Модернизация мостового крана на участке капитального ремонта тракторов «.» Модернизация стенда по ремонту и обкатке ТНВД

В механизме передвижения тележки установлен тормоз ТКГ-300 с максимальным тормозным моментом 800 Н· м. Тормоз регулируется на расчетный тормозной момент Тт р = Тт р мех.

Статические нагрузки на ходовые колеса крана.

Расчетная схема к определению нагрузки на ходовые колеса со стороны токопровода представлена на рис. 2.

4.

Рисунок 2.4: Расчетная схема к определению нагрузки на ходовые колеса со стороны токопровода.

Определение нагрузки GI.

GI = ½ ∙ (GKP — Gm — Gk) = ½ ∙ (279,58 — 49,05 — 22,56) = 103,98 (кН).

Определение нагрузок на ходовые колеса.

.

.

Расчетная схема к определению нагрузки на ходовые колеса со стороны механизма передвижения крана представлена на рис. 2.

5.

Рисунок 2.5: Расчетная схема к определению нагрузок на ходовые колеса со стороны механизма передвижения крана.

Определение нагрузки G2:

G2 = G1+Gk = 103,98 + 22,56 =26,54 (кН).

Определение нагрузки на ходовые колеса:

.

.

Максимальная нагрузка на ходовое колесо Rmax = 148,38 кН.

2.4 Расчет рамы тележки Исходные данные для расчета:

Р1- вес электродвигателя МТБ 611−10, P1= 9,27 кН;

Р2 — вес тормоза ТКГ — 400, Р2 = 1,76кН;

Р3 — вес редуктора РЦД — 750, Р3 = 11,07 кН;

Р4 — вес электродвигателя MTKF 012 — 6, Р4 = 1,08 кН;

Р5 — вес тормоза ТКТ — 2QQ, Р5 = 0,59 кН;

Р6 — Вес редуктора В — 400, Р6 = 1,47 кН;

Р7 — вес рамы тележки, Р7 = 11,96 кН;

Р8- вес барабана, Р8 = 5,19 кН.

Расчет рамы тележки производим приближенным методом, считая соединение отдельных балок шарнирным. На основании общего вида тележки и рамы составляем расчетную схему рамы (рис. 2.6).

Рисунок 2.6 Расчетная схема рамы тележки.

Балка 1 — 2 и 3 — 4.

Расчетная схема балки представлена на рис. 1.7 нагрузка на балку от веса поднимаемого груза.

Опорные реакции.

R2,4 = S — Rl, 3.

Статический момент сечения относительно оси Х1 — X1.

(см3).

Центр тяжести сечения.

.

см.

Момент инерции относительно оси Х1 — X1.

(см4).

Момент сопротивления.

(см3).

Напряжение изгиба.

МПа < [σ4] = 180МПа.

Балка 5−6.

Расчетная схема представлена на рис. 2.7.

R2,4 =32,12 — 12,62 = 19,5 (кН).

Рисунок 2.7 Расчетная схема балки 5−6.

Рисунок 2.8 Расчетная схема балок 1 — 2 и 3 — 4.

Максимальный изгибающий момент М =R2,3 — l = 12,62−0,425 = 5,36 (кН∙м) Сечение балки предоставлено на рис. 1.8 Момент сопротивления сечения балки.

Площадь сечения см2.

Рисунок 2.9 Сечение балок 1 — 2 и 3 — 4. Опорные реакции.

(кН).

R6=R2+R4+P1-R5,.

R6 = 19,5 +19,5 + 9,27 — 18,77 = 29,68 (кН).

Изгибающие моменты Ма =R5 (l5−6 -l1) = 18,77∙(1,66 — 0,9) = 14,26 (кН· м);

M6=R5 (l5−6 -l2) — R2∙(l1 -l2) = 18,77∙(1,66 — 0,63) — 19,5∙(0,9 — 0,63) = 14,63 (кН∙м).

Балка изготовлена из швеллера № 30 Wx 3- 403,2 см³.

Напряжение изгиба.

МПа < [σ4] = 180МПа.

Балка 7−8.

Расчетная схема балки представлена на рис. 2.10.

Рисунок 2.10 Расчетная схема балки 7−8.

Опорные реакции.

(кН).

R8=R1+R3-R7=12.62+12.62−11.63=11.63 (кН).

Изгибающие моменты Ма =R7(l7−8 — l1) = 11,63∙(1,66 -0,9) = 8,84 (кН· м).

Mb=R8∙ l2 =13,61· 0,63 = 8,57 (кН).

Балка 7−8 изготовлена из швеллера № 20 Wx 3= 167 см³.

Напряжение изгиба.

МПа < [σг]=180 МПа.

Балка 9−10.

Расчетная схема балки представлена на рис. 2.11.

Рисунок 2.11 Расчетная схема балки 1−10.

Опорные реакции.

(кН).

R8=P6+P5+P4-R10=1.47+0.59 +1.08 — 0.36=2.84 (кН) Балка 11−12.

Расчетная схема балки представлена на рис. 1.12.

Опорные реакции.

(кН) В = 2 ∙ 1,76 +18,77 = 22,37 (кН) Рисунок 2.12 Расчетная схема балки 11−12.

Изгибающие моменты Ма =R11l5 =39,3∙0,22 = 8,65 (кН∙м).

Mб=R11l4-R10 ∙(l4 -15) = 39,3• 0,60 — 0,36∙(0,60−0,22) = 23,47 (кН∙м).

Mв=R11l3-R10 ∙(l3 -15)-А∙(l3 -14).

Мв = 39,3 · 0,75 — 0,36∙(0,75 — 0,22) — 46,41∙(0,75 — 0,60) = 22,35 (кН· м).

(кН· м) Балка изготовлена из швеллера № 30,Wx 3=403,2 см³.

Напряжение изгиба.

МПа < [σu]=180 МПа.

Балка 13−14.

Расчетная схема балки представлена на рис. 2.13.

Рисунок 2.13 Расчетная схема балки 13−14.

Опорные реакции.

(кН).

(кН).

Изгибающие момента Ма =R13l1 =39,25∙0,22 = 8,63 (кН∙м).

Mб=R13l2-R9 ∙(l3 -11) = 39,25 ∙ 0,60 — 2,84∙(0,60−0,22) = 22,47 (кН∙м).

Mв=R13l3-R9 ∙(l3 -11)-А∙(l3 -12),.

Мв = 39,25 · 0,75 — 2,84∙(0,75 — 0,22) — 48,38∙(0,75 — 0,60) = 20,77 (кН· м).

Балка 13 — 14 изготовлена из швеллера № 30, WX =403,2 см³.

Напряжение изгиба.

МПа < [σu]=180 МПа.

2.5 Расчет моста Исходные данные:

G — грузоподъемность механизма подъема, G = 101,53 кН;

Go — вес крана без груза, Go = 277,8 кН;

Gm — вес металлоконструкции моста, Gm = 168,7 кН;

Gm — вес тележки, Gm = 49,05;

G’s — вес главной балки моста с рабочей площадкой, G’s = 77,4 кН;

Gk.6 — вес концевой балки моста, Gk.6 = 6,9 кН;

Gм.пвес механизма передвижения моста, Gм. п= 36,7 кН;

GK — вес кабины с электрооборудованием, GK = 22,5 кН;

VM — скорость передвижения моста крана, VM =110 м/мин;

G’м.пвес одного привода механизма передвижения моста, G’м.п = 5,7 кН;

L — пролет крана, L = 22,50 м;

Бк — база крана, Бк = 4,40 м;

Кт — колея тележки, Кт = 2 м;

Ь — база тележки, Ь = 1,5 м;

Gх.к — вес ходового колеса, Gх. к = 2,9 кН;

Gмех — вес механизма передвижения без ходового колеса и привода, Gмех=19,2 кH.

Определение расчетных нагрузок для главной балки Расчетная схема представлена на рис. 1.

14.

Расчетная постоянная распределенная нагрузка со стороны механизма передвижения.

где Кп = 1,1 — поправочный коэффициент для определения постоянных нагрузок,.

Постоянная сосредоточенная нагрузка для балки от веса механизма передвижения Рмех = Kn · Gм. n =1,1∙5,7 = 6,3(кН).

Постоянная сосредоточенная нагрузка для балки от веса кабины с электрооборудованием Рк = Kn · Gк = 14 · 22,5 = 25,40 (кН).

Рисунок 2.14: Расчетная схема главной балки а) вертикальные нагрузки; б) горизонтальные инерционные нагрузки.

Подвижная нагрузка от ходового колеса тележки.

(кН) где KQ — поправочный коэффициент для определения расчетных подвижных нагрузок, учитывающий влияние силы инерции, KQ = 1,3 для тяжелого режима работы.

Сосредоточенная горизонтальная инерционная нагрузка от веса одного привода механизма передвижения.

Pмех.

г =0,1 · Gм. п =0,1 ∙ 5,7 = 0,58 (кН).

Сосредоточенная горизонтальная инерционная нагрузка от веса кабины с электрооборудованием.

Pк.г =0,1 · GK =0,1 ∙ 22,5 = 2,3 (кН).

Поперечные подвижные горизонтальные нагрузки от ходовых колес тележки.

(кН) Скручивающий момент от подвижной инерционной нагрузки.

где hon — высота опорного сечения главной балки, hon =0,615 м.

Скручивающий момент от распределенной горизонтальной инерционной нагрузки.

где H1 — высота главной балки в середине пролета, H1= 1,23 м;

qr — распределенная инерционная горизонтальная нагрузка,.

Скручивающий момент от сосредоточенных инерционных нагрузок.

(кН∙м) Расчетный скручивающий момент от всех горизонтальных нагрузок Мскр.

расч = -Мскр1+Мскр2+Мскр3 = -2,61+1,8+0,89=0,73 (кН∙м) Расчет главной балки Определение максимальных изгибающих моментов.

Максимальный изгибающий момент, действующий на главную и максимальную поперечную силу Р, действующую в опорном сечении, определим по линиям влияния (рис. 2.15).

Напряжения в главной балке.

Сечения главной балки в середине пролета и на опоре представлены, на рис.

1.16 и 1.

17.

Геометрические характеристики сечения главной балки:

а) в середине пролета.

Jx = 588 880 см4.

Wx = 8889 см³.

Jy= 151 483 см4.

Wy =5410 см3.

б) на опоре Jon. x =121 612 см4.

Sx =2018 см3.

Fo = 3043 см².

Расчетные формулы и результаты расчетов сведены в таб. 1.

3.

Рисунок 2.15: Линии влияния перерезывающих сил (а) и изгибающих моментов в сечении главной балки в середине пролета (б).

Обозначения в расчетных формулах:

Мтах — суммарный расчетный изгибающий момент от действия вертикальных расчетных нагрузок (постоянных и подвижных), определенный с учетом поправочного коэффициента Кп ;

Mmax r — суммарный статический изгибающий момент от действия горизонтальных расчетных нагрузок без учета поправочного коэффициента:

δВ — толщина стенки балки;

σн и τн — нормальные и касательные напряжения от действия основных нагрузок;

Jx и Wx — момент инерции и момент сопротивления сечений главной и концевой балок относительно горизонтальной оси Х-Х;

Jct.x — момент инерции опорного сечения главной балки;

Sx — статистический момент полусечений;

Jy и Wy — момент инерции и момент сопротивления сечений главной и концевой балок относительно оси Y — Y;

F — площадь прямоугольника, ограниченная осями, проходящими через середины толщины стенок и поясных листов на опоре;

А — суммарная расчетная поперечная сила (реакция) от действия вертикальных расчетных нагрузок, определенных с учетом поправочных коэффициентов;

σг — нормальные напряжения при действии горизонтальных нагрузок;

τкр — касательные напряжения от кручения;

[о]А и [т]а — допустимые нормальные и касательные напряжения при действии основных нагрузок;

[σ]Б и [τ]Б — допускаемые нормальные и касательные напряжения при действии основных и дополнительных нагрузок.

Проверка жесткости.

Допустимый прогиб балки в середине пролета от действия статистической подвижной нагрузки.

Фактический прогиб.

где Mcm — изгибающий момент в середине пролета от веса тележки с грузом;

м < fдоп Жесткость главной балки обеспечена.

Таблица 2.3 Расчетные напряжения в главной балке, МПа Комбинация нагрузок Нормальные напряжения (в середине пролета) Касательные напряжения (на опоре) От вертикальных нагрузок От горизонтальных нагрузок Суммарные От вертикальных.

нагрузок От кручения Суммарные А.

σв=117,5МПа.

-;

σΣ=σв=117,5<

<[σ]А= 180.

τв = 25,2.

-;

τΣ = τв+ τкр = = 25,2 < <[τ]А=100.

Б.

σв=170МПа.

σГ=17,2.

σΣ=σв+σГ=117,5<

<[σ]Б= 180.

τ = 25,2.

τкр = 0,02.

τΣ = τГ+ τкр = = 25,2 < <[τ]А=100.

Таблица 2.

4. Расчетные значения изгибающих моментов и перерезывающих сил.

Силовой фактор Площадь линии влияния F, см2 Ординаты линии влияния Величина силового фактора.

J1 J2 J3 J4 От распределенной нагрузки qpF От сосредоточенной нагрузки.

ΣPijj От подвижной нагрузки ΣNijj Суммарная величина фактора Перерезывающие силы, кН 11,25 0,9 0.5 1,0 0,9 57,6 15,85 98,8 172,3 Изгибающие моменты в вертикальной плоскости, кН· м 63,3 5,625 5,625 5,4 5 324 178 540,8 1042,8 Изгибающие моменты в горизонтальной плоскости, кН· м 63,3 5,625 5,625 5,4 5 32,4 16,1 44,2 92,7.

Рисунок 2.16 Сечение главной балки в середине пролета.

Рисунок 2.17 Сечение главной балки на опоре.

Расчет концевой балки.

Нагрузки в вертикальной плоскости. Расчетная схема представлена на рис. 1.

18.

201 Ми [Н м].

Рисунок 2.

18. Схема нагрузок на концевую балку в вертикальной плоскости.

Максимальный изгибающий момент в сечении 1−1.

Ми = Р • l1 = 172.

3 · 1,2 = 201 (кН).

Нагрузки в горизонтальной плоскости.

Расчетная схема для определения изгибающего момента в месте заделки главной балки в концевую представлена на рис. 1.

9.

Изгибающий момент в месте заделки.

где NГ — поперечная подвижная горизонтальная нагрузка от ходовых колес тележки;

Рисунок 2.

19. Схема для определения изгибающего момента вместе заделки.

(кН) Схема нагрузок на концевую балку в горизонтальной плоскости вставлена на рис. 2.

20.

Продольная нагрузка на балку от торможения тележки.

(кН).

Максимальная опорная реакция.

(кН) Максимальный изгибающий момент в сечении 1−1.

Мr = R∙l3.

Мr=8,6∙1,2 = 10,3(кН∙м) Рисунок 2.20: Схема нагрузок на концевую балку в горизонтальной плоскости.

Напряжения в концевой балке Геометрическая характеристика сечения концевой балки (рис.

2.21).

Jx = 74 605 см4.

Wx = 2360 см³.

Jy= 18 667 см4.

Wy = 933 см³.

Sx = 1621 см³.

Нормальное напряжение в сечении 1−1 от действия изгибающего момента в вертикальной плоскости.

(МПа) Нормальное напряжение в сечении 1−1 от действия изгибающего момента в горизонтальной плоскости.

(МПа) Суммарные нормальные напряжения в сечении 1−1.

σсум =σв∙ σг = 87,7 + 6,4 = 94,1 (МПа) Рисунок 2.21 Сечение концевой балки.

Касательные напряжения.

Условие прочности.

Прочность концевой балки обеспечена.

Заключение

Расчет механизмов и металлоконструкций мостового крана грузоподъемностью 8 т показал, что для увеличения грузоподъемности крана до 10 т необходимо провести следующие мероприятия:

а) усилить верхний и нижний пояса главных балок моста дополнительными листами толщиной 6 мм;

б) редуктор механизма подъема РМ — 65Q заменить на редуктор РЦД-750;

в) установить грузовую подвеску грузоподъемностью 10 т;

г) грузовой канат 17-Г-1-ЛК-0−1764 ГОСТ 3377–80 заменить на канат 18,0-Г-1-ЛК-Р-1960 ГОСТ 2688–80;

д) заменить ось барабана, изготовив её из стали 40Х.

Увеличение грузоподъемности крана не приводит к усилению подкранового пути, так как давление ходового колеса на подкрановый путь с учетом ограничения приближения тележки к оси подкранового пути на 500 мм, равно 148,38 кН и не превышает давления 150 кН, указанного в паспорте.

Список используемой литературы.

1.Абрамов Н. Н. Курсовое и дипломное проектирование по дорожностроительным машинам. М., «Высшая школа». 1972. 120с.

2.Александров М. П. и др. Грузоподъемные машины. М., «Машиностроение».

1986.

400с.

З.Анфимов М. И. Редукторы. Конструкция и расчет: Альбом. — 4-е изд. М.,.

«Машиностроение». 1993. 464 с.

4.Бабулин Н. А. Построение и черчение машиностроительных чертежей. 6-е изд.

М., «Высшая школа». 1978. 320с.

5.Бейзельман Р. Д. Подшипники качения. Справочник. — 6-е изд. М.,.

«Машиностроение». 1975. 572с.

6.Вардашкин Б. Н. и др. Станочные приспособления: Справочник. М.,.

«Машиностроение». Т. 1,2. 1984.

7.Горбацевич А. Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения.

Минск, «Высшая школа». 1983.

8.Гохберг М. Н. Справочник по кранам. Л., «Машиностроение». Т.1, 2. 1988.

9. Долин П. А. Справочник по технике безопасности. — 6-е изд. М.,.

«Энергоатомиздат». 1984. 824с.

10.Желтонога И. А. Краны и подъемники. Атлас конструкций. Минск.

«Высш.

школа", части 1, 2. 1974.

11.Ивашков И. И. Монтаж, эксплуатация и ремонт подъемно-транспортных машин. — 2-е изд. М., «Машиностроение». 1991. 400с.

12.Казак С. А. Курсовое проектирование грузоподъемных машин. М., «Высшая школа». 1989.

319с.