Дипломная работа: Анализ использования машинно-тракторного парка и состояния ремонтной базы СПК "Новологиновский-1"

3. Конструкторская часть

3.1 Обоснование выбора конструкторской разработки

На основании опыта работы ремонтно-технических предприятий были сделаны следующие выводы: что их режим работы очень трудоемкий, и в процессе работы доля ручного труда очень велика. И чтобы как-то сократить долю ручного труда в процессе восстановления деталей было решено разработать и внедрить консольно-поворотный кран. Промышленность страны специализируется на изготовлении кранов средней и большой грузоподъемностью. В нашем случае из-за их большой грузоподъемности и металлоемкости их применение не целесообразно. Поэтому в данном дипломном проекте в качестве конструкторской разработки предлагается консольно-поворотный кран малой грузоподъемностью, небольшим вылетом стрелы, использование которого было бы наиболее эффективно, принимая во внимание небольшую площадь проектируемого участка и коН/ммктное расположение технологического оборудования. С помощью консольно-поворотного крана значительно сокращается время на погрузку и разгрузку ремонтных материалов и восстановленных деталей, и следователь уменьшается трудоемкость процесса.

3.2 Расчет конструкторской разработки

Расчет механизма подъема

а) Выбор каната [13, 15]:

Максимально статическое усилие:

,                                       (3.1)

где:  – число ветвей наматывающихся на барабан;

 – кратность полиспаста;

 – КПД полиспаста.

 Н.

б) Разрывное усилие:

 Н. кН.

Выбираем канат двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6х19 (1+6+6/6)+10, ГОСТ 2688–80  мм. при допустимом напряжении на растяжение проволоки  Н/мм2.

в) Расчет барабана [13]:

,                                                  (3.2)

где:  – коэффициент регламентирующий нормы Госгортехнадзора ( для грузоподъемных машин всех типов) средних режимов работы;

 мм. мм.

Принимаем один слой навивки, нарезной Сталь 20 барабан с шагом нарезки:

,                                              (3.3)

 мм.

Число витков резьбы рассчитывается по формуле:

,                                              (3.4)

где:  – высота подъема, м.  м.

 – кратность полиспаста, ;

 – заказные витки, предусмотренные правилами Гостехнадзора, ;

 – число витков под креплением каната на барабане, .

.

Принимаем .

г) Длина нарезной части барабана определяется по формуле:

,                                                      (3.5)

 мм.

Толщина стенки литого барабана равна:

 мм,                                       (3.6)

 мм.

Принимаем  мм.

Проверяем стенки барабана на сжатие:

,                                                (3.7)

 Н/мм2.

 Н/мм2 – для средних режимов работы.

Проверяем на изгиб с кручением [14]:

,                                         (3.8)

,                                         (3.9)

Н мм.

,                                                    (3.10)

 Н мм.

 – коэффициент приведения, .

 Н/мм2.

,                                                     (3.11)

где:  Н/мм2.

 Н/мм2.

д) выбор крюковой подвески;

Принимаем по ГОСТ 6627–63 крюк однорогий для механизмов машинным приводом, грузоподъемностью 1 т.

е) Выбор электродвигателя.

Максимальная статическая мощность определяется по формуле:

,                                  (3.12)

где:  – скорость подъема груза, принимаем  м/мин м/сек.;

 – КПД привода, .

 Вт.

Выбираем асинхронный электродвигатель с фазным ротором серии МТН612–10 ГОСТ 185–70  кВт.,  мин-1.

Частота вращения барабана определяется по формуле:

,                                                 (3.13)

 мин-1.

Общее передаточное отношение привода равно:

,                                                     (3.14)

Расчет основной балки с тягой. Тяга работает на растяжение.

Условие прочности:

,                                      (3.15)

Балка работает на изгиб:

,                                             (3.16)

Тяга-швеллер №8,  мм2.

Балка-двутавр №24,  мм.,  мм3.

Материалом для балки и тяги принимаем сталь Ст 3,  Н/мм2.

Рассчитываем по предельным нагрузкам. Предельная растягивающая нагрузка тяги:

,                                                  (3.17)

 Н.

Так как , то нагрузка на балку при этом будет:

 Н

Предельная нагрузка балки равна:

,                                        (3.18)

 Н.

При этом нагрузка на тягу составит:

,                                                        (3.19)

 Н.

Таким образом, предельная грузоподъемность составляет:

,                                (3.20)

 Н.

Расчет подшипников

а) Подбираем упорный подшипник №8112,  мм.,  мм.,  мм.

Динамическая грузоподъемность  Н

Проверяем долговечность в миллионах оборотах:

,                                                  (3.21)

где:  для шариковых подшипников.

,                                             (3.22)

где:  при температуре до 900 С;

 при средних режимах работы.

,                                              (3.23)

 Н,

 Н,

 млн. об.

Долговечность подшипников в часах определяется по формуле:

,                                                 (3.24)

 ч.

Условно принимаем частоту поворота крана  мин-1.

б) В верхней и нижней опорах для восприятия радиальных нагрузок принимаем подшипник радиальный сферический двухрядный, шариковый №1208  мм,  мм.

Динамическая грузоподъемность  Н.

Наиболее нагружен нижний подшипник. Проверяем долговечность:

,

,

где  при вращении внутри кольца;

 Н. – радиальная нагрузка в опоре А;

 – коэффициент радиальной нагрузки.

 Н.

 млн. об.

Долговечность в часах равна:

,                                                 (3.25)

 ч.

Расчет фундаментных болтов. Фундаментные болты предотвращают сдвиг нижней опоры относительно фундамента от сдвигающей силы:

 Н.

Из условия отсутствия сдвига определяем необходимый диаметр болтов по формуле:

,                                                         (3.26)

где:  – коэффициент трения для стали по бетону.

,                                                   (3.27)

 Н/мм2,

 мм.

Принимаем шесть болтов из стали Ст 3.  Н/мм2,  при диаметрах до 16 мм.,  – количество болтов. Принимаем болты М10.

Расчет крепления.

мм, мм, Н.

Н, мм, мм, мм.

,                            (3.28)

 Н/мм2.

Принимаем ручную сварку электродом Э42А,  мм.

3.3 Оценка крана на технику безопасности

Расчет колонны на устойчивость.

а) На сжатие:

Определим реакции в опорах:

   мм.

   мм.

   мм.

 мм.

,                                                      (3.29)

 Н.

,                                                          (3.30)

 Н.

Момент силы  заменяем моментами сил  и , действующие на колонну:

 ,

 ,

 .

,                                                            (3.31)

 Н.

,                                                   (3.32)

 Н.

Колонна трубчатого сечения (сталь обыкновенного качества Ст 3),

 мм.,  мм.

Рисунок 3.1 – Колонна

Площадь поперечного сечения:

,                                               (3.33)

 мм2.

Проверяем на сжатие:

,                                                            (3.34)

 Н/мм Н/мм2.

б) на устойчивость:

Условие устойчивости:

,                                                  (3.35)

 Н мм.

,                                                 (3.36)

 мм3.

,                                                          (3.37)

 Н мм.

,                                      (3.38)

 Н мм.

 Н/мм2.

Дополнительное напряжение на изгиб для Ст 3:  Н/мм2.

Дополнительное напряжение на устойчивость:

,                                                            (3.39)

где:  – коэффициент уменьшения основных допустимых напряжений.

Определяем гибкость колонны:

,                                                          (3.40)

где:  – коэффициент приведения длины;

,                                                       (3.41)

 мм4.

,                                                          (3.42)

 мм.

.

При  :

 Н/мм2.

Условие устойчивости выполняется.

а) По данным расчетов, консольно-поворотный кран соответствует нормам ССБТ, и как показали расчеты, условия устойчивости выполняется.

б) Окраска крана производится согласно ГОСТ 124.026–76.

в) Организация и оборудование рабочего места при работе с краном соответствует требованиям системы стандартов.

Электробезопасность. На грузоподъемных механизмах, движущихся по подкрановым рельсовым путям и работающих от электрического привода, устанавливают концевые автоматические выключатели и концевые упоры-буферы.

Автоматическое выключение путевого двигателя должно происходить так, чтобы тележка останавливалась, не доходя до упора на расстоянии 200 мм. Этого добиваются соответствующей установкой выключателей. Нельзя допускать, чтобы тележки ударились об упоры.

Во избежание электротравмы, прежде чем взяться за коробку кнопочного управления грузоподъемным механизмом, необходимо вытереть руки от остатков смазочных материалов и убедиться, что корпус коробки не имеет трещин или других повреждений. Затем нажимая на соответствующие кнопки, проверяют работу крана во всех направлениях. Для защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током в практике широко используют средства, изолирующие человека от частей оборудования, находящихся под напряжением, а также изоляции человека от земли при одновременном прикосновении к заземленным частям электрооборудования и токоведущим частям.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11