Перечень чертежей:
в транспортном положении - 60 м;
в рабочем положении - 90
Технические требования:
Дополнительные материалы: приведена расчетно-пояснительная записка на 32 страницах.
Раскрыта область применения крана-манипулятора.
Выправочно - подбивочно - рихтовочная машина — путевая машина для выправки железнодорожного пути в продольном и поперечном профиле и в плане, а также для уплотнения балласта. Приведена сравнительная характеристика параметров машин: ВПРС-10, ПРМ-5, ВПРС-П.
Кран-манипулятор разрабатывается для замены шпал в рельсошпальной решетке. Кран-манипулятор – это машина для подъема груза, состоящая из крано-манипуляторной установки, установленной на ходовом устройстве или стационарно. Приведена классификация рабочего оборудования манипуляторов по типу подвески и по типу складывания.
Приведен расчет на прочность элементов металлоконструкции крана-манипулятора.
В качестве профиля телескопических секций выбрана профильная труба согласно ГОСТ Р 54157-2010. Материал трубы - Сталь 09Г2С. Выполнен расчет телескопируемой секции гуська:
№ п/п | Наименование | Значение |
1 | Длина секции гуська | 2500 мм |
2 | Изгибающий момент | 8093 Н*м |
3 | Момент сопротивления коробчатого сечения | 93,97 см3 |
4 | Допустимое напряжение | 184 МПа |
5 | Напряжение | 86,12 МПа |
6 | Конструктивный вес телескопируемой секции гуська | 54,03 кг |
Аналогично произведен расчет телескопируемой секции хобота, опорной секции гуська и опорной секции хобота.
Полученные телескопические секции имеют преимущество по сравнению с другими сортаментами стрел в качестве облегченного веса конструкции.
Представлена расчетная схема сварного нахлесточного шва ГОСТ 14771-76 У2-ИП. Найдено напряжение, возникающее от растягивающей (сжимающей) силы и момента в сварном шве, соединяющем лист с профильной трубой, равное 9,52 МПа, что меньше допускаемого напряжения 120 МПа.
Приведено описание технологии сварки. Для сварки стали 09Г2С принят высококачественный электрод Э50А.
Выполнен расчет болтового соединения накладок к профильной трубе на срез и смятие, где определено допускаемое напряжение на срез – 132МПа, диаметр болта – 8,1 мм и минимальный диаметр болта – 2,4 мм. Для накладки приняты болты М8.
Произведен расчет болтового соединения крана-манипулятора к раме ВПР. Допускаемое напряжение на срез составит 200 МПа, диаметр болта – 16,9 мм, минимальный диаметр болта - 2,8 мм. Приняты болты М24 (10 шт.).
Произведен расчет устойчивости крана-манипулятора
Для 4 расчетных случаев определены:
Приведен расчет на сопротивление усталости.
Режим нагружения: проектируемый кран-манипулятор предполагается эксплуатировать в летнее время года, время эксплуатации - 100 дней. Принят двухсменный режим эксплуатации, в час - 12 циклов подъема и опускания шпал. Для освобождения шпалы от щебня необходимо выполнить порядка 10 колебаний. Тогда количество циклов нагружений составит 2*106.
Приведена диаграмма зависимости грузоподъемности от числа циклов работы крана и выполнен расчет стреловой системы крана-манипулятора на сопротивление усталости:
№ п/п | Наименование | Значение |
1 | Коэффициент распределения нагрузок | 0,129 |
2 | Количество циклов работы крана за срок службы при режиме нагружения | 2,58*105 |
Условие долговечности выполняется.
Произведен расчет опорной балки гуська крана-манипулятора на сопротивление усталости (расчетная зона - на стыке труб):
№ п/п | Наименование | Значение |
1 | Вес груза | 300 кг |
2 | Базовый предел выносливости | 43 МПа |
3 | Предел выносливости | 49 МПа |
4 | Максимальная нагрузка на опору | 1581 Н |
5 | Минимальная нагрузка | 735 Н |
6 | Изгибающий момент в сечениях от собственного веса и оборудования | 74,6 кН*м |
7 | Изгибающий момент в центральном сечении | 387 кН*м |
8 | Суммарный изгибающий момент | 461,6 кН*м |
9 | Максимальные напряжения в расчетной зоне | 29,4 МПа |
10 | Минимальные напряжения | 24,6 МПа |
11 | Коэффициент асимметрии цикла | 0,84 |
12 | Действующее эквивалентное напряжение | 2,2 МПа |
13 | Расчетное сопротивление через коэффициенты надежности | 29 МПа |
14 | Расчетное сопротивление с уточняющими параметрами | 34 МПа |
Условие ограниченной долговечности выполнено, действующие напряжения меньше расчетного сопротивления.
Для увеличения срока службы рабочих элементов захватного устройства предложено применение специального износостойкого материала - высокопрочная сталь Magstrong H400. Представлены таблицы химического состава и механических свойств стали MAGSTRONG H400
В проекте разработана металлическая конструкция крана манипулятора и рассчитаны ее основные элементы. Для унификации были использованы профильные трубы в качестве телескопических элементов, а также произведен их проверочный расчет, расчет сварных швов и самих балок.
Спецификация – 6 лист
В программе: Компас 3Dv, AutoCAD
База графических конструкторских документов, изображений и объектов