Курсовая с практикой на тему Козловой кран

Содержание:

Введение 4
1 Назначение и конструкция козлового крана 5
1.1 Назначение козловых кранов 5
1.2 Устройство козлового крана 6
1.3 Маркировка козловых кранов 9
1.4 Преимущества козловых кранов 10
1.5 Выбор козлового крана 11
1.6 Производство козловых кранов 11
2 Расчет грузоподъемного механизма 12
2.1 Исходные данные 12
2.2 Выбор и расчет полиспаста 12
2.3 Выбор грузового каната 15
2.4 Выбор крюковой подвески 16
2.5 Определение основных размеров грузового барабана 17
2.6 Расчет крепления каната к барабану 22
2.7 Расчет толщины стенки барабана 24
2.8 Выбор крановых механизмов 25
2.9 Выбор электродвигателя 26
2.10 Выбор передачи 27
2.11 Выбор соединительных муфт 30
2.12 Выбор тормоза 31
2.13 Проверка времени торможения механизма 33
3 Расчет механизма передвижения крана 35
3.1 Выбор размеров ходовых колес 35
3.2 Расчет сопротивления передвижению крана 37
3.3 Расчет статической мощности электродвигателя 39
3.4 Динамические расчеты механизма передвижения крана 41
3.5 Проверка запаса сцепления крановых колес с рельсами 44
3.6 Определение необходимого тормозного момента 46
4 Расчет механизма передвижения грузоподъемной тележки 49
4.1 Выбор размеров ходовых колес 49
4.2 Расчет сопротивления передвижению грузоподъемной тележки 50
4.3 Расчет статической мощности электродвигателя 52
4.4 Динамические расчеты механизма передвижения крана 54
4.5 Проверка запаса сцепления крановых колес с рельсами 57
4.6 Определение необходимого тормозного момента 59
Заключение 61
Список используемых источников литературы 62

Введение:

Подъемно-транспортные машины являются основным оборудованием для механизации работ в различных отраслях хозяйства: в промышленности, строительстве, на транспорте, в сельскохозяйственном производстве.
Грузоподъемные машины, применяемые на железнодорожном транспорте, призваны, как и в других отраслях народного хозяйства, устранить тяжелые ручные работы по перегрузке и транспортировке массовых грузов и существенно повысить производительность труда, сократить простои вагонов.
С этой целью на грузовых дворах станций, контейнерных площадках, звеносборочных базах, в складских помещениях и на других объектах железнодорожного транспорта используют различные типы грузоподъёмных машин и внедряют такие прогрессивные методы перевозки грузов, как контейнеризация, пакетирование грузов, их перевозку на поддонах. Всё это ускоряет погрузочно-разгрузочные работы, сокращает трудозатраты и обеспечивает большой экономический эффект. Перевозка только одного млн. тонн грузов в контейнерах высвобождает 1400 человек и, соответственно, 900 человек при перевозке пакетированных грузов.
В ходе курсового проектирования необходимо закрепить и углубить знания, полученные при изучении теоретического курса, выполняя следующие задачи:
– изучение конструкции козлового крана;
– определение основных массовых и геометрических характеристик козлового крана;
– проверка устойчивости крана;
– расчет и подбор механизмов подъема груза, передвижения тележки и крана;
– разработка чертежа общего вида крана, механизм подъема крана и механизм передвижения крана.

Заключение:

В данной курсовой работе был рассчитан козловой кран.
В первой главе проведен аналитический обзор существующих козловых кранов.
Во второй главе произведен расчет грузоподъемного механизма заданного козлового крана.
В третьей главе рассчитан механизм передвижения заданного козлового крана.
В четвертой главе рассчитан механизм передвижения грузовой тележки заданного козлового крана.
По результатам всех расчетов и их проверок, были сделаны выводы, что данный кран соответствует всем техническим нормам и удовлетворяет всем требованиям его эксплуатации.

Фрагмент текста работы:

1 Назначение и конструкция козлового крана

Козловой кран – это кран мостового типа. Главное его отличие от подобного функционального оборудования заключается в опоре. Мост крана устанавливают на две высокие опоры или ноги, которые в свою очередь жестко присоединяются к мосту. Опора состоит из двух стоек, нижние концы которых закреплены на ходовых балках крана, снабженных ходовыми колесами. Благодаря данной конструкции нет необходимости в создании эстакад, подкрановые пути укладываются на уровне земли. Козловые краны широко используются на открытых складах, в портах, на железнодорожных станциях, сборочных
Рис. 1.1 – Козловой кран (однобалочный слева; двухбалочный справа)

1.1 Назначение козловых кранов

С помощью козлового крана осуществляют перемещение длинномерных грузов на территории всей его рабочей области. Грузоподъемность крана достаточно большая, поэтому его часто используют при монтажных работах и различных сборных конструкции. Не обойтись без них контейнерным станциям, различным перевалочным базам, лесоперерабатывающим предприятиям, речным и морским портам, заводам. Они подходят для разгрузки и погрузки железнодорожных составов, грузового автотранспорта, складирования различных материалов.
Для этих кранов характерны три типа прямолинейных рабочих движений: подъем – опускание груза на необходимую высоту, передвижение груза по самому мосту крана поперек обслуживаемой площадки и перемещение груза краном вдоль обслуживаемой площадки.

1.2 Устройство козлового крана

Металлическая конструкция основывается на пролётной силовой схеме и количестве опор, в зависимости от типа. Обычно это классическая ферменная конструкция, состоящая из балок, опор и подкосов. Количество консолей колеблется от 1 до 2, 3 единицы устанавливать уже нерационально.

Рис. 1.2 – Устройство козлового крана

Тележки могут работать на монорельсовой или двухрельсовой схеме. Выбор конструкции напрямую зависит от риска раскачивания груза и выдерживаемой нагрузки. Два рельса используются при погрузке ассиметричных негабаритных предметов. Это может быть специализированное оборудование со смещенным центром тяжести или поднятая магнитом куча металлолома.
Лебедки имеют определенный запас натяжки, составляющий от 0,5 до 2,5% общей высоты пролёта крана. Это зависит от выполняемых задач. Могут быть организованы на базе системы шкивов, что обеспечивает снижение массы, но понижает надежность. Для наиболее нагруженных систем обычно используются механизмы с прорезным барабаном, исключающие возможность срыва груза, но делающие кран намного тяжелее.

Классификация козловых кранов

1. Кран козловой электрический однобалочный.
Краны козловые однобалочные применяются для загрузки и разгрузки крупногабаритных грузов. Их часто можно увидеть в портах, судостроении, для обслуживания гидростанций и т.д. Кран козловой однобалочный используют как на улице, так и на закрытых площадках, то есть режим работы крана совершенно различны. Исполнение козловых кранов также разнообразное: общепромышленное, пожаробезопасное и взрывобезопасное. Кран может иметь разные модификации.
Преимущества:
– относительно не дорогая стоимость подкрановых путей;
– неограниченная длина подкрановых путей;
– большая зона работы подъёмного механизма, благодаря возможности установления консолей на кран;
– возможность установления кабины управления (как статичной, так и подвижной) в любую точку козлового крана: в центре, посередине крана;
– возможность установления большого количества дополнительного навесного оборудования;
– более высокая ремонтопригодность механизмов передвижения крана козлового в отличие от мостовых кранов, так как механизмы располагаются на уровне земли;
– применение козлового крана в различных местах, ему не требуются пути, которые необходимы мостовому крану. Так же удобно использовать именно козловой кран, когда груз нужно перенести за пределы мастерской.
2. Кран козловой электрический двухбалочный.
Краны козловые двухбалочные применяются для загрузки и разгрузки крупногабаритных грузов. Их часто можно увидеть в портах, судостроении, для обслуживания гидростанций и т.д. Кран козловой двухбалочный используют как на улице, так и на закрытых площадках, то есть режим работы крана совершенно различны. Исполнение козловых кранов также разнообразное: общепромышленное, пожаробезопасное и взрывобезопасное. Кран может иметь разные модификации.
Преимущества:
– относительно не дорогая стоимость подкрановых путей;
– неограниченная длина подкрановых путей;
– большая зона работы подъёмного механизма, благодаря возможности установления консолей на кран;
– возможность установления кабины управления (как статичной, так и подвижной) в любую точку козлового крана: в центре, посередине крана;
– возможность установления большого количества дополнительного навесного оборудования.
– более высокая ремонтопригодность механизмов передвижения крана козлового в отличие от мостовых кранов, так как механизмы располагаются на уровне земли.
– применение козлового крана в различных местах, ему не требуются пути, которые необходимы мостовому крану. Так же удобно использовать именно козловой кран, когда груз нужно перенести за пределы мастерской.
Основные разновидности данного типа техники по применению:
– перегрузочные типовые краны: перебрасывание грузов между подвижным составом различного типа;
– строительно-монтажный тип. Их используют для строительства определенных типов сооружений, вроде крупных ангаров и нестандартных проектов;
– изделия специального назначения. Имеют сложную конструкцию, в зависимости от поставленной задачи. Их применение целесообразно только для разового использования. В качестве примера можно привести строительство плотин и военных объектов.
Исходя из конструкционных особенностей, можно разделить их на следующие категории:
1) по конструкции силовой части бывают однобалочные и двухбалочные краны. Количество балок напрямую зависит от воспринимаемых нагрузок и степени надежности.
2) опоры могут выполнять с одной или двумя опорами в стойке. Второй вариант необходим при вероятности риска раскачивания груза.
Наиболее распространены разновидности с двумя балками, а в качестве захватного устройства часто применяются грейферы и электромагниты. Редко встречаются самоходные модели, обычно их задействуют в портах.

1.3 Маркировка козловых кранов

Козловые краны имеют свой индекс согласно конструкции:
– КК – кран козловой однобалочный;
– ККД – кран козловой двухбалочный;
– ККТ – кран козловой с электрической талью;
– МКУ – мобильная или крановая установка, или ручной козловой кран;
– КПК – кран полукозловой;
– ККП – кран козловой передвижной;
Грузоподъемность крана обозначается цифрой, например Кран козловой грузоподъемностью 32 тонны будет иметь индекс КК-32.

1.4 Преимущества козловых кранов

Преимущества козловых кранов следующие:
– неограниченная длина подкрановых путей и возможность установки консолей, что позволяет обслуживать достаточно большие области;
– крановую кабину можно установить в любую точку крана и по желанию заказчика можно сделать ее передвижной;
– на кран можно установить большое количество дополнительного оборудования;
– относительно невысокая цена оборудования (позволяет использовать почти любой строительной фирме, независимо от ее бюджета и видов построек);
– большая зона работы подъемного механизма, благодаря возможности установления консолей на кран;
– более высокая ремонтопригодность механизмов передвижения крана козлового в отличие от мостовых кранов, так как механизмы располагаются на уровне земли;
– кабина монтируется в любую точку крана: в центре, посередине;
– возможность установления передвижной кабина;
– возможность установления большого количества дополнительного навесного оборудования;
– невозможность того, что груз упадет.
Из недостатков использования козлового крана можно выделить чувствительность к погодным условиям (ветровые нагрузки), более сложный монтаж.

1.5 Выбор козлового крана

Основным показателем при подборе крана, является грузоподъёмность. Далее следуют геометрические характеристики, включающие дальность перемещения, высоту подъёма и точность хода. Нужно оценить целесообразность наличия самоходного шасси для решения поставленных задач, подобрать захватное устройство, рассмотреть взаимодействие с прочими элементами погрузочных и разгрузочных систем предприятия.
Козловой кран по цене отличается от аналогичных по грузоподъемности механизмов, выполненных на базе специальных автомобилей или поворотных платформ. Обладают сравнительно малой массой, что не требует сооружения сложных фундаментов или подготовки дорогостоящей специальной станины.

1.6 Производство козловых кранов

Производство козловых кранов обязательно начинается с предварительного проектирования, что не касается типовых проектов. Требуется предусматривать расчётные и фактические нагрузки с большим коэффициентом запаса прочности.
Ферменная конструкция балки и опор может изготавливаться на разъёмных или неразъёмных соединениях, в зависимости от поставленной задачи и эксплуатационных условий. Для создания используются толстостенные трубы круглого или профильного сечения. Существуют краны с масштабируемой длиной балки, что позволяет в случае необходимости увеличивать пролёт.
На рельсы устанавливается электродвигатель на катках, свободно перемещающийся вдоль заданной оси. Монтируется электрическое оснащение, в которое входит: система управления, механизмы передвижения, освещение и различные системы безопасности. Управляться кран может дистанционно при помощи проводного или беспроводного пульта, а также крановщиком из кабины.