Расчета привода механизм поворота

Расчет привода механизма поворота

Федеральное агентство морского и речного транспорта

ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова»

Котласский филиал

Федерального государственного бюджетного образовательного

Учреждения высшего образования

«Государственный университет морского и речного флота

Имени адмирала С.О. Макарова»

(Котласский филиал ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова»)

Кафедра Естественнонаучных и технических дисциплин

Направление бакалавриата 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

Практическая работа № 2

по дисциплине: Перегрузочное оборудование портов

Бобров А.А. студент гр. 22-ЭТ

«___»_____________ 20____ г _______________

Никулин А. Н.. старший преподаватель

«___»_____________ 20____ г _______________

Расчет устойчивости поворотной части крана. 3

Расчет привода механизма поворота. 6

Определение пусковых характеристик привода механизма поворота. 8

Расчет устойчивости поворотной части крана

1) Коэффициент грузовой устойчивости (рабочее состояние) для колесных опор:

где — удаление ребра опрокидывания для колесных пар от оси вращения ,

R – радиус кругового рельса,

— удаление центра тяжести противовеса от оси вращения,

— удаление центра тяжести поворотной платформы от оси вращения,

— высота центра наветренной поверхности кабины.

2)Коэффициент собственной устойчивости рассчитывается для нерабочего состояния крана, при этом стрела устанавливается в положение минимального вылета для колесных опор:

где , , массы поднимаемого груза, поворотной платформы, стрелы.

При определении ветровых нагрузок удельное давление ветра принимается при расчете грузовой устойчивости , при расчете собственной устойчивости .

5) Ветровая нагрузка на кабину при грузовой устойчивости:

где — наветренная поверхность кабины

6) Ветровая нагрузка на стрелу при грузовой устойчивости:

где – наветренная поверхность стрелы,

— коэффициент сплошности ( ).

7) Ветровая нагрузка на подвешенный груз:

где — площадь поверхности груза.

8) Ветровая нагрузка на стрелу при собственной устойчивости:

где — угол наклона стрелы, соответствующий положению стрелы при минимальном вылете .

9) Ветровая нагрузка на кабину при собственной устойчивости:

Геометрические параметры находятся из расчетной схемы поворотной части крана:

10) Удаление центра тяжести стрелы при максимальном вылете:

11) Удаление центра тяжести стрелы при минимальном вылете:

12) Высота концевого блока стрелы:

13) Высота центра наветренной поверхности стрелы при максимальном вылете:

14) Высота центра наветренной поверхности стрелы при минимальном вылете:

15) Подставляем рассчитанные величины в 1 и 2 формулы:

16) Подсчитываем и получаем:

17) Решив систему уравнений получаем:

Расчет привода механизма поворота

1) Статический момент сопротивления вращению крана:

где — момент сопротивления вращению от трения в опорно-поворотных устройствах,

— момент сопротивления вращению от ветровой нагрузки.

2) Момент сопротивления вращению от трения:

где — вертикальная нагрузка от веса всех частей крана и груза

— коэффициент сопротивления ,

— диаметр кругового рельса,

— диаметр колеса,

k– коэффициент трения качения (k=0,5 мм),

– коэффициент, учитывающий сопротивления от скольжения цилиндрических колес ( ).

3) Момент сопротивления вращению от ветровой нагрузки:

где — момент сопротивления вращению от ветровой нагрузки, действующей на стрелу

— момент сопротивления вращению от ветровой нагрузки, действующей на подвешенный груз

Удельное давление ветра принимается .

4) Мощность электродвигателя

где — угловая скорость вращения крана,

– частота вращения крана,

— КПД механизма ( ).

5) Выбираем электродвигатель МТН-211-6. Номинальной мощность , частотой вращения ротора , моментом инерции массы ротора .

Источник

Задание расчет механизма поворота стрелового крана на колоне с решением

Рассчитать механизм поворота стрелового крана на колоне по следующим данным:

Режим работы — легкий ПВ=25%

1. Расчет механизма поворота крана. Верхняя опора крана воспринимает вертикальные и горизонтальные силы. После предварительной проработки принимаем вес стрелы Gc = 1 тс (mс = 101,9 кгс∙м-1∙с2), вес противовесной консоли Gк = 1,5 тс (mк = 152,9 кгс∙м-1∙с2); А = 8 м, r = 0,3 м, l1 = 3 м, h == 4 м, l2 = 3,5 м).

Вертикальное усилие, действующее на упорный подшипник верхней опоры, равно сумме весов всех вращающихся частей крана:

Вес противовеса GП определяют из условия равенства суммы статических моментов, действующих на кран в нагруженном и разгруженном состояниях. Поскольку груз не всегда максимальный и кран большую часть времени находится в разгруженном состоянии, принимаем

Такое условие обеспечивает действие на колонну наименьшего изгибающего момента.

Сумма моментов с грузом на крюке:

М1= 10∙8+1;

Сумма моментов без груза на крюке:

;

Подставим значение моментов в уравнение (299), учитывая их направление, и решим относительно GП:

Тогда V = 10 + 1 + 1,5 + 9,21 = 21,71 тс.

Горизонтальную реакцию Н находим из уравнения моментов для груженого крана:

тс.

Соответственно нагрузкам выбираем упорный шарикоподшипник 8218 (прил. IX) с допускаемой осевой статической нагрузкой 29 тс, внутренним диаметром 90 мм, наружным диаметром 135 мм и радиальный шарикоподшипник 321 (прил. XIII) с допускаемой радиальной нагрузкой 14,5тс, внутренним диаметром 105мм, наружным диаметром 225 мм [4].

Нижнее опорно-поворотное устройство воспринимает горизонтальное усилие Н от поворотной части крана и составляющую веса зубчатого венца.

Определяем статический момент сопротивления повороту как сумму моментов сил от трения, ветра и уклона:

;

где ∑Мтр— сумма моментов сил трения в верхней опоре и нижнем опорно-поворотном устройстве.

Момент сил трения в радиальном подшипнике верхней опоры

кгс∙м.

Момент сил трения в упорном подшипнике

кгс∙м.

Усилие, действующее на каждый из двух роликов,

кгс

Момент сил трения в нижнем опорно-поворотном устройстве

кгс∙м, (300)

где r = 90 мм — диаметр подшипника ролика;

f = 0,02. 0,05 — коэффициент трения в подшипниках роликов;

μ = 0,03. 0,07 см — коэффициент трения качения ролика по колонне;

Dр = 190мм — диаметр ролика, определяемый по наружному диаметру подшипника;

Тогда ∑Мтр = 14,66 + 18,24 + 40,84 = 73,74 кгс∙м.

Момент от ветровых нагрузок

Из предыдущих расчетов Мгр = 1200 кгс∙м.

Момент сил ветра, действующих на кран,

Здесь принята площадь противовесной консоли по контуру 0,25 × 4 м с учетом балласта и механизмов на ней.

Момент сил, возникающих при уклоне,

Общий статический момент

∑М = 73,74 + 1695 + 948 = 2717 кгс∙м.

Необходимая статическая мощность двигателя механизма поворота

кВт.

Выбираем асинхронный электродвигатель с фазовым ротором МТF 111-6: N = 4,1 кВт, n = 870 мин-1 (ω = 91,06 рад/с), Мп.mах = 8,7 кгс∙м, Jр = 0,0049 кгс∙м∙с2 (прил. XXXIV).

Передаточные числа редуктора и зубчатой передачи

Проверка выбранного двигателя по условиям нагрева. Суммарный момент статического сопротивления повороту, приведенный к валу двигателя,

кгс∙м.

Номинальный момент выбранного двигателя

кгс∙м.

Коэффициент загрузки двигателя при повороте

Время разгона при повороте с номинальным грузом

где JПР — суммарный момент инерции вращающихся масс механизма поворота крана, масс груза, стрелы, консоли и противовеса, приведенный к валу двигателя;

кгс∙м-1∙с2.