Предыдущая страница реферата | 31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41 | Следующая страница реферата

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 (a) для магнита a = 5,50; переведем в радианы:

a = (5,5 * 2 * p) / 360 = (5,5 * 2 * 3,14) / 360 = 0,096 рад

            Определяем дополнительное сжатие пружины по формуле 2.8.18.:

h = a * 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:

tмакс = (8 * D * Fмакс * К) / (p * dпр3)

tмакс = (8 * 36 * 927,5 * 1,24) / (3,14 * 63) = 380 МПа £ [t] = 400 МПа

            Определяем отход колодок от шкива по формуле 2.8.19.:

d = (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 * a = 40 * 0,096 = 3,84 Н*м

            Определяем работу растормаживания колодок по формуле 2.8.21:

Wр = (2 * N * d) / (0,9 * h)

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

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

sрез = [(106 * H * h) / W + (103 * V) / А] £ [s],             (3.8.1.2.)

где W - момент сопротивления поперечного сечения колонны, мм3;

А - площадь поперечного сечения колонны, мм2;

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

            Колонна имеет сплошное сечение диаметром D, поэтому:

W = (p / 32) * D3                                           (3.8.1.3.)

А = (p / 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.:

sрез = [(106 * 78,4 * 1,25) / 870343 + (103 * 204,6) / 33636] = 119 МПа £ [s]

sрез = 119 МПа £ [s] = 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

3.8.2. Хвостовик колонны.

            Нижний конец колонны - хвостовик.

            Задаемся размерами хвостовика, исходя из следующих рекомендаций:

длина хвостовика            lхв = 1,35 * D = 1,35 * 207 = 279 мм;

                                                D = 0,06 * lхв = 0,06 * 279 = 16,74 мм;

диаметр хвостовика            d = D - 2 * D = 207 - 2 * 16,74 = 173,5 мм;

                                                h0 = (1,3...1,4) * D = 1,3 * 207 = 269 мм.

            Цилиндрический хвостовик колонны (рис.3.8.1.) вставляют в сварную раму. Вертикальную силу V, в этом случае, воспринимает кольцевой выступ.

            Хвостовик рассчитываем на смятие от силы F, возникающей между хвостовиком и рамой от момента, изгибающего колонну.

            Необходимо, чтобы выполнялось условие прочности /4/:

sсм = F / (d * d) = (106 * H * h) / (d * d * h0) £ [sсм],               (3.8.2.1.)

где d - толщина листа сварной рамы, мм; принимают d = 20...30 мм;

[sсм] - допускаемое напряжение для материала рамы ([sсм] = 120...140 МПа).

sсм = (106 * 78,4 * 1,25) / (30 * 173,5 * 269) = 70 МПа £ [sсм]

            Условие прочности выполняется.

3.8.3. Фундамент крана.

            Фундамент предназначен для восприятия всех действующих на кран нагрузок, передачи их на грунт и обеспечения устойчивости крана.

            Максимальные суммарные напряжения на подошве фундамента не должны приводить к разрушению грунта под ним, а минимальные суммарные напряжения должны быть больше нуля, чтобы не происходило раскрытия стыка и перекоса крана. Соответствующие условия при действии в плоскости подошвы вертикальных сил V1, веса фундамента Gф и момента М= Н * h =  78,4 * 1,25 = 98 кН можно записать в виде /4/:

smax = sv + sм £ [s¢см];                      smin = sv - sм > 0,               (3.8.3.1.)

где [s¢см] - допускаемые напряжения смятия для грунта, МПа, выбираемые по табл.11. /4/.

            Равномерно распределенные между фундаментом и грунтом напряжения смятия от сил V1 и Gф определяются по формуле /4/:

sv = (V1 + Gф) / b2 ,                                (3.8.3.2.)

где V1 - вертикальная сила, действующая на фундамент, кН;

Gф - вес фундамента, кН;

b - сторона квадрата фундамента; принимаем b = 2,5 м.

            Напряжения от момента М определяются по формуле /4/:

sм = М / Wп ,                                               (3.8.3.3.)

где Wп - момент сопротивления подошвы фундамента относительно оси, перпендикулярной плоскости действия момента М, м3.

            Поскольку напряжения sм неодинаковы, в расчет следует принимать максимальное напряжение изгиба на подошве фундамента, которое получается, когда стрела крана совпадает по направлению с диагональю основания фундамента. При этом момент сопротивления Wп минимален и составляет:

            Вес колонны вместе с фундаментной плитой определяется по формуле /4/:

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: бесплатно рассказы, курсовые работы скачать бесплатно.





Предыдущая страница реферата | 31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41 | Следующая страница реферата