Дипломная (вкр): Реконструкция мостового перегружателя грузоподъемностью 32 тонны на грузовом АТП

Коэффициент среднего заглубления  

Коэффициент

Коэффициент  учитываются по их усредненным значения

Расчетное первоначальное заглубление

 (27)

Расчетное среднее заглубление

 (28)

Удельное сопротивление внедрению челюстей

 (29)

Сила сопротивления внедрения челюсти

 (30)

Коэффициент

 (31)

Сила сопротивления перемещению материала по челюсти и трения в ней

 (32)

Зачерпывающую способность грейфера можно проверить по зависимости для линейной нагрузки на кромке челюсти:

Линейная нагрузка на кромке челюсти

 (33)

где U - кратность полиспаста;

S_max - суммарное усилие в замыкающих канатах.

- условие выполняется.

3. РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА ГРУЗА

.1 Исходные данные

Грузоподъёмность, Q, т 32

Высота подъёма, Н, м 20

Скорость подъёма груза, v, м/мин 40

Режим работы крана - М 6 (тяжелый)

.2 Расчет и выбор каната

В качестве гибкого органа для поддерживания грейфера применяется стальной проволочный канат.

В соответствии с требованиями международного стандарта ИСО 4308, стальные канаты подбираются по разрывному усилию:

,(34)

где F₀- разрывное усилие каната в целом Н, принимаемое по сертификату;

 - коэффициент запаса прочности каната, для грейферных лебёдок = 6; [15]

 - максимальное натяжение каната.

(35)

где  - подшипник качения, = 0,98;

а - число канатов, на которых висит грейфер, а_к=2;

n - число направляющих блоков, n = 2;

i_n - кратность полиспаста.

Выбираем канат двойной свивки ЛК - РО 6×36+1о.с. ГОСТ 7668 - 80, /2/ со следующими характеристиками

Разрывное усилие =345

Диаметр каната d_к=24 мм

.3 Расчет грузового барабана

В ходе расчета определяются геометрические параметры барабана - диаметр барабана и его длина. Диаметр барабана, замеренный по центрам сечения витка каната, определяется:

D_бh₁×d,(36)

где h₁ - коэффициент выбора диаметра барабана [15].

h₁ =20.

По формуле (36):

D_б≥ 24·20≥ 480 мм

Принимаем D_б = 500 мм.

Длина барабана определяется:

L_б=L₁+ L₂+L₃, (37)

где L₁ - длина нарезной части барабана;

L₂= L₃ - расстояние от торцов барабана до начала нарезки;

L₁=n·t, мм (38)

где t - шаг нарезки.

t =d_k +(1÷2)мм (39)

t =24+2=26 мм

п - число витков.

, (40)

где Н - высота подъема;

 - число витков каната навиваемых на барабан;

D_б - диаметр барабана.

По формуле (40):

По формуле (39):

L₁=16,7·26 =435 мм

Принимаем L₁=440 мм.

L₂= L₃=(2÷3)·t мм, (41)

L₂=L₃=3·26=80 мм

По формуле (37):

L_б =440+80+80=600 мм

3.4 Расчет мощности и выбор двигателя

Определяем максимальный статический момент:

 кВт (42)

где  - общее к.п.д. механизма.

,(43)

Для предварительных проектных расчетах можно принять КПД механизма 0,8÷0,85 или принять: η_м=094÷0,96; η_б=0,94÷0,96; η_п=0,85÷0,9.

, (44)

где n - число направляющих блоков, п=2;

 - к.п.д. блока, =0,98.

По формуле (42):

Выбираем электродвигатель /1/ MTН 713 - 6

Мощность двигателя, N_дв,кВт125

Частота вращения, п_дв, об/мин590

ПВ, %60

Момент инерции двигателя, J_р, кг·м²15

Крутящей момент, М_кр, Нм7310

Диаметр выходного конца ротора двигателя, d_вых.,мм110

К.П.Д. двигателя0,895

3.5 Кинематический расчет механизма

Кинематический расчет заключается в определении передаточного числа механизма, по которому подбирается стандартный редуктор.

, (45)

где п_дв - частота вращения двигателя;

п_б - частота вращения барабана.

, (46)

По формуле (45):

Выбираем редуктор [2] Ц2-1000

Передаточное число, и10

Диаметр входного конца вала, d_вх, мм110

Диаметр выходного конца вала, d_вых, мм140

3.6 Подбор муфты

Выбор муфты осуществляется по диаметрам соединительных валов, затем подобранная муфта проверяется по крутящему моменту. Крутящий момент на валу двигателя:

, (47)

Выбираем втулочно-пальцевую муфту /2/ ОСТ 24.848.03-79

Номинальный вращающий момент, М_к, Нм8000

Число пальцев, n 10

Диаметр тормозного барабана, D_т,мм600

Диаметр соединяемых валов, d,d₁,мм110-125

Момент инерции, кг/м² 28,6

Определяется расчетное значение момента, Нм:

М_Р=К ·Т_с, (48)

где К - коэффициент запаса.

М_Р=1,3·2900=3770 Нм

Выбранная муфта должна удовлетворять условию: М_Р≤М_ТАБЛ

≤8000 - подходит

Крутящий момент на валу барабана:

, (49)

Выбираем зубчатую муфту [2] ГОСТ 5006-83

Номинальный вращающий момент, М_к, Н·м25000

Параметры зубчатого зацепления:

Число зубьев, z 48

Модуль зуба, т (мм)4

Ширины зубчатого винца, b (мм)30

Диаметр соединяемых валов, d,d₁ (мм)140

Момент инерции, кг/м² 2,25

По формуле (48):

М_Р=1,3·20368=24441,6Нм

Выбранная муфта должна удовлетворять условию: М_Р≤М_ТАБЛ.

,6 ≤25000 - подходит

.7 Подбор тормоза

Тормоз подбирается по тормозному моменту:

, (50)

где  - коэффициент запаса тормоза, =2 для тяжелого режима работы;

 - статический тормозной момент.

, Н(51)

По формуле (53):

По формуле (52):

Выбираем колодочный тормоз с приводом от электрогидравлического толкателя /2/ ТКГ-600М

Тормозной момент, , Нм5000

Тип толкателя ТКМ-160

Диаметр шкива, мм 600

3.8 Проверка электродвигателя по условиям пуска

Выбираемый электродвигатель должен удовлетворять следующим двум требованиям:

.        Мощность двигателя должна быть достаточной для обеспечения разгона механизма с заданным ускорением;

.        При работе двигателя в повторно-кратковременном режиме он не должен перегреваться.

Для обеспечения первого требования ускорение пуска груза должно лежать в определенных, указанных ниже пределах. Если ускорение окажется меньше указанных пределов, снизится производительность машин из-за слишком медленного разгона механизма. В этом случае предварительно выбранный электродвигатель нужно заменить более мощным. Если ускорение пуска груза окажется больше указанных пределов, то это существенно увеличит значения динамических нагрузок на механизм. Очевидно, выбранный электродвигатель оказался слишком мощным, и он должен быть заменен на менее мощный.

Перегрев электродвигателя вызывается слишком большими нагрузками. Допустимый предел нагрева определяется теплостойкостью изоляционного материала обмотки электродвигателя. Двигатель не будет перегреваться, если эквивалентный (среднеквадратичный) момент на валу двигателя, учитывающий переменный режим нагрузки, не превосходит нормального момента двигателя.

Проверочный расчет, удовлетворяющий первому требованию, носит название расчета по времени пуска. Он сводится к проверке условия для кранов общепромышленного назначения ,

где  - действительное ускорение пуска груза; оно определяется по формуле:

 (52)

Формула ориентирует на наличие равноускоренного движения, которое предполагается при разгоне механизма подъема груза.

Время пуска подсчитывается по формуле:

= (53)

где - статический момент на валу двигателя.

где ()I==15+28,6= 43,5 кг·м²- суммарный момент инерции вращающихся деталей, насаженных на первый вал - вал двигателя;

k =1,11,2 - коэффициент, учитывающий инерцию остальных вращающихся деталей передаточного механизма;

 - средний пусковой момент электродвигателя.

=, (55)

где  - номинальный момент двигателя.

 (56)

φ_м - кратность по максимальному моменту

 (57)

=

 - условие выполняется

Т. к. мощность выбранного двигателя больше расчетной, то проверка двигателя на нагрев не выполняется.

4. РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ТЕЛЕЖКИ КРАНА

.1 Исходные данные

Грузоподъёмность, Q, т - 32

Скорость передвижения тележки, v_тел, м/мин - 72

Пролет тележки, L_тел, мм - 4000

4.2    Выбор ходового колеса тележки

Масса тележки без грейфера =18 т.

Находим максимальную нагрузку на ходовое колесо тележки.

Н (58)

Из /2/ выбираем двухребордное ходовое колесо с цилиндрическим ободом катания; диаметр колеса D_к = 400 мм, максимальная статическая нагрузка [F_max] до 150 кН.

4.3    Определение сопротивления передвижению тележки

Общее сопротивление передвижению грузовой тележки:

= W_к + W_в + W_у, (59)

где W_к - сопротивление от трения в ходовой части, Н;

W_в - сопротивление от ветровой нагрузки, Н;

W_у - сопротивление от уклона пути, Н.

 (60)

где k_р = 1,5 - коэффициент трения реборд колёс о головку рельса, /2/;

m_об - общая масса тележки с грузом;

μ = 0,4 мм = 0,0004 м - коэффициент трения качения колеса по рельсу, /2/;

f = 0,015- коэффициент трения в подшипниках ходовых колёс, /2/;

d - диаметр цапфы вала колеса.

d = 0,25·D_к = 0,25·400 = 0,1 м (61)

Н

Ветровая нагрузка на тележку с грузом определяется:

W_в = W_в.т.+W_в.гр, (62)

где W_в.т. и W_в.гр. - соответственно ветровые нагрузки на тележку и груз в отдельности.

В общем случае:

W_в = q·k·c·n·A, (63)

гдеq = 125 Па - динамическое давление ветра на высоте 10м;

k - коэффициент, учитывающий высоту расположения конструкции, принимается для тележки k = 1.0625, для груза k = 1;

с - коэффициент аэродинамического сопротивления, принимаем по рекомендации с = 1.2;