаниях приведены необходимые рекомендации и нормативные данные, некоторые справочные материалы и последовательность расчета.
Расчетную часть проекта выполняют в виде пояснительной записки, которая должна содержать: задание на проект; введение; схемы механизмов тележки с описанием их назначения, устройства и особенностей; расчет механизмов, узлов и деталей с приведением расчетных схем и обоснованием принятых параметров и допускаемых напряжений (расчеты сопровождают ссылками на литературу); список использованной литературы; оглавление, содержащее наименование всех основных разделов записки (помещают в конце ее).
Пояснительную записку выполняют на листах писчей бумаги формата А4 (297 . 210) в соответствии с ЕСКД. Текст пишут чернилами, схемы и эскизы выполняют в карандаше под линейку с проставлением всех размеров и обозначений. При использовании стандартных и нормализованных узлов в записке приводят их характеристику.
В аналитических расчетах сначала записывают формулу в буквенных выражениях, а затем подставляют числовые значения и записывают результаты. Промежуточные вычисления не приводят. Все символы, входящие в формулы, должны иметь объяснения в тексте. Ссылки на литературные источники, стандарты и нормали заключают в квадратные скобки, эти ссылки должны соответствовать прилагаемому в конце записки списку литературы.
МЕХАНИЗМ ПОДЪЕМА
Последовательность расчета
1. Принять схему механизма, вычертить его с заданным типом крюковой подвески (приложения, рис П.1), привести его описание.
2. Выбрать канат, блоки, барабан, крюк, упорный подшипник (устанавливается под гайку крюка).
3. Составить эскиз крюковой подвески и рассчитать ее элементы – траверсу, ось блоков, подшипники блоков и серьгу (рис. П.2).
4. Выполнить кинематический и силовой расчет привода механизма: выбрать двигатель, редуктор, тормоз, муфты, проверить двигатель на нагрев по среднеквадратичному моменту с учетом графика загрузки механизма (рис. П.5) и двигателя (рис. П.6).
5. Определить размеры барабана и проверить на прочность его элементы.
Задано: грузоподъемность (т), высота подъема (м), скорость подъема (м . с-1), количество ветвей полиспаста , режим работы, тип крюковой подвески.
1. Схема механизма[1] (рис.1)
Электродвигатель 4 переменного тока соединяется через вал – вставку 3 с помощью зубчатых муфт с двухступенчатым редуктором 1. Редукторная полумуфта 2 вала вставки используется как тормозной шкив нормально замкнутого колодочного тормоза. Выходной вал редуктора соединятся с барабаном 5 также зубчатой муфтой, у которой одна из полумуфт выполняется как одно целое с валом редуктора, а вторая – крепится непосредственно к барабану. На барабан навивается канат со сдвоенного полиспаста.
2. Канат, блок, крюк, гайка крюка и упорный подшипник
Кратность полиспаста
где - количество канатов полиспаста, наматываемых на барабан; для сдвоенного полиспаста .
КПД полиспаста[2]
,
где - КПД блока; принимаем = [1, табл.2.1.].
Максимальное натяжение каната
Расчетная разрывная сила
где - коэффициент запаса прочности; по правилам[3] Госгортехнадзора [1, табл. 2.3] при режиме работы. Выбираем канат [1, табл. ] типа конструкции ГОСТ : диаметр каната = мм, разрывная сила = при маркировочной группе .
Условное обозначение: канат [1, с. 56].
Диаметр блока (барабана)
где - коэффициент долговечности каната; принимаем [1,табл.2.7] при режиме работы.
Выбираем [ , табл. П.1] диаметр блока по дну ручья , при длине ступицы мм.
Выбираем[4] диаметр барабана (по дну канавок) мм [ ].
Для номинальной грузоподъемности т и режиме работы выбираем [ , табл.П.2] однорогий крюк по ГОСТ с размерами: , , , , мм, резьба .
Высота гайки крюка из
условия прочности на смятие резьбы
=
где и - параметры резьбы; - допускаемое[5] напряжение; для резьбы , , мм [2, табл.14], = МПа [];
конструктивных[6] соображений =
принимаем = мм [3]
Наружный диаметр гайки
принимаем мм [3]
Расчетная нагрузка на упорный подшипник
где - коэффициент безопасности, принимаем[7]
Выбираем[8] [2, табл. 15] шарикоподшипник упорный одинарный ГОСТ 6874-75: , , мм, кН.
3. Крюковая подвеска[9]
Нормальная подвеска состоит из блоков 2, оси блоков 1, траверсы 4 и серег 3 (рис. 2).
3.1 Конструктивные размеры[10]:
Ширина траверсы
где - наружный диаметр упорного подшипника
диаметр[11] отверстия
принимаем мм
длина[12] траверсы
принимаем = мм
пролет траверсы
где - толщина серьги; принимаем = мм [табл. П.3]
длина консоли
принимаем = мм.
Расстояния
принимаем , мм
3.2 Траверса
Для изготовления выбираем сталь по ГОСТ : , , МПа (табл.4)
Допускаемое напряжение изгиба при пульсирующем цикле изменения напряжений
где К – коэффициент концентрации напряжений; - запас прочности; принимаем[13] К= [2, табл. 15], (табл. П.5)
Реакции опор
Изгибающие моменты в сечении
АА
ББ
Высота траверсы из расчета на изгиб
Диаметр цапфы из расчета на
изгиб
смятие ,
где - допускаемое напряжение; принимаем[14] = МПа.
принимаем[15] = мм.
3.3 Ось блоков
Для изготовления применяем[16] сталь по ГОСТ := , , МПа (табл.П.4).
Реакции опор Н.
Изгибающие моменты[17]
Диаметр[18] оси
Подшипники блоков
Радиальная нагрузка на подшипник
где - число блоков подвески; = .
Эквивалентная нагрузка
где - нагрузки, соответствующие времени их действия за весь срок службы подшипника ; принимаем , , , (рис. П.2).
Приведенная нагрузка
где - коэффициент радиальной нагрузки, - кинематический коэффициент вращения, - температурный коэффициент; принимаем при действии только радиальной нагрузки , при вращении наружного кольца подшипника , при температуре
Частота[19] вращения блоков
, мин-1
Требуемая[20] динамическая грузоподъемность шарикового однорядного подшипника
где - срок[21] службы подшипника; [1, с.19].
Выбираем[22] шарикоподшипник радиальный однорядный : , , мм, С = кН [2].
3.4 Серьга
Для изготовления серьги выбираем[23] сталь по ГОСТ : , , МПа (табл. П.4.).
Допускаемое напряжение на растяжение
Допускаемое напряжение на смятие МПа
ширина серьги ;
высота проушины ;
Напряжение растяжения
что меньше (больше) МПа.
Напряжение в проушине[24]
где - давление в зоне контакта[25] (оси, цапфы) и серьги; принимаем МПа.
4. Привод механизма
4.1 Двигатель
Расчетная мощность
где - КПД механизма; принимаем[26] [1, табл.1.18].
Выбираем[27] электродвигатель ; номинальная мощность при ПВ = % кВт, частота вращения мин-1, момент инерции ротора = кг×м2, максимальный (пусковой) момент , размер , диаметр вала мм [].
Условное обозначение: двигатель [1, с. 38].
4.2 Редуктор
Частота вращения барабана[28]
Передаточное отношение
Минимально возможное суммарное межосевое расстояние редуктора
где - габаритный размер барабана с учетом узла крепления каната на барабане; принимаем при = = мм [1, табл.ІІІ. 2.1].
Выбираем[29] редуктор : межосевое расстояние мм, передаточное число , мощность на быстроходном валу при режиме работы и частоте вращения мин-1 кВт, диаметр быстроходного вала мм [ ], размеры выходного вала с зубчатым венцом , , , модуль мм, число зубьев = [2, табл.6].
Условное обозначение: редуктор [1, с.41].
Предельно допустимый момент редуктора
где к – коэффициент режима работы; принимаем при режиме работы к = [1, с.41].
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6
