Зоны постоянно действующих опасных производственных факторов во избежание доступа посторонних лиц должны быть ограждены защитными ограждениями, удовлетворяющими требованиям ГОСТ 23407-78.
Граница опасной зоны грузоподъемного крана определяется с учетом отлета (падения) груза, перемещаемого краном на наибольшем вылете стрелы.
Границы опасных зон стреловых самоходных кранов определяются исходя из следующих условий:
· установка крана для монтажа устойчивых элементов;
· установка крана для монтажа высоких неустойчивых элементов;
· установка крана вблизи штабеля складирования (здания и т.д.);
· установка крана вблизи котлована (траншеи);
· установка крана вблизи линии электропередач.
Границу опасной зоны при работе крана по монтажу устойчивых элементов можно определить по формуле:
, (2.1)
где - радиус опасной зоны;
- максимальный вылет крюка крана;
- длина детали;
- расстояние от вылета крюка до места возможного падения груза.
Расстояние должно быть не менее, м:
Табл.2.2
Высота подъема груза
Н, м
Расстояние , м не менее
до 20
7
от 20 до 70
10
Рис. 2.1. Границы опасной зоны при работе крана по монтажу устойчивых элементов.
Например, определим границу опасной зоны, когда автомобильным краном КС - 4572 будет производиться монтаж плит.
Известно:
Наибольший вылет 18,4 м, длина плиты 5 м, наибольшая высота подъема 21,7 м.
Согласно табл. 2 м. Подставим данные значения в формулу, получим:
Границу опасной зоны при монтаже краном неустойчивых элементов можно определить по формуле:
, (2.2)
где - радиус опасной зоны (вылет крюка);
- рабочий радиус крана;
- высота подъема груза;
Например, определим границу опасной зоны, при монтаже колонны автомобильным краном КС - 4572.
Вылет 10 м, высота подъема груза 10 м.
Рис. 2.2. Границы опасной зоны при работе крана по монтажу неустойчивых элементов.
Граница опасной зоны между штабелем конструкций (стеной здания, колонной) и поворотной частью крана может быть подсчитана по формуле:
, (2.3)
где - габарит поворотной части крана;
- радиус опасной зоны вращения крана;
- расстояние между штабелем и краном не менее 1 м.
Например, определим границу опасной зоны между штабелем конструкций (стеной здания, колонной) и поворотной частью крана КС - 4572.
Габарит поворотной части крана 2,95 м, расстояние между штабелем и краном принимаем 3 м.
Подставим данные значения в формулу, получим:
Рис. 2.3. Границы опасной зоны между штабелем конструкций и поворотной частью крана.
Производство всех работ и пребывание людей в опасной зоне вращения крана строго запрещается.
3. Конструкторская часть
Расчёт грузовой лебёдки. Расчет будем вести по методическим указаниям [3]
Задача расчёта.
Спроектировать механизм подъёма груза автомобильного крана.
Исходные данные.
грузоподъёмность mг = 16000 кг;
высота подъёма H = 21,7 м.
скорость подъёма V = 0,14 м/с.
кратность полиспаста а = 4.
масса крюковой подвески mкр = 150 кг.
3.1 Выбор каната и барабана.
3.1.1 Находим грузоподъёмную силу по формуле
(3.1)
где g = 9,81 м/с- ускорение свободного падения.
Получим .
3.1.2 Определяем КПД полиспаста по следующей формуле:
= , (3.2)
где = 0,98 - КПД блока на подшипниках качения;
к = 1 - число обводных блоков.
Получим
= = 0,95
3.1.3 Рассчитываем наибольшее натяжение ветви каната, набегающей на барабан при подъёме груза по формуле:
, (3.3)
где = 1 - число полиспастов.
F =
3.1.4 Разрывное усилие каната в целом определяется по формуле:
, (3.4)
где - минимальный коэффициент использования каната;
- символ, означающий смещение по таблице [3 стр.25] соответствия групп классификации и коэффициентов использования каната и выбора диаметра. (Допускается изменение коэффициента выбора диаметра барабана , но не более чем на два шага по группе классификации в большую или меньшую сторону, с соответствующей компенсацией, путём изменения величины на то же число шагов в меньшую или большую сторону), поэтому введём ряд смещений:
Тогда получим ряд значений:
Имеем
Разрывное усилие каната (), для кратности , для основного и добавочных значений получим по формуле (4):
3.1.5 Выбираем тип каната. Для автомобильного крана, работающего на открытом воздухе, при наличии пыли и влаги следует выбирать канат типа
ЛК - Р 619+1 о.с., ГОСТ 2688-80 с малым количеством проволок большого диаметра. Этот канат обладает высокой абразивной и коррозионной износостойкостью.
По найденным значениям находим значения диаметров каната и маркировочную группу, соответствующую условию прочности каната:
, (3.5)
где - разрывное усилие каната в целом (по каталогу). Имеем следующие значения диаметров каната (в скобках указаны маркировочные группы (МПА) и разрывные усилия ()):
3.1.6 Минимальный диаметр барабана определяется по формуле
, (3.6)
где - коэффициент выбора диаметра барабана.
По таблице [3 стр.25], для заданной группы классификации механизмов, получают основное значение . При смещении по этой таблице вверх и вниз на два шага, находят значения , где
При определении минимального диаметра барабана получим основное
значение . При смещении по этой таблице вверх и вниз на два шага, имеем:
По формуле (3.6) получим:
3.1.7 Расчётный диаметр барабана , принимают из ряда Ra20.
ГОСТ 3241 - 80 «Канаты стальные. Технические условия» приводит ограничение: «Диаметр шейки барабана должен быть не менее 15 номинальных диаметров каната». Следовательно, отбрасываем барабаны с .
3.1.8 Длина барабана с односторонней нарезкой определяется по формуле:
(3.7)
где - шаг нарезки; - кратность полиспаста; - необходимая
длина каната на барабане (=50м.) (условно).
Как видно из расчётов, вариант с канатом диаметром 16,5мм даёт больший диаметр барабана при меньшей его длине.
Ради запаса примем:
диаметр барабана D = 450мм.
длина барабана L = 605 мм.
диаметр каната d = 16.5 мм.
На автомобильных кранах допустима навивка каната на барабан в несколько слоёв, следовательно, запаса каната на выбранном барабане будет достаточно.
3.1.9 Определим угловую скорость барабана по формуле:
, (3.8)
3.2 Выбор гидромотора [4].
3.2.1 Находим статическую мощность гидромотора по формуле:
, (3.9)
где =
= 0,9 - КПД механизма с цилиндрическим редуктором.
= 0,965 - КПД гидромотора.
Получим Вт. ( кВт).
3.2.2 Крутящий момент создаваемый гидромотором:
, (3.10)
где - угловая скорость гидромотора.
,
=31,5 передаточное число редуктора (взято максимальное среди двухступенчатых редукторов).
3.2.3 Потребный рабочий объём гидромотора:
, (3.11)
где = 16 МПА - перепад давлений на гидромоторе (выбираем ориентировочно [4 стр.22]).
=0,94 - механический КПД гидромотора в первом приближении.
По [4 стр.22] выбираем аксиально-поршневой регулируемый гидромотор 223.25.
Техническая характеристика гидромотора:
потребный рабочий объём гидромотора =214
перепад давлений на гидромоторе 16 МПА.
номинальная подача 4,840
частота вращения вала гидромотора 1400
(Регулировать на частоту 750)
3.3 Выбор редуктора
Выбираем редуктор, оснащённый зубчатым венцом на выходном валу,
выберем универсальный двухступенчатый редуктор Ц2У - 250.
3.4 Выбор тормоза
3.4.1 Грузовой момент на барабане определяется по формуле:
, (3.12)
3.4.2.Статический момент на входном валу редуктора при торможении определяют по формуле:
, (3.13)
где - КПД механизма, который можно принять равным КПД редуктора.
3.4.3 Тормозной момент, на который регулируют тормоз, определяют по формуле:
, (3.14)
где 2 - коэффициент запаса торможения.
=
Выбираем ленточный тормоз (при одинаковом тормозном моменте, по сравнению с колодочным и дисковым тормозами, он имеет меньшие размеры, что важно на автомобильных кранах).
При тормозном шкиве диаметром 180 мм, тормозной момент 800 Нм.
3.5 Расчёт шпоночного соединения
Для проверки работоспособности спроектированной конструкции следует проверить надёжность шпоночного соединения тихоходный вал редуктора - зубчатый венец. Расчёт будет вестись по методике предложенной [6].
Выбранная шпонка: «Шпонка 22 1490 ГОСТ 23360 - 78» (Шпонка призматическая).
Основным расчётом для призматических шпонок является условный расчёт на смятие.
Условие прочности выбранной шпонки на смятие:
где
9585 Нм - вращающий момент (принимается равным грузовому моменту на барабане).
77 мм - диаметр вала, на который посажена шпонка.
90 мм - рабочая длина шпонки.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11
