Проект автомобильного крана КС – 55713 "Клинцы" на базе автомобиля КамАЗ-65115

Перечень чертежей:

1. Чертеж общего вида крана КС – 55713 "Клинцы" на базе автомобиля КамАЗ 65115 на А1, с кинематическими схемами лебедки, механизма поворота, механизма телескопирования стрелы, запасовки каната и техническими характеристиками:

• Грузоподъемность – 25 т
• Вылет крюка: наибольший – 27 м
• Высота подъема груза – 20 м
• Скорость подъема груза – 0,5 м/с
• Частота вращения крана– 1,2 об/мин
• Режим работы – средний
• Крюковая подвеска (тип) –16Б ГОСТ6627
• Канат
• Тип – 24.0-Г-1-ОЖ-Н-1666(170) ГОСТ 2688
• Диаметр – 24 мм
• Разрывное усилие –318 кН
• Механизм подъема груза
• Гидродвигатель – 315.25
• Редуктор – Ц2-750
• Механизм изменения вылета
• Гидродвигатель – 310.1.12
• Диаметр гидроцилиндра –220 мм
• Давление в гидросистеме – 25МПа
• Механизм поворота
• Гидродвигатель –310.2.28
• Редуктор –Ц2-400
• Масса крана –15.7 т.

2. Сборочный чертеж грузоподъемной лебедки в двух проекциях на А1 с проставленными установочными, габаритными, присоединительными размерами.
3. Рабочие чертежи деталей на А1 такие как:

• Кронштейн двигателя с указанием размеров и материалом изготовления из стали 20 ГОСТ 1050-74
• Пружина 11-4,0 ГОСТ 9389-79 с техническими условиями:
• Направление навивки пружины – правое
• L – 5 мм.
• Число рабочих витков – 13
• Общее число витков – 15
• HRC 45….49
• Чертеж блока из стали 20 ГОСТ 1050-74 с указанием размеров и условием: неуказанные линейные радиусы r =3…5 мм
• Схема колеса зубчатого из стали 45Х ГОСТ 4543-90 на А3 с размерами и техническими требованиями:
• НВ 269….302
• Радиусы скруглений 1.6 мм max

Дополнительные материалы:

Приведена пояснительная записка на 42 листах в формате Word с указанием исходных данных:

• Грузоподъемность– 25 т.
• Грузовой момент макс. – 80 т∙м.
• Высота подъема крюка макс. – 20 м.
• Скорость подъема груза макс.– 0,5 м/с.
• Скорость поворота макс. – 1,2 об/мин.
• Время подъема стрелы из транспортного положения в положение минимального вылета – 55 с.
• Грузооборот – 160 т/час.
• Номер нагрузочного графика 10.
• Занятость крана – односменная (время хронометража).
• Нормативный срок службы крана – 16 лет.

1. Рассчитана грузоподъемность лебедки в следующем порядке:
2. Определена группа классификации (режима) механизма подъема – М8, так как число циклов нагружений равно - 505856 циклам.
3. Выбран грузовой крюк № 21 с резьбой на хвостовике Тр100×12 и место его установки в траверсе на подшипнике.
4. Рассчитано разрывное усилие, составившее не менее 305.48 кН, вследствие чего был выбран грузоподъемный канат – 24–Г–1–ОЖ–Н–1666(170).
5. Выбрана принципиальная схема крюковой обоймы и на основе ее сделан расчет:

5. Определены параметры барабана:

• Минимально допустимый наружный диаметр барабана – 538 мм
• Диаметр витка каната по его оси на барабане – 562 мм
• Длина барабана при однослойной навивке и шагом намотки каната – 656 мм
• Толщина стенки барабана –25 мм
• Диаметр реборд барабана должен составлять – 634 мм
• Частота вращения барабана – 40 мин ^-1
• Радиальная нагрузка на подшипник – 39 кН
• Осевая нагрузка на подшипник при угле отклонении каната на барабане 2°30' – 1,9 кН

В следствии этих данных были выбраны шариковые двухрядные сферические подшипники средней широкой серии № 1616 с размерами 80×150×51 с допустимой статической грузоподъемностью 45,4 кН; динамической грузоподъемностью 107 кН, углом контакта тел качения 14° , требуемая долговечность которых составляет не менее 2028 часов. А значит, межремонтный срок по замене подшипника составит 2.5 года.

Также расчетным путем произвелась проверка оси барабана на статическую и усталостную прочность, чьи коэффициенты запасов прочности составили 6,1 и 2,9 соответственно.

6. На основе вычисления рабочего объема двигателя составившего 79,1 м³, выбран двигатель – типоразмер гидродвигателя 310.3.160.00.
7. Подобран редуктор – Ц2–400, так как вращающий момент на тихоходном валу должен быть равен не менее 11,39кН∙м.
8. Выбран тормоз механизма подъема – нормально замкнутый ленточный тормоз с углом охвата тормозного шкива лентой α = 270°. И рассчитаны его параметры:

• Максимальное набегающее усилие – 3,09 кН
• Требуемая ширина ленты – 0,097 м
• Толщина ленты – не менее 1,7*10^-4 м
• Ход сбегающего конца ленты – 5 мм
• Диаметр проволоки – 4,19 мм
• Число рабочих витков – 13
• Шаг пружины – 78,08 мм
• Высота пружины при полном сжатии витков – 72,5 мм
• Высота свободной пружины – 112,5 мм

Рассчитана замыкающая пружины тормоза.

1. Общий расчет автомобильного крана
2. Выбор базового крана и автомобиля – в качестве прототипа принят автомобильный кран КС – 55713 "Клинцы" на базе автомобиля КамАЗ 65115.
3. Определены массы узлов автокрана и расчетная масса крановой установки составившая 8,76 тн.
4. Определены геометрические параметры крановой установки:

• Размеры опорного контура – 5,2×5,2 м
• Длина рамы вместе с концевыми балками под выносные опоры – 5,5 м.
• Высота опорной рамы – 500 мм
• Вертикальная нагрузка – 0,33 МН
• Отрывающий момент – 0,9 МН∙м

Полученным параметрам отвечает опорно-поворотное устройство № 6 с размерами:

• Диаметр опорного листа при толщине 20 мм – 1800 мм;
• Расстояние от оси вращения до шарнира стрелы по горизонтали – 1100 мм;
• Высота шарнира стрелы от плоскости ОПУ – 1300 мм;
• Задний габарит поворотной платформы – 2600 мм;
• Высота консоли поворотной платформы для установки грузовой лебедки принимаем конструктивно – 200 мм;
• Высоту сечения корневой секции стрелы предварительно принимаем – 500 мм;
• Ширина секции – 400 мм;
• Длина корневой секции – 7 м;
• Расстояние от опорного шарнира стрелы до шарнира крепления гидроцилиндра – 3,15 м;
• Ход и диаметр штока гидроцилиндра подъема стрелы принимаем –200 мм;
• Минимальная длина гидроцилиндра по осям проушин – 2800 мм;
• Максимальная длина гидроцилиндра по осям проушин – 5000 мм;
• Максимальный угол наклона стрелы к горизонту ≈ 75°.

В табличной форме оформлены:

• Результаты определения координат центров тяжести частей  крана
• Результаты фронтальной нагрузки на кран от ветра
• Результаты определения боковой ветровой нагрузки на кран
• Таблица определения динамических нагрузок на автокран

1. Проверена устойчивость крана от опрокидывания и рассчитаны коэффициенты устойчивости:
2. при статических испытаниях – 1,03
3. при динамических испытаниях – 1,30
4. при номинальных нагрузках – 1,15

Построен график грузовысотной характеристики автокрана в координатах " вылет – высота и масса поднимаемого груза".

1. Расчет механизма поворота, для этого использована схема крана, полученная в результате общего расчета:
2. Максимальная грузоподъемность крана на минимальном вылете – 4,1м согласно грузовой характеристике составляет – 25 т.
3. Частота вращения крана согласно заданию – 1,2 об/мин.
4. Сила тяжести поворотной части принимаем – 66,80 кН.
5. Расстояние от оси вращения крана до центра тяжести его поворотной части – 0,47 м.
6. Диаметр выбранного роликового опорно–поворотного устройства по осям тел качения – 1,6 м; диаметр делительной окружности зубчатого венца – 1218 мм; число зубьев на венце – 102; модуль зубьев –12 ; ширина зубьев колеса – 102 мм.
7. Момент сопротивления ветра повороту – 1,66кН∙м.
8. Предельно допустимый уклон опорной рамы крана ≤ 3°.
9. Группа режима работы механизма поворота принята такой же, как и для всего крана.

• Определены моменты сил сопротивления повороту. На основе этого выбран типоразмер гидродвигателя 310.2.28.00 с номинальными параметрами:
• Подача– 51 л/мин;
• Крутящий момент – 84 Н∙м;
• Рабочий объем этого двигателя – 28 см³.
• Число оборотов вала – 1157 об/мин
• Общее передаточное число механизма поворота – 964
• Число зубьев ведущей шестерни механизма поворота – 19
• Передаточное число открытой зубчатой передачи при принятом опорно-поворотном устройстве механизма поворота – 4,63
• Передаточное число редуктора механизма поворота – 249,89

• Произведен кинематический расчет редуктора механизма поворота
• Проверена прочность вала и ведущей шестерни механизма поворота.
• Проверена статическая прочность выходного вала редуктора
• Проведена упрощенная проверка вала на усталостную прочность, заключающаяся в проверке условия сопротивления усталости при действии:
• Эквивалентные напряжения в опасном сечении – 192,4 МПа.
• Коэффициент запаса – 1,26.
• Эквивалентного момента – 33,25 кН.

1. Рассчитан механизм наклона стрелы. Для него определены:

• требуемые площади поршня гидроцилиндра – 0,0450 м²;
• усилие штока гидроцилиндра – 1080Кн;
• расход гидравлической жидкости при изменении вылета при объемном КПД гидроцилиндра – 1,1 л/с;
• максимальная мощность, потребляемая насосом при увеличении наклона стрелы крана с учетом потерь давления в трубопроводах – 31,1кВт.

Спецификация –  3 листа 

В программе: AutoCAD, Компас 3Dv