Sildkraana tõstemehhanism (0)

ឋӣᢒӣì−š - 110243_Tõstemasinad N_1.xmcd



Variant nr 11 
01.01.2019 Kursusetöö ülesanne N1 Algandmed  Tõstetav koormus:Q 140kN := Tõstekõrgus:H 10m := Tõstekiirus:vk 12 m min := Töörežiim:Raske Suhteline lülituskestus:sl 40% := 1) Trossi arvutus ja valik
Leian tõstetava koormuse tonnides Mt Q g 15.74 ton  = := Trossis mõjuva jõu leidmine Zk 8 := koormust kandvate trossiharude arv (1. lk14 Tabel 4) η 0.94 := Polüspasti kasutegur (1. lk 15 Tabel 6) G 2100N := Konksuploki M20S12H kaal (2. lk12
Lubatud koormus 18t) S Q G + Zk η  18.896 kN  = := Trossis mõjuv arvutuslik jõud k 6 := trossi varutegut raske töörežiimi korral (1. lk 15 Tabel 5) Sa S k  113.378 kN  = := Trossi valik Surelift 35 (3, lk 27), Dtross=11mm, kaal 0.6kg/m, Minimum breaking load 13.3T, 118kN Sa 118kN := ,  Dtross 11mm := , wtross 0.6 kg m :=


2) Trumli arvutus  Trumli läbimõõt Trumli läbimõõt  valitakse võrdne plokiratta läbimõõduga (4, lk 29), ehk arvutan  vajaliku
plokiratta läbimõõdu. Dpl e 1 - ( ) Dtross   kus
,  e - tegur, mis sõltub töörežiimist  e 30 := raske töörežiim (4, Tabel 6, lk 21) Dpl e 1 - ( ) Dtross  319 mm  = := Valin trumli läbimõõduks Dtrummel 400mm := Trumli seinapaksuse määramine Kasutan malmtrumlit, mille seinapaksus arvutatakse järgneva valemiga δ 0.02 Dtrummel  10mm + 18 mm  = := (4, lk 29) Malmrumli seinapaksus peab olema suurem kui 18mm. (4, lk29) Trumli soone raadius 11mm trossile R 7mm := , soonte samm  t1 13mm := , soone sügavus  c1 3mm :=  (1, Tabel 24, lk 21) Trumli pikkuse leidmine l 2ls 2lä + l0 + = (4, lk 29) ls trumli keermestatud osa pikkus lä trumli äärmise sileda osa pikkus ll0 trumli keermestatud osade
vahekaugus Trumli keermestatud osa
pikkus ls Zp Zs + Zt + ( ) t1  = (4, lk 30) Zp trossi kinnituskeerdude arv trumlil Zs trossi varukeerdude arv lasti alumises asendis lZt trossi töökeerdude arv trumlil  Zp 3 := (4, lk 30) Zs 2 := Töökeerdude arvu leidmine Zt trossi töökeerdude arv
H  lasti etteantud tõstekõrgus
Zk koormust kandvate trossiharude arv Zt Zk H  2 π Dtrummel  31.831 = :=


Leian trumli keermestatud osa pikkuse ls Zp Zs + Zt + ( ) t1  478.8 mm  = := Leian trumli äärmise sileda osa pikkuse lä 3 t1  39 mm  = := (4, lk 31) Leian trumli keermestatud osade vahekauguse Zpl 4 := (1, lk 15, Tabel 6) lc 95mm := (1, lk 22, Tabel 25) l0 Zpl 1 - ( ) lc  0.285 m = := (4, lk 31) Zpl polüspasti liikuva ploki plokirataste arv
Lc ploki rummu pikkus Trumli pikkuse leidmine l 2ls 2lä + l0 + 1.32 m = := Trumli tugevuse kontroll Joonis 2.1 Trumli arvutusskeem [4, lk 30]


Trumli seina kontroll
survele S Trossiharu koormus
σadm lubatav survepinge
δ trumli seinapaksus
t1 soone samm σs S δ t1  σadm  = (4, lk 31) Lubatav survepinge malmile СЧ 15-32 σadm 800 10 5  N m 2 80 MPa  = :=  (4, lk 31). σs S δ t1  80.753 MPa  = := Kuna esialgselt valitud trumlipaksuse korral ei vasta trummel etteantud survetingimusele, siis
suurendan trumlipaksust. δ 20mm := σs S δ t1  73 MPa  = := Paindemoment  Mp S l 2  12477 N m   = := 4, lk 31 Väändemoment  Mv 2S Dtrummel Dtross + 2  7766 N m   = := 4, lk 31 Taandatud moment M0 Mp 2 Mv 2 + 14697 N m   = := 4, lk 31 Vastupanumoment  Wp 0.1 Dtrummel 3  1 Dtrummel 2δ - Dtrummel       4 -          2.201 10 3 -  m 3  = := 4, lk 31 Summaarne pinge  δ0 M0
Wp 6.7 MPa  = := 4, lk 31 Summarse pinge väiksuse tõttu piirdun vastupidavuse kontrolliga survele.


3) Trossi kinnitusviis trumlile ja kinnituste arvutus
Terastross kinnitatakse trumlike soonestatud plaatidega. (Vt joonis 3.1) Joonis 3.1 Trossi kinnitusviis trumlile (4, lk 28) Trossi kinnitamiseks vajalike parameetrite valik (4, lk 29) Dtross 11 mm  = trossi läbimõõt K 52mm := kinnituskoha mõõt (vt joon. 3.1) S 35mm := kinnituskoha mõõt (vt joon. 3.1) d0 16mm := poldi läbimõõt t0 45mm := poldi pikkus a 45mm := plaadi pikkus  c 16mm := plaadi paksus  d 17mm := ava läbimõõt plaadis  e 5mm := plaadi soone sügavus  b 45mm := plaadi laius Kinnituste arv 1


4) Plokirataste läbimõõtude määramine ja valik Konksuploki plokiratta läbimõõt valitakse võrdne trumli läbimõõduga Dtrummel 400 mm  = Gratas g 23.1  kg 226.534 N  = := Valin plokiratta allikast 4, lk 290 Tabel 4.1 UETM plokirattad konksuplokkidele (4, lk 290)


5) Ploki telje arvutus
Ploki telje arvutuslik pikkus l0 i lc  2 δ1  + δ2 + = (1, lk 28) i 4 := plokirataste arv teljel lc 0.095m = ühe plokiratta rummu pikkus δ1 5mm := plokirataste kattepleki paksus, ribaterasest
raami paksus, valime konstruktiivselt
30...60mm δ2 40mm := l0 i lc  2 δ1  + δ2 + 0.43 m = := Plokiratta teljele mõjuva maksimaalse paindemomendi leidmine Mp Q Gratas + 2 l0 4 lc 2 -        4207 N m   = := (1, lk 29) Mp 4.207 10 3  N m   = plokiratta teljele mõjuv maksimaalne paindemoment Q 140 kN  = tõstetav koormus Gratas 226.5N = plokiratta mass l0 0.43 m = plokiratta telje arvutuslik pikkus lc 0.095m = ühe plokiratta rummu pikkus Plokiratta telje läbimõõdu leidmine σp.adm 100MPa := (1, lk 29) d0 3 Mp 0.1 σp.adm  75 mm  = := Mp 4.207m kN  = plokiratta teljele mõjuv maksimaalne paindemoment σp.adm 100 MPa  = lubatud paindepinge koormuse pulseerides d0 0.075m = plokiratta telje läbimõõt


6) Lastikonksu valik ja selle tugevuse kontroll ohtlikus lõikes Joonis 6.1 Ühepoolne lastikonks Valin lastikonksu allikas 1, lk 30, tabelist 31. Kuna tõstetav koormus antud ülesandes on 140
kN, siis valin tabelist standartse lastikonksu, mille tõstevõime on 150 kN Kontrollin lastikonksu tõmbele (1, lk 30) σt Q π d0 2  4     σadm  = σt pinge tõmbel
Q 140 kN  =  tõstetav koormus d0 56mm :=  keerme siseläbomõõt σadm 100MPa :=  lubatud pinge tõmbel σt Q π d0 2  4 56.841 MPa  = := Antud lastikonks sobib ette antud tugevustingimusega, sest σadm σt   


7) Elektrimootori valik, ülekoormusteguri kontroll Leian elektrimootori vajaliku staatilise võimsuse Q 140 kN  =  tõstetav last G 2.1 kN  =  konksuploki kaal vk 0.2 m s =  koormuse tõstekiirus η 0.94 =  polüspasti kasutegur Pst Q G + ( ) vk  ηp = 1, lk 36 Pst Q G + ( ) vk  η 30.2 kW  = := Elektrimootori valin  ÕIS-st kättesaadavast ABB general motors kataloogist, mootori mark M3AA  280
SMA, mootori parameetrid toodud joonisel 7.1. Pst 37kW := Joonis 7.1 Elektrimootori parameetrid


8) Tõstemehhanismi ülekandearv, reduktori valik rev 2 π  := rpm rev min := Teades vajalikku lasti tõstekiirust: vk 12 m min :=  ja elektrimootori pöörete arvu  n 735rpm := Leian trumli pöörlemissageduse vk lasti tõstekiirus
ip 4 :=  polüspasti kordsus (1, lk 13) Dtrummel trumli löbimõõt ntr vk ip  π Dtrummel  38.197 1 min  = := ntr 38.2rpm := Leian vajaliku reduktori ülekandearvu, kui tean, et ntr 38.2rpm :=  ja nm 735rpm := ired nm ntr 19.241 = := Reduktori valin vastavalt kataloogile Electric Corp. Gear Reducers Product Catalogue, reduktori
ülekandearv ired 20.68 :=    Joonis 8.1 Reduktori valik (5,lk 40)


9) Piduri valik, asendi määramine. Pidurdusmoment,
varutegur. Elektromagnet. Piduri põhilised mõõtmed. Leian koormuse staatilise
momendi MK Q G + ( ) Dtrummel  η  2 ip  ired  323 N m   = := (1, lk 46) Q 140 kN  =  tõstetav last G 2.1 kN  =  konksuploki kaal Dtrummel 0.4m =  trumli läbimõõt η 0.94 =  polüspasti kasutegur ip 4 = polüspasti kordsus ired 20.68 = reduktori ülekandearv Leian vajaliku pidurdusmomendi, teades, et rakse töörežiimi korral on koormuse tegur kT 2.0 :=  (1, lk 46) MT MK kT  645.9 N m   = := Valin piduriks vastukaaluga pakkpiduri Tüüp nr 7, elektromagnetiga KMT-104 (1, lk 47, Tabel 49).
paigutatakse siduri ja reduktori vahele Joonis 10.1 Piduri parameetrid


10) Põhielementide spetsifikatsioon, süsteemi kinemaatikaskeem Võrdlen saadud tulemusi ka olemasolevate telfritega. Sarnase tõstevõimega ja
tõstekõrgusega  on Hitachi V-seeria 20 tonnise tõstevõimega telfer 20HMs, (6 lk 16) Joonis 10.1 Hitachi V-seeria telfrite parameerid (6, lk 16) Ülesande lähtetingimused/leitud parameetrid Telfri 20HMs Parameetrid Tõstevõime Mt 15.737 ton  = M20HMs 20ton := Tõstekiiru
s  vk 12 m min  = v20HMs 4.2 m min := Mootori
võimsus  Pst 37 kW  = Pst.20HMs 7.5 2  kW := Trossi
läbimõõt  Dtross 11 mm  = Dtross20HMs 22.4mm := Tõstekõrgus H 10m := H20HMs 12m := Järeldused: Trossi läbimõõt on 20HMs-il suurem, sest koormust kandvaid trossiharusid on
vähem,m mootori võimsus väiksem, sest tõstekiirus samuti väiksem ja ühe mootori asemel 2
mootorit.


Lähtudes arvutustest, valin põhielemendid ja valiku nõudeks on, et oleks tegemist
tänapäevase kataloogikaubaga. Kuna eelnev valik õpikute põhjal, siis tarvis muuta. Trummel
Kataloogist 2014 DGCRANE WIRE DRUMS, trummel
T493 Joonis 10.2 Trumli parameetrid Joonis 10.3 Trumli parameetrid


Joonis 10.4 Trumli joonis


Konksuplokk
Kuna trumlile sobib 17.5 mm tross, siis pean ka konksuploki samale trossimõõdule sobiliku
valima Kataloogist McKissick® Utility Crane Blocks Konksuplokk M20S12L Joonis 10.6 Konksuploki parameetrid Mootor Kataloogist ABB Low Voltage General Purpose Motors, mootor M3AA 280 SMA , lk
32 Joonis 10.7 Mootori parameetrid


Reduktor
Kataloogist Electric Corp. Gear Reducers Product Catalogue, reduktor WINL
137-20/1-3645TC  Joonis 10.8 Reduktori parameetrid (5,lk 40) Joonis 10.9 Telfri kinemaatiline skeem, kus: 1 on elektri mootor, 2 ‒sidur, 3 ‒pidur, 4 ‒
reduktor, 5 ‒ trummel, 6 ‒ polüspasti liikumatu plokiratas, 7 ‒ tross, 8 ‒ polüspasti liikuvad
plokirattad, 9 ‒ mahajooksu piirik, 10 ‒ polüspast, S1 ‒ enam koormatud trossiharud, Q+Gkp
‒ lasti koormus, zt ‒ kandvad trossiharud. (1, lk 12)


Allikad 
1. Kursuse õppematerjal `Tõste ja edastusmasinad.pdf´
2. McKissick Utility Crane Blocks konksuplokkide kataloog 2016
3. Wireopenindustries.pdf trosside kataloog
4. Tõste- ja transportmasinad, V. Morgatšov, Valgus, 1967
5. Electric Corp. Gear Reducers Product Catalogue 2016 Kättesaadav:
http://catalog.jamiesonequipment.com/Asset/WWW%20Gear%20Reducers%20Catal
og%202016%20JEC.pdf (02.12.2018)
6.Hitachi Hoist Series tootekataloog. Kättesaadav:
https://www.hitachi-ies.co.jp/english/catalog_library/pdf/SH-E090X.pdf (02.12.18)




http://www.hitachi-ies.co.jp/english/products/hst