Дипломная работа: Мостовой кран

Предварительное значение к. п. д, механизма примем равным hпр= 0,85. По формуле Nст.max = Gv/hпр = 2061,92 * 0,037 / 0,85 = 89,75 кВт. Выбираем серию МТН, отличающуюся высоким классом нагревостойкости изоляции.

С учетом коэффициента использования мощности Nдв = k Nст.max = (0,7...0,8) 89,75 = 62,8... 71,8 кВт. Выбираем двигатель типа МТН 612-10 ГОСТ 185-70, имеющий параметры : N = 70 кВт; ПВ = 25%; nдв= 560 об/мин; Jр.дв.= 5,25 кг м2; dв.дв. = 90 мм; mдв = 1070 кг.

Выбор передачи.

Частота вращения барабана равна :

nб = vuп/pDб = 0,037*60*8/3,142*0,8 = 7,07 об/мин.

Требуемое передаточное число лебедки Uл.тр=nдв/nб=560/7,07=79,21.Примем передаточное число открытой передачи uот = 4. Требуемое передаточное число редуктора : uр.тр.= Uл.тр/uот = 79.21/ 4 = 19,8

Определим расчетный эквивалентный момент на тихоходном валу редуктора. Принимаем класс нагружения механизма В1. Ему при заданной группе режима работы 3М соответствует класс использования А4 ( табл.). По таблице находим значение коэффициента нагружения k = 0,25. Значение коэффициента kQ вычисляем по формуле kQ = ( k)1/3 = 0,63. По табличным значениям находим tмаш = 12500 ч.Частота вращения тихоходного вала редуктора должна быть равна uт = nб uот = 7,07*4= 28,28 об/мин. Число циклов нагружения на тихоходном валу редуктора Zт = 60 nт tмаш = 60 * 28,28 *12500 = 21210000. Передаточное число тихоходной ступени редуктора предполагаем близким к значению uт = 5. =>

Суммарное число циклов контактных напряжений зуба шестерни тихоходной ступени редуктора

Zр = ZT*UT=21,21 *106 *5 = 106,05 *106.

Zо = 125000000 => kt = (106,05/125)=0,85.

По формуле вычислим кэф. долговечности kд = 0,63*0,85 = 0,54. Значения к.п.д, опор барабана и открытой передачи примем равными : hб = 0,99; hот = 0,97. Расчетный крутящий момент на тихоходном валу редуктора при подъеме номинального груза в период установившегося движения

Тр = Smax zк.б. rб / hб hот uот = 143189*2*0,45/0,99*0,97*4 = 33550 Н м.

По формуле экв. момент ТР.э. = kд Tр = 0,54 * 33550 = 18120 H м.

Для обеспечения выбранной кинематической схемы удобно использовать редуктор типа ГК, имеющий шестерню на конце тихоходного вала. Однако в нормали ПО «Сибтяжмаш» на редукторы данного типа не приводится номинальных крутящих моментов на тихоходных валах. Определим расчетом данный момент. Предварительно выберем редуктор типоразмера ГК-1000 имеющий передаточное число uр = 15,21; Up.Tp. Разница между uр.тр и uр составляет 3,9%, что допустимо. Мощность, которую можно подводить к редуктору, равна Nр = 293 кВт при легком режиме работы и частоте вращения быстроходного вала nбыстр = 585 об/мин. К.п.д. данного редуктора, по расчетам завода-изготовителя, равен hр = 0,94. Допускаемая угловая скорость быстроходного вала редуктора равна w быстр = pnбыстр /30 = 3,142*585/30 = 61,26 рад/с. Номинальный крутящий момент на быстроходном валу равен Тбыстр = Nр / w быстр = 293 * 103/ 61,26 = 4783 Н м. Номинальный крутящий момент на тихоходном валу : Тр.н. = Тбыстр uр hр = 4783*15,21*0,94 = 68384 Н м, т. е. значительно больше расчетного эквивалентного момента Tэ,. Следовательно, редуктор ГК-1000 соответствует требованиям прочности и кинематике механизма. Редуктор имеет параметры, кроме выше найденных : awc = 1000 мм; dв.быстр. = 110 мм; Zш=13; m=24мм; bш = 350 мм; mр = 3550 кг. Схема сборки редуктора соответствует выбранной кинематической схеме.

Определим основные параметры открытой передачи. Число зубьев венца равно zв = zв uот = 13 *4 = 52. Межосевое расстояние равно аw= m (zв + zш ) = 24 ( 13 + 52) / 2 = 780 мм.

Уточним размеры

D’max = m ( zв + 2 ) = 24(52+2)=1296 мм;

B’з.в. = 0,95bш =0,95*350 = 332 мм;

Lб, L и Lуст. б. возрастут на B’з.в - Bз.в = 332 - 170 = 162 мм;

L’б = 4308 мм; L'уст.б. = 4758 мм; L’=4578мм

Определим фактическую скорость подъема груза и фактический к.п.д. механизма. Передаточное число механизма равное uмех = uр uот uп = 15,21*4*8 = 486,72. Угловая скорость вала двигателя равна w дв = pnдв / 30 = 3,142*560/30 = 58,64 рад/с. По формуле Vпод = 58,64*0,45/486,72 = 0,0542 м/с. Данная скорость отличается от заданной на 10 %, что допустимо. К.п.д. муфты на быстроходном валу примем равным h м.б = 0,99. К.п.д. всего механизма равен h мех = h п h б h от h р h м.б = 0,96*0,99*0,97*0,94*0.99 = 0,87. Данное значение мало отличается от значения h пр = 0,85, принятого выше. Поэтому перерасчет мощности не делаем.

3 Выбор соединительной муфты

Для соединения валов двигателя и редуктора выбираем тип муфты – зубчатая с промежуточным валом. Такая муфта хорошо компенсирует возможные неточности монтажа и может передавать большие крутящие моменты. Диаметры концов : dв.быстр =110 мм, dв.дв = 90 мм. По таблице выбираем типоразмер муфта 2-16000-90-2-110-2У2 ГОСТ 5006 – 83. Данная муфта имеет параметры :

Тм.н = 16000 Н м;

Jм = 1,15 кг м2;

dлев мах= dпр мах = 120 мм mM = 62,5 кг. Расточки в полумуфтах выполняют по заказу.

4 Выбор тормоза

По табличным значениям находим kт = 1,5. Определим максимальное значение к.п.д. механизма h’ на участке кинематической цепи от крюка до тормоза. Оно будет отличаться от значения h мех отсутствием сомножителя h м.б, а также величиной h’р. В качестве hр возьмем максимально возможное значение к.п.д. для двухступенчатого цилиндрического редуктора по табл. h’р = 0,97. Тогда h’ = h п h б h от h’ р = 0,96*0,99*0,97*0,97 = 0,89. По формуле Tст.т = G rб h’ / uмех = 2061922 *0,45*0,89 / 486,72 = 1697 Н м. Расчетный тормозной момент находим по формуле :

Ттр = kт Tст.т = 1,5*1697 = 2546 Н м. Данному значению тормозного момента не соответствует типоразмера тормозов для ПВ = 15 %, поэтому выбираем типоразмер с бОльшим значением тормозного момента : тормоз ТКП-500 конструкции ПО «Сибтяжмаш» с номинальным тормозным моментом 2200 Н м. Тормоз требует выпрямляющего устройства, но зато его надежность не зависит от такого фактора, как качество уплотнений в электрогидравлическом толкателе, в который заливается рабочая жидкость. Данный фактор является определяющим для механизма главного подъема – самого ответственного механизма в проектируемом кране. Поэтому выбираем тормоз конструкции ПО «Сибтяжмаш» с параметрами : Tт.н = 2500 Н м; ПВ = 25 %; Рэл = 12945 Н; Lуст = 222 мм; mтор = 400 кг; Dт.ш = 500 мм; Вк = 200 мм; h як = 4 мм;

Тормоз регулируется на расчетный тормозной момент Ттр.

5 Выбор муфты с тормозным шкивом