Курсовая работа - Выбор и расчет мостового крана грузоподъемностью 15т - файл n1.docx

Курсовая работа - Выбор и расчет мостового крана грузоподъемностью 15т
Скачать все файлы (173.3 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.docx174kb.16.02.2014 05:33скачать

n1.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

ФГБОУ ВПО «Магнитогорский Государственный Технический Университет им. Г.И.Носова»

Кафедра строительных материалов и изделий

Пояснительная записка

к курсовому проекту по дисциплине

«Механическое оборудование предприятий

строительной индустрии»


на тему: Выбор и расчет мостового крана

грузоподъемностью 15т.


Выполнил студент гр. 2906__________________Казак Ю.Г.

подпись
Проверил проф., канд. техн. наук. ________________ Шишкин В.И.

подпись


Магнитогорск

2012
СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1 Обоснование и выбор машины 4

2 Описание конструкции и работы машины 5

3 Расчет производительности 8

4 Расчет мощности 11

5 Выбор и расчет кинематической схемы привода машины 12

6 Техническое обслуживание и техника безопасности при

эксплуатации и обслуживании машины 13

Заключение 17

Библиографический список 18


ВВЕДЕНИЕ
Мостовой кран - грузоподъемная машина циклического действия, предназначенная для подъема и перемещения груза в пространстве. Мостовые краны применяются для строительных работ, а также для обслуживания технологического оборудования цехов и складов производственных предприятий.

Крановое электрооборудование является одним из основных средств комплексной механизации всех отраслей народного хозяйства. Подавляющее большинство грузоподъемных машин изготовляемых отечественной промышленностью, имеет привод основных рабочих механизмов, и поэтому действия этих машин в значительной степени зависит от качественных показателей используемого кранового оборудования.

Перемещение грузов, связанное с грузоподъемными операциями, во всех отраслях народного хозяйства, на транспорте и в строительстве осуществляется разнообразными грузоподъемными машинами.

Грузоподъемные машины служат для погрузочно - разгрузочных работ, перемещения грузов в технологической цепи производства или строительства и выполнения ремонтно - монтажных работ с крупногабаритными агрегатами. Грузоподъемные машины с электрическими приводами имеют чрезвычайно широкий диапазон использования, что характеризуется интервалом мощностей приводов от сотен ватт до 1000кВт

Мостовые краны в зависимости от назначения и характера выполняемой работы снабжают различными грузозахватными приспособлениями: крюками, грейферами, специальными захватами и т.п.

.

1 ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР МАШИНЫ
Краном мостового типа называют кран с грузозахватным устройством, подвешенным к грузовой тележке или тали, которые перемещаются по подвижной стальной конструкции (мосту). К ним относятся мостовые краны, мост которых непосредственно опирается на надземный рельсовый путь сверху(опорные краны) или подвешиваются к нижним полкам рельсового пути(подвесные краны). Различают краны общего назначения с крюком, специальные с грейфером, магнитом, захватами для контейнеров и металлургические. Также мостовые краны подразделяются на двухбалочные и однобалочные.

Привод механизмов, как правило, электрический, но может быть и ручным. Управление механизмов осуществляется с пола, из кабины и дистанционно. Исполнение кранов нормальное, взрывобезопасное. По грузоподъемности краны условно разделяют на 3 группы:

-первая – до 5000 кг;

-вторая – от 5000 до 50000 кг;

-третья – свыше 50000 до 320000 кг.
На рисунке 1 показан однобалочный кран грузоподъемностью 50/10т с консольной тележкой 2 с приводными колесами. Механизмы главного 1 и вспомогательного 3 подъема смонтированы на концевых балках моста. Установка на тележке только верхних блоков позволяет уменьшить высоту крана, а консольное расположение блоков – обслуживать дополнительную площадь с торцевой стороны здания.

1.jpg

Рисунок 1 – Однобалочный кран со стационарными механизмами подъема
2 ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И РАБОТЫ МАШИНЫ
Механизмы мостового крана обеспечивают три движения подъема груза, передвижение тележки и передвижение моста. Механизм подъема представляет собой лебедку, связанную со сдвоенным полиспастом. Механизм подъема грейферного крана выполняют в виде двух одинаковых подъемных независимых механизмов, электродвигатели которых управляются двумя контроллерами, имеющими общую рукоять управления. Механизм передвижения тележки имеет два холостых и два приводных колеса, вращаемых электродвигателем через редуктор.

Мост крана состоит из двух главных двухстенных балок, к которым на консолях прикреплены площадки для приводов и механизма передвижения, или из двух главных балок, сплошных одностенных или в виде решетчатых ферм, по которым передвигается тележка, и двух вспомогательных решетчатых ферм. Главная и вспомогательная балки (фермы) соединены между собой горизонтальными связями, предназначенными для придания жесткости мосту в горизонтальном направлении и восприятия ветровых и горизонтальных инерционных нагрузок.

Механизмы передвижения кранов могут быть двух типов с трансмиссионным валом, имеющим частоту вращения вала двигателя, и с двумя редукторами по концам, передающим движение ходовым колесам крана. Индивидуальные приводы на каждой стороне моста в виде балансирных двухколесных тележек применяют в кранах большой грузоподъемности; реже используют механизмы передвижения с безребордными опорными колесами (ходовые колеса удерживаются на рельсе горизонтальными колесами, укрепленными на конструкции крана).
Мостовой кран общего назначения представлен на рисунке 2.

кран мостовой-рисунок

Рисунок 2 – Мостовой кран
Мостовой кран состоит из моста 8, перемещающегося по крановым путям 11 на ходовых колесах 12, которые установлены на концевых балках 13. Пути 11 укладывают на подкрановые балки, опирающиеся на выступы верхней части колонн цеха. По верхнему (в некоторых конструкциях — по нижнему) поясу балок моста в поперечном направлении относительно пролета цеха передвигается крановая тележка 5, снабженная механизмом подъема груза. В зависимости от назначения крана на тележке размещают один или два механизма подъема. При наличии двух механизмов подъема один из них является главным 4, а второй меньшей грузоподъемности — вспомогательным 3. Механизм передвижения 10 крана установлен на мосту крана, механизм передвижения 9 тележки — непосредственно на тележке. Управление всеми механизмами осуществляют из кабины 1, прикрепленной к мосту крана.

При работе крана происходит постоянное чередование направления движения крана, тележки и крюка. Так, работа механизма подъема состоит из процессов подъема и опускания груза и процессов подъема и опускания пустого крюка. Для увеличения производительности крана используют принцип совмещения операций. Время пауз, в течение которых двигатель не включен и механизм не работает, используется для навешивания груза на крюк и освобождение крюка и для подготовки к следующему процессу работы механизма. Каждый процесс движения, в свою очередь, может быть разделен на периоды неустановившегося движения (в течение которых происходит разгон или замедление движущихся масс груза и механизма) и период движения с установившейся скоростью.

Для мостовых кранов общего назначения с машинным приводом установлены режимы работы: легкий, средний, тяжелый. Для каждого механизма режим работы определяется отдельно, режим работы крана в целом устанавливается по механизму главного подъема. Этот же режим учитывается и при расчете металлоконструкций. В данном курсовом проекте мы рассматриваем мостовой кран двухбалочного типа со средним режимом работы.

Средний режим (С) характеризуется работой с грузами различной величины, средними скоростями движения, средним числом включений в час, средним значением относительной продолжительности включения.

3 РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
Q = 15т

Высота подъема H=15м

Vг= 0,25м/с

Режим работы – средний

ПВ = 25%

Принимаем механизм подъема со сдвоенным двукратным полиспастом.

Усилие в канате, набегающем на барабан:

Fб = = = = 37159 Н

где Q – номинальная грузоподъемность крана;

z – число полиспастов системе;

uп - кратность полиспаста;

о – общий КПД полиспаста и обводных блоков.
Коэффициент полезного действия полиспаста, поскольку обводные блоки отсутствуют:

о = п = * = 0,99

где бл= 0,98

Расчетное разрывное усилие в канате при максимальной нагрузке на канат:

Fк = Fб = 37159H и k = 5,5

F= 37159*5,5 = 204374,5 Н
С учетом данных выбираем по ГОСТ 2688-80 канат двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6*19(1+6+6/6+1 о.с.) диаметром 19,5 имеющий при маркировочной группе проволок 1764 МПа разрывное усилие F = 209000 Н.

Канат грузовой (Г), первой марки (1), из проволоки без покрытия (-), правой крестовой свивки (-), нераскручивающийся (Н). Обозначается так:

Канат – 19,5 – Г – 1 – Н – 1764 ГОСТ 2688-80.

Фактический коэффициент запаса прочности каната
kф = = 5,62 > k = 5,5

Требуемый диаметр барабана по средней линии навитого стального каната

D de,

где d – диаметр каната;

e – коэффициент, зависящий от типа машины, привода механизма и режима работы механизма, e = 25
D = 19,5*25=487,5

Принимаем D = 510мм.

Выбираем подвеску крюковую типа II, грузоподъемностью 20т, имеющую блоки диаметром 450мм с расстоянием между блоками b= 270мм.

Длина каната, навиваемого на барабан с одного полиспаста при z1=2, z2=3,

Lk = H*uп+?*D*(z1+z2) = 15*2+3,14*0,51*(2+3)=38,0м,

где H – подъема груза,

uп – кратность полиспаста;

D – диаметр барабана по средней линии навитого каната;

z1 – число запасных неиспользуемых витков на барабане до места крепления;

z2 – число витков каната, находящихся под зажимным устройством на барабане.
Рабочая длина барабана для каната, свиваемого с одного полиспаста:

Lб= = = 0,55м

Приняв расстояние между правой и левой нарезками на барабане (длина ненарезной части) равным расстоянию между ручьями блоков в крюковой обойме, т.е. l=b=270мм, найдем полную длину барабана

L=2Lб+l=2*0,55+0,27=1,37м

Минимальная толщина стенки литого чугунного барабана:

?min=0,02*Dб+(0,006…0,01) =0,02*0,4905+0,006…0,01=0,015…0,019

Dб=D-d=0,51-0,0195=0,4905 Принимаем ? = 17мм

Приняв в качестве материала барабана чугун марки СЧ 15 (?и=650МПа, [?сж]=130МПа). Найдем напряжение сжатия в стенке барабана:

?сж = = = 112*106Па=112МПа130МПа

где Fб - усилие в канате;

d – диаметр каната;

? – минимальная толщина стенки литого чугунного барабана.
4 РАСЧЕТ МОЩНОСТИ
Статистическая мощность двигателя при  = 0,85

Pc= = = = 43,27 кВт

Выбираем крановый электродвигатель с фазным ротором MTF 412-6, имеющим при ПВ=25% номинальную мощность Pном=36кВт

частоту вращения n=965 мин-1,

момент инерции ротора Iр= 0,675кг*м2,

максимальный пусковой момент двигателя Tmax=950Н*м

Частота вращения барабана при Dрасч=D=0,51

nб= = = 18,75 мин-1

где uп – кратность полиспаста;

Dрасч – расчетный диаметр барабана;

vг – скорость подъема груза
Передаточное число привода механизма:

u = = = 51,46

где n – частота вращения электродвигателя

Расчетная мощность редуктора при k= и Р=Рс

Рр = kp*P = 1,0*43,27 = 43,27кВт

где kp – коэффициент, учитывающий условия работы редуктора;

P – наибольшая мощность передаваемая редуктором при нормально протекающем процессе работы механизма.
По передаточному числу и мощности выбираем редуктор цилиндрический, двухступенчатый, горизонтальный, крановый типоразмера Ц2-500, с передаточным числом up= 50,94 и мощностью на быстроходном валу при среднем режиме работы Рр= 45,5кВТ. И соответственно двигатель трехфазный асинхронный короткозамкнутый 4А250S6УЗ мощностью 45кВт.

5 ВЫБОР И РАСЧЕТ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПРИВОДА МАШИНЫ
Q=15т;

Пролет крана L=19м:

Скорость передвижения Vпер= 1,3м/с;

ПВ=25%;

Режим работы – средний.

Ориентировочная масса мостового крана

m=0,96*Q+0,84*L = 0,96*15+0,84*19=30,36т

Рекомендуемый диаметр ходовых колес Dк=710мм.

Коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам с плоской головкой =0,0006.

Коэффициент трения в подшипниках качения ходовых колес f=0,02 (подшипники конические).

Диаметр цапфы вала ходового колеса

dк= 0,2*Dк=0,2*710=142мм.

Примем также kр=2,5 (для конических подшипников)

где kр – коэффициент, учитывающий дополнительные сопротивления от трения реборд ходовых колес и торцов ступиц колеса
Общее сопротивление передвижению крана

Fпер=Fтр= kp*(m+Q)*g = 2,5*(30360+15000)*9,81* =

=1112454* = 6330 Н

6 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ОБСЛУЖИВАНИИ МАШИНЫ
Техника безопасности представляет собой совокупность организационных и технических мероприятий и средств, предотвращающих воздействие на работающих опасных производственных факторов. Воздействие которых на работающего приводит к травме или другому внезапному ухудшению здоровья.

Нормы и правила техники безопасности, распространяющиеся на строительно-монтажные и специальные строительные работы, независимо от ведомственной подчиненности организаций, выполняющих эти работы, содержатся в СНиП Ш-4-80 «Техника безопасности в строительстве». Инженерно-технические работники строек, а также бригадиры должны хорошо знать и строго соблюдать приведенные в СНиП указания об обязанностях и ответственности административно-технического персонала строек по технике безопасности и производственной санитарии, определяющие порядок осуществления мероприятий по охране труда.

При размещении строительных машин следует установить опасные для людей зоны, в пределах которых постоянно действуют или могут действовать опасные производственные факторы.

К зонам постоянно действующих опасных производственных факторов, связанных с работой монтажных и грузоподъемных машин, относятся места, над которыми происходит перемещение грузов грузоподъемными кранами. Эта зона ограждается защитными ограждениями, соответствующими требованиям ГОСТ. Под защитными ограждениями понимаются устройства, предназначенные для предотвращения непреднамеренного доступа людей в опасную зону.

Монтажной зоной называют пространство, где возможно падение груза при установке и закреплении элементов. В этой зоне можно размещать только монтажный механизм и подкрановые пути. Складировать материалы здесь нельзя.

Зоной обслуживания краном, или рабочей зоной крана, называют пространство, находящееся в пределах линии, описываемой крюком крана. Зоной перемещения груза называют пространство в пределах возможного перемещения груза, подвешенного на крюке крана. Зоны определяются расстоянием по горизонтали от границы рабочей зоны (зоны обслуживания) крана до возможного места падения груза в процессе его перемещения.

Границы опасных зон, в пределах которых возможно возникновение опасности в связи с падением предметов, устанавливаются согласно СНиП.

Опасная зона подкрановых путей – это территория, внутри которой запрещено нахождение людей (кроме машиниста) и размещение механизмов, электрощитов и т. д. Она определяется суммой радиуса поворотной части механизма, половины ширины базы крана и расстояния безопасности.

На работающих грузоподъемных машинах должны быть четко обозначены: грузоподъемность, регистрационный номер и дата следующего испытания.

Строительная компания должна разработать способы правильной строповки грузов, у которых отсутствуют петли, рамы, цапфы и т. д., и обучить этим способам стропальщиков. В необходимых случаях графическое изображение строповки выдается стропальщикам и машинистам или вывешивается в местах производства работ.

При работе грузоподъемной машины не допускается:

- вход в кабину лицам, не имеющим отношения к управлению машиной или к ее обслуживанию;

- вход на грузоподъемную машину во время ее движения;

- подъем груза в неустойчивом положении:

- подъем и перемещение груза с находящимися на нем людьми;

- подъем груза, засыпанного землей или примерзшего к земле, заложенного другими грузами, укрепленного болтами или залитого бетоном;

- подтаскивание груза по земле, полу или крюком крана при наклонном положении грузовых канатов;

- освобождение с помощью грузоподъемной машины защемленных грузов, стропов, канатов или цепей;

- выравнивание поднимаемого или перемещаемого груза собственной массой, а также поправка стропов на весу;

- подача грузов в оконные проемы и на балконы без специальных приемных площадок;

- погрузка и разгрузка автомашины при нахождении людей в ее кабине;

- работа при неисправных или невключенных приборах безопасности и тормозах;

- подъем и перемещение баллонов со сжатыми, сжиженными и; растворенными газами без специальных приспособлений.

Все вновь прибывшие в часть грузоподъемные машины до начала работы должны быть подвергнуты техническому освидетельствованию. Цель его - установить:

- соответствие грузоподъемной машины правилам устройства и представленной при регистрации документации;

- состояние грузоподъемной машины;

- соответствие организации обслуживания машины правилам эксплуатации.

В зависимости от назначения различают следующие виды технического освидетельствования:

- первичное, которому подвергаются вновь изготовленные грузоподъемные машины;

- периодическое, которому подвергаются все установленные грузоподъемные машины;

- внеочередное.

Первичное техническое освидетельствование грузоподъемных машин, выпускаемых заводом и перевозимых на место эксплуатации в собранном виде, производится ОТК завода-изготовителя.

Динамические испытания крана производятся максимальным грузом и имеют целью проверку действия механизмов и их тормозов. Динамическое испытание при периодическом освидетельствовании может выполняться тем же грузом, что и статическое, т. е. на 10% превышающим грузоподъемность крана.

При динамических испытаниях осуществляется многократный подъем и опускание груза с торможением, а также проверка действия всех других механизмов грузоподъемной машины.

Лицо, проводившее техническое освидетельствование, записывает результаты в паспорт грузоподъемной машины. При наличии опасных дефектов кран к работе не допускается, о чем в паспорте делается мотивированная запись.

Съемные грузозахватные приспособления (стропы, цепи, траверсы, клещи и т. д.) после изготовления подлежат техническому освидетельствованию на заводе-изготовителе, а после ремонта – на заводе, где происходит ремонт. При техническом освидетельствовании они осматриваются и испытываются нагрузкой, в 1,25 раза превышающей их номинальную грузоподъемность. В процессе эксплуатации должны подвергаться периодическому осмотру не позднее чем через каждые 6 месяцев – траверсы; один месяц – клещи, другие захваты и тара; каждые 10 дней – стропы.

Результаты осмотра съемных грузозахватных приспособлений должны записываться в журнал учета и осмотра.

Тара после изготовления осматривается. Испытание грузом для нее не обязательно.

Для статического и динамического испытаний в парке машин должна быть предусмотрена специальная площадка с набором необходимых грузов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном курсовом проекте был выбран мостовой кран общего назначения двухбалочный грузоподъемностью 15т.

Произведен его расчет:

Размер изделия, м:

длина ─ 19,5м;

ширина ─ 6,5м;

Скорость передвижения - 1,3м/с;

Высота подъема - 12м;

Ориентировочная масса 30т;

Мощность, кВт ─ 43,27;
Мостовой кран весьма удобен для использования, так как благодаря перемещению по крановым путям, располагаемым в верхней части цеха, он не занимает полезной площади.

В настоящее время грузоподъемные машины выпускаются большим числом заводов. Эти машины используются во многих отраслях народного хозяйства в металлургии, строительстве, при добыче полезных ископаемых, машиностроении, транспорте, и в других отраслях.

Развитие машиностроения, занимающиеся производством грузоподъемных машин, является важным направлением развития народного хозяйства страны.

Список использованных источников
1 Вайнсон А.А. Подъемно – транспортные машины строительной промышленности. М.: Машиностроение, 1987 – 146 с.

2 Кузьмин А.В., Марон Ф.Л. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин. Минск: Высшая школа, 1983.

3 Кифер Л.Г., Абрамович. И. Грузоподъемные машины, 2 изд., ч. 1- М.: Машгиз, 1956.

4 Шабашов А. П., Лысяков А. Г. Мостовые краны общего назначения, М.: Машиностроение, 1980

5 Гохберг М.М. Справочник по кранам – Л.: Машиностроение, 1989 – 953 с I,II тома.

6 Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов –М.: ПИО ОБТ, 2000 – 266 с.
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации