Курсовая работа: Расчет грузоподъемных машин

5.1.1 Эскизная[49] компановка (рис. 3)

По диаметру расточки мм (табл.П.9) выходного вала редуктора выбираем[50] радиальный сферический двухрядный подшипник [2, табл.] : , , , мм, , кН. Совмещаем на общей оси середину подшипника, зубчатого венца вала редуктора 2 и венца 1 барабана [2, табл.13]. Торец барабана оказывается на расстоянии мм [1, табл. ІІІ.2.1] от этой оси.

Основные размеры[51]

Принимаем мм

Из компоновки

5.1.2 Прочность барабана

Рассматриваем барабан как балочку на шарнирно-подвижных опорах А и В, к которой приложены силы[52] .

Реакции опор (по уравнениям статики)

Проверка

Изгибающие моменты

Крутящие моменты .

Эквивалентный момент

Эквивалентное напряжение[53] в стенке

где - эквивалентный момент сопротивления поперечного сечения барабана изгибу

Здесь

5.1.3 Прочность полуоси

Выполняем для правой (по рис.3) полуоси, имеющей большие осевые размеры. Выбираем материал сталь ГОСТ с пределом текучести МПа (табл. П.4.)

Изгибающий момент в сечении АА

Напряжение изгиба

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 [ ].