Кран козловой

1. Цель, задачи и исходные данные для выполнения работы : * 2. Устойчивость крана в рабочем и нерабочем состоянии : основные моменты при проверке * 3. Внешние нагрузки на кран: классификация и способы расчёта. * Ветровая нагрузка в в рабочем состоянии * 4. Определение опорных давлений. * 5. Расчёт и подбор механизма подъёма груза. * 6. Расчёт металлоконструкции крана. * 7. Расчёт металлоконструкции при динамическом действии нагрузки. * 8. Оборудование механизма перемещения крана. * 9. Механизм передвижения тележки: подбор и необходимые расчёты. * Приложение 1 * Приложение 2 * 1. Цель, задачи и исходные данные для выполнения работы : В качестве цели данной работы принимается освоение основных расчётов грузоподъёмных машин.

Пример - бесконсольный козловой кран общего назначения (обозначение по ГОСТ : Кран козловой 540-33 ГОСТ 7352-75), применяемый для реализации одной из следующих операций: • обслуживания открытых складов и погрузочных площадок • монтажа сборных строительных сооружений и оборудования, промышленных предприятии • обслуживания гидротехнических сооружений • перегрузки крупнотоннажных контейнеров и длинномерных грузов.

Следует отметить, что в зависимости от типа моста, краны делятся на одно- и двухбалочные.В процессе написания данной работы выполняются следующие задачи: • Изучение конструкции козлового крана • Определение основных массовых и геометрических характеристик козлового крана • Проверка устойчивости крана • Определение внешних нагрузок на кран • Определение опорных давлений • Расчет и подбор механизмов подъема груза, передвижения тележки и крана.

Исходные данные для выполнения работы : тип крана без консолей грузоподъемность 50 тонн ширина обслуживаемой площадки 29 метров высота подъема грузов 20 метров скорость передвижения тележки скорость передвижения крана режим работы 4м 2. Устойчивость крана в рабочем и нерабочем состоянии : основные моменты при проверке Устойчивость в рабочем состоянии оценивается коэффициентом, который определяется отношением удерживающего момента, создаваемого массовыми силами крана и груза с учётом влияния допустимого при работе уклона, к опрокидывающему моменту, создаваемому внешними нагрузками, относительно ребра опрокидывания.

Это отношение во всех случаях должно быть не менее 1. 15. Все расчёты приведены ниже в таблице. 1-е расчётное состояние 2-ое расчётное состояние Нерабочее состояние сумма удерживающих моментов уд =10G к (Б/2соs -y к sin )+(10Q-P гр )*(Б/2cos -y г sin )=5062. 94 (для козловых кранов максимально допустимое =0 0 10 1 ) =10 (Б/2соs - sin )=3163. 72 å =10 (Б/2cos a sin a )=3163. 72 сумма опрокидывающих моментов опр =P к у к +Р гр у пг + р у+W гр у пг =62 Рассмотрим сумму опрокидывающих моментов : å = + & #229; y=790. 12 å = å y=5 Проверка устойчивости К=5062. 94/1301. 62=3. 9 К=3163. 72/790. 12=4 К=3163. 72/5 Примечание: при втором расчётном состоянии также предусмотрено условие - кран движется под углом к горизонту с углом a , ветровая нагрузка направлена в сторону движения крана. 3. Внешние нагрузки на кран: классификация и способы расчёта. Все нагрузки на кран можно разделить на ветровые и инерционные.

Причём инерционные нагрузки определяются для периодов неустановившегося движения крана, рагона и торможения крана в целом, его грузовой тележки, а также механизма подъема.

Инерционные нагрузки также подразделяются на горизонтальные и вертикальные. 1. Определение ветровых нагрузок (ГОСТ 1451-77) Для рабочего состояния : W p =0. 15*F* *c*n, где F-наветренная площадь, -коэффициент сплошности, с-аэродинамический коэффициент, n-высотный коэффициент Площадь моста : F m =lh m =36. 8*3. 2=117. 76 m 2 Площадь жёсткой опоры : F жо =0. 5l ж (h-h m )=0. 5*4. 16*(28-3. 2)=51. 58m 2 Площадь гибкой опоры : F го =l го (h-h m )=0. 8*(28-3. 2)=19. 84 Ветровая нагрузка в в рабочем состоянии элемент F n c W p x y W p x W p y мост 117. 76 0. 45 1. 37 1. 4 15. 25 13. 92 18. 70 212. 28 285. 20 ж. о. 51. 58 0. 45 1. 25 1. 4 6. 1 1. 39 16. 53 -8. 50 100. 80 г. о. 19. 84 0. 45 1. 25 1. 4 2. 34 32 12. 4 80 29 23. 96 283. 78 415 груз 50 Поскольку опоры лежат в разных ветровых с мостом, то и значение n выбираем соответственно. Для нерабочего состояния : W нр =0. 7*F* *n*c* Ветровая нагрузка в нерабочем состоянии : элемент F n c W нр x y W нр x W нр y мост 117. 76 0. 45 1. 37 1. 4 78. 26 13. 92 18. 70 1089. 4 1463. 5 ж. о. 51. 58 0. 45 1. 25 1. 4 31. 28 1. 39 16. 53 43. 48 488. 55 г. о. 2. Определение инерционных нагрузок. Для погрузочно-разгрузочных козловых кранов принимаем допустимое ускорение а=0. 3м/с 2 . Координату точки подвеса груза принимаем равной h, поскольку грузовая тележка движется по верхней панели моста.

Горизонтальная инерционная нагрузка направленная поперёк подкрановых путей она возникает при разгоне и торможении тележки с грузом Р т =(G т +Q)a=(7. 5+50)*0. 3=25 Вертикальная инерционная нагрузка направленная поперёк подкрановых путей возникает при поднимании и опускании, раразгоне и торможении груза Р гр =1. 1Qа=1. 1*50*0. 3=5 Инерционные нагрузки, действующие в направлении подкрановых путей : движущаяся масса: кран сила инерции Р: Р к =G к а=24 координата силы у : 15. 63 опрокидывающиймо момент: 375. 12 движущаяся масса: груз сила инерции Р: Р гр =Qа=15 координата силы у : 24.8 опрокидывающиймо момент: 4. Определение опорных давлений. 1. Опоры крана устанавливаются на ходовые тележки, движущиеся по рельсам.

Опоры козловых кранов выполняют двухстоечными равной жёсткости, или одну -жёсткой, другую -гибкой(шарнирной). Все расчёты по определению Максимальной нагрузк на одну из четырёх опор приведены ниже : Для рабочего состояния : Для нерабочего состояния : 4. 2. Расчётная нагрузка на одно колесо.

Поскольку грузоподъёмность расчитываемого крана 50 т принимаем число колёс в каждой опоре равной 2. Выбираем двухребордное колесо, конического исполнения по ГОСТ 3569-74 с нагрузкой на рельс 320kH, диаметром D=710 мм, шириной В= 100мм, рельс КР-80, радиус r=400мм 4. 3. Выбор материала крановых колёс. где - контактное напряжение смятия m k - безразмерный коэффициент, зависящий от соотношения D/2r, по таблице принимаем 0. 47 Принимаем сталь 40ХН с =2200мПа 5. Расчёт и подбор механизма подъёма груза.

Краткая характеристика и задачи расчёта. Механизм подъёма груза предназначен для перемещения груза в вертикальном направлении.

Он выбирается в зависимости от грузоподъёмности.

Для нашего случая механизм включает в себя сдвоенный пятикратный полиспаст.

Привод механизма подъёма и опускания груза включает в себя лебёдку механизма подъёма. Крутящий момент, создаваемый электродвигателем передаётся на редуктор через муфту.

Редуктор предназначен для уменьшения числа оборотов и увеличения крутящего момента на барабане. Барабан предназначен для преобразованя вращательного движения привода в поступательное движение каната.КПД полиспаста : -кратность полиспаста =5 - кпд одного блока =0. 98 Усилие в ветви каната, навиваемой на барабан : z -число полиспастов z=2 -коэффициент грузоподъёмности, учитывающий массу грузозахватных элементов =1. 1 Расчётная разрывная нагрузка : К=5. 5 коэффициент запаса прочности Выбор каната по расчётному разрывному усилию : Выбираем канат двойной свивки типа ЛК-РО конструкции 6*36 ГОСТ 7669-80 с разрывным усилием не менее 364. 5 кН и диаметром d=27 мм Конструктивный диаметр барабана : е- коэффициент пропорциональности в зависимости от режима работы е=25 Окончательно диаметр выбираем из стандарного ряда, ближайшее большее D б =710 Рабочая длинна барабана с однослойной навивкой каната : а-число ветвей каната а=2 t-шаг винтовой нарезки, принимаемый в зависимости от диаметра барабана t=31. 25 Полная длинна барабана : Толщина стенки барабана : Принимаем из условия Принимаем =27 Выбор материала барабана : Напряжения сжатия равны : Напряжения, возникающие при изгибе : Напряжения, возникающие при кручении : Суммарные напряжения возникающие в теле барабана : Выбираем материал сталь 35Л у, которой предел прочности при изгибе К з -коэффициент запаса прочности К з =1. 1 Следовательно нагрузки на барабан не превосходят допустимых.

Усилия в ветви каната, набегающей на барабан и закреплённой в нём : -коэффициент трения =0. 12 -дуга охвата канатом барабана Определение силы затяжения на одну шпильку : z-число шпилек Сила затяжки на всё соединение : Число шпилек :z=4 Принимаем резьбу d=24 -коэффициент трения в резьбе Суммарное напряжение в теле шпильки : предел прочности -предел текучести Так как 146. 96 196 -число шпилек удовлетворяет условию прочности.

Подбор крюка : Козловые краны выполняют преимущественно крюковыми или со специальными захватами.

Выбираем подвеску крюковую крановую, грузоподъёмностью 50 т. по ГОСТ 24. 191. 08-87, для средних условий работы, с пятью блоками, массой 1361 кг, типоразмер 5-50-710 под канат диаметра 23 28 Частота вращения барабана : Необходимая мощность механизма подъёма груза : -кпд механических передач -крутящий момент на барабане.

По таблицам принимаем двигатель типа МТКН 412-6 мощьность N=36 кВт, частота вращения n=920 об/мин, номинальный момент двигателя M н =0. 37 кНм Выбор редуктора : Принимаем редуктор цилиндрический вертикального исполнения ВКУ-765, передаточное число i=71, межосевое расстояние а=765. Выбор муфты : Выбираем зубчатую муфту с тормозным барабаном.

Передаваемый муфтой крутящий момент : По таблицам выбираем муфту с передаваемым моментом 710 Н, с тормозным барабаном D t =710, тип МЗ-2, момент инерции J=0. 05 кг м 2 Подбор тормоза : Расчётный тормозной момент : К т -коэффициент запаса торможения Кт=1. 75 Выбираем тормоз ТКГ-300, тормозной момент 0. 8 кН Определение времени разгона механизма.

Проверка тормоза по мощности трения. т. к. 0. 3 1. 3, где 1. 3- -допускаемая мощность торможения, значит тормоз подходит. 6. Расчёт металлоконструкции крана. Принимаем : мост крана выполнен из двух коробчатых балок, по которым проложены рельсы грузовой тележки.Принимаем высоту балок 0. 75 м, ширину 0. 05 м. Сталь горячекатанная.

М.