http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=8352
Поворотная ось крана
среда, 29 ноября 2017 г.
Расчет механизма поворота крана с низконапорным гидромотором
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=8351
Подвеска грузовая поворотная. Расчёт потребляемой мощности гидропривода подвески для поворота контейнера массой брутто 15 тонн с продольным смещением центра тяжести груза на 1,5 метра.
Данные для расчёта:
Угловая скорость поворота контейнера в установившемся режиме n=1,5 об/мин.
Время разгона (торможения) в неустановившемся режиме = 10 секунд.
Время поворота траверсы с грузом на предельный угол поворота 280° – 30 секунд.
Ветровая нагрузка 250 Н на .
Определение момента инерции контейнера относительно смещённого центра
тяжести.
Рисунок 4.1. – Расчётная схема для определения момента инерции контейнера.
Точки А и Б – точки приложения векторов равнодействующей ветровых нагрузок.
Момент инерции М1 Н*м, левой части «1» контейнера:
Масса: ,
где М=15000 кг.
.
Момент инерции М2 Н*м правой части «2»:
Масса: .
.
.
Определение ветровой нагрузки.
Нагрузка Р1 Н, на левую часть «1» контейнера (при высоте контейнера 2,5 м) равна:
Н
Нагрузка Р2 Н на правую часть «2» контейнера:
Н
Тормозной момент Мт Нм, от ветровой нагрузки:
МТ=2187,5*3,75-1562,5*2,25=4687,5 Нм.
Определение рабочего момента на зубчатом колесе подвески, обеспечивающего рост угловой скорости поворота контейнера от n=0 до n=1,5 об/мин за t=10 секунд при действии ветровой нагрузки МТ.
Уравнение динамики: М=I*Е+ МТ
Где I=487088– момент инерции контейнера;
– угловое ускорение;
Здесь ω=2*π*n/60=0,1n=0,15 – угловая скорость, соответствующая n=1,5 об/мин.
ω0=0 – начальное значение угловой скорости.
t=10 с–время разгона.
Моментом инерции поворотной подвески можно пренебречь за малостью значения относительно контейнера. Для упрощения расчёта величину ветровой нагрузки за время разгона принимаем постоянной.
Тогда рабочий момент М Н*м, будет равен:
Нм.
Потребляемая мощность N кВт, привода поворотной подвески равна:
Вт=1,799 кВт.
Расчёт расхода рабочей жидкости гидромотора привода поворотной подвески.
Для гидромотора, приведённого к одному гидроцилиндру расход Q л/с, равен:
Q=V*Fц,
Где V=N/R – скорость движения поршня;
N – мощность гидропривода;
R=P* Fц – усилие на поршне при давлении рабочей жидкости Р;
Тогда:
=0,11л/с.
Здесь Р=16 МПа – давление рабочей жидкости в гидросистеме.
Подвеска грузовая поворотная. Расчёт потребляемой мощности гидропривода подвески для поворота контейнера массой брутто 15 тонн с продольным смещением центра тяжести груза на 1,5 метра.
Данные для расчёта:
Угловая скорость поворота контейнера в установившемся режиме n=1,5 об/мин.
Время разгона (торможения) в неустановившемся режиме = 10 секунд.
Время поворота траверсы с грузом на предельный угол поворота 280° – 30 секунд.
Ветровая нагрузка 250 Н на .
Определение момента инерции контейнера относительно смещённого центра
тяжести.
Рисунок 4.1. – Расчётная схема для определения момента инерции контейнера.
Точки А и Б – точки приложения векторов равнодействующей ветровых нагрузок.
Момент инерции М1 Н*м, левой части «1» контейнера:
Масса: ,
где М=15000 кг.
.
Момент инерции М2 Н*м правой части «2»:
Масса: .
.
.
Определение ветровой нагрузки.
Нагрузка Р1 Н, на левую часть «1» контейнера (при высоте контейнера 2,5 м) равна:
Н
Нагрузка Р2 Н на правую часть «2» контейнера:
Н
Тормозной момент Мт Нм, от ветровой нагрузки:
МТ=2187,5*3,75-1562,5*2,25=4687,5 Нм.
Определение рабочего момента на зубчатом колесе подвески, обеспечивающего рост угловой скорости поворота контейнера от n=0 до n=1,5 об/мин за t=10 секунд при действии ветровой нагрузки МТ.
Уравнение динамики: М=I*Е+ МТ
Где I=487088– момент инерции контейнера;
– угловое ускорение;
Здесь ω=2*π*n/60=0,1n=0,15 – угловая скорость, соответствующая n=1,5 об/мин.
ω0=0 – начальное значение угловой скорости.
t=10 с–время разгона.
Моментом инерции поворотной подвески можно пренебречь за малостью значения относительно контейнера. Для упрощения расчёта величину ветровой нагрузки за время разгона принимаем постоянной.
Тогда рабочий момент М Н*м, будет равен:
Нм.
Потребляемая мощность N кВт, привода поворотной подвески равна:
Вт=1,799 кВт.
Расчёт расхода рабочей жидкости гидромотора привода поворотной подвески.
Для гидромотора, приведённого к одному гидроцилиндру расход Q л/с, равен:
Q=V*Fц,
Где V=N/R – скорость движения поршня;
N – мощность гидропривода;
R=P* Fц – усилие на поршне при давлении рабочей жидкости Р;
Тогда:
=0,11л/с.
Здесь Р=16 МПа – давление рабочей жидкости в гидросистеме.
Карта смазки грейферного крана
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=8350
Карта смазки грейферного крана
Карта смазки грейферного крана
Расчет захвата гидравлического для крупнотоннажных контейнеров
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=8349
Расчёты на прочность основных грузонесущих узлов захвата гидравлического для крупнотоннажных контейнеров.
Схема расчёта захвата.
Рисунок 4.2 – Расчётная схема захвата.
QР – расчётная нагрузка от загруженного контейнера, взятая с динамическим коэффициентом, распределённая на два грузозахватных органа.
R1 и R2 – реакции роликовых опор (по две штуки на одну опору)
R3 и R4 – реакции винтовых опор, возникающих в момент подъёма захвата с крыши перемещённого захвата.
При сдвигании траверса выдвижная правая задвигается внутрь траверсы
выдвижной левой.
Далее проводится расчёт на прочность траверс левой и правой, рамы, гидроподвески захвата в режиме коррекции переноса при смещении центра тяжести груза.
Расчёт траверсы выдвижной правой (продольная балка)
Рисунок 4.3.– Схема нагрузки балки.
Действующие нагрузки:
Q=15 т – масса брутто контейнера;
QД=15*kД=18 тс – динамическая нагрузка при коэффициенте динамической нагрузки;
kД=1,2 – применительно к гидродинамике крана;
Расчётная нагрузка Qр тс, равна:
тс(без учёта смещения центра тяжести груза)
Реакции опор R1 и R2 определяются из условия равновесия балки: ΣМ=0 и ΣУ=0.
кН.
кН.
Н*см
Расчёт сечения балки.
Рисунок 4,4 – Расчётная схема сечения балки.
Расчёт осевых моментов инерции относительно оси Х–Х:
Элементы «1»:
где I01 – момент инерции элемента «1» относительно собственной центральной оси;
F1 – площадь элемента «1»
у1 – координата центра тяжести элемента «1» от оси Х–Х
у1=150-11=139 мм.
Элементы «2»:
где В=1 см – толщина стенки;
Н=300-44=256 мм – высота стенки;
Суммарный момент инерции IX, равен:
IX=IX1+IX2=26650
Момент сопротивления сечения Wх , равен:
где Н=300/2=150 мм.
Расчётное напряжение изгиба балки σи МПа, с учётом динамической нагрузки:
МПа
Применяется сталь марки 10ХСНД, предел текучести σт=400 МПа в состоянии
поставки.
Траверса выдвижная левая (продольная балка)
Нагрузка и реакции опор – см. пункт 1.
Рисунок 4.5 – Расчётная схема сечения балки.
Момент инерции IX, сечения относительно оси Х–Х:
Момент сопротивления Wх , сечения:
Расчётное напряжение σи МПа, изгиба балки:
МПа.
Вывод: есть возможность увеличения прочности траверсы правой за счёт снижения прочности траверсы левой без увеличения суммарной массы траверс.
Рама захвата.
Схема нагрузки приведена на рисунке 7.9.
Действующие нагрузки:
R1=77,4 т;
R2=59,4 т;
N=R1–R2=12 т;
Н*см.
Рисунок 4.6 – Схема нагрузки на раму захвата.
Расчёт поперечного сечения.
Рисунок 4.7 – Схема поперечного сечения.
Определение ширины «В» сечения при заданных остальных параметрах и допускаемом напряжении [σи]=320 МПа
Момент сопротивления Wх , сечения:
Соответствующий момент инерции IX сечения:
–
–который составляется из суммы моментов инерции относительно оси «Х» элементов сечения «1» и «2» или
–
откуда определим значение «В». Здесь множители:
2 – учёт парности элементов «1» и «2»
1 – толщина элементов в сантиметрах.
20,7 см – координата «у» центра тяжести элемента «1» от оси Х
40,4 см – высота элемента «2».
см.
При некотором увеличении высоты сечения рамы уменьшится ширина «В» силовых листов, что позволит отказаться от подпорных косынок для устойчивости кромок выпусков.
Расчёт гидроподвесок захвата.
Расчётной схемой гидроподвесок захвата служит схема коррекции продольного перекоса контейнера со смещённым центром тяжести груза (см рисунок 5.3)
Гидроподвеска представляет собой гидроцилиндр, шток которого в режиме автоматической коррекции перемещается на определённую величину, вызывая перераспределение нагрузки между гидроподвесками.
Согласно схеме при смещении центра тяжести груза вправо на 1,5 метра наибольше нагружение получает одна из двух правых гидроподвесок Q=13,4 т. При давлении в гидросистеме р=16 МПа. Такое усилие с запасом компенсирует гидроцилиндр
D=120 мм при штоке dШ=40…45 мм. Ход штока при коррекции L=860 мм. Мощность работы гидроподвесок в режиме коррекции захвата:
N=2*Q*V
Где Q=13,4 т – усилие на гидроподвеске
V=86/5≈17 см/с – скорость перемещения штока на длине 860 мм за 5 секунд.
Тогда мощность гидропривода равна:
N=2*13400*86/5=4600000 Н*см/с=46 кВт.
Необходимый расход рабочей жидкости при этом составит:
/с=2,8 л/с.
Расчёты на прочность основных грузонесущих узлов захвата гидравлического для крупнотоннажных контейнеров.
Схема расчёта захвата.
Рисунок 4.2 – Расчётная схема захвата.
QР – расчётная нагрузка от загруженного контейнера, взятая с динамическим коэффициентом, распределённая на два грузозахватных органа.
R1 и R2 – реакции роликовых опор (по две штуки на одну опору)
R3 и R4 – реакции винтовых опор, возникающих в момент подъёма захвата с крыши перемещённого захвата.
При сдвигании траверса выдвижная правая задвигается внутрь траверсы
выдвижной левой.
Далее проводится расчёт на прочность траверс левой и правой, рамы, гидроподвески захвата в режиме коррекции переноса при смещении центра тяжести груза.
Расчёт траверсы выдвижной правой (продольная балка)
Рисунок 4.3.– Схема нагрузки балки.
Действующие нагрузки:
Q=15 т – масса брутто контейнера;
QД=15*kД=18 тс – динамическая нагрузка при коэффициенте динамической нагрузки;
kД=1,2 – применительно к гидродинамике крана;
Расчётная нагрузка Qр тс, равна:
тс(без учёта смещения центра тяжести груза)
Реакции опор R1 и R2 определяются из условия равновесия балки: ΣМ=0 и ΣУ=0.
кН.
кН.
Н*см
Расчёт сечения балки.
Рисунок 4,4 – Расчётная схема сечения балки.
Расчёт осевых моментов инерции относительно оси Х–Х:
Элементы «1»:
где I01 – момент инерции элемента «1» относительно собственной центральной оси;
F1 – площадь элемента «1»
у1 – координата центра тяжести элемента «1» от оси Х–Х
у1=150-11=139 мм.
Элементы «2»:
где В=1 см – толщина стенки;
Н=300-44=256 мм – высота стенки;
Суммарный момент инерции IX, равен:
IX=IX1+IX2=26650
Момент сопротивления сечения Wх , равен:
где Н=300/2=150 мм.
Расчётное напряжение изгиба балки σи МПа, с учётом динамической нагрузки:
МПа
Применяется сталь марки 10ХСНД, предел текучести σт=400 МПа в состоянии
поставки.
Траверса выдвижная левая (продольная балка)
Нагрузка и реакции опор – см. пункт 1.
Рисунок 4.5 – Расчётная схема сечения балки.
Момент инерции IX, сечения относительно оси Х–Х:
Момент сопротивления Wх , сечения:
Расчётное напряжение σи МПа, изгиба балки:
МПа.
Вывод: есть возможность увеличения прочности траверсы правой за счёт снижения прочности траверсы левой без увеличения суммарной массы траверс.
Рама захвата.
Схема нагрузки приведена на рисунке 7.9.
Действующие нагрузки:
R1=77,4 т;
R2=59,4 т;
N=R1–R2=12 т;
Н*см.
Рисунок 4.6 – Схема нагрузки на раму захвата.
Расчёт поперечного сечения.
Рисунок 4.7 – Схема поперечного сечения.
Определение ширины «В» сечения при заданных остальных параметрах и допускаемом напряжении [σи]=320 МПа
Момент сопротивления Wх , сечения:
Соответствующий момент инерции IX сечения:
–
–который составляется из суммы моментов инерции относительно оси «Х» элементов сечения «1» и «2» или
–
откуда определим значение «В». Здесь множители:
2 – учёт парности элементов «1» и «2»
1 – толщина элементов в сантиметрах.
20,7 см – координата «у» центра тяжести элемента «1» от оси Х
40,4 см – высота элемента «2».
см.
При некотором увеличении высоты сечения рамы уменьшится ширина «В» силовых листов, что позволит отказаться от подпорных косынок для устойчивости кромок выпусков.
Расчёт гидроподвесок захвата.
Расчётной схемой гидроподвесок захвата служит схема коррекции продольного перекоса контейнера со смещённым центром тяжести груза (см рисунок 5.3)
Гидроподвеска представляет собой гидроцилиндр, шток которого в режиме автоматической коррекции перемещается на определённую величину, вызывая перераспределение нагрузки между гидроподвесками.
Согласно схеме при смещении центра тяжести груза вправо на 1,5 метра наибольше нагружение получает одна из двух правых гидроподвесок Q=13,4 т. При давлении в гидросистеме р=16 МПа. Такое усилие с запасом компенсирует гидроцилиндр
D=120 мм при штоке dШ=40…45 мм. Ход штока при коррекции L=860 мм. Мощность работы гидроподвесок в режиме коррекции захвата:
N=2*Q*V
Где Q=13,4 т – усилие на гидроподвеске
V=86/5≈17 см/с – скорость перемещения штока на длине 860 мм за 5 секунд.
Тогда мощность гидропривода равна:
N=2*13400*86/5=4600000 Н*см/с=46 кВт.
Необходимый расход рабочей жидкости при этом составит:
/с=2,8 л/с.
Расчет грейфера гидравлического штангового
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=8348
Грейфер гидравлический штанговый.
Конструктивная схема грейфера приведена на рисунке 7.11.
В качестве аналога для разработки конструкции гидравлического грейфера принят серийно изготавливаемый по проекту 3319А НПО «Речпорт» грейфер для крана грузоподъёмностью 10 т. Принципиальным отличием разрабатываемого грейфера от указанного аналога является наличие гидроцилиндра вместо четырёхкратного полиспаста.
Усилие на штоке гидроцилиндра должно быть равно усилию, которое создаёт четырёхкратный канатный полиспаст при зачерпывании груза.
кН.
Где SЗАЧ=100 кН – усилие на замыкающем канате;
ZП=4 – кратность полиспаста.
Гидроцилиндр одностороннего действия. Рабочей является штоковая полость. Площадь поршня со стороны штока определяется формулой:
где р=16 МПа - давление рабочей жидкости;
N=480 кН – усилие на штоке;
– площадь сечения штока;
Рисунок 4.8 – Грейфер гидравлический штанговый.
d=60 мм – диаметр штока;
.
Диаметр поршня D см, будет равен:
см
Принят D=200 мм.
Напряжение растяжения в сечении штока составит:
МПа.
При допустимом [σ]=240 МПа (для стали 5)
LШ=2000 мм – ход штока. Принят конструктивно исходя из обеспечения перемещения челюстей из открытого помещения в закрытое.
Расчёт на прочность других элементов грейфера не производится, так как они приняты соответствующими аналогу и приведены в эксплуатации.
Грейфер гидравлический штанговый.
Конструктивная схема грейфера приведена на рисунке 7.11.
В качестве аналога для разработки конструкции гидравлического грейфера принят серийно изготавливаемый по проекту 3319А НПО «Речпорт» грейфер для крана грузоподъёмностью 10 т. Принципиальным отличием разрабатываемого грейфера от указанного аналога является наличие гидроцилиндра вместо четырёхкратного полиспаста.
Усилие на штоке гидроцилиндра должно быть равно усилию, которое создаёт четырёхкратный канатный полиспаст при зачерпывании груза.
кН.
Где SЗАЧ=100 кН – усилие на замыкающем канате;
ZП=4 – кратность полиспаста.
Гидроцилиндр одностороннего действия. Рабочей является штоковая полость. Площадь поршня со стороны штока определяется формулой:
где р=16 МПа - давление рабочей жидкости;
N=480 кН – усилие на штоке;
– площадь сечения штока;
Рисунок 4.8 – Грейфер гидравлический штанговый.
d=60 мм – диаметр штока;
.
Диаметр поршня D см, будет равен:
см
Принят D=200 мм.
Напряжение растяжения в сечении штока составит:
МПа.
При допустимом [σ]=240 МПа (для стали 5)
LШ=2000 мм – ход штока. Принят конструктивно исходя из обеспечения перемещения челюстей из открытого помещения в закрытое.
Расчёт на прочность других элементов грейфера не производится, так как они приняты соответствующими аналогу и приведены в эксплуатации.
Гидроцилиндр вертикального подъема крана
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=8347
Гидроцилиндр вертикального подъема крана
Гидроцилиндр вертикального подъема крана
Проектирование крана-манипулятора грузоподъёмностью Q=16 тонн на вылете L=25 метр и Q=10 тонн на вылете L=32мера для перегрузки песчано-гравийной смеси и для перегрузки штучных грузов
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=8346
Целью разработки является создание и освоение производства крана-манипулятора грузоподъёмностью Q=16 тонн на вылете L=25 метр и Q=10 тонн на вылете L=32мера для перегрузки песчано-гравийной смеси и для перегрузки штучных грузов. Кран КММ 10/32 разработан для портов, позволяющих повысить коэффициент использования портовой техники за счёт её мобильного перемещения на грузовых участках портов и использования на внепортовых погрузочно-разгрузочных работах и строительно-монтажных работах, в том числе в межнавигационный период.
В составе дипломного проекта также разработаны автоматический универсальный захват для двух типоразмеров крупнотоннажных контейнеров (20 футов),траверс с гидравлическим приводом для перегрузки песчано-гравийной смеси и поворотная грузовая подвеска для захвата крупнотоннажных контейнеров.
На поворотную грузовую подвеску при необходимости могут навешиваться гидравлическая таль, с целью осуществления вертикального подъёма при монтажных операциях на любых вылетах, и другие грузозахватные устройства для перегрузки различных грузов. Перечень грузозахватных устройств может быть расширен при освоении производства кранов-манипуляторов с учётом требований потребителей.
Основной задачей дипломного проэкта является расчет металлоконструкции крана
с целью облегчить собственный вес крана и сделать его более пригодным для транспортировки до места использования
Целью разработки является создание и освоение производства крана-манипулятора грузоподъёмностью Q=16 тонн на вылете L=25 метр и Q=10 тонн на вылете L=32мера для перегрузки песчано-гравийной смеси и для перегрузки штучных грузов. Кран КММ 10/32 разработан для портов, позволяющих повысить коэффициент использования портовой техники за счёт её мобильного перемещения на грузовых участках портов и использования на внепортовых погрузочно-разгрузочных работах и строительно-монтажных работах, в том числе в межнавигационный период.
В составе дипломного проекта также разработаны автоматический универсальный захват для двух типоразмеров крупнотоннажных контейнеров (20 футов),траверс с гидравлическим приводом для перегрузки песчано-гравийной смеси и поворотная грузовая подвеска для захвата крупнотоннажных контейнеров.
На поворотную грузовую подвеску при необходимости могут навешиваться гидравлическая таль, с целью осуществления вертикального подъёма при монтажных операциях на любых вылетах, и другие грузозахватные устройства для перегрузки различных грузов. Перечень грузозахватных устройств может быть расширен при освоении производства кранов-манипуляторов с учётом требований потребителей.
Основной задачей дипломного проэкта является расчет металлоконструкции крана
с целью облегчить собственный вес крана и сделать его более пригодным для транспортировки до места использования
Подписаться на:
Сообщения (Atom)