Расчета крана козлового двухбалочного грузоподъемностью 32 тонны пролетом 32 метра с консолями по 10 метров
Расчет моста крана
Расчет ездовой балки
Расчет моста грузовой тележки
Расчет концевой грузовой тележки
Проверочный расчет вала привода передвижения крана
Проверочный расчет вала привода передвижения грузовой тележки
Расчет подшипниковых опор ездовой балки
Расчет подшипниковых опор грузовой тележки
Расчет ходового колеса крана
Расчет ходового колеса грузовой тележки
Расчет электропривода передвижения крана
Расчет электропривода передвижения грузовой тележки
Расчёт моста крана
Сечение моста:
Расчетная схема:
L=3200 см
L1=1050см
l=240 см
а=b=120 см
Р1=Р2=22000 кг
gв=11 кгс/см - нагрузки от собственного веса, на 1 см
Максимальный момент от постоянных нагрузок:
G1=gв*L/2=11*1600=17600 кг - собственный вес пролетной части балки с галереей
G2=gв*L1=11*1050=11550 кг - собственный вес консольной части балки с галереей
Момент от давления колёс крановой тележки с грузом:
Суммарный расчетный вертикальный изгибающий момент
где φ - динамический коэффициент; при легком режиме φ=1,1 при среднем -1,3 при тяжелом -1,5
k - коэффициент толчков. При v=1 м/сек k=1,0 при v>1 м/сек k=1,1
МВерт=1,3 *32609500+8016300 = 50408650 кгс*см
Момент от горизонтальных сил:
1/14 - отношение горизонтальных сил инерции к вертикальной нагрузке, зависящей от силы сцепления колес с рельсами.
Наибольшие напряжения в поясах моста:
Запас прочности:
где σТ - предел текучести.
Наибольший прогиб моста (4-х колесная тележка находиться в середине пролёта):
Расчёт ездовой балки.
Сечение ездовой балки:
Расчетная схема:
Расчет производим для случая наибольшего нагружения ездовой
балки, когда крановая тележка находиться прямо над ездовой
балкой.
Нагрузка на ездовую Р равна:
Р= 1/2(G1+G2+G3)+1/2(GГ+GТ),
где G3 - сила тяжести опоры (ноги), GГ - сила тяжести перемещаемого груза, кгс; GT- сила тяжести тележки, кгс.
Р = 1/2*(17600+11550+2*4500) + 1/2*(40000+4000) =41075 кгс
Максимальный момент:
М=Р*а = 41075 * 70 = 2875250 кгс*см
Наибольшие напряжения в поясах концевой балки:
Запас прочности:
Наибольший прогиб концевой балки:
что составляет 1/1233 длины ездовой балки.
Расчет моста грузовой тележки
Сечение моста:
Расчетная схема
l=250 см
a=45 см
Нагрузка на мост Р равна:
Р= 1/4(GT+GГ),
где GТ - сила тяжести тележки, кгс.
GГ - сила тяжести перемещаемого груза, кгс
Р= 1/2*(40000+4000) =22000 кгс
Максимальный момент:
М=Р*а = 22000 * 45= 990000 кгс*см
Наибольшие напряжения в поясах концевой балки:
Запас прочности:
Наибольший прогиб концевой балки:
что составляет 1/12500 длины моста балки.
Расчет концевой грузовой тележки
l=240 см
a=77 см
Нагрузка на мост Р равна:
Р= 1/4(GT+GГ),
где GT - сила тяжести тележки, кгс.
GГ - сила тяжести перемещаемого груза, кгс.
р = 1/4 *(40000+4000) =11000 кгс
Максимальный момент:
М=Р*а = 11000 * 77 = 847000 кгс*см
Наибольшие напряжения в поясах концевой балки:
Запас прочности:
Наибольший прогиб концевой балки:
что составляет 1/4000 длины моста балки.
Проверочный расчёт вала привода передвижения крана
Расчетная схема
l=244 мм
a=122 мм
с=195 мм
b=90 мм
Материал вала сталь 45 НВ 280
где на схеме: Т - расчетный момент на валу необходимый для
приведения в движение крана с грузом в 32 т
Fr - нагрузка на вал, равная весу крана с грузом, поделенному на количество колес.
Fr = ((32000+95000)/8) *9,81= 155733,75 Н
Fm=1000 Н - нагрузка на вал от реактивной штанги
Проверка сечения | - |
Для сечения | - | изгибающий момент равен
Напряжения изгиба в проверяемом сечении вала:
Напряжения кручения в сечении:
Эквивалентное напряжение в сечении:
- статическая прочность вала обеспечена
Запас сопротивления усталости по изгибу:
Запас сопротивления усталости по кручению:
Запас сопротивления усталости при изгибе и кручении для
сечения | - |
Проверка сечения || - ||
Для сечения || - || изгибающий момент равен:
Напряжения изгиба в проверяемом сечении вала:
Напряжения кручения в сечении:
Эквивалентное напряжение в сечении:
- статическая прочность вала обеспечена
Запас сопротивления усталости по изгибу:
Запас сопротивления усталости по кручению:
Запас сопротивления усталости при изгибе и кручении для
сечения || - ||
Проверочный расчёт вала привода передвижения грузовой тележки
Расчётная схема
l=220 мм
а=110 мм
c=155 мм
b=130 мм
Материал вала сталь 65Г НВ 350
На схеме: Т - расчетный момент на валу необходимый для
приведения в движение крана с грузом в 32 т
Fr - нагрузка на вал, равная весу тележки с грузом, поделенному на количество колес.
Fr = ((32000+4000)/4) *9,81= 88290 Н
Fm=700 Н - нагрузка на вал от реактивной штанги
Проверка сечения | - |
Для сечения | - | изгибающий момент равен
Напряжения изгиба в проверяемом сечении вала:
Напряжения кручения в сечении:
Эквивалентное напряжение в сечении:
- статическая прочность вала обеспечена
Запас сопротивления усталости по изгибу:
Запас сопротивления усталости по кручению:
Запас сопротивления усталости при изгибе и кручении для
сечения | - |
Проверка сечения || - ||
Для сечения || - || изгибающий момент равен
M = Fm *b=700 *130=91000 Н * мм
Напряжения изгиба в проверяемом сечении вала:
Напряжения кручения в сечении:
Эквивалентное напряжение в сечении:
- статическая прочность вала обеспечена
Запас сопротивления усталости по изгибу:
Запас сопротивления усталости по кручению:
Запас сопротивления усталости при изгибе и кручении для
сечения || - ||
Расчет подшипниковых опор ездовой балки
Рассчитываемый подшипник 53618 ГОСТ 24696-81, статическая грузоподъемность С0 =365000 Н, динамическая грузоподъемность С=477000 Н, n=29 об/мин,
Эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник: P=V*Fr *Kб *Km
где Fr=155733,75/2 = 77867 Н - радиальная нагрузка на подшипник (тележка в середине моста)
Для радиального шарикоподшипника при вращении внутреннего кольца и нагрузке с умеренными толчками:
Р=1*77867*1,2*1=93440 Н
Номинальная долговечность подшипника:
Эквивалентная статическая нагрузка на подшипник, при отсутствии осевой нагрузки и когда крановая тележка находиться в крайнем положении: Р = Fr=77867Н< С0 =365000Н
Расчет подшипниковых опор грузовой тележки
Рассчитываемый подшипник 53610 ГОСТ 24696-81, статическая грузоподъемность С0=120000 Н, динамическая грузоподъемность С=176000 Н, n=25 об/мин,
Эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник: P=VFrKбKm, где Fr =88290/2 = 44145 Н - радиальная нагрузка на подшипник (тележка в середине моста)
Для радиального шарикоподшипника при вращении внутреннего кольца и нагрузке с умеренными толчками: Р=1*44145*1,2*1=52974 Н
Номинальная долговечность подшипника:
Эквивалентная статическая нагрузка на подшипник, при отсутствии осевой нагрузки и когда крановая тележка находиться в крайнем положении P = Fr =44145 Н < С0 = 120000 Н
Расчёт ходового колеса крана
Контактные напряжения в ободе, МПа:
где kt =1,1 - коэффициент толчков,
Р - максимальная статическая нагрузка колеса на рельс
(крановая тележка над ездовой), Н
D=50 - диаметр колесо, см
R - радиус закругления головки рельса
(для рельса Р65 R=30 см)
[σкон] - допускаемые контактные напряжения, МПа
(для стали 65Г при НВ≥300 при среднем режиме работы и
точечном контакте [σкон]≈1700...2125МПа)
Расчёт ходового колеса грузовой тележки
Контактные напряжения в ободе, МПа:
где kf =1,1 - коэффициент толчков,
Р - максимальная статическая нагрузка колеса на рельс
(крановая тележка над ездовой),Н
D=25 - диаметр колесо, см
R - радиус закругления головки рельса
(для рельса Р24 R=20 см)
[σкон] - допускаемые контактные напряжения, МПа
(для стали 65Г при НВ≥300 при среднем режиме работы и
точечном контакте [σкон]≈1700...2125 МПа)
Расчёт электропривода передвижения крана
Применяемый привод: Мотор-редуктор
nк=28 об/мин, nдв =1400 об/мин, передаточное отношение u=50
момент на выходном валу М=1426 Н*м
мощность электродвигателя Р = 5,5 кВт
тип привода крана - раздельный, количество приводов -4
Сопротивление передвижению крана при установившемся движении:
где GГ - сила тяжести перемещаемого груза, Н; Gк – сила тяжести крана, Н; f -коэффициент трения в подшипнике; Dк и d - диаметры колеса и вала, м; k – коэффициент сопротивления качению колеса по рельсу; kр – коэффициент учитывающий трение в ребордах колёс:
Необходимая мощность привода:
P = F*v/(60*kкпд)
где v = 45 м/мин - скорость перемещения крана;
kкпд - КПД мотор - редуктора.
Р= 17385*45/(60*0,66) = 19755Вт
Суммарный момент на ведущих колесах:
M=F*D/2=17385*0,5/2=4346 Н*м
Расчёт электропривода передвижения грузовой тележки
Применяемый привод
Мотор-редуктор
nк =25 об/мин, nдв=1400 об/мин, передаточное отношение u=56
момент на выходном валу М=813 Н*м
мощность электродвигателя Р = 3 кВт
тип привода крана - раздельный, количество приводов -2
Сопротивление передвижению крана при установившемся
движении:
где GГ - сила тяжести перемещаемого груза, Н; GТ – сила тяжести крановой тележки, Н; f -коэффициент трения в подшипнике; DК и d - диаметры колеса и вала, м; k - коэффициент сопротивления качению колеса по рельсу; kр - коэффициент учитывающий трение в ребордах колес.
Необходимая мощность привода:
P = F*v/(60*kкпд)
где v = 20 м/мин - скорость перемещения крана;
kкпд - КПД мотор - редуктора
Р = 5850*20/(60*0,66) = 2955Вт
Суммарный момент на ведущих колесах:
M=F*D/2=5850*0,5/2= 731 Н*м
