Проект мачтового крана

Реферат

 

Курсовой проект содержит 28 листов текстового документа, на которых размещено описание расчётов механизма, подъема груза.

Также в пояснительной записке приведено 11 рисунков, 6 таблиц. В конце пояснительной записки приведено заключение, список использованных источников и приложение.

Цель работы: провести расчет механизма подъёма груза мачтово-стрелового  крана, удовлетворяющий начальным параметрам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

Введение	4
1. Курсовое проектирование по ПТМ 4	5
1.1 Краткое описание крана	5
1.2 Грузоподъемность, годовая производительность, временной ресурс машины	8
1.3 Схема запасовки каната и скорость его движения	9
1.4 Определение КПД полиспаста	10
1.5 Кинетическая схема механизма подъема груза	10
1.6 Расчет рабочего органа машины	11
1.7 Подбор двигателя	15
1.8 Подбор редуктора	16
1.9 Выбор и расчет муфт	19
1.10 Выбор тормоза	20
1.11 Расчет диаметров выходных концов валов и шпоночных соединений	21
1.12 Подбор подшипников для вала барабана	24
1.13 Проверка работы механизма подъема груза крана в режиме неустановившегося движения	25
1.14 Компоновка механизма подъема груза	26
1.15 Технический надзор и техника безопасности при работе крана	26
Заключение………………………………………………………………..	27
Библиографический список……………………………………………..	28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

    Механизация и автоматизация производственных процессов требуют всемерного расширения областей эффективного применения различных грузоподъёмных и транспортирующих машин и механизмов. Широкое использование их способствует механизации трудоёмких и тяжёлых работ, удешевлению стоимости производства, улучшению использования кубатуры производственных зданий, сокращению путей движения грузов в технологической цепи производства и на складах, решению социальных задач, связанных с улучшением условий труда.

    За последние годы на предприятиях лесной и деревообрабатывающей промышленности механизированы основные лесозаготовительные операции, появились новые комплексы и системы машин. Высокая эффективность технологических машин для лесозаготовок и лесосплава обеспечивается тем, что цепь производства связана современной системой подъёмных и транспортирующих машин и механизмов. В ряде случаев подъёмно-транспортные машины составляют одну из основных частей производственного оборудования. Например, в лесозаготовительной промышленности валочные машины оснащены крановым манипулятором, сплоточные машины имеют развитую транспортирующую систему для перемещения брёвен, в деревообрабатывающей промышленности подъёмно-транспортные машины играют первостепенную роль в механизации складов сырья этих производств, в оснащении межстаночных транспортных связей на сборочных и отделочных операциях, при обслуживании сушильного хозяйства и т.д.

     Мачтово-стреловые краны применяют для навесной и полунавесной сборки мостов и эстакад, для монтажа объектов с небольшой в плане площадью, а также для обслуживания складов.

    

 

 

 

 

 

 

 

 

        1. Курсовое проектирование по ПТМ

1.1 Краткое описание крана

 

Мачтово-стреловые краны применяются для монтажных работ в промышленном и гидротехническом строительстве, на сборке пролетных строений мостов и путепроводов. погрузочно-разгрузочных работах, а также на складах и используют для подачи строительных материалов на сооружаемых объектах.

       В зависимости от способа закрепления мачты жесткими подкосами или вантами мачтово-стреловые краны разделяются на жестконогие, неполноповоротные и Байтовые, имеющие, как правило, полноповоротные стрелы.

По грузоподъемности мачтово-стреловые краны делятся на легкие - грузоподъемностью до 5 тс, средние - до 5-15 тс и тяжелые - до 15-60 тс.

Рисунок 1- Стационарные мачтово-стреловые краны: 
а - вантовый;  б - жестконогий  подносный;  1 - шаровая  опора;  2 - горизонтальные  балки; 3 - подкосы; 4 - мачта; 5 -стрела; 6-стреловой полиспаст; 7-грузовой полиспаст; 8-ванты.

 

 

          Вантовые мачтово-стреловые краны (рис.1,а) выпускаются грузоподъемностью свыше 40 тс. Решетчатая мачта 4 внизу опирается на шаровую опору 1, а вверху удерживается вантами (растяжками) 8. Ванты крепятся к втулке-пауку мачты и к якорям, установленным на поверхности земли. Стрела 5 шарнирно присоединена у пяты мачты и подвешена на стрелоподъемном полиспасте 6.

В опорном шарнире мачты вантового крана сосредоточивается нагрузка от веса поднимаемого груза, веса конструкций крана и натяжений вант. При этой нагрузке (суммарно до 100 г у 40-тонных вантовых кранов) легкий поворот мачты крана со стрелой обеспечивается ее конструкцией.

Конструкция опорного шарнира допускает перекос мачты, возникающий вследствие неравномерного натяжения вант при подъеме и повороте стрелы с грузом, и этим значительно разгружает мачту от изгибающих сил.

Машинное отделение крана размещается недалеко от мачты в отдельном помещении. Кран управляется одной многобарабанной или четырьмя однобарабанными лебедками. Канаты - грузоподъемный и стреловой - от лебедок через направляющие блоки и отверстие в шаровой опоре проходят к верхней части стрелы. Безопасная работа вантового мачтово-стрелового крана обеспечивается только при надежном креплении якорей и равномерном натяжении вант.

Якоря делают бетонные или деревянные (свайные или горизонтальные).

Вант должно быть не меньше четырех; при четырех вантах каждая из них рассчитывается на полное усилие.

Жестконогий мачтово-стреловый кран (рис.1,б) состоит из мачты 4, жестко опирающейся внизу на пяту 1. К последней прикрепляются две горизонтальные балки2. Мачта и горизонтальные балки соединены подкосами 3. В нижней части мачты шарнирно укреплена стрела 5, подвешенная на стреловом полиспасте 6. Груз поднимается полиспастом 7. 

 

Угол поворота стрелы у подкосных мачтово-стреловых кранов не превышает 270°.

    Преимущество  мачтово-стрелового вантового крана  заключается в простоте и надежности  конструкции, недостаток — в невозможности перемещения по фронту работ.

    Грузоподъемность  вантовых кранов обычно составляет 25---60 т, вылет стрелы до 30 м, угол  поворота 360°.

   При эксплуатации  вантовых кранов необходимо следить  за состоянием якоря и канатных  оттяжек, исправностью тормозов, правильностью укладки грузового, стрелового канатов и пр. Конструкция крана должна быть надежно заземлена.

 

Исходные данные для проектирования механизма подъема мачтово-стрелового крана:

 

F = 25 кН – вес груза,

12 м/мин – скорость подъема груза,

Н = 19 м – высота подъема груза,

С – режим работы легкий.

 

 

1.2 Грузоподъемность, годовая производительность, временной ресурс машины

 

 

    Грузоподъемность устанавливается по формуле:

 (1.1)

где - максимальная масса поднимаемого груза,

- масса грузозахватного устройства.

 При применении крюковой  подвески массой последней можно    пренебречь

 (1.2)

Тогда грузоподъемность:

Часовая производительность определяется формулой:

 (1.3)

где  К - коэффициент нагружения,

- продолжительность цикла, .

Таблица 1 – Классы нагружения крановых механизмов

 

Класс нагружения	Коэффициент нагружения, К	Качественная характеристика класса нагружения
В1	До 0,125	Работа при малых нагрузках, номинальная нагрузка в редких случаях
В2	0,125-0,25	Работа при средних и номинальных нагрузках
В3	0,25-0,5	Работа при номинальных и близких к номинальным нагрузкам
В4	0,5-1	Постоянная работа при номинальных и близким к номинальным нагрузкам

 

    По  таблице 1.1 находим: класс нагружения В2, коэффициент     нагружения К = 0,2.

 

 

Определим временной ресурс машины:

 (1.4)

где - коэффициент годового использования механизма, ,

- коэффициент суточного использования механизма, ,

лет – срок работы машины, принимаем .

ПВ% = 25% для режима работы С.

 

 

Определим годовую производительность машины:

 (1.5)

1.3 Схема запасовки каната и скорость его движения

 

Для выигрыша в силе при подъеме груза применяют полиспасты

Выбираем кратность полиспаста = 3  и  вид барабана – одинарный.

 

Рисунок 2 – Схема запасовки каната

 

 

1.4 Определение КПД полиспаста

 

КПД полиспаста определяют с учетом конструкции опор блоков по формуле:

 (1.6)

где = 0,99 - КПД одного блока на подшипниках качения.

.

 

1.5 Кинетическая схема механизма подъема груза

 

 

При составлении кинематической схемы механизма используем блок-схему, которая для канатного механизма подъема груза должна содержать: двигатель, как источник энергии, тормоз, рабочий орган (например, барабанно-полиспастный механизм), передачу между двигателем и рабочим органом для понижения частоты вращения двигателя и увеличения крутящего момента на рабочем органе. Реверсирование движения осуществляют обычно самим двигателем.

Рисунок 3 - Блок – схема механизма подъема.

 

 

Рисунок 4 – Механизм подъема груза:

1 – электродвигатель; 2 – муфта с электротормозом; 3 – редуктор;

4 – барабан лебёдки.

 

 

 

1.6 Расчет рабочего органа машины

 

 

Максимальные расчетные усилия в ветви каната, навиваемой на барабан, определяется по формуле:

,           (1.7)

где - масса поднимаемого груза, в том числе и масса грузозахватных механизмов или устройств, кг;

- ускорение свободного падения.

Таблица 2 - Массы крюковой подвески и грейфера

Грузоподъемность, кг	500	1000	5000	10000	16000	20000
Масса крюковой подвески, кг	50	80	140	220	310	400
Масса грейфера, кг	-	-	1850	3700	6000	9000

 

     Массу крюковой подвески принимаю 140 кг:

тогда Q = 2500+ 140 = 2640 кг.

 

 

 

a) Выбор типа и диаметра каната, крюка и крюковой подвески

 

Тип и диаметр каната, согласно рекомендациям Гостехнадзора, выбираем по величине разрывного усилия FP.

 

                                     

                                                                   (1.8)

 

где КК– коэффициент запаса прочности .

Таблица  3 – Запасы прочности и тормозного момента грузоподъемных машин

 

Устройство	Режим работы	Запас прочности		Коэффициент запаса тормозного момента,
Кран	Л С Т, ВТ	5 5,5 6	20  25 30-35	1,5 1,75 2-2,5

 

Для режима С получаем КК = 5,5.

 

Выбираем канат двойной свивки типа ЛК-Р конструкции о.с. по ГОСТ 2688-80 с органическим сердечником, диаметр каната dk = 9,9 мм, имеющий при маркировочной группе 1764 МПа разрывное усилие