Proračun vitla
description
Transcript of Proračun vitla
LIST 1
SADRŽAJ
1.) PARAMETRI VITLA.........................................................................................................32.) ELEMENTI ZA PRIHVAT TERETA..............................................................................5
2.1.) ZNAČAJKE UŽETNOG PRIJENOSNIKA..................................................................52.2.) DIMENZIONIRANJE I IZBOR UŽETA......................................................................52.3.) DIMENZIONIRANJE I IZBOR KUKE........................................................................6
2.3.1.) PROVJERA NAPREZANJA SKLOPA KUKE.....................................................92.3.2.) PROVJERA NAPREZANJA NOSAČA KUKE...................................................132.3.3.) PROVJERA POVRŠINSKOG PRITISKA NOSEĆIH LIMOVA.......................13
2.4.) SKLOP KUKE.............................................................................................................142.5.) UŽNICA ZA IZRAVNAVANJE.................................................................................17
2.5.1.) PROMJER OSOVINE UŽNICE ZA IZRAVANAVANJE..................................182.5.2.) KONTROLA ČVRSTOĆE OSLONOG LIMA UŽNICE....................................19
3.) MEHANIZAM ZA DIZANJE TERETA........................................................................203.1.) BUBANJ.......................................................................................................................20
3.1.1.) OSNOVNE DIMENZIJE BUBNJA......................................................................203.1.2.) PRORAČUN STIJENKE BUBNJA......................................................................233.1.3.) VEZA VIJENCA S BUBNJEM............................................................................283.1.4.) OSOVINA BUBNJA.............................................................................................303.1.5.) VEZA UŽETA S BUBNJEM................................................................................30
3.2.) ELEKTROMOTOR ZA DIZANJE..............................................................................333.3.) IZBOR REDUKTORA ZA DIZANJE.........................................................................343.4.) ODABIR LEŽAJA BUBNJA.......................................................................................353.5.) PRORAČUN KOČNICE ZA DIZANJE......................................................................36
3.5.1.) MOMENT KOČENJA..........................................................................................363.5.2.) PRIKLJUČNE MJERE KOČNICE.......................................................................383.5.3.) MATERIJAL OBLOGE........................................................................................383.5.4.) KONTROLA KOČNICE NA ZAGRIJAVANJE.................................................393.5.5.) TRAJANJE OBLOGE...........................................................................................41
3.6.) ODABIR SPOJKE........................................................................................................423.6.1.) PROVJERA NAPREZANJA NA SPOJKI...........................................................42
3.7.) IZBOR OTKOČNOG UREĐAJA – EM potiskivač....................................................434.) MEHANIZAM ZA VOŽNJU VITLA.............................................................................45
4.1.) PRETPOSTAVKA MASE VITLA..............................................................................454.2.) IZBOR KOTAČA I TRAČNICA.................................................................................45
4.2.1) OPTEREĆENJE KOTAČA...................................................................................454.2.2.) IZBOR KOTAČA I TRAČNICA..........................................................................45
4.3.) IZBOR ELEKTROMOTORA......................................................................................474.3.1.) POTREBNA SNAGA ZA USTALJENU VOŽNJU.............................................474.3.2.) SNAGA KOD POKRETANJA.............................................................................484.3.3.) PROVJERA MOTORA OBZIROM NA POKRETANJE....................................484.3.4.) PROVJERA SNAGE MOTORA OBZIROM NA PROKLIZAVANJE...............49
4.4.) IZBOR REDUKTORA ZA VOŽNJU..........................................................................504.5.) PRORAČUN KOČNICE ZA VOŽNJU.......................................................................514.6.) PRIJENOS SNAGE NA POGONSKE KOTAČE.......................................................52
4.6.1.) PROVJERA PROGIBA POGONSKOG VRATILA............................................524.6.2.) NAPREZANJE ŠIPKE USLIJED PRIJENOSA POGONSKOG MOMENTA. . .534.6.3.) DIMENZIONIRANJE SPOJKI POGONSKIH KOTAČA...................................53
5.) PRORAČUN OKVIRA VITLA.......................................................................................55
LIST 2
5.1.) DIMENZIONIRANJE OKVIRA VITLA....................................................................555.2.) PROVJERA PRETPOSTAVLJENE MASE VITLA...................................................56
6.) LITERATURA...................................................................................................................57
LIST 4
Nosivost Q/g
Visina dizanja
Brzina dizanja
Brzina vožnje
Pogonska grupa za mehanizme
Prijenosni odnos koloturnika
8 t
h = 15m
vd = 20 m/min
vv = 15 m/min
2m
8/2
ED = 30 – 40 % prema [1], str. 30.
z = 35 cikl/h prema [1], str. 222., Tablica 1
LIST 5
2.) ELEMENTI ZA PRIHVAT TERETA
2.1.) ZNAČAJKE UŽETNOG PRIJENOSNIKA
STUPANJ DJELOVANJA KOLOTURNIKA
prema [1], str. 67.
- prijenosni odnos koloturnika
- za valjne ležajeve
STUPANJ DJELOVANJA JEDNOG UŽETNIKA
2.2.) DIMENZIONIRANJE I IZBOR UŽETA
Sila loma užeta
Q=8 000 kgu=8
=0,98
Promjer užeta prema [1], str. 88.
faktor ispune užeta, orijentacijska vrijednost
LIST 6
lomna čvrstoća žica, odabrano
Odabrani normirani promjer užeta prema [1], str 101.
d=10 mm
Oznaka užeta:
10 HRN C.H1.108 - VJ – g1570 sZ
2.3.) DIMENZIONIRANJE I IZBOR KUKE
Veličina kuke:
Re=315 N/mm2 (St E 355 – ČRO350) - granica tečenja za materijal razreda čvrstoće P prema [1] str. 112., Tablica 1 - odabrano
faktor sigurnosti prema 1, str 113, Tablica 2 – za pogonsku grupu 2m
Qt=8 t
Odabrana kuka HV=8 sa dimenzijama prema [2] str. 44. Tablica 2.7
LIST 7
Odabran pripadajući nosač kuke prema [2], str. 49. Tabela 2.12
Odabrana pripadajuća matica teretne kuke prema [2], str. 47., Tablica 2.10
LIST 8
Potrebna nosivost aksijalnog ležaja
Statičko opterećenje (FAG)
fS=1,0 .... 1,5 za normalne zahtjeve
C1 = 78480....117720 N
Odabran ležaj FAG 51214 prema [4], str. 453.
LIST 9
2.3.1.) PROVJERA NAPREZANJA SKLOPA KUKE
Materijal kuke: StE 285 sa Re= 315 MPa
S = 1,6 faktor sigurnosti prema [2], str. 40.
Dozvoljeno naprezanje
Kontrola naprezanja: prema [2], str. 42.
Presjek A – A
LIST 12
ZADOVOLJAVA
Kontrola na najmanjem presjeku vrata kuke prema [2], str. 42.
ZADOVOLJAVA
Kontrola površinskog pritiska u navoju kuke prema [2], str. 42.
hod navojavanjski promjerpromjer jezgre navojavisina matice
prema [2], str. 42.
ZADOVOLJAVA
2.3.2.) PROVJERA NAPREZANJA NOSAČA KUKE
prema [2], str. 49.
LIST 13
ZADOVOLJAVA
2.3.3.) PROVJERA POVRŠINSKOG PRITISKA NOSEĆIH LIMOVA
promjer provrta u limudebljina lima
ZADOVOLJAVA
2.4.) SKLOP KUKE
Promjer užnice
za pogonsku grupu 1Cm, Prema
[1], str. 103., Tablica 1.4-1
LIST 14
Odabrane dimenzije sklopa kuke
Promjer osovine užnice kuke d2=70 mm
Provjera nosivosti osovine: prema [2], str. 27.
ZADOVOLJAVA
za Č0545, [2], str 27.
Provjera nosivosti lima: prema [2], str. 27.
LIST 15
LEŽAJEVI UŽNICA SKLOPA KUKE
Za
Statičko opterećenje
dva ležaja po užnici
Odabran ležaj FAG 6014 prema [4], str. 167.
d= 70 mmD = 110 mmB = 20 mm
C0 = 31 000 N > C1 = 19620 N ZADOVOLJAVA
LIST 16
Mjere profila užnice prema [2], str. 26., Tablica 2.3
2.5.) UŽNICA ZA IZRAVNAVANJE
Promjer izravnavajuće užnice
minimalni odnos za pogonsku grupu 1 Cm prema
[1], str. 103, Tablica 1.4 – 1
cp=1 koeficijent pregiba prema [1] str. 104., Tablica 1.4-2 i [1] str. 104., Slika 1.4-3
LIST 17
d=10 mm
Odabrana izravnavajuća užnica sa dimenzijama prema [2], str. 39.
Mjere profila užnica prema [2], str. 26., Tablica 2.3
Mjere profila užnice iste kao i kod užnice sklopa kuke.
2.5.1.) PROMJER OSOVINE UŽNICE ZA IZRAVANAVANJE
Pretpostavljeni promjer
LIST 18
Širina užniceŠirina nosivog lima
Širina distantnog lima
Dužina osovine:
za Č0545 prema [2] str., 27.
ZADOVOLJAVA
2.5.2.) KONTROLA ČVRSTOĆE OSLONOG LIMA UŽNICE
LIST 19
udaljenost između pregrada preko koje je postavljen osloni lim
debljina limavisina lima na koju je oslonjena osovina izravnavajuće
užnice
prema [2], str. 134.ZADOVOLJAVA
LIST 20
3.) MEHANIZAM ZA DIZANJE TERETA
3.1.) BUBANJ
3.1.1.) OSNOVNE DIMENZIJE BUBNJA
Promjer bubnja
prema [1], str. 103., Tablica 1.4-1 za pogonsku
grupu 2 m
koeficijent pregiba prema [1] str. 104., Tablica 1.4-2 i [1] str. 104., Slika 1.4-3
d=10mm
Odabrano
debljine stijenke prema [3], sttr. 492.
Dimenzije profila žlijeba prema [1], str 126.
d=10mm
LIST 21
prema [1] str. 126. Tablica
Odabrano
Na bubanj namatamo uže u dužini pk*H + 2 namotaja za vezu + 3 namotaja za rasterećenje prema [1], str 127., poglavlje 1.7.1
Radna dužina bubnja prema [1], str 127.
Dužina narezanog dijela bubnja prema [2], str. 36.
Dužina srednjeg nenarezanog dijela bubnja prema [2], str. 36.
LIST 22
Radna dužina bubnja prema [1], str 127.
Provjera napadnog kuta užeta prema [1], str. 126. DAL TREBA ??? otkud podaci
ODABRANO
ZADOVOLJAVA
LIST 23
ZADOVOLJAVA
3.1.2.) PRORAČUN STIJENKE BUBNJA
Debljina stijenke bubnja za zavarenu izvedbu prema [1], str. 126.
d=10 mm
Odabrano s = 11 mm
Provjera stijenke bubnja prema naprezanjima uslijed namatanja opterećenog užeta (prolom)
Maksimalana sila u užetu
Dozvoljeno naprezanje za čelični bubanj (Č0345) prema [1], str. 128.
Naprezanja na mjestu namatanja užeta prema [1] str 127.
LIST 25
Glavna naprezanja na mjestu namatanja prema [1], str. 127.
ZADOVOLJAVA
Provjera zavarenog spoja stijenke bubnja prema [1], str. 128.
odabrano, prema [1], str. 128.
Dozvoljeno naprezanje:
Ekvivalentno naprezanje
ZADOVOLJAVA
Naprezanje uslijed savijanja bubnja, progib bubnja
Najnepovoljniji slučaj = maksimalni teret, užad na sredini bubnja = sila jednaka zbroju sila u 2 užeta
Maksimalni moment savijanja:
Moment otpora poprečnog presjeka bubnja
LIST 26
Naprezanje uslijed savijanja
ZADOVOLJAVA
Maksimalan progib bubnja:
Odabrane dimenzije bubnja:
Za
prema [1], str. 131.
LIST 27
3.1.3.) VEZA VIJENCA S BUBNJEM
Prijenos okretnog momenta sa vijenca na bubanj ostvarit će se silom trenja između vijenca i bubnja koja proizlazi iz sile pritiska između ploče i vijenca uslijed pritezanja vijaka.
Debljina čelne ploče bubnja prema [1] str. 128. i [2], str 30.
LIST 29
Odabrani materijal vijaka 5.6
Prenošenje momenta trenjem:
prema [3], str. 136.
Za materijal 5.6
S=2,5
Odabrano: n=12 vijaka M8 iz materijala kvalitete 5.6.
LIST 30
3.1.4.) OSOVINA BUBNJAprema [2], str. 35.
F=9909,1 N maksimalna sila u užetu
Zbog simetričnosti vrijedi
promjer osovine
odabrano
Za materijal osovine prema [2], str 36.
Potrebni promjer osovine je
ZADOVOLJAVA
3.1.5.) VEZA UŽETA S BUBNJEM
prema [1], str 132.
LIST 31
Sila u užetu na mjestu veze s bubnjem mora biti:
Sila u užetu pred ulazom u vijčanu vezu iznosi:
ZADOVOLJAVA
faktor trenja za čelik prema [1], str 132.
2 navoja prije vijčane veze
Potrebna normalna sila u jednom vijku prema [1], str. 133.
faktor trenja za čelik prema [1], str 132.obuhvatni kut
faktor trenja za trapezni žlijebkut trapeznog žlijeba
Potreban broj vijaka prema [1], str 133.
Prema opterećenju na vlak i savijanje
LIST 32
Odabran vijak M12, kvalitete materijala 5.6
promjer jezgre vijka M12, prema [1], str. 571.
odabrano
Odabrano 4 zatična vijka M12 kvalitete materijala 5.6
Vijci se stavljaju po obodu bubnja na razmaku: prema [1], str 133.
LIST 33
3.2.) ELEKTROMOTOR ZA DIZANJE
Odabir na temelju snage za dizanje jednolikom brzinom.
Snaga za dizanje: prema [2], str. 67.
stupanj djelovanja reduktora
stupanj djelovanja bubnja
stupanj djelovanja kočnice
Odabran motor 2AKMd 225 Mb prema [2], str. 76.
LIST 34
3.3.) IZBOR REDUKTORA ZA DIZANJE
Prijenosni odnos reduktora:
Nazivna ulazna snaga (nazivna snaga elektromotora)
Moment na bubnju
Moment na izlaznom vratilu reduktora prema [2], str. 93.
za srednju pogonsku grupu
Odabran horizontalni dvostepeni reduktor sa oznakom H2.500-12,5 prema [2], str. 89.
LIST 35
3.4.) ODABIR LEŽAJA BUBNJA
Zbog simetričnosti:
Odabran ležaj: FAG samoudesivi kuglični ležaj (dvoredni) oznake 2216K.TV.C3 prema [4]. str.258.
statičko opterećenje
Dimenzije ležaja
Trajnost odabranog ležaja:
Vijek trajanja ležaja
LIST 36
Ležaj ugraditi u nosač ležaja oznake FAG 20218K.MB.C3.
3.5.) PRORAČUN KOČNICE ZA DIZANJE
3.5.1.) MOMENT KOČENJA
prema [1] str., 186.
statički moment
kočenja, prema [1], str. 188.
LIST 37
prema [1], str. 186
prema [1], str. 188.
moment inercije motora
moment inercije spojke za odabranu spojku sa D=400 mm, prema [2], str. 82., Tablica 6.1.
odabrano
prema [1], str. 189.
Usvojeno
3.5.2.) PRIKLJUČNE MJERE KOČNICE
LIST 38
prema [2], str. 116., Tablica 9.1.
prema [2], str.116., Tablica 9.2
3.5.3.) MATERIJAL OBLOGE
Materijal: SINTERMETAL NA BAZI Cu ILI Fe
prema [2], str. 121.
Provjera specifične snage i površinskog pritiska
Normalna sila na papučici:
površina obloge
ZADOVOLJAVA
Obodna brzina na početku kočenja
ZADOVOLJAVA
LIST 39
3.5.4.) KONTROLA KOČNICE NA ZAGRIJAVANJE
statički moment kod
dizanja
statički moment kod spuštanja
moment otpora kočenja
Vremena kočenja u 1 ciklusu prema [2], str. 131.
- s punim teretom prema dolje
- s punim teretom prema gore
LIST 40
- s praznom kukom prema gore
- s praznom kukom prema dolje
Ukupno vrijeme kočenja u jednom ciklusu
Rad kočenja u jednom satu
Temperatura obloge
ZADOVOLJAVA
3.5.5.) TRAJANJE OBLOGE
prema [1], str. 179.
LIST 41
vijek trajanja obloge
volumen istrošene podloge
promjer bubnja kočniceprema [1], str. 185.odabrana kočnicadozvoljeno istrošenje lijepljene podloge
pretpostavljeni koeficijent trošenja obloge
3.6.) ODABIR SPOJKE
prema [2], str. 82.
LIST 42
3.6.1.) PROVJERA NAPREZANJA NA SPOJKI
prema [2], str. 82Sila na svornjaku:
Naprezanje u svornjaku od savijanja
ZADOVOLJAVA
Dozvoljeni površinski pritisak između uloška i svornjaka
ZADOVOLJAVA
3.7.) IZBOR OTKOČNOG UREĐAJA – EM potiskivač
Prema [2], str.125.
normalana sila na čeljusti kočniceprema [2], str. 116., Tablica 9.1
nazivni hod, odabrano
otkočna sila
Odabrani otkočni uređaj PKN 300
LIST 44
4.) MEHANIZAM ZA VOŽNJU VITLA
4.1.) PRETPOSTAVKA MASE VITLA
prema [2], str. 104.
Vlastita masa vitla za nosivost 10.....50 t prema [2], str. 143.
4.2.) IZBOR KOTAČA I TRAČNICA
4.2.1) OPTEREĆENJE KOTAČA
Pretpostavljeno oslanjanje vitla na 4 kotača
za vitlo
4.2.2.) IZBOR KOTAČA I TRAČNICA
Odabrana tračnica: A55 prema [2], str. 104.
Promjer kotača prema [2], str. 106.
LIST 45
za tračnice s ravnom površinom glave
korisna širina glave
za Č0645
za 31,5 o/min, pretpostavka
za srednju pogonsku grupu
Odabrano D=200mm
LIST 46
Provjera koeficijenta k2
ZADOVOLJAVA
Odabrani kotač odgovara zahtjevima prenošenja opterećenja, zadovoljena pretpostavka o oslanjanju na 4 kotača.
LIST 47
4.3.) IZBOR ELEKTROMOTORA
4.3.1.) POTREBNA SNAGA ZA USTALJENU VOŽNJU
prema [2], str. 67.
prema [2], str. 68., Dijagram 5.1. za D=200mm i mtr=mv+mt=13,425t
brzina vožnje
stupanj iskorištenja mehanizma za vožnju
4.3.2.) SNAGA KOD POKRETANJA
prema [2], str. 69.
sila pokretanja
faktor sigurnosti od 20%
vrijeme pokretanja, odabrano prema [2], str. 65., tablica 4.2.
LIST 48
Nominalna snaga motora:
Odabran elektromotor: 5AZK 90S-8 prema [5]
4.3.3.) PROVJERA MOTORA OBZIROM NA POKRETANJE
Odabrana spojka D=125 mm
LIST 49
ZADOVOLJAVA
4.3.4.) PROVJERA SNAGE MOTORA OBZIROM NA PROKLIZAVANJE
Minimalno vrijeme pokretanja vitla bez tereta
masa vitla bez tereta
prema [2], str. 62.
broj pogonskih kotača, odabrano
prema [2], str. 68., Slika 5.1. za m0=3,425t i D=200mm
Moment pokretanja kojim bi se vitlo ubrzalo za tmin
LIST 50
prema [2], str. 68., Slika 5.1., za D = 200 mm, m0=3,425t
Srednji moment pokretanja odabranog motora
Nema mogućnosti proklizavanja
4.4.) IZBOR REDUKTORA ZA VOŽNJU
Potreban prijenosni omjer
Odabran reduktor: V2.320 – 45 prema [2], str. 89.
LIST 51
Provjera reduktora obzirom na maksimalan moment
9,75x28
prema [2], str. 89.
ZADOVOLJAVA
4.5.) PRORAČUN KOČNICE ZA VOŽNJU
Potrebno vrijeme zaustavljanja bez kočnice
prema [2], str 61.
Za nije potrebna kočnica
Kako motor ima ugrađenu kočnicu, provjerimo njezine mogućnosti za
Moment kočenja prema [2], str. 61.
kao i kod motora za dizanje
LIST 52
prema [2], str. 59., Slika 3.4. za D = 200 mm
moment kočenja kočnice ugrađene u motor
ZADOVOLJAVA
4.6.) PRIJENOS SNAGE NA POGONSKE KOTAČE
4.6.1.) PROVJERA PROGIBA POGONSKOG VRATILA
Kao spojni element između dva zgloba pogonskog vratila uzeta šipka okruglog punog profila čiji promjer odgovara promjeru vratila na pogonskom kotaču i izrađena je od istog materijala. Njezine su dimenzije:
Progib šipke:
prema [3], str. 142.
prema [3], str. 478.
4.6.2.) NAPREZANJE ŠIPKE USLIJED PRIJENOSA POGONSKOG MOMENTA
LIST 53
za Č0361
ZADOVOLJAVA
4.6.3.) DIMENZIONIRANJE SPOJKI POGONSKIH KOTAČA
Odabrani vijci M10
Materijal vijaka 5.6
Radijus spojke d = 130 mm
Moment na spojki:
Odabrano n=4 vijka
LIST 54
5.) PRORAČUN OKVIRA VITLA
5.1.) DIMENZIONIRANJE OKVIRA VITLA
prema [2], str. 134.
Odabran je Ump- profil prema [3], str. 485.
Provjera
LIST 55
ZADOVOLJAVA
5.2.) PROVJERA PRETPOSTAVLJENE MASE VITLA
Masa užeta:
faktor ispune, srednja vrijednost
gustoća čelika
Okvir: 676 kgNosač uležištenja: 30 kgUležištenje: 13 kgBubanj: 240kgReduktor za dizanje: 1240 kgSpojka motora za dizanje: 32,8 kgKočnica za dizanje: 26kgOtkočni uređaj PKN 75: 23 kgEM za dizanje:170 kgEM za vožnju: 17,7 kg
Spojka na reduktor za vožnju: 5kgSpojka na pogonski kotač: 3 kgSpojka na pogonski kotač – duga: 8kgPogonski kotač: 52 kgGonjeni kotač: 50 kgReduktor za vožnju: 110 kgIzravnavajuća užnica: 190kgSklop kuke: 180 kgUže: 34kg
Spojka motora za vožnju: 4,6 kg
Sveukupna masa: 3053 kg
Masa vitla približno jednaka pretpostavljenoj.
LIST 56
6.) LITERATURA
[1] PRENOSILA I DIZALA, Podloge uz predavanja, Zagreb 2004., prof. Dragutin Ščap
[2] PRENOSILA I DIZALA, Podloge za konstrukciju i proračun, Zagreb 1988., prof. Dragutin Ščap
[3] KRAUTOV STROJARSKI PRIRUČNIK, Zagreb 1997.
[4] FAG Valjni ležaji, Katalog WL 41 520/3 HrA, FAG 2001.
[5] MOTORI S KOČNICOM, katalog tvrtke KONČAR – MES
http://www.končar-mes.hr/project/Pages.aspx?grupacija=3