Как посчитать площадь козлового крана

Как грамотно рассчитать металлоконструкцию козлового крана.

Нашёл софт для автоматического подбора балок
Первая прога «Изгиб»
http://andre-kvark.my1.ru/load/progr. balok/2-1-0-12

Выдаёт подробный расчет
Расчёт металлических балок.doc
Вторая прога «Beam»

После расчета пишет»Необходимо дополнительно проверить сечение на общую и местную устойчивость!
(п.п. 5.15 СНиП II-23-81*)»
В СНиПе такого пункта нет.
Обе проги при равных задаваемых значениях подбирают одинаковый профиль.
————————————
Для расчета стоек нашел прогу «Расчет стоек на устойчивость»
http://andre-kvark.my1.ru/load/progr. ivost/2-1-0-38

Тоже выдает подробный расчет
Расчет стойки.doc.
Но расчет большинства профилей только после покупки ключа.

Вопрос в следующем: подойдет ли этот софт для моего случая?

Конструирование, проектирование и расчеты

Ты тогда хоть сперва сделай прикидочную параметрическую модель своего крана, а потом сделай её расчет на прочность и устойчивость при статических и динамических нагрузках в спец программах.

1) А вас не смущает, что при старте подъёма сила там будет больше не на 20%, а намного больше, поскольку вы динамическую составляющую не учитываете?
2) По двутавру явно бегают ролики, там есть вполне конкретные точки контакта, которые иногда в большей степени влияют на ограничения по нагрузкам, чем общий расчёт балки.
3) Помимо веса двутавра, там ещё по идее должно быть подъёмное устройство и магазин цепи.
4) Помимо расчёта по грузоподъёмности необходимо просчитать и устойчивость к транспортировки крана с грузом, если такое предполагается в использовании.

Вы поймите, дьявол зарыт в нюансах. И задача очень непроста для расчёта, иначе вы что-то в скаченных программах насчитаете, но совсем далёкое от жизни. А поближе к жизни надо садиться за учебники сопромата, консультироваться по конкретным вопросам с коллегами, которые этим занимаются. Вам собственно для чего это надо? Для ВУЗа или для продажи/изготовления готовых кранов?

Я это понимаю, поэтому и обратился сюда за советом, чтобы направили на путь истинный.

Для изготовления и последующей продажы.

Где найти материал по теме? Про динамику я пока не в курсе.
Кран с грузом ещё и кататься должен.

Конструирование, проектирование и расчеты

Ищи пособия в библиотеке DWG по расчету козловых, балочных, портальных кранов. Там все методики описаны.

Конструирование, проектирование и расчеты

вот например (опробованная мной) подборка темплейтов в openoffice calc для расчета по СНиП. В принципе почти все что вам нужно.
Balka_Prokat.ods
Szhato_Izgibaemyj_dvutavr.ods
и так далее

(в расчете балки вам надо подобрать нагрузку q чтобы сила P стала равна нужной вам величине)

Источник

Как посчитать площадь козлового крана

Как рассчитать стоимость покраски козлового крана?
Цену на покраску козлового крана мы рассчитываем следующим образом:

Умножаем вес крана (в тоннах) на 27 (усредненный коэффициент перевода веса в площадь; взят из 13 сборника Терр) и получаем количество квадратных метров. Далее количество метров умножаем на стоимость одного метра (в среднем по уральскому региону – 250 руб./м.кв.)

В эту стоимость включены следующие технологические этапы:

1. Очистка поверхности скребками и щетками.
2. Обеспыливание.
3. Обезжиривание.
4. Огрунтовка ГФ-021 на один раз.
5. Окраска ПФ-115 на два раза.
6. Расколлеровка кабины, крюковой подвески, перил.

Таким образом, для козлового крана ККС-10 весом в 40 тонн стоимость антикоррозионной защиты с применением указанной технологии вычисляется так:

Как посчитать площадь поверхности козлового крана
Случайно наткнулся на Ваш вопрос в Интернете о том, как посчитать площадь поверхности кранов. (А именно КП-300, козловой ККС-10 и КПП-5-36).
Если Вы еще не выяснили я Вам расскажу. Все коэффициенты перевода веса в площадь металлоконструкций мы берем в приложении к 13-ому сборнику ТЕР (ТЕР 81−02−13−2001). (КОЭФФИЦИЕНТЫ К СТОИМОСТИ ОПЛАТЫ ТРУДА РАБОЧИХ И ЗАТРАТАМ НА ЭКСПЛУАТАЦИЮ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ РАБОТ В УСЛОВИЯХ ОСЛОЖНЯЮЩИХ ИХ ВЫПОЛНЕНИЕ). Я приложил его к письму. В нем можно посмотреть коэффициенты перевода тонн в квадратные метры для любого профиля любой толщины. По опыту, мы, для окраски козловых кранов, применяем усредненный коэффициент 27 (этот коэф. применяется для угловой стали 10мм). Таким образом, чтобы посчитать площадь поверхности металлоконструкций, нужно тоннаж (т) умножить на 27 и получим метраж. В среднем, получающийся метраж соответствует действительному.
Цену за покраску мы считаем исходя из расхода материалов на метр. Для ПФ-115 — 0,4кг/м2; ГФ-021 — 0,3/м2. Растворитель – 0,2/м2.

Коэффициент для расчета площади поверхности мостового коробчатого крана рассчитывается нами следующим образом: тоннаж*32,1/2. Где 32,1 – коэффициент листовой стали 8мм. Всё делим на 2, т.к. коробка крана краситься только снаружи (коробка, понятно, не краситься внутри), а коэффициент 32,1 дан для суммы обеих сторон.
Например мостовой коробчатый кран весом в 56 тонн имеет площадь поверхности 898,8 (56*32,1/2) м.кв. А козловой решетчатый (из уголка) кран с таким же весом имеет площадь поверхности 1512 (56*27) м.кв.

Источник

Курсовая работа: Проектирование козлового крана

1. Расчет механизма подъема.

1.1 Определение кратности полиспаста

1.2 Определение усилия в канате, набегающем на барабан

1.4 Определение требуемого диаметра блоков и барабана

1.5 Выбор крюковой подвески

1.6 Определение размеров барабана

1.7 Выбор двигателя

1.8 Определение передаточного числа привода

1.9 Выбор редуктора

1.10 Выбор муфты быстроходного вала

1.11 Выбор муфты тихоходного вала

1.12 Определение пусковых характеристик механизма

1.14 Определение тормозных характеристик механизма

1.15 Проверка двигателя на нагрев

2. Расчет механизма передвижения тележки

2.1 Выбор типа привода

2.2 Определение числа ходовых колес

2.3 Кинематическая схема механизма

2.4 Определение массы тележки

2.5 Выбор ходовых колес

2.6 Определение сопротивления передвижению тележки

2.7 Выбор двигателя

2.8 Определение передаточного числа привода

2.9 Выбор редуктора

2.10 Выбор муфт быстроходного

2.11 Выбор муфт тихоходного вала

2.12 Определение пусковых характеристик механизма

2.13 Выбор тормоза и определение тормозных моментов

2.14 Проверка пути торможения

2.15 Проверка двигателя на нагрев

Список использованных источников

Грузоподъемные и транспортные машины являются неотъемлемой частью современного производства, так как с их помощью осуществляется механизация основных технологических процессов и вспомогательных работ. В последнее время качественно возросла роль подъемно-транспортных машин на поточных линиях, в связи, с чем они стали органической частью технологического оборудования. Также весьма существенным стало влияние подъемно-транспортных машин на технико-экономические показатели производства.

Современное производство грузоподъемных машин основывается на создании блочных механизмов состоящих из унифицированных узлов (редукторов, муфт, тормозов и др.) позволяющих получить более высокий технико-экономический эффект при изготовлении и эксплуатации этих машин. Блочными называются механизмы, состоящие из самостоятельных узлов, соединенных между собой посредством легкоразъемных соединений. К таким блокам относятся крюковые подвески, тельферы, редукторы, тормоза, муфты и т.д.

Применение блочных конструкций позволяет выпускать узлы механизмов в законченном виде, что приводит к специализации отдельных цехов и заводов. Специализация производства, в свою очередь, обеспечивает повышение качества и снижает себестоимость изготовления узлов.

Использование блочных конструкций позволяет легко определить и отделить от машины узел, требующий ремонта, без разборки смежных узлов. При наличии запасных узлов замену узлов-блоков можно производить в короткие сроки, что значительно снижает простой оборудования при ремонте и позволяет осуществлять высококачественный ремонт в специализированных ремонтных цехах.

1. РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

механизм подъем полиспаст канат тележка

— грузоподъемность Q = 100 т;

— скорость подъема груза V _под = 1 м/мин = 0,017 м/с;

— высота подъема Н = 10 м;

— режим работы крана 3К (лёгкий);

— продолжительность включения механизма подъема ПВ = 15%.

1.1 Определение кратности полиспаста

1.2 Определение усилия в канате, набегающем на барабан

где Q – номинальная грузоподъемность крана, кг;

z – число простых полиспастов в системе;

U_n – кратность полиспаста;

η – общий КПД полиспаста и обводных блоков ().

где η _бл – КПД одного блока, принимаем η _бл = 0,98 для подшипников качения.

где ω – количество обводных блоков.

Выбираем канат по расчетному разрывному усилию в канате:

где k – коэффициент запаса прочности, принимаемый в зависимости от назначения и режима работы крана, принимаем k = 5 согласно [1, c. 55, табл. 2.3].

Обозначение каната: Канат 33 – Г – I – Н – 1960 ГОСТ 7668 – 80

1 – название изделия: ”канат”;

2 – диаметр наружного каната: d = 33 мм;

3 – назначение каната: Г – грузовой;

4 – марка проволок материала: I – первая;

5 – способ свивки: Н – нераскручивающийся;

6 – маркировочная группа прочности проволок: 1960 МПа;

Проверка фактического коэффициента запаса прочности каната:

>

1.4 Определение требуемого диаметра блоков и барабана

Допускаемый диаметр блока и барабана по средней линии навитого стального каната определяется по формуле:

где d – диаметр стального каната, мм;

e – коэффициент зависящий от типа крана, типа привода и режима работы механизма, принимаем для электротали e = 20 согласно [1, c. 59, табл. 2.7].

, принимаем D _б = 700 мм.

1.5 Выбор крюковой подвески

В соответствии с рекомендациям [2, c. 280 – 281] и принятой схемой, принимаем подвеску крановую ПО СибТяжМаш:

D = 700 мм; режим работы Л; грузоподъемность 100 т; масса подвески 4900 кг; высота подвески H =2875 мм; ширина подвески B = 1300 мм.

1.6 Определение размеров барабана

Длина каната навиваемого на барабан с одного полиспаста определяется по формуле:

где H – высота подъёма груза, м;

U_n – кратность полиспаста;

z ₁ – число запасных (неиспользуемых) витков на барабане до места крепления:

z ₂ – число витков каната, находящихся под зажимным устройством на барабане

.

Так как простых полиспастов в системе z = 2, следовательно это длина одной ветви каната.

Рабочая длина барабана для навивки каната с одного полиспаста определяется по формуле:

где L _к – длина каната, навиваемого на барабан, м;

t – шаг витка (см. рис. 1), принимается в зависимости от диаметра каната: при

d = 33,0 мм, тогда t = 38 мм = 0,038 м, в соответствии с рекомендациями

Рис. 1 Профиль канавок на барабане

m – число слоев навивки (для нарезного барабана m = 1);

d – диаметр каната, м;

D _б – диаметр барабана по средней линии навитого каната, м;

φ – коэффициент неплотности навивки: φ = 1, для нарезных барабанов

Полная длина барабана для простого полиспаста определяется по формуле:

где (0,02 …0,03)– длина не нарезанной части барабана.

Определяем минимальную толщину стенок барабана по формуле:

где D _дна – диаметр дна барабана, м.

Произведем проверку прочности стенки барабана, т.е. определим напряжения сжатия стенки барабана по формуле:

2 – ускорение свободного падения;

V _под – скорость подъема груза, м/с;

η – КПД механизма в целом (от крюка до двигателя), принимаем согласно

[1, c. 23, табл. 1.18] для подшипников качения η = 0,85.

Номинальную мощность двигателя необходимо принимать равной или несколько меньшей статической мощности на 30…35%.

Двигатель выбираем с учетом ПВ, а также с учетом конфигурации механизма подъема, т.е. встраиваемого или наружного исполнения двигателя.

Принимаем двигатель с короткозамкнутым ротором серии MTКF 312-8

– момент инерции ротора I_p = 0,387 кг · м 2 ;

– максимальный крутящий момент Т = 510 Н∙м

1.8 Определение передаточного числа привода

Частота вращения барабана определяется по формуле:

где V _под – скорость подъема груза, м/с;

U_n – кратность полиспаста;

Требуемое передаточное число привода определяем по формуле:

1.9 Выбор редуктора

Выбираем редуктор цилиндрический трехступенчатый типа ЦЗУ-350:

-передаточное число

-номинальный крутящий момент на тихоходном валу М = 4000 Н∙м.

1.10 Выбор муфты быстроходного вала

Момент статических сопротивлений на валу двигателя, с общим КПД всего механизма, согласно [1, c. 23]:

где z – число простых полиспастов в системе;

U _р – фактическое передаточное число привода;

η – КПД механизма в целом, η = 0,85.

Расчетный момент для выбора соединительной муфты с учетом ответственности и режима работы механизма определяется по формуле:

где k ₁ – коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма;

k ₂ – коэффициент, учитывающий режим работы механизма.

Тогда согласно [1, c. 42, табл. 1.35] для механизмов подъёма: k₁ = 1,3; k₂ = 1,2 – лёгкий режим.

Принимаем упругую втулочно-пальцевую муфту:

– номинальный крутящий момент T _ном. = 500 Н·м ;

– наружный диаметр муфты D = 170 мм;

– момент инерции

Момент статических сопротивлений на валу барабана, с КПД барабана, согласно [1, c. 23]:

1.11 Выбор муфты тихоходного вала

В механизме используется встроенная в барабан муфта.

1.12 Определение пусковых характеристик механизма

Фактическая частота вращения барабана определяется по формуле:

U _р – фактическое передаточное число привода.

Фактическая скорость подъёма груза определяется по формуле:

где D _б – диаметр барабана, м;

U_n – кратность полиспаста.

Время пуска при подъёме груза определяется по формуле:

где δ – коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс привода механизма, за исключением ротора двигателя и тормозного шкива, установленного на быстроходном валу: δ = 1,1…1,25;

I –момент инерции ротора двигателя и тормозного шкива установленного на быстроходном валу:

I_p –момент инерции ротора двигателя, кг · м 2 ;

I _ш –момент инерции тормозного шкива, согласно [1, с. 25]:

m –масса шкива, принимаем m = 100 кг;

D – диаметр тормозного шкива (см. рис. 4): D = 0,3 м;

T _ср.п. – средний пусковой момент двигателя, определяем по формуле:

ψ _max – максимальная кратность пускового момента двигателя;

ψ _min – минимальная кратность пускового момента двигателя ();

T _с – момент статических сопротивлений на валу двигателя, Н·м;

Q – номинальная грузоподъемность крана, кг;

V – фактическая скорость подъёма груза, м/с;

η – КПД механизма в целом, η = 0,85.

Ускорение при пуске определяется по формуле:

Таблица 1 – Проверка полученных значений пусковых характеристик на соответствие рекомендуемым значениям для механизма подъёма

для массовых грузов

Т – момент статического сопротивления на валу двигателя при торможении механизма (см. п. 1.13), Н·м.

Замедление при торможении определяется по формуле:

Таблица 2 – Проверка полученных значений тормозных характеристик на соответствие рекомендуемым значениям для механизма подъёма

для массовых грузов

где ∑t _п – общее время пуска при подъёме и опускании груза, с;

t _у – время установившегося движения, с;

∑t – общее время работы электродвигателя, с;

T _ср.п. – средний пусковой момент двигателя (см. п. 1.12), Н·м;

T _с – момент статических сопротивлений на валу двигателя при подъёме, Н·м;

T _с Т – момент статических сопротивлений на валу двигателя при торможении механизма, т.е. при опускании груза (см. п. 1.13), Н·м.

В качестве исходных данных для расчета используем график загрузки механизма, в соответствии с рекомендациями [1, с. 16, рис. 1.1]. Соответственно для легкого режима работы механизма подъёма, график будет иметь следующий вид (см. рис. 2):

Будет работать с номинальным грузом Q = 100000 кг – 1 раз, с грузом 0,5·Q = 50000 кг – 5 раз, с грузом 0,2 ·Q = 25000 кг – 1 раз, с грузом 0,05 ·Q = 5000 кг – 3 раза.

Сведем результаты расчетов с различными грузами в таблицу 3.

Таблица 3 – Результаты расчетов

Параметр	Время торможения	Замедление при торможении
Обозначение	tT	aT
Расчетное значение	0,938 с	0,02 м/с2
Допускаемое значение

Общее время пуска при подъёме и опускании груза определяется по формуле:

Время установившегося движения определяется по формуле:

V – фактическая скорость подъёма груза, м/с.

Определим общее время работы, средний квадратичный момент и среднюю квадратичную мощность электродвигателя:

– максимальный крутящий момент T _макс = 40 Н·м;

2.9 Выбор редуктора

Расчетная мощность редуктора определяется по формуле:

где k_р – коэффициент учитывающий условие работы редуктора, принимаем k_р = 2,2

При выборе редуктора учитываем передаточное число, расчетную мощность, режим работы, частоту вращения быстроходного вала (равно частоте вращения электродвигателя).

Выбираем редуктор ВКН – 320. Для него:

– номинальный крутящий момент T _ном = 280 Н·м.

2.11 Выбор муфт быстроходного вала

Момент статических сопротивлений на валу двигателя, с общим КПД всего механизма, согласно [1, c. 23]:

где F _пер – сопротивление движению;

D _k – диаметр ходового колеса;

U _р – фактическое передаточное число привода;

η – КПД механизма в целом, η = 0,85.

Расчетный момент для выбора соединительной муфты с учетом ответственности и режима работы механизма определяется по формуле:

где k ₁ – коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма;

k ₂ – коэффициент, учитывающий режим работы механизма.

Тогда для механизмов подъёма: k ₁ = 1,2; k ₂ = 1,2.

2.8 Определение передаточного числа привода

Частота вращения ходового колеса определяется по формуле:

где V _пер. – скорость передвижения крана, м/с;

D _к – диаметр ходового колеса, м.

Требуемое передаточное число одного привода определяем по формуле:

Принимаем упругую втулочно-пальцевую муфту с тормозным шкивом №1:

–момент инерции муфты J_t =0,125кг·м 2 ;

– диаметр шкива D = 200 мм ;

1.11 Выбор муфты тихоходного вала

Момент статических сопротивлений:

Принимаем зубчатую муфту типа МЗ по ГОСТ 5006 – 55:

2.12 Определение пусковых характеристик механизма

Фактическая скорость передвижения тележки определяется по формуле:

где U и U _р – требуемое и фактическое передаточные числа привода.

Время пуска механизма передвижения без груза определяется по формуле:

где δ – коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс привода механизма, за исключением ротора двигателя и муфты быстроходного вала, установленного на быстроходном валу, принимаем δ = 1,4;

I –момент инерции ротора двигателя и муфты быстроходного вала:

I_p –момент инерции ротора двигателя, кг · м 2 ;

I _м –момент инерции муфты быстроходного вала;

T _ср.п. – средний пусковой момент двигателя, определяем по формуле:

T _ном. – номинальный момент двигателя, Н · м ;

,

где P — мощность двигателя;

ψ _max – максимальная кратность пускового момента двигателя;

ψ _min – минимальная кратность пускового момента двигателя;

T _с – момент статического сопротивления на валу двигателя:

Ускорение при пуске определяется по формуле:

Таблица 4 – Проверка полученных значений пусковых характеристик на соответствие рекомендуемым значениям для механизма передвижения

Проверка фактического запаса сцепления колес с рельсами:

где F _пр – суммарная нагрузка на приводные колеса без груза:

z _пр – количество приводных колес, шт;

z – общее количество принятых ходовых колес, шт.

φ – коэффициент сцепления ходовых колес с рельсами, принимаем

F ‘ _пер – сопротивления передвижению крана без груза:

f – коэффициент трения в подшипниках качения колеса;

µ – коэффициент трения качения ходового колеса по рельсам.

2.13 Выбор тормоза и определение тормозных моментов

Тогда время торможения крана без груза определим по формуле:

Сопротивление при торможении тележки без груза определяется по формуле аналогично п. 2.12:

Момент статических сопротивлений на тормозном валу при торможении крана определяется по формуле:

где – cопротивление при торможении крана без груза, Н·м;

U _р – фактическое передаточное число привода.

Момент сил инерции при торможении крана без груза определяется по формуле:

где t _Т – время торможения тележки без груза, c;

m – масса тележки, кг.

Расчетный тормозной момент на валу тормоза определяется по формуле:

Выбираем тормоз ТКТ – 100:

— тормозной момент Т = 20 Н∙м, который надо отрегулировать до Т = 12,06 Н∙м ;

— диаметр тормозного шкива D=100 мм;

2.14 Проверка пути торможения

Фактическая длина пути торможения и минимальная длина пути торможения, определяются из условия:

где t _Т – время торможения крана без груза, c;

V ф _пер. – фактическая скорость передвижения крана, м/с.

>

2.15 Проверка двигателя на нагрев

Во избежание перегрева двигателя, необходимо чтобы развиваемая им среднеквадратическая мощность удовлетворяла условию:

Средняя квадратичная мощность электродвигателя определяется по формуле:

где T _ср – средний квадратичный момент преодолеваемый электродвигателем, Н·м;

где ∑t _п – общее время пуска с грузом, с;

t _у – время установившегося движения, с;

∑t – общее время работы электродвигателя, с;

T _ср.п. – средний пусковой момент двигателя, Н·м;

T _с – момент статических сопротивлений на валу двигателя, Н·м;

T _с Т – момент статических сопротивлений на валу двигателя при торможении механизма, Н·м.

В качестве исходных данных для расчета используем график загрузки механизма, в соответствии с рекомендациями [1, с. 16, рис. 1.1]. Соответственно для среднего режима работы механизма передвижения, график будет иметь следующий вид:

Таблица 5 – Результаты расчетов

Параметр	Обозначение	Единица измерения	Результаты расчета при Q, кг
			12500	8750	6250	3750
Сопротивления передвижению крана с грузом	Fпер.	Н	3443,04	2710,4	2217,6	1724,8
Момент статического сопротивления на валу двигателя	Tс	Н · м	18,22	14,34	11,73	9,12
Время пуска с грузом	tпгр	с	4,51	2,94	2,27	1,75
Сопротивление при торможении крана с грузом		Н	899,15	706,48	578,025	449,575
Момент статического сопротивления при торможении на валу двигателя	TсТ	Н · м	3,44	2,7	2,21	1,72

Общее время пуска с грузом и собственной массой крана определяется по формуле:

Время установившегося движения определяется по формуле:

V ф _пер. – фактическая скорость передвижения крана, м/с.

Определим общее время работы, средний квадратичный момент и среднюю квадратичную мощность электродвигателя:

Источник