Модернізація механізму підйому крана КЖДЕ-25 в умовах залізничного цеху ВГМК ЗАТ „Кримський титан”

              В кранах змащуються зубчасті  зачеплення, підшипники, шарніри, канати. Із систем мащення доцільніше  застосовувати ручне індивідуальне мащення.

 

 

 

Рисунок 2,1. - Схема мащення

 

 

Таблица 2.1-Карта мащення

 

№ п/п	Точка мащення	Кількість точок	Спосіб мащення	Мастильні матеріали	Періодичність мащення
1	Підшипники  ротора електродвигуна	1	шприцом	ЦИАТИМ 203 ГОСТ8773-73	1 раз  на 3місяці
2	Гальмо	1
3	Підшипники  барабана	2
4	Підшипники  редуктора	4	прес-маслянка	ЦИАТИМ 203 ГОСТ8773-73
5	Зубчаста передача	1	Закладка вручну
6	Зачеплення  редуктора	1	заливка	АК-15 ГОСТ 1862-60	1 раз у  6місяців

 

 

2.4.Розрахунок  потужності та вибір 

електродвигуна

 

 

Вихідні дані :

Вантажопідйомність, т                                   - 25

Швидкість підойму, м/с                                 -0,15

 

Статична потужність електродвигуна, кВт:

                               ,

де  вантажопідйомність крану, кН;

     швидкість підіймання, м/с;

      ККД привода, приймаємо ;

                               кВт

 

Вважаючи, що кран не завжди працює в найскладніших  умовах обираю електродвигун  У2 з потужністю   =19.5кВт, частотою обертання об/хв.

         Проведемо перевірку електродвигуна  на нагрів.

Перевірка електродвигуна на нагрів проводиться  по середньоквадратичній потужності:

                                     ,

де   максимальний пусковий момент двигуна,

 

 

вказаний  в каталозі;

      мінімальний пусковий  момент двигуна;

                          ,

де   номінальний момент двигуна, кВт;

 

                     ,

Нм,

                      Нм,

                       Нм

Час пуску при  підійманні номінального вантажу:

                      ,

де  статичний момент на валу двигуна при підніманні номінального 

              вантажу, Нм;

    коефіцієнт впливу махових мас, /1, стор.166/;

    Нм – маховий момент електродвигуна, 

/2, табл..1.8/;

    діаметр барабана, м;

    передаточне число зубчастої передачі;

    кратність поліспасту;

   загальний ККД механізму;

                           ,

 

   ККД поліспасту;

    ККД механізму (передачі) від барабана до двигуна;

                        

                       

Фактичне  прискорення, м/с²:

                                    ,

                                    м/с²

Час устаткованого  руху при підніманні номінального вантажу  на висоту Н :

                                   ,

                                 с

Середньоквадратичний  момент, еквівалентний по нагріванню дійсному змінному навантаженню:

                             ,                            

                             Нм

Середньоквадратична потужність двигуна :

                              

                               кВт,

що  дорівнює потужності обраного двигуна, тож остаточно 

обираємо електродвигун  У2 з потужністю   =19.5кВт, частотою обертання об/хв.

2.5.Кінематичний  розрахунок привода

 

Визначимо загальне передаточне число привода :

                                           ,

де  частота обертання барабана, об/хв.;

                                           ,

                                           об/хв.                                         

                                            

Приймаю передаточне число зубчастої  передачі , тоді передаточне число редуктора 

Обираємо  стандартне передаточне число редуктора 

Визначаємо  кутові швидкості та крутні моменти  на валах привода:

Вал електродвигуна :

;                           ;

с^-1;     Нм

тихохідний вал  редуктора (або вал приводної  шестерні) :

                                  ,

с^-1              кНм

вал барабана :

                         

                             кНм

по  отриманим значенням обираю редуктор  ЦТН8-ІV-63 з крутним  моментом на тихохідному валу Т_кр=34кНм.

По  отриманому  значенню обертового моменту  на валу електродвигуна обираю  гальмо типу

ТКТ200/100 з гальмівним моментом М_Г= 0,4кНм ,  діаметром гальмівного шківа

= 200мм, ширина  мм, відхід колодки початковий-0,4мм,  максимальний – 0,6мм.

Електромагніт поворотно-клапанний коротко ходовий  змінного струму відкритого виконання  типу МО-100Б  .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.6.Розрахунок деталей на міцність

2.6.1.Розрахунок  зубчастої передачі

 

 

   Для  розрахунку передачі обираємо матеріал коліс :

Шестерні – сталь45, твердістю НВ220-260 , термообробка – поліпшення ;

Зубчастого колеса – сталь45Л, твердістю НВ207....235, термообробка – поліпшення.

Визначаємо  допустиме контактне напруження, МПа:

 

                                                                       (2.4)

 

де                                                                (2.5)

                         

тоді                              МПа

                                     МПа

для подальших розрахунків приймаємо  МПа

Визначаємо  допустимі напруження згину , МПа :

                                     ,                                     (2.6)

                                     МПа

                                     МПа

 

           Враховуючи діаметр барабана , на  якому кріпиться зубчатий вінець, конструктивно  приймаємо міжосьову відстань            

                                    мм

Модуль зачеплення , мм:

                           ,                                            (2.7)

                            мм,

так як передача відкрита необхідно збільшити отримане значення , тому

обираю  мм.

          Сумарна кількість зубців шестерні та вінця :

                                      ,                                             (2.8)

                                       

Число зубців шестерні:

                                       ,                                           (2.9)

                                       

приймаємо ,

тоді                                  ,                                       (2.10)

                                        

Визначаємо фактичне передаточне число та відхилення :

              ,           ,                              (2.11)

 

 

                            ,

Умова виконується.

Визначаємо основні  геометричні параметри передачі :

Подільний діаметр :                                                    (2.12)

               мм   ;                      мм

діаметри вершин :                                                 (2.13)

               мм ;               мм

діаметри впадин :                                               (2.14)

              мм;              мм

ширина вінця  ;                             мм

ширина шестерні  ;                    мм

         Перевіряємо контактні напруження :

                                        ,                 (2.15)

де К=436 – допоміжний коефіцієнт; 

    коефіцієнт розподілу  навантаження між зубцями, /1, стор.61/;

      коефіцієнт динамічного навантаження, залежить від обводової швидкості коліс та ступеню точності передачі;

Обводова  швидкість :

                                         ,

                                          м/с,

обираємо 8 ступінь  точності, тоді ,/1,табл..4.3/;

 

 

        -  обводове зусилля в зачепленні;

                                           ,                             (2.16)

                                          

тоді             МПа МПа

перевантаження  

Умова виконується.

Перевіряємо напруження згину :

                             ,                    (2.17)

                              ,                                (2.18)

де  коефіцієнти форми зуба,          

  ,  /1, табл..4.4/;

- коефіцієнт нерівномірності  навантаження,

           /1, стор.61/;

- коефіцієнт розподілу навантаження між зубцями,

          /1, стор.63/;

- коефіцієнт  динамічності навантаження,

          /1, стор.62/;

                     МПа МПа,

                     МПа   МПа,

умова виконується.

     

                            2.3.1. Розрахунок осі барабана

 

Обираємо  матеріал осі– сталь 40Х, твердістю  НВ-220-265

Термообробка  – поліпшення, з межею витривалості

                 МПа,  МПа

Складаємо розрахункову схему  осі та визначимо  реакції в опорах, побудуємо епюри  згинаючих моментів.

Навантаження  на вісь : F=Q/2=250/2=125кН

 

 

Рисунок 2.2-Ескіз  та розрахункова схема осі

 

                                                         (2.20)

Умова перевірки :                               (2.21)

125+125-125-125=0

умова виконується.

Будуємо епюру  згинаючих моментів :

                                                               (2.22)

Визначимо геометричні параметри осі з  умови міцності при згині:

,                                                         (2.23)

де  МПа – допустиме напруження згину;

мм

обираю d=180мм  - діаметр осі під підшипники;

діаметр осі під маточину мм

Коефіцієнт  запасу міцності :

                                                                           (2.24)

де  - межа витривалості в перетині , що розглядається;

                                                                        (2.25)

 

 

де  - коефіцієнти концентрації напруження в перетині;

     - нормальне напруження в перетині;

 

Розглянемо  перетин А-А:  діаметр валу  d= 190мм, концентрація напружень зумовлена  посадкою з гарантованим натягом,

коефіцієнти концентрації, /4, табл.11.2/;

Для обраного матеріалу валу межа витривалості  гладеньких зразків  МПа, /4, табл.3.4/, тоді межа витривалості в перетині:

                                  МПа

                                  

Нормальне напруження в перетині :

                                    ,                                           (2.26)

де  М_А-А- згинаючий момент в перетині, Нмм;

де  осьовий момент опору, мм³;

 

                                    ,                                           (2.27)

                                   мм³

                                                    МПа,

 

Коефіцієнти запасу міцності :

                                

                                 

Умова міцності виконується.

 

   

 

2.4.Вибір та  розрахунок підшипників

 

 

                Попередньо обираю підшипники   радіальні роликові сферичні двохрядні легкої широкої серії: