Курсовая работа: Расчет грузоподъемных машин

5.1.4 Прочность сварного шва

где - катет шва; принимаем  .

5.1.5 Долговечность опор

Проверяем для опоры В, т.к. этот подшипник вращается[54].

Частота вращения[55] барабана

, мин-1

Требуемая динамическая грузоподъемность

 кН

где - см. п. 3.4.

5.1.6 Крепление конца каната

Выполняем прижимной планкой с полукруглой канавкой [2, табл. 8] для каната диаметром  мм. Планка крепится винтом М из стали ( МПа.)

Натяжение каната в месте крепления[56]

 ,

где - коэффициент трения между канатом и барабаном, - угол обхвата барабана неприкосновенными витками; принимаем  ,  [1, с.63].

Сила затяжки винта

,

где - число болтов в креплении, - коэффициент трения между канатом и планкой, - угол обхвата барабана витком крепления каната; принимаем[57]  , , [1, с.63].

Сила, изгибающая винт,

Суммарное напряжение в каждом винте[58]

,

где - коэффициент надежности крепления, - расстояние от головки винта до барабана, - внутренний диаметр резьбы винта; принимаем , мм, .

5.2 Литой барабан

Изготавливаем из серого чугуна ГОСТ (табл. П.4) с пределом прочности сжатия  МПа.

Толщина стенки из расчета на сжатие

,

где - допускаемое напряжение; для чугуна .

Толщина[59] стенки из условия технологии изготовления литых барабанов

Принимаем[60]  мм [3].

5.2.1 Эскизная компановка[61] (рис. ).

По диаметру расточки  мм (табл.П.9) выходного вала редуктора[62] выбираем[63] :  ,  ,  ,  мм,  ,  кН. Совмещаем на общей оси  середину подшипника, зубчатого венца 1 вала редуктора и венца 2 барабана [2, табл.13].

Основные размеры[64]

принимаем  мм.

Из компоновки  , = ,  ,  ,  мм.

5.2.2 Прочность барабана

Рассматриваем барабан как балочку на шарнирно-подвижных опорах А и В, расположенных по середине ступиц барабана.

Реакции опор

 

Проверка

Изгибающие моменты

Крутящие моменты

Эквивалентные моменты

Эквивалентное напряжение[65] в стенке

 ,

где - эквивалентный момент сопротивления поперечного сечения барабана изгибу

 ,

где

5.2.3 Прочность оси

Для изготовления принимаем сталь ГОСТ с пределом текучести  МПа [ ].

Реакции опор

Проверка

Изгибающие моменты

Расчетное напряжение[66]

т ,

где - диаметр оси.

МЕХАНИЗМ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ТЕЛЕЖКИ

Последовательность расчета

1.  Выбор схемы механизма, ее описание.

2.  Выбор массы тележки, ходовых колес и определение сопротивления передвижению.

3.  Выбор электродвигателя, редуктора, муфт, тормоза.

4.  Проверка двигателя на пусковой режим и устойчивость процесса пуска.

5.  Проверка двигателя на нагрев.

6.  Расчет ходовых колес.

Если по условиям пуска получаются неприемлемые время пуска и ускорение, принять более мощный двигатель, проверить пригодность ранее принятых редуктора (по и ) и тормоза (по ).

Методика расчета

Задано: грузоподъемность  (т), скорость передвижения (), режим работы.

1.  Схема[67] механизма (рис.4).

Электродвигатель через муфту соединен с вертикальным редуктором ВК. Выходной вал редуктора муфтами и промежуточными валами соединен с ходовыми колесами.

2.  Сопротивление передвижению

Масса тележки [1. с. 13].

Наибольшая нагрузка на одно колесо

где - количество колес тележки; принимаем = 4.

Выбираем[68] [1, табл.III.2.3] при заданной скорости передвижения   и режиме работы колесо : диаметр  мм, допускаемая нагрузка  кН, тип рельса . В опорах колеса установлены подшипники[69] (табл.П.10) с внутренним диаметром  мм; диаметр реборд  мм (табл.П.10).

Сопротивление передвижению с номинальным грузом

, кН,

где - коэффициент трения в опорах колеса, - коэффициент трения качения колеса по рельсу, - коэффициент, учитывающий трение реборд о рельс, - уклон пути; принимаем  [1, с.33],  мм при  мм и рельсе[70] с головкой [1, табл.1.28],  при подшипниках качения [1, с.33],  [1, табл. 2.10].

3.  Выбор элементов привода

3.1 Электродвигатель

Статическая мощность привода

, кВт ,

где - КПД механизма передвижения; принимаем [1, табл. 1.18]. Выбираем[71] [1, табл.ІІІ.3.5] двигатель : номинальная мощность при ПВ = %  кВт, частота вращения  мин-1, максимальный (пусковой) момент  , момент инерции редуктора  , мощность при ПВ = 25%  кВт, диаметр вала  , высота центров  мм [1, табл. ІІІ.3.6].

Условное обозначение: [1, с.38].

3.2. Редуктор

Частота вращения ходовых колес

, мин-1

Передаточное отношение привода

Минимально возможное суммарное межосевое расстояние редуктора

Выбираем[72] [ ] редуктор : передающая мощность  кВт при режиме работы, частота вращения  мин-1. передаточное число , диаметр входного вала  мм [ ], диаметр выходного вала мм [ ].

Фактическая скорость передвижения

,

3.3 Муфта на быстроходном валу

Номинальный момент на валу

Расчетный момент

 ,

где - коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма, - коэффициент, учитывающий режим работы; принимаем [1, табл.1.35] , .

Выбираем[73] муфту [ ]: номинальный момент  , момент инерции  , диаметр отверстий  и  мм.

3.4 Муфта на тихоходном валу

Расчетный момент

,

где - момент на валу редуктора.

,

где - КПД редуктора; принимаем . [1, табл. 1.18]

Выбираем муфту [ ] ;  , , ,  мм.

3.5 Тормоз

Максимально допустимое замедление при движении тележки без груза

где - число приводимых колес, - коэффициент сцепления ходовых колес с рельсами; принимаем ,  [1, с.33].

Время торможения

Сопротивление[74] передвижению тележки без груза при торможении

Тормозной момент при движении без груза

Выбираем[75] тормоз с тормозным моментом  , который следует отрегулировать до .

Рекомендуемая длина пути торможения  [1, табл. 1.23],

где .

Фактическая длина пути торможения

4.  Проверка пускового режима двигателя

Максимально допустимое ускорение при пуске

где - минимально допустимое значение коэффициента запаса сцепления; принимаем  [1, табл. 1.27].

Наименьшее допускаемое время пуска

Средний пусковой момент двигателя

где - минимальная кратность пускового момента; принимаем = [1, с.35].

Сопротивление передвижению при работе без груза

Статический момент при работе без груза

Момент инерции вращающихся масс привода

Фактическое время[76] пуска при работе без груза

Фактическое ускорение[77] при пуске и работе без груза

Фактический запас[78] сцепления приводных колес с рельсами при работе без груза

5.  Проверка[79] двигателя на нагрев

Статический момент на валу двигателя при номинальной нагрузке

Коэффициент перегрузки двигателя

Перегрузочная способность двигателя

Момент инерции движущихся масс, приведенный к валу двигателя

Время пуска

где - относительное время пуска[80]; принимаем при  и  [ ],  .

Среднее время рабочей операции

,

где - средний путь[81] передвижения тележки.

Расчетный коэффициент .

Эквивалентная по нагреву мощность[82] при ПВ = 25%.

где - коэффициент, учитывающий относительную продолжительность включения, - коэффициент[83] влияния пускового момента на эквивалентную мощность; принимаем  [1, табл. 1.32] при режиме работы,  при  [1, рис. 1.6, кривая ].

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6