Проектирование груйфера для сыпучих материалов

Грейфер.cdw

Номинальная грузоподъемность Q=10 т.
Объем грейфера V=3 м
Материал:глина(уплотненное).
Длина каната в замыкающем полиспасте L=8
МГУ им. адм. Г.И. Невельского
Технические характеристики

Зависимость Fн от х.cdw

Рисунок 10. График зависимости сил реакции Fн
в шарнире Б от координаты х положения кромки

Зависимость Fт от х.cdw

Рисунок 11. График зависимости усилий в тяге F
координаты х положеия кромки челюсти.

Зависимость P от х.cdw

Рисунок 12. График зависимости силы сопротивления
внедрению грейфера в груз P от координаты х
положения кромки челюсти.

Зависимость S от х.cdw

Рисунок 13. График зависимости усилия S от
координаты х положения кромки челюсти.

Кинемат анализ все точки одинаковые.cdw

Кривая зачерпывания.cdw

Начало курсового.doc

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
МОРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени адмирала Г.И.НЕВЕЛЬСКОГО
КАФЕДРА «ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПЕРЕГРУЗОЧНОЙ ТЕХНИКИ И ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МАШИН»
Зав. кафедрой ЭПТ и ОПМ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ: «ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГРУЗОЗАХВАТНЫХ УСТРОЙСТВ»
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГРЕЙФЕРА ДЛЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
Студент группы 12.41
Федеральное агентство морского и речного транспорта
Морской государственный университет
имени адмирала Г.И. Невельского
на выполнение курсовой работы
по дисциплине: «Проектирование грузозахватных устройств».
Исходные данные: Грузоподъёмность: 10т
Состояние материала: уплотненное
Перечень отчётной конструкторской документации к курсовой работе:
Пояснительная записка
Сборочный чертёж грейфера
Стадии разработки работы
Сроки выполнения работы
Техническое предложение (основные параметры грейфера: массы сборочных единиц и объём грейфера основные геометрические параметры и зачерпывающая способность грейфера)
Эскизный проект (компоновка грейфера кинематический и силовой анализ работы грейфера)
Технический проект (разработка сборочного чертежа грейфера оформление пояснительной записки)
Руководитель работы С.Н. Зиборов
Студент группы 12.41 А.С. Нестеров

ПЗ на 1грейфер.doc

Основные параметры грейфера4
1.Массы сборочных единиц и объем грейфера4
2.Основные геометрические параметры и зачерпывающая способность грейфера8
3.Компоновка грейфера9
Кривая зачерпывания 10
Кинематический анализ работы грейфера
Силовой анализ работы грейфера ..
1.Компоновка блоков и блочных обойм .
2.Размеры траверс и тяг
Список используемой литературы ..
Грейферы являются одним из наиболее распространенных видов грузозахватных устройств кранов портов и транспортных терминалов. Грейферы используются для работы с навалочным грузами: сыпучими материалами чугуном в чушках металлоломом длинномерным лесом. Типовые конструкции грейферов имеют достаточно разнообразные конструктивные исполнения.
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ГРЕЙФЕРА
1. МАССЫ СБОРОЧНЫХ ЕДИНИЦ И ОБЪЕМ ГРЕЙФЕРА
Исходными данными для определения основных параметров грейфера являются характеристики материала определяющие его насыпную плотность гранулометрический состав и состояние и номинальная грузоподъёмность крана.
q0 = 02 – давление на кромке челюсти тм;
k1 = 098 – коэффициент массы зачерпываемого материала;
k2 = 040 – коэффициент массы грейфера;
k3 = 1 – коэффициент учитывающий крупность частиц и уплотняемость перегружаемого материала;
kШ = 115 – коэффициент ширины челюсти грейфера;
kД = 095 – коэффициент длины челюсти грейфера;
kh = 112 – коэффициент высоты челюсти грейфера.
Кратность замыкающего полиспаста u принимается 4
Масса грейфера предварительно
mГР = Qk2 =10·04= 4 т.
Масса верхней траверсы и тяг
mB = 03mГР=03·4= 12 т.
Масса нижней траверсы
mН = 02mГР=02·4= 58т.
mЧ = 025mГР=025·4= 1т.
Масса материала в грейфере
mM = Qk1 – mГР = 10·098–4= 58т.
Для заданной номинальной грузоподъёмности крана Q (тонны) расчетный объём грейфера в м3 .
2. ОСНОВНЫЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ И ЗАЧЕРПЫВАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ГРЕЙФЕРА
Для четырехканатных грейферов в момент отрыва грейфера максимальное усилие в одном канате
где g = 98 мс2 – ускорение свободного падения.
Расчетное разрывное усилие в канате
где ZP =45 – коэффициент использования каната принимаемый в зависимости от группы режима работы. Режим работы принимаем М5.
По разрывному усилию F0 выбирается канат по ГОСТ 7668 – 80 маркировочной группы 1666 МПа.
Канат 21-Г-I-Ж-Н-1666.
Диаметр каната dK=21 мм Площадь сечения всех проволок 167 мм2 масса 1000 метров каната составляет 1635 кг. ГОСТ 2688-80.
Диаметр блока для замыкающих полиспастов грейферов можно принять таким же как для уравнительного блока
dБ ≥ h2dK dБ ≥ 20·21=420 мм
где h2 =20 - коэффициент выбора диаметра блока.
Основные размеры блока :
DБ = dБ + 4dК=420+4·21= 505мм
Ширина блока по ступице
bБ = 012dБ + 20мм=012·420+20=70мм
Координаты оси шарнира О3
Вертикальные координаты осей шарниров О1 и О2
Угол наклона днища челюсти к горизонтали в закрытом состоянии принимаем
Максимальное раскрытие челюстей
Горизонтальная координата оси O1
Число блоков замыкающего полиспаста на верхней nв = 2 и нижней nн =4 траверсе.
Ширина блочной обоймы на верхней траверсе предварительно
dП = 006L= 006336=02 м.
X1=004L=004336=0134 м.
Для грейфера с поперечным раскрытием челюстей горизонтальная координата оси О2 X2 = 05(БВ + dП)=05(240+201)=221 мм.
Размеры звеньев кинематической схемы грейфера определяются из построений
Углы на вершинахтреугольника со сторонами RED
Для определения зачерпывающей способности грейфера необходимо определить углы наклона его звеньев к горизонтали при полном раскрытии.
Угол наклона стороны R
Угол наклона стороны Е
Угол наклона тяги LT
Расстояние между шарнирами ив раскрытом положении
Расстояние между шарнирами ив закрытом положении
Начальное заглубление грейфера
Длина замыкающего каната выбираемого при закрытии грейфера
Безразмерный коэффициент
Среднее заглубление грейфера
Зачерпывающая способность грейфера
4. КОМПОНОВКА ГРЕЙФЕРА
Контуры челюсти строятся в следующем порядке.
Проводятся оси х и у. Строятся точки О1 О2 О3 О4.
Строятся окружности диаметром dП с центрами в точках О1 и О3.
К окружности dП с центром О3 проводится касательная под углом 30° к горизонтали. К окружности dП с центром О1 проводится касательная под углом 10° к вертикали. Выполняется плавное сопряжение контура в месте пересечения касательных.
К окружности dП с центром О3 проводится слева вертикальная касательная до пересечения в точке А с касательной проведенной под углом 30° .
Из точки О4 под углом к горизонтали отрезка АВ восстанавливается перпендикуляр. Из точки В проводится прямая ВС перпендикулярная О4В. Из точки С пересечения перпендикуляров выполняется сопряжение точек А и В радиусом R3 = ВС. Эскиз челюсти грейфера показан на рисунке 1.
Кривой зачерпывания называют контур остающийся в материале после завершения процесса зачерпывания и отрыва грейфера от поверхности материала. С точки зрения кинематики кривая зачерпывания представляет собой траекторию кромки челюсти оставляемую в процессе движения кромки с момента погружения раскрытого грейфера в материал до момента окончания зачерпывания и смыкания челюстей.
Многочисленными экспериментальными исследованиями установлена примерная форма кривой зачерпывания. Она представляет собой кривую близкую к параболе.
Величина заглубления кромки
Максимальная вертикальная координата кривой при замыкании грейфера принимается
Горизонтальная координата точки касания кривой зачерпывания оси x
Коэффициент в уравнении кривой зачерпывания
Значения вертикальных координат y 2; 3; 4; 5) точек А1–А5 определяются по формуле
где xi – значения горизонтальных координат точек A1–A5:
y5 = a(x5 – x0)2 = 045(168 – 074)2 = 04 м.
Кривая зачерпывания показана на рисунке 2.
КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАБОТЫ ГРЕЙФЕРА
Кинематический анализ работы грейфера позволяет определить характер абсолютных и относительных движений верхней и нижней траверсы в процессе зачерпывания материала и замыкания грейфера. Это дает возможность получить представление о требуемой работе замыкающей и поддерживающей лебедок механизма подъема.
Основой для кинематического анализа является естественное предположение что кромка челюсти в процессе замыкания грейфера движется по кривой зачерпывания. Кривая зачерпывания является траекторией точки А кромки челюсти. Поэтому сначала по известным размерам L h0 и hM с использованием схемы рисунка 4 определяются координаты точек А1А5 а затем строится кривая зачерпывания в масштабе.
Для проведения анализа необходимо построить пять положений механизма грейфера.
На рисунке 3 показан порядок построения положения механизма грейфера соответствующего нахождению кромки челюсти в точке А3.
Из точкиделается засечка радиусом R на прямой О1О1 (траектория движения шарнира Б челюсти на нижней траверсе). Определяется положение точки Б3. Из точкиделается засечка радиусом D а из точки Б3 засечка радиусом Е. На пересечении этих засечек находится точка В3.
Контур челюсти А3Б3В3 определен. Из точки В3 делается засечка радиусом LТ на прямой О2О2 (траектория движения шарнира Т тяги на верхней траверсе). Определяется положение точки Т3.
На рисунке 4 показано положение механизма грейфера во всех положениях точек кривой зачерпывания. Сравнение первого и второго положений грейфера показывает что в начале зачерпывания относительно поверхности зачерпываемого материала нижняя траверса движется вверх а верхняя – вниз. Верхняя и нижняя траверсы (точки Б и Т) сближаются так как стягиваются замыкающим полиспастом. Подобное наблюдается и в сравнении второго и третьего положения грейфера третьего и четвертого положения грейфера. Верхняя и нижняя траверсы (точки Б и Т) сближаются так как стягиваются замыкающим полиспастом. Однако в сравнении четвертого и пятого положения видно что верхняя траверса поднимается вверх а нижняя опускается вниз.
СИЛОВОЙ АНАЛИЗ РАБОТЫ ГРЕЙФЕРА
Целью силового анализа является определение абсолютных значений и характера изменения сил действующих на звенья грейфера в процессе зачерпывания.
На рисунке 5 показана подробная схема для определения сил действующих на грейфер. На рисунках 6789 также приведены схемы для определения сил действующих на грейфер.
На рисунке 5 схема для определения сил действующих на звенья грейфера
Силовой анализ выполняется графоаналитическим методом. Порядок выполнения работы следующий :
Определить силы тяжести звеньев грейфера.
Сила тяжести верхней траверсы и двух тяг
GB= mн ·g=12·98=12 кН;
Сила тяжести нижней траверсы
GH =mв ·g=08·98=8 кН;
Сила тяжести одной челюсти
GЧ=тЧ·· g=1·98=98 кН;
Максимальное усилие в канате замыкающего полиспаста на выходе из клюза грейфера
Sмакс = 05(тГР + т3)·g=05(4+53)·98=46 кН;
Значение усилия S в канате замыкающего полиспаста при замыкании грейфера изменяется от нуля при опускании грейфера на груз до Sмакс в момент отрыва закрытого грейфера от груза.
Максимальная сила тяжести зачерпнутого материала приходящаяся на одну челюсть
Qмакс = 05т3 ·g=05·53·98=кН;
Для пяти положений кромки челюсти на кривой зачерпывания в рассматриваемой задаче можно принять значения усилия в канатах замыкающего полиспаста сил тяжести материала и расстояний d от линии действия силы Q до шарнира Б челюсти (рис.5)которые приведены в таблице 1.
Силы действующие на верхнюю (ZB) и нижнюю (ZH) траверсу со стороны замыкающего полиспаста кратностью и
ZB=S(u–1)=23(4-1)=69 кН;
Вертикальная составляющая реакции в шарнире Т соединения верхней траверсы и тяги
VB = 05(ZВ + GВ)=05(69+12)=405 кН;
Вертикальная составляющая реакции в шарнире Б соединения нижней траверсы и челюсти
VH =05(Zн – GН)=05(92-8)=42 кН;
Сила Р сопротивления внедрению грейфера в груз условно прикладывается к кромке челюсти в точке А перпендикулярно к контуру челюсти R.
Момент силы Р относительно шарнира Б
МР = FT ·a + GЧ ·b + Qd =52 · 116 · 98 · 084 + 13 · 084=80 кН;
Сила сопротивления внедрению грейфера в груз
Горизонтальная составляющая силы сопротивления
Горизонтальная составляющая реакции в шарнире Б
Реакция в шарнире Б
Результаты расчетов представлены в табличной форме в таблице 1.
Сила сопротивлениякН
Горизонтальная сила сопротивлениякН
Горизонтальная сила в шарнире БкН
Реакция в шарнире БкН
1. КОМПОНОВКА БЛОКОВ И БЛОЧНЫХ ОБОЙМ
Ось блоков нижней траверсы развернута относительно оси блоков верхней траверсы на угол
Расстояние между осями замыкающих канатов З входящих в клюзы верхней траверсы.
Расстояние между осями ручьев блоков на верхней траверсе
Число блоков на нижней траверсе равно кратности полиспаста число блоков на верхней траверсе – на два меньше кратности полиспаста.
Размеры блочных обойм замыкающего полиспаста зависят от размеров и числа блоков полиспаста.
Толщина щеки принимается
Общая ширина блоков в обойме
где nH – число блоков в нижней обойме.
Общая ширина блочной обоймы
Зазор между ребордами блоков и ограждением принимается
Отгиб ограждения составляет примерно 15-20 мм.
Общая длина блочной обоймы
Расстояние от основания блочной обоймы до оси блоков
Наружный радиус разделителей
Общая высота блочной обоймы
2. РАЗМЕРЫ ТРАВЕРС И ТЯГ
Размеры верхней и нижней траверсы определяются в зависимости от направления раскрытия челюстей грейфера: поперечного или продольного относительно осей барабанов замыкающей и поддерживающей лебедок.
Оси блоков на верхней и нижней траверсе расположены на расстоянии примерно h0 от осей О1О1 и О2О2 соответственно.
Длина верхней траверсы
Ширина верхней траверсы по осям тяг
Ширина нижней траверсы
Длина нижней траверсы определяется шириной блочной обоймы LН ≥ LHО 310 мм > 302 мм.
Высота нижней траверсы
Наружный диаметр втулки тяги
Наружный радиус проушины R = d=101мм.
Ширина проушины b 025d=025 ·101=25мм.
Толщина накладок 025 · b=025 · 25=63мм.
Диаметр трубы из которой изготовлена металлоконструкция тяги DT 165 · R=165 ·101=165мм.
Высота сечения тяги hT ≤ dП 200 мм 201мм.
Ширина сечения тяги

силовой точка 1.cdw

силовой точка 2.cdw

силовой точка 3.cdw

силовой точка 4.cdw

силовой точка 5.cdw

Список используемой литературы.doc

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Проектирование грейферов: . методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Проектирование грузозахватных устройств» для студентов специальности 19060265 «Эксплуатация перегрузочного оборудования портов и транспортных терминалов» С.Б. Будрин С. Н. Зиборов – Владивосток: печатается в авторской редакции2008.

Таблица спецификации.cdw

Таблица.doc

Сила сопротивлениякН
Горизонтальная сила сопротивлениякН
Горизонтальная сила в шарнире БкН
Реакция в шарнире БкН