Спроектировать тележку мостового крана

Редукторы серий ВК, ВКУ-М (вертикальный крановый модернизированный) крепятся на приваренный к раме тележки вертикальной плите (рис. 16). Они имеют два хвостовика тихоходного вала и чаще всего применяются в центрально расположенных приводах механизма передвижения. Редукторы ВКУ-М по схеме сборки также могут устанавливаться в приводах тележки.Рис.16 Вертикальный редукторВычисляем расчетную частоту вращения колес тележкиРасчетное передаточное число редуктораПринимаем по табл. 16 вертикальный редуктор типа ВК-475-29,06, передаваемая мощность Р=6,5 кВт, при ПВ 25 %, up=29,06 с двумя цилиндрическими хвостовиками тихоходного вала dТ=65 мм и быстроходным dБ=40 мм.Таблица 16Допускаемая частота вращения быстроходного вала nб=1000 мин-1. Фактическая частота вращения приводных колес составитФактическая скорость передвижения тележкиОтклонениеЧто вполне удовлетворительно.2.6. Выбор тормоза и муфтСогласно Правилам тормоза на механизмах передвижения кранов и их грузовых тележек устанавливается, если кран предназначен для работы:- под открытым небом или в незащищенном от ветра месте;- в помещении, где кран передвигается по наземному рельсовому пути;- в помещении на надземном рельсовом пути со скоростью передвижения свыше 0,53 м/с.Для предварительного выбора тормоза вычисляем расчетный тормозной момент для незагруженной тележки в предположении, что трение в ребордах отсутствует, тележка движется под уклон с замедлением а=0,2 м/с2.Моменты сопротивлений приводятся к ведущему валу редуктора, на котором установлен тормоз:Значения составляющих сопротивлений при перемещении тележки с грузом приведены выше. Для незагруженной тележки весом GТ они равны:- трения ;- инерции ;- уклона .Расчетный тормозной момент с учетом запаса согласно Правилам кТ = 1,5:Принимаем тормоз типа ТКГ-160 с гидротолкателем (табл. 8), у которого тормозной момент регулируется в пределах (100…30) Н∙м с последующим уточнением величины тормозного момента в проверочном расчете.Для соединения валов двигателя промежуточного вала и редуктора применяем упругую втулочно-пальцевую муфту типа МУВП с диаметром отверстия по валу электродвигателя dэд=28 мм.Моменты инерции: Муфты МУВП IМП=0,017 кг∙м2; муфты с тормозным шкивом диаметром 160 мм IМТ=0,057 кг∙м2.2.7. Условие сборки механизмаПосле предварительного выбора всех элементов кинематической цепи механизма и до выполнения проверочных расчетов следует удостовериться в соответствии принятого редуктора по части компоновки механизма передвижения в вертикальной плоскости (рис. 17).Компоновка базируется на суммарном межосевом расстоянии А вертикального редуктора. Горизонтальный лист (площадка) рамы толщиной δ = 8…10 мм делит величину А на два участка, к размерам которым предъявляются следующие требования:− расстояние (зазор) между низом площадки и ребордами колес должно быть а ≥ 50 мм во избежание их касания и в соответствии с опытом конструирования;− расстояние между верхом площадки и осью быстроходного вала должна быть достаточной для установки электродвигателя и тормоза с учетом того, что они монтируются на платиках минимальной высотой hпл=20 ммРис. 17 Вертикальная плоскостьВыполним проверку условия сборки элементов механизма передвижения тележки в вертикальной плоскостигде - радиус колеса по ребордам, для принятого колеса тележки диаметром Dк = 320 мм;h - высоты осей: электродвигателя МТF-012-6 hэд =112 мм, тормоза ТКГ-160 hт =110 мм; принимаем большее значение h=hэд.А = 475 мм – суммарное межосевое расстояние принятого редуктора ВК-475-29,06.Тогда 180+112+80=372 < 475 мм.Условие сборки выполняется.2.8. Проверочные расчеты2.8.1 Коэффициент сцепления при пускеОпределяем коэффициент сцепления незагруженной тележки, а также ее время пуска.Приведенный момент инерциигде угловая скорость двигателяМомент инерции вращающихся массСтатическое сопротивление при движении незагруженной тележки по уклону и отсутствии трения в ребордах колесСтатический момент на валу двигателягде η'м=0,7- КПД механизма передвижения для незагруженной тележки.Время пуска тележки без грузаОпределяем коэффициент сцепления приводных колес с рельсами с подстановкой величины tп.хУсловие выполнено.Вычисляем время пуска тележки с номинальным грузомПриведенный момент инерцииСтатическое сопротивление с учетом уклона путиСтатический моментВремя пускаускорение при этомчто можно признать удовлетворительным. Перерасчета величины пускового момента не требуется.2.8.2 Расчет ходовых колесВыполняется проверочный расчет в соответствии с ОСТ 24.090.44-82 «Колеса крановые. Выбор и расчет». Он сводится к определению напряжений в зоне линейного или точечного контакта колеса и рельса и сравнению их с допускаемым.Выполняем проверку предварительно выбранных ходовых колес по контактным напряжениям. Принимаем материал колес: сталь 65Г с закалкой до НВ 300. Диаметр Dk = 320 мм, подтележечные рельсы типа Р43 с радиусом закругления головки R = 300 мм.Допускаемое контактное напряжениегде - допускаемое контактное напряжение для материала колеса при базовом количестве оборотов (N ≤ 104) за срок службы; - приведенное число оборотов колеса с учетом его скорости и действующих нагрузок;по таблице 17 принимаем значение.Таблица 17гдеРmax вычислена при предварительном выборе колес.час при режиме работы М6. - усредненная скорость передвижения колеса,для режима М6 β = 0,9; Допускаемое контактное напряжениеЕсли рельс с выпуклой головкой, то расчетное рабочее контактное напряжение определяется по формуле и сравнивается с допускаемым:где к - коэффициент, учитывающий отношение радиуса закругления головки рельса к диаметру колеса, при R/Dк = 300/320 = 0,9, к = 0,123;к1 = 1,05 – коэффициент учета касательных напряжений при боковом смещении колеса;кд = 1 + а vф – коэффициент учета динамических нагрузок от неровностей пути; а – 0,15 при установке рельсов на главных балках моста крана;кд = 1 + 0,15·0,48 = 1,072.Так как σ < [σN], то принятое ходовое колесо пригодно к эксплуатации.3. Компоновка тележки3.1. Порядок компоновки в планеВыполняем компоновку грузовой тележки с кратностью полиспаста u = 2.Согласно рис. 18 изображаем в масштабе 1:10 грузовой барабан: длина Lб = 1360 мм, диаметр по центрам каната Dб = 418 мм и на расстоянии m = 50 мм редуктор Ц3У – 355М, ширина В = 435 мм. Центр барабана точку О принимаем за условный центр тяжести рамы с механизмами.Расстояние между продольной осью редуктора и центром барабана: мм.Так как для тележки Q = 12,5 т принята стандартная рельсовая колея LТ = 2000 мм, то смещаем левую ось подтележечного рельса от оси редуктора на расстояние 0,5LТ от оси у (рис. 19) и симметрично наносим ось правого рельса.Далее обозначаются:- проем на раме тележки r = 80 мм для прохода канатов барабана (рис. 19);- быстроходный вал длиной lб =0,6·Lб = 0,6∙1360 = 816 мм с тормозом, муфтой и электродвигателем.- ограждение (кожух) быстроходного вала (рис.19);- уравнительный блок для четной кратности полиспаста на расстоянии ≈ 80 мм от барабана (в плане); оси барабана и блока перпендикулярны.Механизм передвижения тележки согласно принятой кинематической схемы выполняем с центрально расположенным вертикальным редуктором.Устанавливаем (рис. 20) редуктор ВК – 475 (ширина В = 395 мм) на вертикальную плиту в нише: c = B+50 = 395 + 50 = 445 мм рамы тележки.Расстояние между осями редуктора и барабана Е = 0,5 Dб + r + t + Ho = 0,5∙418+80+180+220 = 689 мм,где t = 180 мм; Ho = 220 мм – высота по центрам редуктора.Ширина настила рамы тележки, рис. 202р = 2(s + 0,5B + 50)= 2(945+0,5∙435+50)= 2425 мм.Рис. 18 Условия компоновки редуктора и барабанаРис.19 Оси подтележечных рельсовРис. 20 Схема тележки3.2. Вертикальная плоскостьРассчитываем положение низа настила (рис. 21а) в вертикальной плоскости (вид сбоку) от оси быстроходного вала:hн = h + 30 мм = 112 + 30 = 142 мм,где h = 112 мм – высота оси вращения двигателя MTН – 111;30 мм – суммарная высота платика (min) и настила.Далее изображаем:- на суммарном межосевом расстоянии редуктора ВК –475 (А = 475 мм) буксу и ведущее колесо (рис. 5.11, б);- по контуру буксы + 10 мм – угловой вырез с привареннойполосой, выдерживая согласно Правилам зазор 20 мм (рис. 21,в) между рельсом и поддерживающей деталью;- вертикальный лист, высота которого D = 370 мм определяется построением:- ребра жесткости.Рис. 21 К расчету в вертикальной плоскостиЗаключениеВ данном проекте были произведены разработка и расчёт основных элементов механизма подъема и механизма перемещения тележки мостового крана. Расчет производился на основании критериев, обеспечивающих надёжность данного устройства на всех этапах эксплуатации.Данный кран предназначен для подъёма/опускания и перемещения строительных материалов.Библиографический список1.Расчет и конструирование крановых механизмов / Колода С.Ф., Колода А.С. – Мариуполь, «Азовье», 2011.- 345 с.2. Подъемно-транспортные машины строительной промышленности: Атлас конструкций: Учеб. пособие для технических вузов / Вайнсон А.А.. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1976. - 152 с.: ил.3. Подъемно-транспортные машины: Учеб.для машиностроит. спец. вузов/ Александров М.П. - 6-е изд., перераб. - М.:Высш. шк., 1985. - 520 с., ил.4. Курсовое проектирование грузоподъемных машин: Учеб. пособие для студентов машиностр. спец. вузов / С.А. Казак, В.Е. Дусье, Е.С. Кузнецов и др.; Под ред. С.А. Казака. - М.: Высш.шк., 1989. - 319 с.: ил.5. Подъемно-транспортные машины: Атлас конструкций: Учеб. пособие для студентов вузов / М.П. Александров, Д.Н. Решетов, Б.А. Байков и др.; Под ред. М.П. Александрова, Д.Н. Решетова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987. - 122 с.: ил.6. Справочник по кранам: В 2 т. Т.1. Характеристики материалов и нагрузок. Основы расчета кранов, их приводов и металлических конструкций / В.И. Брауде, М.М. Гохберг, И.Е. Звягин и др.; Под общ. ред. М.М. Гохберга. - М.: Машиностроение, 1988. - 536 с.: ил.7. Справочник по кранам: В 2 т. Т.2. Характеристики и конструктивные схемы кранов. Крановые механизмы, их детали и узлы. Техническая эксплуатация кранов. / В.И. Брауде, М.М. Гохберг, И.Е. Звягин и др.; Под общ. ред. М.М. Гохберга. - М.: Машиностроение, 1988. - 536 с.: ил.8. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т.2. - 5-е изд., перераб. и доп. - Машиностроение, 1978. - 559 с., ил.9.Васильев В.З. Справочные таблицы по деталям машин: в 2-х т.-Машиностроение,1966.-396с.