Урок 23-24, 25-26 (4 часа) 9.12.20
Здравствуйте уважаемые студенты!
Урок 23-24
Тема урока: «Подъемно - транспортное оборудование. Проверочные расчеты валов».
Цель урока – дать справочный материал для выполнения расчетной части курсовых и дипломных проектов.
Ход урока
На уроках 5-6 я вам давал проверочный расчет на прочность оси барабана, расчет на жесткость.
Кому трудно выполнить такой расчет можно выполнить расчеты на кручение или жесткость для редуктора. Расчет на жесткость для редукторов РМ-500, РМ -400, РМ -650 будет такой же, как в данном примере.
Проверочный расчет на прочность ведомого вала привода.
Характер работы механизма крана спокойный, без рывков. Поэтому расчет оси барабана ведем по эквивалентным нагрузкам.
Материал оси – Сталь 45.
Вес оси при расчете не учитываем, т.к. он мал по сравнению с приложенной нагрузкой -10т.
Вес барабана также не учитываем.
Составим расчетную схему оси барабана
а) канат слева на барабане б) канат справа на барабане
 | |||
 |
Рисунок 1-Расчетная схема загрузки барабана
Посмотрим эпюры поперечных сил и изгибающих моментов при загрузке барабана слева.
Составим расчетную схему для оси вала.
Рисунок 2 –Расчетная схема для оси вала
Определяем опорные реакции (Ra и Rb) оси барабана:
из (1) 
из (2) 
Проверка:
Следовательно, реакции найдены верно.
Выполним расчеты поперечных сил и изгибающих моментов.
Расчет ведем по характерным сечениям:
По найденным значениям построим эпюру поперечных сил (эп.QкН)
 |
Рисунок 3
Расчет изгибающих моментов.
МА=0; МВ=0;
Мс=Rа·128=90·128=11520кН=11,5(кН·мм)
Построение эпюры поперечных сил и изгибающих моментов при загрузке барабана справа.
 |
Рисунок 4
Определяем опорные реакции Ra и Rb:
из
из
Проверка: 
Значит реакция найдена верно.
Выполним расчет эпюры поперечных сил.
Расчет ведем по характерным сечениям:
По найденным значениям строим эпюры изгибающих моментов.
Сравним эпюры с левой и правой загрузкой барабана. Из эпюр видим, что опасным является сечением «С», т.к. в этом сечении одновременно возникают большие поперечные силы и изгибающие.
Сравнивая численные значения эпюр в опасном состоянии «С», видим, что наибольшую нагрузку испытывает ось при нахождении каната с грузом справа на барабане.
Для этой схемы загрузки выполним проверочный расчет оси барабана.
Проверочный расчет оси барабана по эквивалентным нагрузкам
Расчет ведем по эквивалентным нагрузкам для сечения «С» по третьей и четвертой теории точности.
Расчетное уравнение по третьей теории точности:
. (13)
Расчетное уравнение по четвертой теории прочности:
(14)
где σ –нормальное напряжение в опасном сечении оси, Н/мм2 или МПа;
τ –касательное напряжение в опасном сечении оси, Н/мм2 или МПа;
- допускаемое напряжение для данного материала (сталь 45) Н/мм2 или МПа.
Расчет опасного сечения с правой загрузкой барабана.
Определим нормальное напряжение в сечении «С» справа от силы «Р», т.к. там максимальное значение поперечной силы:
(15)
где 
D =105мм –диаметр вала в сечении «С» -берем из чертежа.
Изгибающий момент М=24,8кН·мм –берем из эпюры изгибающих моментов.
Тогда расчетное нормальное напряжение составит:
Определяем касательное напряжение в опасном сечении
(16)
где Qcпр=73кН –берем из эпюры Q –поперечных сил;
Sx –статический момент полусечения, мм3;
Ix –момент инерции сечения,мм4.
Ус –координаты центра тяжести полусечения
Рисунок 5
Определим статический момент полусечения:
(17)
где F –площадь опасного сечения (мм2).
Определим момент инерции сечения:
В =105мм –ширина сечения.
Определим расчетное касательное напряжение:
Определим эквивалентное расчетное напряжение в сечении IV теории прочности согласно формуле (14):
Определим допускаемое напряжение:
(18)
где σвр =580МПа –временное сопротивление для стали 45;
[n] –коэффициент запаса прочности.
Тогда:
Итак, получим 214,2 < 232,значит условия прочности соблюдаться.
Определим эквивалентное напряжение по III теории прочности согласно формуле (13):
и то меньше допускаемого, т.е. 215<232.
Итак, условие прочности по двум теориям (для пластичного и хрупкого)
материала соблюдается, значит, ось данную нагрузку выдержит.
Проверочный расчет опасного сечения с левой загрузкой барабана.
Берем аналогичные расчеты, но для случая, когда канат находиться слева на барабане. Вес оси не учитываем.
Согласно формуле (15):
Определим касательное напряжение:
(19)
где Qc =90кН –берем из эпюры, груз слева на барабане.
Sx =96203 мм3 –берем из предыдущих расчетов.
Ix =60,8·20 мм4 –берем из предыдущих расчетов.
В =105 мм –берем из предыдущих расчетов.
Тогда касательное напряжение составит:
Определим расчетное эквивалентное напряжение в сечении:
По IV теории прочности нет смысла проверять, т.к. оно будет еще меньше.
Расчет по эквивалентным нагрузкам показал, что ось барабана заданную нагрузку выдержит и будет работать с коэффициентом запаса, чуть больше допускаемого [n]=2,5.
Расчет оси барабана на жесткость.
Рисунок 6
Условие жесткости при изгибе: 
ƒ ≤ [ ƒ], (20)
где ƒ, – расчетная стрела прогиба, мм;
[ ƒ], – допускаемая стрела прогиба, мм.
ƒ ≤ [ ƒ]=(0,001÷0,002)·934,5=(0,9÷1,9)(мм).
Определяем расчетную стрелу прогиба оси:
ƒ = 
где E=2,1·105 – модуль продольной упругости стали 45, Н/мм2.
Ix – осевой момент инерции сечения вала, мм4.
Ix≈0,1d4=41·105 (мм4).
Определим расчетную стрелу изгиба:
ƒ = 
что меньше допускаемой стрелы прогиба, т.е. 0,79 < 0,9÷1,9мм или ƒ ≤ [ ƒ], условие жесткости соблюдается.
Проверочный расчёт на прочность ведомого вала привода
Проверочный расчёт на кручение выходного конца вала приводного колеса механизма передвижения крана.
Такой же расчет можно применить для любого участка вала! Если сложно сделать большой расчет, сделать этот.
Определим номинальное значение диаметра выходного конца приводного вала колеса из расчета на чистое кручение. Характер нагрузки будем считать спокойным.
Условие прочности на чистое кручение:
, 
(4)
где τк – расчётное касательное напряжение при кручении, МПа;
Мк=1559≈1560 – крутящий момент в опасном сечении выходного конца вала, Н∙м;
[τк] – допускаемое касательное напряжение при кручении, МПа;
wρ – полярный момент сопротивления сечения, мм3:
, (5)
где d – диаметр опасного сечения вала, мм.
Для материала вала – сталь 45, допускаемое касательное напряжение [τк]=15÷20 МПа. Принимаем [τк]=15 МПа.
Тогда расчётный диаметр вала из формулы (4) с учётом формулы (5) составит:
.
Найденное значение диаметра вала сравниваем с чертежом. По чертежу диаметр выходного конца вала d=88 (мм), что больше полученного значения, т.е. 88 > 81,4 – значит условие прочности соблюдается.
Итак, я вам дал почти все основные расчеты для курсовика и диплома.
Урок 25-26
Тема урока: «Подъемно - транспортное оборудование. Планово предупредительный ремонт кранов»
Цель урока – дать справочный материал для выполнения расчетной части курсовых и дипломных проектов, а также самостоятельная работа студента по данному вопросу.
Учебники: Невзоров Л.А. «Устройство и эксплуатация грузоподъемных кранов»,
Гудков Ю.И. «Устройство и эксплуатация грузоподъемных кранов» или используйте литературу по кранам других авторов.
Ниже привожу начало вашего конспекта, дальше продолжить самим.
Планово – предупредительный ремонт
Планово – предупредительные ремонты мостовых кранов, выполняемые наряду с межремонтным обслуживанием, являются основой для бесперебойной их эксплуатации. В их основу положена система планово – предупредительного ремонта, т.е. совокупность организационных и технических мероприятий по ремонту кранов, которые в целях предотвращения неожиданного преждевременного выхода крана из строя проводятся по определенному плану. Системой предусматривается для механической части крана один вид межремонтного обслуживания и два вида ремонтов: малый и капитальный.
Межремонтное обслуживание – это наблюдение за кранами, регулировочные работы и устранение мелких неисправностей – производится ежесменное обслуживание. Малый ремонт включает в основном проверочные и регулировочные работы: осмотр и замену тормозных накладок, деталей муфт, регулирование тормозов, предохранительных устройств, подшипников качения, устранение течи масла из редукторов и т.д.
При капитальном ремонте механической части крана производится подетальная разборка и промывка всех узлов механизмов. Замена изношенных деталей (включая тормозные шкивы, зубчатые колеса, грузовые крюки), частичная замена подшипников качения, сальниковых и манжетных уплотнений, ремонт или замена крепежных или фиксирующих деталей, ремонт гидросистем, упоров буферов, металлоконструкций, смена изношенных тележечных рельсов, обкатка всех механизмов и т.д.
Структура ремонтного цикла – период между капитальными ремонтами – включает восемь малых ремонтов. Длительность ремонтного цикла крана составляет при режиме Л – 28 тыс. час., при режиме С – 24,5 тыс. час., а при режиме Т – 21 тыс. рабочих часов. Соотношение объемов работ при осмотре, малом и капитальном ремонтах составляет – 1: 7,2:41,3.
Для электрической части крана системой ППР установлено три вида ремонта – малый, средний и капитальный. Соотношение объемов работ, которых составляет
1: 5,8: 12,5.
Дальше продолжить самим!
К следующему занятию закончить конспект. Конспекты буду проверять, ставить оценки!
Расчеты можно не переписывать, у кого тема не совпадает, т. е. у него будут другие расчеты, но расчет на кручение практически будет у всех.
До свидания!