Выбор тормоза и его расчет

3.7. Выбор тормоза и его расчет.

Тормоз в механизме поворота служит для гашения сил инерции вращающихся масс крана, а также момента от ветровой нагрузки. Силы трения в опорах способствуют торможению.

Тормозной момент определяется по формуле /5/:

По табл.12П. /2/ выбираем двухколодочный пружинный тормоз типа ТКТ-300/200 с короткоходовым электромагнитом МО-200Б. Табличный момент этого тормоза равен 240 Н*м при ПВ - 40%, у нас же ПВ %. Тормозную ленту для обкладок выбираем типа А (по ГОСТ 1198-78), тормозной шкив - стальное литье.

Техническая характеристика: Dт = 300 мм; Вт = 145 мм; а1 = 190 мм; а2 = 430 мм; Вк = 140 мм; Мя = 3,6 Н*м; е = 40 мм;  = 5,50; Мэм = 40 Н*м.

Производим расчет тормоза по той же методике, что и в механизме подъема груза.

Определяем силу трения между колодкой и шкивом по формуле 2.8.3.:

Fторм = Мторм / Dт = 111 / 0,3 = 370 Н

Определяем усилие прижатия колодки к тормозному шкиву по формуле 2.8.4.:

N = Fтр / f = 370 / 0,37 = 1000 Н

Определяем длину дуги колодки при угле обхвата тормозного шкива колодкой  = 700 по формуле 2.8.6.:

Lк = ( * Dт * ) / 360= (3,14 * 0,3 * 70) / 360 = 0,183 м

Проверяем колодки на удельное давление по условию 2.8.5.:

р = N / (Bк * Lк) = 1000 / (0,14 * 0,183) = 39032 Па = 0,04 МПа,

что меньше 0,3 МПа - допускаемого значения для выбранных материалов.

Определяем окружную скорость на ободе шкива по формуле 2.8.9.:

v = ( * Dт * nдв) / 60 = (3,14 * 0,3 * 800) / 60 = 12,56 м/с

Определяем расчетную скорость на ободе шкива по формуле 2.8.8.:

vр = с0 * v = 1,15 * 12,56 = 14,4 м/с

Проверка колодки на нагрев по удельной мощности трения по формуле 2.8.7.:

А = p * vр * f = 0,4 * 14,4 * 0,37 = 0,2 МН/м*с  [А] = 1,5...2,0 МН/м*с

Расчет рабочей пружины тормоза.

Рабочее усилие в главной пружине определяется по формуле 2.8.10.:

Fгл = N * a1 / a2 + Mяк / е + Fbc

Fгл = 1000 * 0,19 / 0,43 + 3,6 / 0,04 + 40 = 571,9 Н

Расчет пружины производим по расчетной силе Fр с учетом дополнительного сжатия по формуле 2.8.11.:

Fр = Fгл * К0 = 571,9 * 1,3 = 743,5 Н

Определяем диаметр проволоки для главной пружины из расчета на деформацию кручения по формуле 2.8.12.:

Из ряда диаметров по ГОСТ 13768-68 на параметры витков пружин принимаем dпр = 6 мм.

Средний диаметр пружины D = с * dпр = 6 * 6 = 36 мм.

Обозначение пружины: 60С2А-Н-П-ГН-6,0 ГОСТ 14963-69.

Для определения числа рабочих витков задаемся длиной Нd и шагом рd пружины в рабочем (сжатом) состоянии:

Нd = (0,4...0,5) * Dт = 0,45 * 300 = 135 мм

рd = (1,2...1,3) * dпр = 1,2 * 6 = 7,2 мм

Число рабочих витков определяем по формуле 2.8.14.:

n = (Hd - dпр) / рd = (135 - 6) / 7,2 = 17,9

Величину n округляем до целого числа, т.е. n = 18.

Определяем жесткость пружины по формуле 2.8.13.:

Z = (G * dпр4) / (8 * D3 * n) = (8 * 104 * 64) / (8 * 363 * 18) = 27,4 Н/мм

Определяем длину нагруженной пружины по формуле 2.8.15.:

Н0 = Нd + (1,1...1,2) * Fp / Z

Н0 = 135 + 1,15 * 743,5 / 92,6 = 144 мм

Сжатие пружины при установке ее на тормозе:

Н0 - Нd = 144 - 135 = 9 мм

Угол поворота якоря электромагнита () для магнита  = 5,50; переведем в радианы:

 = (5,5 * 2 * ) / 360 = (5,5 * 2 * 3,14) / 360 = 0,096 рад

Определяем дополнительное сжатие пружины по формуле 2.8.18.:

h =  * е = 0,096 * 40 = 3,84

Определяем максимальное усилие в пружине при ее дополнительном сжатии по формуле 2.8.17.:

Fмакс = Fгл + Z * h = 571,9 + 92,6 * 3,84 = 927,5 Н

Определяем наибольшее напряжение в пружине по формуле 2.8.16:

макс = (8 * D * Fмакс * К) / ( * dпр3)

макс = (8 * 36 * 927,5 * 1,24) / (3,14 * 63) = 380 МПа  [] = 400 МПа

Определяем отход колодок от шкива по формуле 2.8.19.:

 = (а1 / (2 * а2)) * h = (190 / (2 * 430)) * 3,84 = 0,85 мм

Отход колодок от тормоза регулируется в пределах от 0,5 до 0,8 мм.

Проверочный расчет электромагнита.

Работа электромагнита Wэм тормоза должна быть больше работы растормаживания Wр .

Определяем работу электромагнита тормоза по формуле 2.8.20.:

Wэм = Мэм *  = 40 * 0,096 = 3,84 Н*м

Определяем работу растормаживания колодок по формуле 2.8.21:

Wр = (2 * N * ) / (0,9 * )

Wр = (2 * 1000 * 0,8) / (0,9 * 0,95 * 103) = 1,9 Н*м

Wэм > Wр , следовательно электромагнит подходит.

3.8. Расчет на прочность отдельных элементов крана.

3.8.1. Колонна крана.

Колонна крана, на которой расположена поворачивающаяся часть металлоконструкции полноповоротного крана изготавливается из стали Ст5 (рис.3.8.1.).

Схема колонны крана.

Диаметр кованной колонны в опасном сечении (D, мм) определяют по формуле /4/:

где [из] - допускаемое напряжение на изгиб для стали марок Ст4 и Ст5; [из] = 110 МПа.

Результирующее напряжение в опасном сечении колонны с учетом изгиба и сжатия должно отвечать условию /4/:

рез = [(106 * H * h) / W + (103 * V) / А]  [], (3.8.1.2.)

где W - момент сопротивления поперечного сечения колонны, мм3;

А - площадь поперечного сечения колонны, мм2;

[] - допускаемое нормальное напряжение, МПа (для режима работы - легкий [] = 160 МПа).

Колонна имеет сплошное сечение диаметром D, поэтому:

W = ( / 32) * D3 (3.8.1.3.)

А = ( / 4) * D2 (3.8.1.4.)

Определяем момент сопротивления поперечного сечения колонны по формуле 3.8.1.3.

W = (3,14 / 32) * 2073 = 870343 мм3

Определяем площадь поперечного сечения колонны по формуле 3.8.1.4.:

А = (3,14 / 4) * 2072 = 33636 мм2

Проверяем на результирующее напряжение по формуле 3.8.1.2.:

рез = [(106 * 78,4 * 1,25) / 870343 + (103 * 204,6) / 33636] = 119 МПа  []

рез = 119 МПа  [] = 160 МПа

Горизонтальная стрела прогиба колонны (У, мм) определяется по формуле /4/:

У = (Н * h13) / (3 * E * Iп), (3.8.1.5.)

где h1 - расстояние от верхней опоры колонны до места ее заделки; принимаем h1 =1200 * h = 1200 * 1,25 = 1500 мм;

Е - модуль нормальной упругости материала колонны; для стальных колонн Е = 210 кПа;

Iп - момент инерции поперечного сечения колонны, м4; для сплошного сечения определяется по формуле /4/:

Iп = D / 64 (3.8.1.6.)

Iп = 207 / 64 = 3,2 м4

Прогиб будет равен:

У = (78,4 * (1,5)3) / (3 * 210 * 3,2) = 0,131 м = 131 мм

Отношение максимального прогиба колонны к вылету стрелы определяется из условия /4/:

УL = У / (103 * L) = 131 / (103 * 2,5) = 0,0524

Похожие работы

Башенные краны и другие машины, используемые в строительстве

Скачать

72917

11

4

... (рис 2, в), через которое из кривошипной камеры в цилиндр поступает свежий заряд топливовоздушной смеси. В дальнейшем все эти процессы повторяются в такой же последовательности. 3.2 Промышленные тракторы, используемые в строительстве Промышленные тракторы используются для разработки тяжелых грунтов, когда имеет место ударное взаимодействие орудия с грунтом. И тем не менее на ближайшие годы ...

Работа бурильной колонны

Скачать

90533

2

11

... и противовыбросового оборудования буровых установок используют манометры с поршневыми средоразделителями, отделяющими буровой раствор от гидравлической жидкости в манометре. Измерение расхода бурового раствора на входе в бурильную колонну производят наиболее точно с помощью электромагнитных датчиков расхода или по числу двойных ходов буровых насосов. В электромагнитном датчике расхода буровой ...

Пролетные и консольные краны

Скачать

21329

0

6

Длина консолей для кранов консольного типа принимается в пределах 0,25—0,35 пролета. Скорость подъема груза составляет 8—32 м/мин. Скорость передвижения грузовых тележек— до 40 м/мин и скорость передвижения крана до 100 м/мин. Высота подъема груза — в пределах 4—25 м в зависимости от габаритов грузов. Рельсы подкрановых путей укладываются строго горизонтально на полушпалах с шагом 0,5 м и должны ...

Автомобильный кран

Скачать

100345

15

29

... ограждена из-за возможности нанесения им вреда перемещаемыми грузами и разрушающимися конструкциями. Оценка эргономических характеристик условий труда крановщика при эксплуатации автомобильного крана Эргономические условия труда определяются совокупностью психофизиологических факторов, возникающих в процессе трудовой деятельности. Психофизиологические опасные и вредные производственные ...