15597 — Модернизация мостового крана с увеличением грузоподъемности с 30/5 т на 50/12, 5 т

п.= 36,0 кН — вес крюковой подвески механизма главного подъема; Gпp = 9,0 кН — вес одного приводного узла механизма передвижения крана; jК = 0,1 м/с2- среднее ускорение крана при разгоне. В соответствии с результатами компановки тележки статические давления, на колеса составляют:

от номинального собственного веса: Дт =15,68 кН;от веса номинального груза: ДQ =60,92 кНсуммарные статические: Дт = 76,6 кН. Вес кабины управления принимаем равным GK=15 кН. В качестве материала для основных несущих элементов принимаем малоуглеродистую сталь ВСтЗсп5 по ГОСТ 380–71*.Расчетные сопротивления основного металла R (МПа) равны:

при растяжении, сжатии, изгибе — R = 210; при срезе — Rсp= 130;при смятии торцевой поверхности — R т.см. = 320. Расчетные сопротивления сварных соединений (МПа) принимаем:

для заводских стыковых швов при работе на растяжение и сжатие — RCB= 210;при работе на срезRCBср = 130;для угловых швов при работе на срез RCBу ср = 150. (1 стр.

130)Расчет пролетной балки.

Расчет пролетной балки в среднем сечении.

Необходимую высоту балки в среднем сечении определяем из условия: мм. Принимаем Н = 1100 мм. Для обеспечения достаточной жесткости при кручении ширина балки по осям вертикальных листов выбирается из условий: мм;мм;Принимаем В = 450 мм.δ = 8 мм;Рисунок. Сечение пролетной балки в средней части пролета. Тогда геометрические характеристики сечения:

м4м3;м4;м3;м2;Вертикальной плоскости:

Реакции в опорах балки:

Изгибающие моменты в сечении балки:

Н· м;Н·м;Н·м;Рисунок Схема нагружения и эпюра изгибающего момента пролетной балки в вертикальной плоскости. В горизонтальной плоскости:

При jК = 0,1 м/с2, т. е. при jК/g =0,0399 горизонтальные инерциальные нагрузки будут равны:

В горизонтальной плоскости:

кН; кН; кН; кН; кН;кН;Реакции в опорах балки:

Изгибающие моменты в сечении балки:

Н· м;Н·м;Н·м;Рисунок Схема нагружения и эпюра изгибающего момента пролетной балки в горизонтальной плоскости. Проверку производим по условию: МПа; σ ≤ [σ]Прочность средней части балки при общем изгибе в двух плоскостях обеспечена. Опорная часть пролетной балки.

Основные размеры определились при компановки опорного узла. Принятое поперечное сечение:

Рисунок Сечение пролетной балки в опорной части пролета. Геометрические характеристики сеченая:

м3;м3;м2;Ребра жесткости.

Фактическая гибкость стенки пролетной балки в ее средней части:;137,5 < < 200, т. е. стенка может укрепляться только поперечными основными ребрами жесткости. Диафрагмы будем выполнять из, листового проката; в больших диафрагмах выполним вырезы в средней части. Ширину выступающей части ребра определяем по условию:

мм; толщина ребра должна быть не менее мм. Принимаем: bp= 0,09 м; δp= 0,008 м;Момент инерции ребра относительно плоскости стенки: м4;Проверку прочности ребра по условиям работы его верхней кромки на сжатие:

м4 — момент инерции полки;Jpc = 654,6 см4 = 6,546· 10−6 м4 — момент инерции рельса;

м;где z — расчетная зона распределения давления колеса по ребру;Jpc = 654,6 см4 = 6,546· 10−6 м4 — момент инерции рельса;Jп — момент инерции полки;

МПа;где Д — давление колеса тележки;Spc — длинна линии контакта рельса и пояса над ребром;σ ≤ [σ]Следовательно, прочность верхней кромки диафрагмы обеспечена. Шаг ребер

Из условия прочности рельса:

м;где a1- шаг ребер;Wx.min — наименьший момент сопротивления рельса при изгибе;

Д — давление колеса тележки. Учитывая, что пояс балки достаточно тонкий, для обеспечения его прочности при действии местных напряжений от давления колес тележки принимаем конструктивно шаг больших диафрагм в среднейчасти балки a1= 3 м. В концевых частях балки ребра ставим в соответствии с необходимостью приварки фундаментов под привод механизма передвижения крана. Расчет концевой балки.

Основные размеры торцевой балки определились при компановки опорного узла. Расчетная длина балки равно Lб. к = 6 м. Поперечное сечение:

Рисунок. Сечение торцевой балки. Геометрические характеристики сечения:

м4;м3;м4;м3;м2;Проверку прочности балки в опасном сечении — узле сопряжения с пролетной балкой.

где P1, P2 — реакции от действия пролетных балок. P1=186 480 Н;P2=197 200 Н;Изгибающий момент в вертикальной плоскости:

Н· м;Н·м;Рисунок. Схема нагружения и эпюра изгибающего момента торцевой балки. МПа; σ ≤ [σ]Прочность концевой балки обеспечена. Расчет механизма передвижения моста.

Имеются два мотор-редуктора — правый и левый. Колёса установлены на выходных валах мотор-редукторов. Приводные и холостые колеса присоединены шарнирно к крану, образуя механизм передвижения крана. Полное сопротивление передвижению крана складывается из сопротивления от трения при движении и сопротивления от уклона пути. Кран перемещается по двутавровой балке в своей области работы. Расчет можно произвести по расстоянию между двумя соседними опорами подкрановых путей. Из конструктивных соображений это расстояние примем равным 13 м. Допустимый местный уклон (отношение стрелы прогиба к расстоянию между двумя опорами) α = 0,0030º.Сопротивление движению от трения, где Gкр — вес крана, кг;Dk — диаметр ходового колеса, Dk=500 мм;d — диаметр цапфы, d = 10 см [11, стр.

112]; = 0,04 см [1, стр.

112]; f — коэффициент трения в шарикоподшипниках опоры, f= 0,015;[1, стр.

104]; кТ — коэффициент, учитывающий дополнительные сопротивления от трения рёбер и торцов ступиц ходовых колёс, кТ= 2,5;Q- грузоподъёмность крана, Q= 50 000 кг; кНСопротивление движению от уклона пути, где α - допустимый местный уклон; α = 0,0030 º[5]; кНПолное статическое сопротивление передвижению тележки крана, кНСтатическая мощность для перемещения тележки с грузом, где vT — скорость передвижения крана, vT=1,25 м/с;ηм — КПД передачи при полной нагрузке, ηм = 0,85; кВтЧисло оборотов ходового колеса и выходного вала мотор-редуктора, где VT — скорость передвижения крана, VT=1,6 м/с;Dk — диаметр ходового колеса, Dk =50 см;об/мин.

Выбираем мотор редуктор TK-108 с частотой вращения выходного вала редуктора 65 об/мин, мощностью двигателя 22 кВт, передаточным отношением редуктора 22,62, номинальным крутящим моментом на выходном валу 3240.

Нм, двигатель AIS180L4. Тогда расхождение в скорости передвижения крана будет составлять, где — техническое число оборотов выходного вала мотор-редуктора;[2]Техническая скорость движения крана, где Dk — диаметр ходового колеса, Dk = 0,5 м;n — число оборотов выходного вала мотор-редуктора, n = 65 об/мин;Рисунок Мотор-редуктор ТК-108Статический момент при нагруженной тележке, где ηм — КПД передачи при полной нагрузке, ηм = 0,75[11]; W — полное статическое сопротивление передвижению, W =20,57 кН; НмМомент электродвигателя при пуске, где МН — номинальный момент двигателя, МН = 3240.

НмМаксимальный момент электродвигателя при пуске принимается равным наибольшему значению, указанному в каталоге с учётом падения напряжения в сети до 10%, НмСредний момент электродвигателя при пуске, НмПриведённый момент инерции тележки механизма передвижения с грузом, где Iш-момент инерции шестерни, закреплённой на валу электродвигателя, Iш = 0,5 кгмс2; кгмс2(mкр+mQ) = 156 000 кг;δ = 1,2[11, стр.

114]; Rk — радиус ходового колеса тележки, м;ηм — КПД передачи при полной нагрузке, ηм = 0,75;кгмс2Время пуска двигателя, где ω - угловая скорость вала электродвигателя, ω = 150,72 с-1; сПуть крана с грузом за время её разгона, где vТ — фактическая скорость движения крана, vT = 1,25 м/с; мСила сопротивления передвижению крана без груза:

где Gкр- вес крана, Gкр = 560 кН; кНМомент сопротивления передвижению крана без груза, где iP — передаточное число редуктора, iP = 22,62;Dk — диаметр ходового колеса, Dk = 0,5 м;ηм — КПД передачи при полной нагрузке, ηм = 0,75 [5]; кНм = 424 НмПриведённый момент инерции механизма передвижения без груза, где mт — масса крана, mт =96 000 кг; кгмс2Время пуска электродвигателя при недогруженном кране, где МП. СРсредний момент электродвигателя при пуске, МП. СР=5316,84;ω - угловая скорость вала электродвигателя, ω = 150,72 с-1; сПуть крана без груза за время его разгона, где vТ — фактическая скорость движения тележки, vT = 1,7 м/с; мСреднее ускорение при пуске механизма передвижения с грузом, а и без груза ах соответственно:; ;где vТ — фактическая скорость движения крана, vT = 1,25 м/с; м /с2; м /с2;Коэффициент запаса сцепления нагруженного крана, где GСЦ — суммарное давление двух приводных колёс на рельсы (сцепной вес) крана с грузом, GСЦ =36 500 кг; -коэффициент сцепления колеса с рельсом для механизмов, работающих в закрытых помещениях, = 0,2;nk — общее число колёс, nk = 8;nx — число неприводных колёс, nх = 6;f — коэффициент трения в шарикоподшипниках опоры, f = 0,015;Q- грузоподъёмность крана, Q= 50 000 кг;Gкр — вес крана, Gкр = 56 000 кг;g — ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2;d — диаметр цапфы, d = 10 см;Dk — диаметр ходового колеса, Dk = 50 см;k=2,13 >[k]=1,7 [11] Условие выполняется. Расчет тормозного усилия мотор-редуктора.

Расчетный тормозной момент равен:

Мт. = Мин. — Мс.где.

Мин. — момент сил инерции поступательно и вращательно движущихся масс, приведенный к валу двигателя, Н· м. где aТ-замедление при торможении (aТ=0,3 м/с2), kинкоэффициент неучтенных инерционных масс (kин=1,1).Н· мМс — момент сил сопротивления, приведенный к валу двигателя, Н· м: Wст. — статическое сопротивление движению крана (Wст. = 28 800 Н) =374,49 Н· м.Мт. = 532,49 — 374,49 = 158 Н· м. Мотор-редуктор ТК 108 имеет тормозной момент 250 Н· м при выключенном двигателе. Проверяем на отсутствие «юза» при торможении крана без груза. В этом случае момент от тормоза, приведенный к валу колес будет равен:

Мтк=Мт· iр/η0Мтк=170·22,62/0,85=1732 Н· мДвижение «юзом» не возникнет, если выполняется условие:

Мсц≥Мтк.

Мсц=2000 Н· м > Мтк=1732 Н· м.

Список литературы

1. Курсовое проектирование грузоподъемных машин С. А. Казак.

М.: Высш. шк.

1989.-319с.