Подьемно транспортные устройства

            Федеральное агенство по образованию РФ

ГОУ ВПО  «Сибирский государственный технологический университет» 
 
 

Факультет: Механический

Кафедра: Механики 
 
 
 
 
 
 

РАСЧЕТНО  ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ  МЕХАНИЗМА ПОДЬЕМА ГРУЗА БЕСКОНСОЛЬНОГО КОЗЛОВОГО КРАНА

Рисунок 14  вариант 1 
 
 
 
 

      Разработчик: студент гр. 92-03

 

      _________ Никулин Е.М.

         (подпись)

      _______________________

                              (дата) 

      Руководитель:  

      ___________ Артищьева Н.А.

          (подпись) 

      _______________________

                     (оценка, дата) 
 

Красноярск 2008

ЗАДАНИЕ

Тема: “Проектирование механизма подьема груза бесконсольного козлового крана (аналог ПТ-62)”

 

Согласно рисунку-14 и варианту-1 принимаю следующие исходные данные. 

Грузоподъемность: 30 т

Высота  подъема груза: 8 м

Скорость  подъема груза: 6х6

Число управляемых колес: 0,2 м/с

Грузозахватное  устройство: крюковая подвеска

Режим работы механизма: 25% 

Рисунок 1. Схема механизма.

 

Содержание 
 

 

ВВЕДЕНИЕ 

    В современных условиях поточного  и автоматизированного производства значение подъемно-транспортных машин  качественно изменилось. Они вышли  за рамки своего первоначального  назначения – вспомогательного оборудования для механизации трудоемких процессов производства – и являются связующими звеньями в технологической цепи, обеспечивающими непрерывность производства, основным регулятором поточного производства, ограниченной частью технологических процессов, определяющих ритм и производительность основного оборудования предприятия. Подъемно-транспортные устройства являются основой комплексной механизации и автоматизации производственных процессов. От правильного выбора наиболее рациональных машин зависит высокопродуктивная работа всего предприятия.

      Грузоподъемные машины - высокоэффективное средство комплексной механизации и автоматизации подъемно-транспортных, погрузочно-разгрузочных и складских работ. Применение таких машин уменьшает объем использования тяжелых ручных операций и способствует резкому повышению производительности труда.

    Конструкция подъемно-транспортных машин непрерывно совершенствуется, в связи, с чем  возникают новые задачи по расчету, проектированию, исследованию и выбору оптимальных параметров машин, обеспечивающих высокие технико-экономические показатели и качество машин.

    В данной работе был рассчитан и  спроектирован механизм подъема  бесконсольного козлового крана, были рассчитаны параметры барабана, выбран канат, подобраны двигатель и редуктор, подобрана крюковая подвеска, выбран тормоз.  

 

1. ВЫБОР ПОЛИСПАСТА 

    Полиспаст- это система подвижных и неподвижных блоков огибаемых гибкой связью  (цепь, канат, трос) и предназначенных для выигрыша либо в силе либо в скорости. 

    Выбор полиспаста произвожу согласно заданной грузоподъемности. Т.к. по заданию полиспаст сдвоенный то грузоподъемность равна 30/2=15т. На основании  технико-экономических расчетов и практического опыта принимаю рекомендуемую кратность полиспаста Uп=3.

    

 
 
 

    Рисунок 1.1. Канатная схема со сдвоенным полиспастом прямого действия. 

    Расчет  коэффициента полезного действия полиспаста. 

     , где                                        (1) 

- КПД блока. Принимаю  

 
2. РАСЧЕТ КАНАТА 

    Расчет  канатов по нормам Госгортехнадзора сводится к определению максимального  натяжения и разрывного усилия, по которым выбирают тип и размеры  каната.

    

    

    Расчет  усилия в канате набегающего на барабан: 

, где                                        (2) 

-  общее КПД. ;

- число полиспастов;

- грузоподъемность;

    

 

    Расчет  разрывного усилия в канате при максимальной нагрузке: 

     , где                                          (3) 

- коэффициент  зависящий от режима работы  крана. При среднем режиме принимаю  ;  

    

 

    По  рассчитанным параметрам подбираю канат по ГОСТ 3077-80, со следующими характеристиками (рис.2.1):

    Канат двойной свивки типа ЛК-0 конструкции 6х19 (1+9+9)+1 о.с.

    Маркировочная группа: 1960 МПа

    Разрывное усилие каната: 138000 Н

    Диаметр каната: 15,0 мм

    Масса 1000 м смазанного каната: 852,5 кг

    

 

    Рисунок 2.1. Подобранный канат.

 

     Рассчитываем  фактический коэффициент запаса прочности: 

                                          (4) 

    Рассчитанный  коэффициент запаса прочности соответствует режиму работы крана по заданию, значит канат подобран верно.

 

3. ВЫБОР КРЮКОВОЙ  ПОДВЕСКИ

    Крюковую  подвеску выбираю по диаметру каната, грузоподъемности и режиму работы. Выбираю крюковую подвеску со следующими характеристиками: В3=76 мм, В4=92 мм (рис.3.1).

    

 

Рисунок 3.1. Крюковая подвеска.

 

4. РАСЧЕТ БАРАБАНА 

    Диаметр барабана определяется из условий долговечности  в зависимости от диаметра каната, типа механизма и режима работы: 

     , где                                                (5) 

е – коэффициент  зависящий от режима работы и типа механизма. Согласно заданию принимаю е=25. 

 мм 

    Расчетный диаметр барабана увеличиваем на 50-150 мм для обеспечения долговечности  и надежности работы барабана. Окончательно принимаю мм. 

    Длина нарезанной части барабана, характеризующая  его канатоемкость, зависит от длины  наматываемого каната, определяемого  высотой подъема груза, диаметром  барабана и числом ветвей полиспаста. Длина каната навиваемого на барабан: 

     , где                                (6) 

- высота подъема груза;

- число витков каната для  запаса, согласно нормам принимаю  ;

- число прижимных витков, принимаю  ; 

 м 

    На  рисунке 4.1. показан вариант установки барабана для сдвоенного полиспаста с двумя внешними опорами и зубчатым венцом, где: 

-  длина барабана предназначенная  для:

1) крепления  концов каната на барабане;

2) крепления  барабана на станке при его  изготовлении;

 - длина нарезной части. Предназначена для обеспечения компактной и надежной укладки каната на поверхности барабана, и исключения его смещение в осевом направлении;

- длина ненарезной части. 

    На  рисунке 4.2. показан вид нарезной части барабана.

Рисунок 4.1. Установка барабана. 

 

Рисунок 4.2. Нарезная часть барабана. 

    Длина нарезного участка: 

     , где                                            (7) 

t – шаг нарезки (рисунок 4.2) принимаю исходя из диаметра каната t=0,017 м; 

м 

    Полная  длина барабана при сдвоенных  полиспастах: 

     , где                                       (8)

     м                                     (9)

     м                                     (10)

    

м 
 
 
 
 

    Толщину стенки барабана определяют из условий сжатия, учитывая что он нагружен равномерно распределенной нагрузкой вследствие огибания его натянутым канатом силой F_max. 

     , где                                              (11)

    

    

- допустимое  напряжение на сжатие; 

, где                                            (12) 

- предел  прочности материала. Принимаю  барабан выполненный из чугуна  марки СЧ28 ГОСТ 1412-70, . 

 мм 

    Предварительная толщина стенки барабана определяется по эмпирическим формулам. Для материала чугун: 

, где                                      (13) 

 - диаметр барабана по дну канавки;