Кран козловой ПТМ 00. 000. ПЗ. 1. Характеристика козловых кранов Козловые краны применяют для обслуживания открытых складов и погрузочных площадок, монтажа сборных строительных сооружений и оборудования, промышленных предприятии, обслуживания гидротехнических сооружений, перегрузки крупнотоннажных контейнеров и длинномерных грузов. Козловые краны выполняют преимущественно крюковыми или со специальными захватами.
В зависимости от типа моста, краны делятся на одно- и двухбалочные. Грузовые тележки бывают самоходными или с канатным приводом. Грузовые тележки двухбалочных кранов могут иметь поворотную стрелу. Опоры крана устанавливаются на ходовые тележки, движущиеся по рельсам. Опоры козловых кранов выполняют двухстоечными равной жсткости, или одну -жсткой, другую -гибкойшарнирной.
Для механизмов передвижения козловых кранов предусматривают раздельные приводы. Приводными выполняют не менее половины всех ходовых колс. Обозначение по ГОСТ Кран козловой 540-33 ГОСТ 7352-2. Цель и задачи работы Цель настоящей работы-освоение основных расчтов грузоподъмных машин на примере бесконсольного козлового крана общего назначения. Непосредственные задачи работы 1.
Изучение конструкции козлового крана 2. Определение основных массовых и геометрических характеристик козлового крана 3. Определение внешних нагрузок на кран 4. Проверка устойчивости крана 5. Определение опорных давлений 6. Расчет и подбор механизмов подъема груза, передвижения тележки и крана. 3. Исходные данные для выполнения работы тип кранабез консолейгрузоподъемность50 тоннширина обслуживаемой
площадки29 метроввысота подъема грузов20 метровскорость передвижения тележкискорость передвижения кранарежим работы4м 4. Определение основных геометрических и массовых характеристик крана параметры кранарасчтные значения для крана пролет м. L1, 1B32база м. Б0, 25L0, 25328габаритная длинна м. l1. 15L1. 153236. 8габаритная высота м. h1. 4H28габаритная ширина м. b1. 25Б1254810высота сечения моста м. hm0. 1L0. 1323. 2ширина сечения моста м. bm0. 08L0. 08322. 56размер жсткой опоры мlж1. 3hm1. 33. 24. 16размер гибкой опоры м.во всех случаях должно быть не менее 1. 15 Рассмотрим сумму удерживающих моментов для 1-го расчтного состояния уд10GкБ2соs -yкsin 10Q-PгрБ2cos -yгsin 5062. 94 для козловых кранов максимально допустимое 00101 Рассмотрим сумму опрокидывающих моментов для 1-го расчтного случая опрPкукРгрупг руWгрупг1301. 62 Проверка устойчивости К5062. 941301. 623. 9 Рассмотрим 2-ое расчтное положение Условия кран движется под углом к горизонту с углом , ветровая нагрузка направлена в сторону движения
крана. Рассмотрим сумму удерживающих моментов Б2соs – sin 3163. 72 Рассмотрим сумму опрокидывающих моментов y790. 12 Проверка устойчивости К3163. 72790. 124 Проверка устойчивости крана в нерабочем положении Рассмотрим сумму удерживающих моментов Б2cos- sin3163. 72 Рассмотрим сумму опрокидывающих моментов y2101. 5 Проверка устойчивости
К3163. 722101. 5 7. Опредиление опорных давлений. 7. 1. Максимальная нагрузка на одну из четырх опор Для рабочего состояния Для нерабочего состояния 7. 2. Расчтная нагрузка на одно колесо. Поскольку грузоподъмность расчитываемого крана 50 т принимаем число колс в каждой опоре равной 2. Выбираем двухребордное колесо, конического исполнения по
ГОСТ 3569-74 с нагрузкой на рельс 320kH, диаметром D710 мм, шириной В 100мм, рельс КР-80, радиус r400мм 7. 3. Выбор материала крановых колс. где – контактное напряжение смятия mk – безразмерный коэффициент, зависящий от соотношения D2r, по таблице принимаем 0. 47 Принимаем сталь 40ХН с 2200мПа 8. Расчт и подбор механизма подъма груза. 8. 1. Краткая характеристика и задачи расчта.
Механизм подъма груза предназначен для перемещения груза в вертикальном направлении. Он выбирается в зависимости от грузоподъмности. Для нашего случая механизм включает в себя сдвоенный пятикратный полиспаст. Привод механизма подъма и опускания груза включает в себя лебдку механизма подъма. Крутящий момент, создаваемый электродвигателем передатся на редуктор через муфту. Редуктор предназначен для уменьшения числа оборотов и увеличения крутящего момента на барабане. Барабан предназначен для преобразованя вращательного движения привода в поступательное движение каната. 8. 1. КПД полиспаста -кратность полиспаста 5 – кпд одного блока 0. 98 8. 2. Усилие в ветви каната, навиваемой на барабан z -число полиспастов z2 -коэффициент грузоподъмности, учитывающий массу грузозахватных элементов 1. 1 8. 3. Расчтная разрывная нагрузка К5. 5 коэффициент запаса прочности 8. 4. Выбор каната по расчтному разрывному усилию
Выбираем канат двойной свивки типа ЛК-РО конструкции 636 ГОСТ 7669-80 с разрывным усилием не менее 364. 5 кН и диаметром d27 мм 8. 5. Конструктивный диаметр барабана е- коэффициент пропорциональности в зависимости от режима работы е25 Окончательно диаметр выбираем из стандарного ряда, ближайшее большее Dб710 8. 6. Рабочая длинна барабана с однослойной навивкой каната а-число ветвей каната а2 t-шаг винтовой
нарезки, принимаемый в зависимости от диаметра барабана t31. 25 Полная длинна барабана 8. 8. Толщина стенки барабана Принимаем из условия Принимаем 27 8. 9. Выбор материала барабана Напряжения сжатия равны Напряжения, возникающие при изгибе Напряжения, возникающие при кручении Суммарные напряжения возникающие в теле барабана
Выбираем материал сталь 35Л у, которой предел прочности при изгибе Кз -коэффициент запаса прочности Кз1. 1 Следовательно нагрузки на барабан не превосходят допустимых. 8. 10. Усилия в ветви каната, набегающей на барабан и закреплнной в нм -коэффициент трения 0. 12 -дуга охвата канатом барабана 8. 11. Определение силы затяжения на одну шпильку z-число шпилек Сила затяжки на вс соединение Число шпилек z4 Принимаем резьбу d24 -коэффициент трения в резьбе
Суммарное напряжение в теле шпильки предел прочности -предел текучести Так как 146. -число шпилек удовлетворяет условию прочности. 8. 12. Подбор крюка Выбираем подвеску крюковую крановую, грузоподъмностью 50 т. по ГОСТ 24. 191. 08-87, для средних условий работы, с пятью блоками, массой 1361 кг, типоразмер 5-50-710 под канат диаметра 8. 13. Частота вращения барабана 8. 14. Необходимая мощность механизма подъма груза -кпд механических передач -крутящий момент на барабане. По таблицам принимаем двигатель типа МТКН 412-6 мощьность N36 кВт, частота вращения n920 обмин, номинальный момент двигателя Mн0. 37 кНм 8. 15. Выбор редуктора Принимаем редуктор цилиндрический вертикального исполнения ВКУ-765, передаточное число i71, межосевое расстояние а765. 8. 16.
Выбор муфты Выбираем зубчатую муфту с тормозным барабаном. Передаваемый муфтой крутящий момент По таблицам выбираем муфту с передаваемым моментом 710 Н, с тормозным барабаном Dt710, тип МЗ-2, момент инерции J0. 05 кг м2 8. 17. Подбор тормоза Расчтный тормозной момент Кт-коэффициент запаса торможения Кт1. 75 Выбираем тормоз
ТКГ-300, тормозной момент 0. 8 кН 8. 18. Определение времени разгона механизма. 8. 20. Проверка тормоза по мощности трения. т. к. 0 3, где 1. 3- -допускаемая мощность торможения, значит тормоз подходит. 9. Расчет и подбор оборудования механизма перемещения крана. Механизм передвижения крана служит для перемещения крана по рельсам. Кинематическая схема механизма 1-двигатель 2-муфта 3-редуктор 4-тормоз 5-шестерни 6-ходовое колесо 9. 1.
Общее статическое сопротивление передвижению крана без груза Dk -диаметр ходового колеса f -коэффициент трения кочения f0. 0007 -коэффициент трения качения в подшипниках ходовых колс r-радиус цапфы r0. 071 м 9. 2. Сопротивление качению крана без груза Kобщ -число колс крана Кпр-число приводных колс 9. 3. Проверка коэффициента сцепления -коэффициент сцепления колеса с мокрым рельсом так как 3 1. 2, то по
запасу сцепления механизм подходит 9. 4. Суммарное статическое сопротивление передвижению жсткой опоры xв -координата центра ветрового давления 9. 5. Расчтная мощность одного двигателя Выбираем двигатель MTF-111-6, мощность N4. 1 кВт, частота вращения n870 обмин, момент инерции J0. 048, максимальный момент М85 Нм 9. 6. Подбор редуктора. Частота вращения колс крана Необходимое передаточное отношение механизма передвижения крана Расчтное передаточное отношение редуктора iоп -передаточное отношение открытой передачи Выбираем редуктор горизонтального исполнения серии Ц2У-250, с передаточным отношением i40. 9. 7. Выбор тормоза механизма передвижения. Выбираем тормоз типа ТКТ-200, с тормозным моментом М160 Нм 10. Расчт и подбор механизма передвижения тележки.
Механизм передвижения тележки служит для перемещения по рельсам, положенной на балку моста, тележки, несущей на себе грузозахватное устройство. Перемещение тележки осуществляется при помощи канатного устройства, лебдкой. Схема запасовки каната механизма перемещения тележки 10. 1. Ориентировочное значение нагрузки на каток тележки Выбираем катки тележки – двухбордные колса d320 мм, ширина
В80 мм. Напряжение сжатия колеса при точечном контакте Выбираем материал сталь 40ХН, для которого 2200мПа 10. 2. Общее сопротивление перемещения тележки r-радиус цапфы r32 мм С учтом дополнительного сопротивления от натяжения грузового каната и провисания, тяговое усилие в канате Расчтная разрывная нагрузка на канат к-коэффициент запаса к5. 5
Принимаем канат двойной свивки типа ЛК-РО конструкции 636 ГОСТ 7669-80, диаметр каната d11. 5 мм, разрывное усилие 75. 1 мПа маркировочная группа 1764 мПа. 10. 3. Диаметр тягового барабана и частота его вращения Принимаем Dтб300 мм Частота вращения nтб20. 44 обмин 10. 4. Мощность приводного двигателя -кпд механическое -кпд блока n-число блоков n3
Выбираем двигатель MTF-112-6, мощность N5. 8 кВт, частота вращения n915 обмин, максимальный момент М137 Нм, момент инерции J0. 064 кг 10. 5. Необходимое передаточное отношение механизма Принимаем редуктор ЦЗУ-160, с передаточным отношением i45, крутящем моментом М1000 Нм 10. 6. Выбор муфты. Крутящий момент на барабане Принимаем муфту МЗ-1, передаваемый момент М0. 2 кНм, диаметр тормозного барабана D200 мм, момент инерции муфты J0. 032kH м 10. 7. Выбор тормоза. Расчтный тормозной момент Выбираем тормоз ТТ-200, тормозной момент 0. 2 кНм 11. Расчт металлоконструкции крана. Принимаем мост крана выполнен из двух коробчатых балок, по которым проложены рельсы грузовой тележки. Принимаем высоту балок 0. 75 м, ширину 0. 05 м. Сталь горячекатанная. Модуль упругости Е Па, расчтное сопротивление
R Па. Вес одной балкираспределннаянагрузка 0. 94 кНмвес груза и грузоподъемной тележки F57. 5 кН 11. 1. Построение эпюр. Реакции опор от действия груза F228. 75 кН Воздействие от распределнной нагрузки ql20. 9932215. 04 кН Построение эпюр изгибающих момеитов. От действий груза От действия распределнной нагрузки 11. 2. Осевой момент сопротивления сечения
Осевой момент инерции 11. 3. Нормальные напряжения возникающие при изгибе балки моста так как расчтное сопротивление R240 мПа, а напряжения, возникающие в балке 12. 9 мПа, то прочность балки, при статическом приложении нагрузки, обеспечина. 12. Расчт металлоконструкции при динамическом действии нагрузки. 12. 1. Расчт на ударное приложение нагрузки. При расчте, для его упрощения принимаем ряд допущении 1. при ударной нагрузке в элементах конструкции возникают только упругие деформации и расчитываемая система
является линейно диформируемой 2. сам удар считается неупругим 3. потеря части энергии на нагревание соударяющихся тел и местные деформации в зоне контакта не учитываются Принимаем следующие условия расчта груз весом 50кН падает с высоты на середину свободно лежащей балки моста пролтом l32 м, расчтное сопротивление стали R240 мПа, допустимая величина прогиба для козловых кранов с гибкой опорой fд11000 или 3232000. Прогиб динамический , но где k-динамический коэффициент тогда k0, k8, т. к. при k0 рассчты не имеют смысла принимаем k8. 12. 2 Нормальные напряжения от прогиба при ударе т. к. то балка удовлетворяет условиям на прочность при ударе.