Проектирование крана на колонне у стены

1. Чертеж общего вида механизма подъема А0.
2. Общий вид механизма подъема в разрезах А1.
3. Механизм подъема А1.
4. Сборочный чертеж механизма поворота А1.
5. Кран на колонне у стены общего вида А1:

Грузоподъемность   3,2 т

Скорость подъема    0,125 м/с

Скорость поворота колонны   1,5 об/мин

Высота подъема     8 м

Режим нагружения   L2

Группа классификации механизма     М5

Наклоне стрелы не более   1º

Продолжительность включения   25%

Дополнительные материалы: прилагается расчетно-пояснительная записка на 31 странице, где приведено описание проектирования крана на колонне у стены грузоподъемностью 3,2 т, со скоростью подъема 0,125 м/с.

          Показан рисунок крана на колонне у стены с перечислением исходных данных:

• Грузоподъемность – 3,2 т;
• Высота подъема – 8 м;
• Скорость подъема – 0,125 м/с;
• Число зубьев шестерни – 13;
• Группа классификации механизма – M5;
• Продолжительность включения ПВ=25%.

Для подбора электродвигателя рассчитана грузоподъемная сила – 3,14*10⁴ Н и требуемая мощность – 3,447*10³ Вт. В итоге выбрано три электродвигателя мощностью 4 кВт, но с разным количеством полюсов. Все дальнейшие расчеты выполнены для всех трех электродвигателей.

Рассчитана канатно-блочная система. Показаны схемы полиспастов одно-, двух- и трехкратных.

Все последующие расчеты проведены для всех видов полиспастов, показанных на рисунке и для 4-ех, 6-и и 8-ми полюсных электродвигателей.

Результаты расчетов показателей для выбора каната для полиспаста кратностью 3 для 8-ми полюсных электродвигателей занесены в таблицу:

Выбран канат двойной свивки ГОСТ 7668 типа ЛК-РО. Поскольку данный канат по диаметру меньше, чем 9-11,5 мм, то есть возможность увеличить канатоемкость барабана или уменьшить его длину.

Определена минимальная длина барабана – 0,283 м и расстояние между подшипниками электродвигателя 342 мм.

Для выбора редуктора найдена угловая скорость барабана – 2,414 рад/с и передаточное число – 31,324. Подбор редуктора проводится при помощи программы «Редуктор» на ПЭВМ, в который введены следующие данные:

• Тип редуктора – двуступенчатый соосный;
• Число зубьев первичного вала-шестерни – 13;
• Модуль первой ступени – 3;
• Передаточное число.

В виде таблицы показаны редукторы, подобранные программой. Также в таблицу занесены результаты расчетов условия прочности редуктора и грузового момента.

Выполнена компоновка тали, в которой вычислены такие параметры как высота, ширина и длина редуктора, его масса, масса двигателя и их общая масса. В табличном виде сведены результаты расчетов и сделан вывод, что наименее металлоемкий вариант с одинарным полиспастом кратностью 3, с 8-ми полюсным двигателем и отклонены варианты со сдвоенным полиспастом кратностью 1. Приведен рисунок компоновки выбранного варианта электрической тали.

Проведена проверка двигателя по пусковому моменту для варианта с одинарным полиспастом кратностью 3. Пусковой момент двигателя составил 34,177 Н*м, что меньше чем среднепусковой момент.

В разделе расчета механизма передвижения подобраны элементы механизм:

• Ходовые колеса диаметром 150 мм, диаметр внутреннего отверстия подшипника 20 мм;
• Электродвигатель с встроенным электромагнитным тормозом АИР 80А6Е мощностью 0,75 кВт;
• Редуктор Ц3ВК 100Ф с передаточным числом 12,5 и массой 25 кг.

Также вычислен коэффициент запаса сцепления приводных колес с рельсом при пуске – 3,39.

Показана кинематическая схема крана на колонне. Найдены момент, изгибающий колонну – 5,62*10⁴ Н*м, напряжение изгиба – 314 МПа и диаметр нижнего наконечника колонны – 0,5 м. По статической грузоподъемности выбраны – упорный подшипник скольжения со сферическим кольцом GX370CP и подшипник 239/630C3CAW33 ISB в качестве верхнего и нижнего радиального.

Выполнен расчет механизма поворота. Данные занесены в таблицу:

          По результатам подобрано следующее оборудование: электродвигатель 4АС90E6 со встроенным электромагнитным тормозом мощностью 1,7 кВт и червячный редуктор типа ПЦР-А60 с номинальным моментом на тихоходном валу 900 Н*м.

          Также рассчитаны процесс пуска и торможения механизма поворота. Условие пуска заключается в том, чтобы фактическое время пуска, равное 5,9 с было меньше максимального времени из условия минимального ускорения груза – 6,25 с. Определен момент торможения – 14,8 Н*м.

          Рассчитана открытая зубчатая передача механизма поворота:

• Модуль – 5;
• Диаметр делительной окружности подвенцовой шестерни – 95 мм;
• Число зубьев зубчатого венца – 146;
• Диаметр делительной окружности венца – 730 мм;
• Межосевое расстояние – 415 мм;
• Ширина венца – 132 мм.

В ходе проектирования были рассмотрены исходные данные, выполнены расчеты для выбора электродвигателя, канатно-блочной системы и редуктора.

Проведена компоновка электрической тали. Окончательно выбран вариант с одинарным полиспастом кратностью 3, с 8-ми полюсным двигателем. Двигатель проверен по пусковому моменту.

Рассчитан механизм передвижения и подобран его элементы: электродвигатель АИР 80А6Е и редуктор Ц3ВК 100Ф. Также выполнен расчет колонны и подшипников и механизма поворота. Выбраны электродвигатель 4АС90E6 и червячный редуктор типа ПЦР-А60.

В программе: Компас 3D v