Download - PRORAŠUN SVIH ELEMENATA DIZALICE
LIST 2
SADRŽAJ:
1. PROGRAMSKI ZADATAK2. ELEMENTI ZA PRIHVAT TERETA
2.1.ZNAČAJKE UŽETNOG PRIJENOSNIKA2.2.DIMENZIONIRANJE I IZBOR UŽETA2.3.DIMENZIONIRANJE I IZBOR KUKE2.4. ODABIR AKSIJALNOG LEŽAJA KUKE2.5 NAPREZANJA SKLOPA KUKE
2.5.1. PROVJERA NAJMANJEG PRIJESJEKA VRATA KUKE2.5.2.SMIČNO NAPREZANJE U DONJEM NAVOJU KUKE2.5.3.KONTROLA NAPREZANJA U PRIJESJEKU A-A
2.6. PROVJERA NAPREZANJA NOSAČA KUKE2.7. PROVJERA POVRŠINSKOG PRITISKA LAMELA2.8. DIMENZIONIRANJE I IZBOR UŽNICE2.9. PROVJERA NOSIVOSTI OSOVINE2.10. LEŽAJEVI UŽNICE
3. MEHANIZAM ZA DIZANJE TERETA3.1. BUBANJ
3.1.1. Promjer bubnja3.1.2. dimenzije profila žljeba bubnja3.1.2. DUŽINA BUBNJA3.1.3. PROVJERA NAPADNOG KUTA UŽETA3.1.4. PRORAČUN STIJENKE BUBNJA prema lit.[1], str. 126.-128.3.1.5. Veza vijenca s bubnjem3.1.6. OSOVINA BUBNJA3.1.7. VEZA UŽETA S BUBNJEM
3.2. ELEKTROMOTOR ZA DIZANJE3.3. ODABIR LEŽAJA BUBNJA
4. MEHANIZAM ZA VOŽNJU VITLA4.1. PRETPOSTAVKA MASE VITLA4.2. IZBOR KOTAČA
4.2.1. OPTEREĆENJE KOTAČA4.3. IZBOR ELEKTROMOTORA I REDUKTORA ZA VOŽNJU
4.3.1. POTREBNA SNAGA ZA USTALJENU VOŽNJU 4.3.2. SNAGA KOD POKRETANJA 4.3.3. PROVJERA MOTORA OBZIROM NA POKRETANJE4.3.4.PROVJERA SNAGE MOTORA OBZIROM NA PROKLIZAVANJE4.3.5. PROVJERA NAPREZANJA OSOVINE KOTAČA
5. PRORAČUN PORTALA5.1. PRORAČUN NOSIVE KONSTRUKCIJE BUBNJA5.2. PRORAČUN VIJAKA LEŽAJA BUBNJA5.3. PRORAČUN OČNOG VIJKA ZA ZAVJEŠENJE UŽETA5.4. PRORAČUN NOSIVE KONSTRUKCIJE DIZALICE
6. PRORAČUN SIDRENIH VIJAKA 7. LITERATURA
LIST 3
2.ELEMENTI ZA PRIHVAT TERETA 2.1.ZNAČAJKE UŽETNOG PRIJENOSNIKA Stupanj djelovanja koloturnika:
97,098,01
98,0141
111 4
0
0, =
−−⋅=
−−
⋅=ηη
ηki
krk i -faktor iskorištenje koloturnika u radnom stanju
ik=u=4 -prijenosni odnos koloturnika (dobiven iz slike) h0=0,98 -stupanj iskorištenja za uležištenje pomoću valjnih ležaja hbubnja=0,95...0,97=0,96 -odabran stupanj korisnog djelovanja bubnja hred=0,92...0,98=0,94 -odabran stupanj korisnog djelovanja reduktora
893,094,096,099,0redbubnjar,kr,u =⋅⋅=⋅⋅= ηηηη -stupanj djelovanja mehanizma za dizanje u
radnom stanju
869,094,012
96,012
97,012121212
,, =
−
−
−=
−
−
−=
redbubnjarkku ηηη
η
-stupanj djelovanja mehanizma za dizanje u kočnom stanju
LIST 4
2.2.DIMENZIONIRANJE I IZBOR UŽETA Sila loma užeta
Ni
gQSFkk
L 3,3185797,04
81,9400015,3 =⋅
⋅⋅=⋅⋅⋅=η
faktor sigurnosti za pogonsku grupu 1Cm - S=3,15ik=u=4 -prijenosni odnos koloturnika prema 1. str. 88. promjer užeta
mmRf
Fd
m
L 777,617705,0
3.3185744==
⋅⋅⋅=
⋅⋅⋅
≥ππ
Rm=1770 N/mm2 - lomna čvrstoća žica, odabrano f=0,5 - faktor ispune užeta d=7 mm odabrano uže prema 1. str.101 OZNAKA UŽETA: UŽE 7 HRN C.H1.072 – VJ – g1770 sZ 2.3.DIMENZIONIRANJE I IZBOR KUKE Veličina kuke:
21,239
81,942,2Re
=⋅⋅=⋅⋅
≥gQS
HV t
Re = 390 N/mm2 – granica tečenja za materijal StE420 razred čvrstoće S. prema 1. str.113 S=2,2 faktor sigurnosti za pogonsku grupu 1Cm prema 1, tablica 2 , str 113
21,2≥HV
Odabrana kuka HV=2,5 prema 1. tablica 5 str. 118
LIST 5
Dimenzije kuke:
a1=63mma2=50mma3=72mmb1=53mmb2=45mmh=67mmh=d1=42mml1=253mmnavoj kuke M36masa -6,3kg ovjes i nosač kuke
mmhmmh
mmhmmdmmd
mmcmmb
mmbmmb
mmb
375,21
404037
817
5,2212580
3
2
1
4
2
4
3
2
1
=====
=====
LIST 6
Matica kuke
36606370
1
8
9
7
Mdmmdmmdmmd
====
2.4. ODABIR AKSIJALNOG LEŽAJA KUKE
Dimenzije ležaja iz dimenzija matice i nosača kuke:d8=60mmd4=40mmh=14
odabran aksijalni ležaj SKF 51108 prema www.skf.com provjera nosivosti aksijalnog ležaja
Statičko opterećenje
N3924081,94000gQFP ta1 =⋅=⋅==
2,12,18,0 =⇒−= ss ff pri normalnim zahtjevima prema DECKER str. 232
N47088392402,1C1 =⋅= < 63000N Odabran ležaj SKF 51108 zadovoljava
LIST 7
mmrmmD
mmd
a
a
a
6,048
52
max
max
min
==
=
mmrmmHmmdmmD
6,0134060
2,1 ==
==
2.5. NAPREZANJA SKLOPA KUKE materijal kuke StE355 (ČRO350) s Re=315 N/mm2=31,5kN/cm2
prema 1. str 112 tablica 1. 2.5.1. PROVJERA NAJMANJEG PRIJESJEKA VRATA KUKE
22
2
24
54,11451,55
25,12,2315
3081,9400042,2Re4
mmN
mmN
vdQ
vr
vr
nvr
≤=
⋅≤
⋅⋅⋅=
⋅≤
⋅⋅=
σ
πσ
πσ
ZADOVOLJAVA d4=30mm - prema 1. str 121 tablica 8vn=2 - prema 1. str 113 tablica 3 2.5.2.SMIČNO NAPREZANJE U DONJEM NAVOJU KUKE
LIST 8
22
35
6,2016,98
25,125,1315
467,3181,94000
25,1Re
mmN
mmN
vhdQ
vr
vr
nn
≤=
⋅≤
⋅⋅⋅=
⋅≤
⋅⋅=
σ
πσ
πτ
ZADOVOLJAVA d5=(d1)=31,670mm prema karut str 505h3=(P)=4mm prema karut str 5052.5.3.KONTROLA NAPREZANJA U PRIJESJEKU A-A Fh=Q.g=4.9,81=39,24kN a1=63mm=6,3cmb1=53mm=5,3cmh1=67mm=6,7cm b1t=0,932˙.b1=0,932.5,3=4,94cmb2t=0,43.b1=0,43.5,3=2,279cmh1t=h1=6,7cm
cm15,323,6
2a1
1 ===ρ
cm85,97,623,6h
2a
11
2 =+=+=ρ
13,33,6
7,621a
h211
1
1
2 =⋅+=⋅
+=ρρ
21
t2t1t cm18,247,6
2279,294,4h
2bb
A =⋅+=⋅+
=
cm55,3279,294,4
279,2294,437,6
bbb2b
3he
t2t1
t2t11s =
+⋅+⋅=
+⋅+⋅=
cm7,655,323,6e
2ar s
1s =+=+=
cm5,5cm495,5
194,4279,213,3ln
113,394,4279,213,3
94,4279,21
27,6
1bbln
1
bb
bb1
2hr
t1
t2
1
2
1
2
t1
t2
1
2
t1
t2
1h ≈=
−+−
−
+⋅=
−+−
−
+⋅=
ρρ
ρρ
ρρ
LIST 9
221
1 2,2525,1
5,31Re53,71
5,57,6
115,37,6
18,2424,39
1
1
cmkN
vcmkN
rr
r
AF
n
n
s
s
t
h ==≤=−
−⋅=
−
−⋅=
ρσ
222
1 08,1025,15,2
5,315,2Re38,2
15,57,6
185,97,6
18,2424,39
1
1
cmkN
vcmkN
rr
r
AF
n
n
s
s
t
h =⋅
=⋅
≤−=−
−⋅=
−
−⋅=
ρσ
2.6. PROVJERA NAPREZANJA NOSAČA KUKE
NmmlqM 10398604
10681,940004max =⋅⋅=⋅=
mmcbbl 1068172802 41 =−⋅+=−⋅+= –razmak između lamela
( ) ( ) 322321 2,9811373780
61
61 mmhdbW =⋅−⋅=⋅−⋅=
22max 120106
2,98111039860
mmN
mmN
WM
dop =≤=== σσ
2120mm
Ndop =σ
dopušteno naprezanje za Č.1430 2.7. PROVJERA POVRŠINSKOG PRITISKA LAMELA
LIST 10
2
5
1201031019281,94000
2
mmNpp
pp
psd
Qp
dop
dop
dop
=≤=
≤⋅⋅
⋅=
≤⋅⋅
=
d5=19mm - promjer provrta u lamelis=10mm - debljina lamelepdop=120 N/mm2 - dopušteni površinski pritisak 2.8. DIMENZIONIRANJE I IZBOR UŽNICE
mmD
dcdDD p
76,109
712,114min
≥
⋅⋅=⋅⋅
≥
14min
=
dD
-za pogonsku grupu 1Cm prema 1. T.1.4-1 str.103
cp = 1,12 - koeficijent pregiba prema [1] str. 104., Tablica 1.4-2 i [1] str. 104., Slika 1.4-3
D = 225 mm – prema preporuci za broj kuke HV = 2,5 (prema lit.[1], str.122). Odabrane dimenzije sklopa kuke – Prema lit. [1] str. 122.
mmemmd
mmdmmd
20045
270225
1
5
max4
2
==
==
LIST 11
Promjer osovine užnice kuke d5 = 45 mm
Slika 9. Sklop kuke 2.9. PROVJERA NOSIVOSTI OSOVINE
NmmcbegQM 8632802
882
2002
81,94000222
11 =
−⋅⋅=
+
−⋅⋅=
3
335
0 mm2,89463245
32dW =⋅=⋅= ππ
220
1205,962,8946
863280mm
NRmmN
WM
d =≤===σ
2120mm
Ndop =σ
dopušteno naprezanje za Č.0545Provjera nosivosti lima: - prema [2], str. 27.
2
2
/5,544582
81,940002
mmNdcgQp =
⋅⋅⋅=
⋅⋅⋅=
2/150.....100 mmNpp dop =< ZADOVOLJAVA
2.10. LEŽAJEVI UŽNICE Ležajevi užnica sklopa kuke - prema lit.[1],str.106.
mmbmmbmmd
775585
4
2
7
===
Za
mmd 455 =
LIST 11
Slika 11. Užnica sklopa kuke
Statičko opterećenje NgQ
C 98104
81,9400042
21 =⋅=⋅=
⋅
= - dva ležaja po užnici
Odabran ležaj SKF 6209 prema [4], str. 120.
mmBmmdmmDmmr
mmDmmd
a
a
a
19
45
851
5,785,51
max
max
min
=
=
===
=
C0 = 18 600 N > C1 = 9810 N ZADOVOLJAVA Mjere profila užnice prema [1], str. 105., Tablica 1.5-1
- prema promjeru užeta d = 7 mm
mmhmmbmmammrmmd 15,17,4,7,3,7 =====
LIST 13
Slika 12. Užnica
Užnica za izravnavanje Promjer izravnavajuće užnice
mmcd
dDD p 9812,175,12
min
=⋅⋅=⋅⋅
≥
5,12
min
=
dD
- minimalni odnos za pogonsku grupu 1Cm prema lit.[1]str.103.
cp = 1,12 - koeficijent pregiba prema [1] str. 104., Tablica 1.4-2 i [1]
str. 104., Slika 1.4-3
d = 7 mm - promjer užeta
mmD 125= - standardni promjer užetnika odabran na temelju sile na užnicu prema [2],str.39. Odabrana izravnavajuća užnica sa dimenzijama prema [2], str. 39.
LIST 14
mmbmmh
mmhmmhmmlmmlmml
mmdmmLmmD
9510545
9021917519545165125
2
1
2
1
==========
Slika 13. Izravnavajuća užnica Mjere profila užnica prema [1], str. 105., Tablica 1.5-1 Mjere profila užnice iste kao i kod užnice sklopa kuke. (vidi List 11) Promjer osovine užnice za izravnavanje
Pretpostavljeni promjer mmd 350 =
Širina užnice mmtdB 3510452 1 =−=−=
Širina nosivog lima mmt 10=
Širina distantnog lima mmt 51 =
Dužina osovine: mmttBl 555210352 1 =⋅++=++=
22
0
/140/2,1283,4209
539550 mmNmmNWM
df ≈≤=== σσ
- za Č0545 prema [2] str., 27.
NmmlgQM 539550
255
281,94000
22=⋅⋅=⋅⋅=
LIST 14
3
330
0 3,42093235
32mmdW =⋅=⋅= ππ
dd
M σπ
≤⋅⋅
30
32
mmMd
d
5,34100
5395503232330 =
⋅⋅=
⋅⋅≥
πσπ
mmd 350 = - ZADOVOLJAVA Kontrola čvrstoće oslonog lima užnice za izravnavanje Površinski pritisak nosivog lima:
mmdmmt
3510
0 ==
2/150...100 mmNpd =
dpmmN
dtFp ≤=
⋅⋅⋅=
⋅⋅= 2
0
/563510281,94000
2 - ZADOVOLJAVA
3. MEHANIZAM ZA DIZANJE TERETA 3.1. BUBANJ3.1.1. Promjer bubnja
mmdcdDD pb 98712,15,12
min
=⋅⋅=⋅⋅
≥
mindD
=12,5 - tablica 1.4-1 za pogonsku grupu 1Cm
pc =1,12 - za broj pregiba, prema T.1.4-1 str. 104 d=7 mm - promjer užeta Db=200mm - odabran promjer bubnja kraut str. 437. Odabrana bešavna čelična cijev za izradu bubnja: - vanjski promjer =200mm kraut str. 437.
- debljina stjenke =10 mm
3.1.2. dimenzije profila žljeba bubnja
( ) ( ) mmds 4,6...8,488,0...6,08,0...6,0min =⋅=⋅= s=6 mm - odabrana debljina stjenke bubnja
mmmmdt 92,9815,115,1 ⇒=⋅=⋅= -korak
8,2625,274,07375,0
4,0375,0
≤≤⋅≤≤⋅⋅≤≤⋅
hh
dhd
mmmmdr 7,371,3753,053,01 ⇒=⋅=⋅=
LIST 17
3.1.2. DUŽINA BUBNJA Radna dužina bubnja
mmtD
Hil k
r 2401,8216
50004 =⋅⋅
⋅=⋅⋅⋅
=ππ
ik=u=4 -prijenosni odnos koloturnika (dobiven iz slike) H=5000 mm - visina dizanja D=216mm -promjer bubnja t=8,1 mm - korak bubnja dužina narezanog bubnja
mmtltD
hpl rb
Kn 4,2721,8424044....3 =⋅+=+=
+
⋅⋅
=π
Dužina srednjeg nenarezanog dijela bubnja prema lit.[2], str. 36.
( ) ( ) mmtttssl 981,812123322 540 =⋅==+⋅=+⋅=
Radna dužina bubnja - prema [1], str 127.
mmdt
DHpl
b
Kb 3010 +⋅+⋅
⋅⋅
=π
mmlb 340307101.8
21550004 =+⋅+⋅
⋅⋅=
π
mmlb 340=
Provjera napadnog kuta užeta prema [1], str. 126.
17
LIST 18
mmlr 240= mme 197= - razmak užnica sklopa kuke hmin=700 mm - minimalna udaljenost užnice od bubnja 3.1.3. PROVJERA NAPADNOG KUTA UŽETA Gornji položaj kuke
°≤°=⇒=−=
−= 45,3
70043
700197240
min
γγh
eltg r
ZADOVOLJAVA
Donji položaj kuke
°≤°=⇒
+=
+= 497,1
5000700197
5000min
γγh
etg
18
LIST 19
3.1.4. PRORAČUN STIJENKE BUBNJA prema lit.[1], str. 126.-128. Debljina stjenke bubnja za zavarenu izvedbu prema [1], str. 126.
( ) ds ⋅= 8,0......6,0
( ) mms 6,5.....2,478,0.......6,0 =⋅= d = 7 mm Odabrano s = 7 mm (debljina stjenke bešave cijevi mm8,9=ρ )
- debljina stjenke nakon obrade (centriranja OOČ x =1mm) i urezivanja
utora za namatanje užeta ( h = 2,7 ) mm3,77,210 =−=ρ
stvari mmsstva 3,7=
Provjera stjenke bubnja prema naprezanjima uslijed namatanja opterećenog užeta (prolom)
19
LIST 20
Slika 17. Naprezanje elementa stjenke bubnja
Maksimalna sila u užetu:
N
SFF L 4,7079
5,43,31857 ===
Dozvoljeno naprezanje za čelični bubanj (Č.0345)
2
1 /50 mmNx ≤= σσ 23 /100 mmN≤= ϕσσ
Naprezanja na mjestu namatanja užeta:
a) normalno (od savijanja)
3
196,0sD
FX ⋅⋅⋅=σ
2
3 /96,247216
14,707996,0 mmNX =⋅
⋅⋅=σ
mmsmmD
NF
7216
4,7079
===
a) cirkularno (tlačno)
stF⋅
⋅−= 5,0ϕσ
2/43,62
71,84,70795,0 mmN−=
⋅⋅−=ϕσ
Glavna naprezanja na mjestu namatanja
20
LIST 21
22
1 /50/96,24 mmNmmNX <== σσ
02 =σ
22 /100/43,62 mmNmmN <== ϕσσ ZADOVOLJAVA
Provjera zavarenog spoja stijenke bubnja -prema lit.[1], str. 128.
2/260Re mmN= - granica tečenja za Č 0445
5,2=S - odabrano, prema Lit.[1], str. 128. Dozvoljeno naprezanje:
2/104
5,2260Re mmN
Sd ===σ
Ekvivalentno naprezanje
( ) 2231 /104/39,8743,6296,24 mmNmmN d =≤≈−−=− σσσ
ZADOVOLJAVA
Naprezanje uslijed savijanja bubnja, progib bubnja: Naprezanje uslijed savijanja bubnja najveće je kad se uže opterećeno maksimalnim teretom namotava na bubanj na njegovoj sredini. Zbog
simetričnosti vrijedi: NFFF ba 4,7079===
slika 18. Moment savijanja bubnja Maksimalni moment savijanja:
21
LIST 22
Nmm
lFM b 3
max 10498,12032
3404,70792
⋅=⋅=⋅=
mmlNF
b 3404,7079
==
Moment otpora poprečnog presjeka bubnja
( ) ( ) 34444
50090021616
8,20021616
mmD
DDW
v
uvb =
⋅−⋅=
−⋅= ππ
mmDmmD
u
v
8,200216
==
Naprezanje uslijed savijanja
22
2max
/104/4,2
/4,2500900
1203498
mmNmmN
mmNW
M
d
b
=<=
===
σσ
σ
ϕ
ϕ
ZADOVOLJAVA
Maksimalan progib bubnja:
mm
IEFl
wy
b 002041,010049,2721000048
3404,70792482
6
33
max =⋅⋅⋅
⋅⋅=⋅
⋅=
2/210000
3404,7079
mmNEmml
NF
b
=
==
( ) ( )46
4444
10049,2764
8,20021664
mmI
DDI
y
uby
⋅=
−⋅=−⋅
= ππ
yI - moment tromosti poprečnog presjeka bubnja
mmDmmD
u
v
8,200216
==
22
LIST 23
Odabrane dimenzije bubnja:
Za kNNFFkNmNmMM
b
b
504,707981203498max
≤==≤==
- prema lit.[1], str. 131.
Slika 19. Dimenzije bubnja
mmdmmdmmdmmd
40358040
5
4
3
1
====
( ) ( )mmdd
mmdodoDdmmDd
350503001008521510085
2351021510
78
7
6
=+==+=+=
=+=+=
23
LIST 24
3.1.5. 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.
SwF
DD
dh Re
32144,1 2
1 =≤⋅
⋅−⋅= σσ
d
hFDDw
σ⋅
⋅−⋅≥ 1
32144,1
Slika 20. Čelna ploča
mmdD 8031 == - odabrano; prema lit. [1], str. 131.
2/90
4,707994,7071,0
216
mmN
NF
NFF
mmDD
d
h
b
==
=⋅===
σ -prema lit.[1], str. 131.
mmw 88,2
9294,707
21680
32144,1 =⋅
⋅−⋅=
Odabrano - w=10mm
Odabrani vijci: M12 2
j mm2,76A = - prema kraut str.5 Odabrani materijal vijaka 6.8 Prenošenje momenta trenjem:
227d
FnD
F Nb ⋅⋅⋅≤⋅ µ
jezgredopN AF ⋅= σ
2,0=µ - odabrano prema lit. [3], str. 136. Za materijal 6.8:
22 mm/N600mm/N800...600Rm ==
8,0
RmRe =
2mm/N4806008,0Re =⋅=
S=3
24
LIST 25
2/160
3480Re mmN
Sdop ===σ
Broj vijaka
227d
FnD
F Nb ⋅⋅⋅≤⋅ µ
7dAnDF jezdopb ⋅⋅⋅⋅≤⋅ σµ
7dADF
njezdop
b
⋅⋅⋅⋅
≥σµ
1,2
3002,761602,02164,7079 =
⋅⋅⋅⋅≥n
Odabrano: n=4 vijaka M12 iz materijala kvalitete 6.8 3.1.6. OSOVINA BUBNJA prema lit. [1], str. 131. NF 4,7079= -maksimalna sila u užetu
Zbog simetričnosti vrijedi NFFF BA 4,7079===
2......5,1
0
==dlc B
B
-
8,1cB =
- odabrano
0d promjer osovine Za materijal osovine Č.0561(St 52-3)
2
d N/mm 90 MPa, 520 == σRm -prema lit. [3], str 353. Potrebni promjer osovine je:
mm
Fcd
d
BB 9,3790
4,70798,132320 =
⋅⋅⋅=
⋅⋅⋅
≥πσπ
mmmmd 9,37405 >= ZADOVOLJAVA
25
LIST 26
3.1.7. VEZA UŽETA S BUBNJEM prema lit. [1], str 132. Kod najnižeg položaja kuke na bubnju trebaju ostati još 2 voja užeta.
NFFV 28324,70794,04,0 =⋅=⋅≤
NF 4,7079=
Slika 21.Veza užeta s bubnjem Sila u užetu pred ulazom u vijčanu vezu iznosi:
Nee
FFV 9,20144,707941,0 === ⋅ πµα
1,0=µ - faktor trenja za čelik prema [1], str 133. πα 4= -2navoja prije vijčane veze Potrebna normalna sila u jednom vijku - prema [1], str. 133.
( ) ( )
( ) ( ) kNNe
F
eF
FF
N
vunN
1,64,6095113,01,0
9,20142
122
21,0
1
==+⋅+
⋅=
+⋅+⋅==
⋅ π
µαµµ
πα 2= -obuhvatni kut
13,050sin1,0sin1 === βµµ -faktor trenja za trapezni žlijeb
°= 40β -kut trapeznog žlijeba Potreban broj vijaka -prema [1], str 133.
26
LIST 27
Prema opterećenju na vlak i savijanje
397,2
188,7141,032
8,323,1
1604,6095323,1
331
1 ==
⋅⋅⋅+⋅=
⋅
⋅⋅+≥ππ
µσ d
hA
FzVD
N
Odabran vijak M 8, kvalitete materijala 6.8
mmd 188,71 = - promjer jezgre vijka M8, prema kraut str. 505.
28,32 mmAV =
mmdh 16822 =⋅=⋅= mmd 8=
Za materijal 6.8:
22 mm/N600mm/N800...600Rm ==
8,0
RmRe =
2mm/N4806008,0Re =⋅=
S=3
2/160
3480Re mmN
Sdop ===σ
Odabrano 3 zatična vijka M8 kvalitete materijala 6.8 Vijci se stavljaju po obodu bubnja na razmaku:- prema lit. [1], str 133.
°≈
=⋅
=
=⋅
=⋅=⋅≥
5,18
32,022
35755
γ
γ
γ
radD
l
lD
mmdl
b
v
vb
V
- kut razmaka osi vijka za stezanje užeta
3.2. ELEKTROMOTOR ZA DIZANJE Odabir na temelju snage za dizanje jednolikom brzinom.
Snaga za dizanje: - prema [2], str. 67.
27
LIST 28
kW7,3W8,3639
9,0083,081,93,4023g
vmP dd
potr ==⋅⋅=⋅⋅
= ∑η
3,4023153,6316,84000mmmmm kuke_sklopakukeužetaQd =+++=+++=∑
s/m083,0
605vd ==
kg316,8678,012lmužeta =⋅=⋅= ρ
mkg0678=ρ
- duljinska masa užeta kraut str.447
94,099,098,097,0 =⋅⋅=⋅⋅= KBR ηηηη
97,0=Rη -stupanj djelovanja reduktora
98,0=Bη -stupanj djelovanja bubnja
99,0=Kη -stupanj djelovanja koloturnika Reduktor:
min7,14216,0
522 oD
vnb
dbubnja =
⋅⋅=
⋅⋅=
ππ -potrebna brzina okretanja bubnja
NmDFT bub 1530
2216,04,70792
22 =⋅⋅=⋅⋅=
-moment na reduktoru na strani bubnja Kočnica:
Nmi
fTTred
bbkočočni 4,20
6,973,11530 =⋅=⋅=
- potreban moment na kočnici elektromotora Prema podatcima za motor , kočnicu i reduktor odabran je motor s reduktorom i elektromagnetskom kočnicom:
Type of the gear unit : Shaft mounted geared motors Type : AF 86A 114M4 Motor Data : Motor Power : 4,0 [kW] Nominal Speed : 1430 [rpm] Rated torque : 27 [Nm] Voltage : 380-420/660-730 [V] Frequency : 50 [Hz] Connection : D/Y Rated current : 9,3 /
28
LIST 29
5,4 [A] Starting to rated current : 7,0 cos ϕ : 0,82 Protection class : IP 55 Position of the terminal box : side 2 cable entry I Insulation class : F Mass moment of inertia : 11,00x10-3 [kgm2] Further executions motor : Fan : self ventilated Gear Data : Thermal power limit at 20°C and at an operation mode S1 : 31 [kW] Output speed : 14,6 [rpm] Output torque : 2609 [Nm] Service factor : 0,90 Ratio : 97,66 Circum ferential backlash (min-max) : 3' - 7' Reduced circum ferential backlash (min-max) (OPTION) : 3' - 5,5' Perm. input torque at fB1 : 23 [Nm] Max. perm. input speed (for noise emission acc. German-Standard VDI 2159) : 3.500 [rpm] Mounting position : H366 Output flange : square according to IEC Ø300 mm Output shaft : Ø 60 m6 x 110 [mm] Keyway : DIN6885.1 Painting : Standardpainting 80-100µm Color : RAL 9007 ( Grey aluminium ) Total weight : 124 [kg] Input side : Type : IEC direct mounting Input shaft : Ø 28 k6 x 23,5 mm Input flange : square according to IEC Ø200 mm
3.3. ODABIR LEŽAJA BUBNJA
Zbog simetričnosti: NFFr 4,7079== Odabran ležajni sklop: FY 60 TR -prema skf.com
NFNC r 4,7079360000 =>= - statičko opterećenje
kNC 52700=
29
LIST 30
slika 24. Ležaj bubnja Trajnost odabranog ležaja:
min/m5vd =
1min73,142216,0
2521
221 −=⋅⋅=
⋅⋅=
ππ b
kdb D
pvn
NFP r 4,7079==
50031333
⋅
⋅
=
nPCLh
hLh 41617750073,143133
4,707952700
3
=⋅
⋅
=
-vijek trajanja ležaja
30
LIST 31
4.MEHANIZAM ZA VOŽNJU VITLA 4.1. PRETPOSTAVKA MASE VITLA Mase pojedinih komponenti su dobivene iz CAD-modela uz gustoču r=7850 kg/m3
Masa nosača=40kgMasa bubnja=100kgMasa sklopa kuke=24kgMasa motora+masa reduktora+masa kočnice=200kgMasa ležaja bubnja=15kgMasa užeta=15kg muk=40+100+24+200+15+15=394kg=400kg -ukupna masa vitla
4.2. IZBOR KOTAČA
4.2.1. OPTEREĆENJE KOTAČA Pretpostavljeno oslanjanje vitla na 4 kotača
32 maxmin FF
F+
=
za vitlo maxFF =
( ) ( ) kN79,10N10791
481,94000400
4gmm
FF tvmax ==⋅+=
⋅+==
Promjer kotača prema [2], str. 106.
mmbpkkk
FDtd
46,335035,7117,175,0
10791
321
=⋅⋅⋅⋅
=⋅⋅⋅⋅
≥
2/35,7 mmNpd = za tračnice s ravnom površinom glave
mmbt 50= pretpostavljena korisna širina kotača
75,01 =k za za Č.0645 –tab.8.3 lit[2] str.106.
17,1k 2 = za v=5m/min prema lit[2] str.106.
13 =k za srednju pogonsku grupu, lit[2] str.106.
31
LIST 32
Odabrano iz demaga D=112mm a širina b=63,5 4.3. IZBOR ELEKTROMOTORA I REDUKTORA ZA VOŽNJU 4.3.1. POTREBNA SNAGA ZA USTALJENU VOŽNJU - prema [2], str. 67.
WvF
P VVV 139
75,016,05,647 =⋅=
⋅=
η
N5,6471000
15440081,91000
wmgWF trvV =⋅⋅=⋅⋅== -prema [2], str. 68.
w=w'+Dw=10+5=15 - prema [2], str. 59.
smv /16,06010 == -brzina vožnje vitla
75,0=η -stupanj iskorištenja mehanizma za vožnju 4.3.2. SNAGA KOD POKRETANJA - prema lit.[2], str. 69.
NtvmFFp
trvvP 1070216,044002,15,647 =⋅⋅+=⋅⋅+= β
- sila pokretanja
2,1=vβ -faktor sigurnosti od 20%
s2t p = -vrijeme pokretanja, odabrano prema [2], str. 65., tablica 4.2.
NFF PN 64210706,06,0 =⋅=⋅= - prema lit.[2]str.69. Nominalna snaga motora:
WvF
P nn 137
75,016,0642 =⋅=
⋅=
η
smvd /16,0
6010 ==
32
LIST 33
min/o 26 09,26112,010 ==
⋅=
⋅=
ππDvn
Prema podatcima za motor , kočnicu i reduktor odabran je motor s reduktorom Type of the gear unit : Helical worm geared motor Type : SF 404A 72K4 Motor Data : Motor Power : 0,25 [kW] Nominal Speed : 1330 [rpm] Rated torque : 1,8 [Nm] Voltage : 220-240/380-420 [V] Frequency : 50 [Hz] Connection : D/Y Rated current : 1,4 / 0,8 [A] Starting to rated current : 3,5 cos ϕ : 0,73 Protection class : IP 55 Position of the terminal box : side 2 cable entry I Insulation class : F Mass moment of inertia : 1,60x10-3 [kgm2] Further executions motor : Fan : self ventilated Gear Data : Thermal power limit at 20°C and at an operation mode S1 : 0,79 [kW] Output speed : 26 [rpm] Output torque : 72 [Nm] Service factor : 0,85 Ratio : 51,33 Circum ferential backlash (min-max) : 14' - 23' Reduced circum ferential backlash (min-max) (OPTION) : 14' - 23' Perm. input torque at fB1 : 1,5 [Nm] Max. perm. input speed (for noise emission acc. German-Standard VDI 2159) : 5.000 [rpm] Mounting position : H311 Output flange : square according to IEC Ø160 mm Output shaft : Ø 20 k6 x 40 [mm] Keyway : DIN6885.1 Painting : Standardpainting 80-100µm Color : RAL 9007 ( Grey aluminium ) Total weight : 15 [kg] Input side : Type : IEC direct mounting Input shaft : Ø 14 k6 x 18,5 mm Input flange : square according to IEC Ø160 mm 4.3.3. PROVJERA MOTORA OBZIROM NA POKRETANJE
NmMt
IM stM
Rp 58,394,12
2,710461,0min
=+⋅=+⋅=ω
12,71
6068022 −=⋅⋅=⋅⋅= snM
ππω
22
m kgm1061,4I −⋅=
NmvFM
m
vst 94,1
2,7116,0
75,05,647 =⋅=
⋅=
ωη
2....7,1845,194,158,3 <==
n
P
MM
4.3.4.PROVJERA SNAGE MOTORA OBZIROM NA PROKLIZAVANJE
– prema 2 str 69
Minimalno vrijeme pokretanja vitla bez tereta
( ) ( ) sWGvm
tsAA
vv 69,0220127532,016,040065,252,12,1min =
−⋅⋅⋅⋅=
−⋅⋅⋅
⋅=µ
β
33
LIST 34
ηωββ ⋅
⋅
⋅+=
211
vmI M
trv
kg400mm 0tr == -masa vitla bez tereta
65,259,016,0
2,71400
0461,02,112
=⋅
⋅⋅+=vβ
2,0=Aµ -prema lit.[2], str. 62.
N9814181,9400
nn
GGk
pA =⋅⋅=⋅=
49,081,944002,0
10704 =⋅⋅
⋅=
⋅
⋅≥G
Fnn
A
pkp µ
1n p = -broj pogonskih kotača, odabrano
N75W 0v = -prema [2], str. 68., Slika 5.1. za m0=0,4 t i D=112mm
Moment pokretanja kojim bi se vitlo ubrzalo za tmin
NmMt
IM stM
RP 7,0699,0225,069,02,710046,00,
min00 ==+⋅=+⋅=
ω
2
R0R kgm0046,0II ==
NmvWM
M
vst 225,0
2,7116,0
75,0750 =⋅=⋅=
ωη
N75W 0v = - prema [2], str. 68., Slika 5.1., za D = 120 mm, m0=0,4t Srednji moment pokretanja odabranog motora
NmMM nsrp 0069,00046,05,15,1, =⋅=⋅=
NmM P 7,00 =
srpP MM ,0 > -nema mogućnosti proklizavanja
34
LIST 35
4.3.5. PROVJERA NAPREZANJA OSOVINE KOTAČA Osovina kotača je odabrana kao okrugla šipka i postavljena su dva ležaja na valjna ležaja na mjestu kotača, dok se drugo kraj osovne pomoću vijčanog spoja spaja na nosivu konstrukciju uz opasni prijesjek kod d=30
NF 4,7079= -maksimalna sila u užetu
Zbog simetričnosti vrijedi NNFFs 3540
24,7079
2===
mmd 300 = -promjer osovine zbog zbog odabranih ležaja Za materijal osovine Č.0561(St 52-3)
35
LIST 36
2
d N/mm 80 MPa, 520Rm == σ -prema lit. [3], str 373
Moment savijana na osovini:
NmmlFM s 4425001253540 =⋅=⋅=
Moment tromosti I
444
x mm5,424116430
64dI =⋅=⋅= ππ
Potrebni promjer osovine je:
2d2s 805,105,42411
442500 mmN
mmN
IM
x
s =≤=== σσ
ZADOVOLJAVA
Naprezanje na smik
2d222s 805
430
3450
4
mmN
mmN
dFS =≤=
⋅=
⋅= σ
ππτ
5.1. PRORAČUN NOSIVE KONSTRUKCIJE BUBNJA Kod nosive konstrukcije kao najopterećeniji dijelovi se pojavljuju kutni zavari na kvadratnim cijevima konstrukcije kao kutni zavari odabrani su zavari a5 kvalitete S
36
LIST 37
Maksimalno opterećenje koje se može javiti na zavaru je maksimalna sila u užetu uvećana za težinu komponenti smještenih na nosivoj konstrukciji
NGFF 55022
81,94004,70792max =⋅+=+=
mml 100= - Duljina zavara dobivena iz visine U-profila
Za Č.0361 2dop mmN120=σ
2max 04,11
510025502
2 mmN
alF
ok =⋅⋅
=⋅⋅
=τ
2222 12015,1404,118,18,1 mm
Nmm
Ndopokred =<=⋅=⋅= στσ
ZADOVOLJAVA
5.2. PRORAČUN VIJAKA LEŽAJA BUBNJA Ležaj bubnja je spojen na nosivu konstrukciju pomoću nosača ležaja pomoću dva vijka dok je sam nosač ležaja spojen na nosivu konstrukciju s četiri vijka, upotrebljeni su vijci M20
37
LIST 38
Proračun će se izvršiti za donja dva vijka na naprezanje na vlak
Odabrani vijci: M18 2175mmAj = - prema kraut str.505
Odabrani materijal vijaka 6.8 Za materijal 6.8:
22 mm/N600mm/N800...600Rm ==
8,0
RmRe =
2mm/N4806008,0Re =⋅=
S=3
2/160
3480Re mmN
Sdop ===σ
NF 4,7079= -maksimalna sila u užetu
Naprezanje
22 1603,20
17524,7079
2 mmN
mmN
AF
dopj
v =<=⋅
=⋅
= σσ
ZADOVOLJAVA
5.3. PRORAČUN OČNOG VIJKA ZA ZAVJEŠENJE UŽETA
Uže je potrebno zavjesiti za nosivu konstrukciju , kao način zavješenja odabirem očni
38
LIST 39
vijak promjera navoja M36
Odabrani vijci: M36 2
j mm759A = - prema kraut str.505 Odabrani materijal vijaka 6.8 Za materijal 6.8:
22 mm/N600mm/N800...600Rm ==
8,0
RmRe =
2mm/N4806008,0Re =⋅=
S=3
2/160
3480Re mmN
Sdop ===σ
NF 4,7079= -maksimalna sila u užetu
Naprezanje
22 1604,29
7594,7079
mmN
mmN
AF
dopj
v =<=== σσ
ZADOVOLJAVA
5.4. PRORAČUN NOSIVE KONSTRUKCIJE DIZALICE
39
LIST 40
Nosiva konstrukcija dizalice je izvedena pomoću HEA 240 profila i izvedena je prema skici kao portalGreda 1 je opterećena na savijanje te se provjerava na savijanje
( ) N4316481,94004000GQF =⋅+=+= -maksimalna sila
NmmLFM 6
max 10074,1512
7000431642
⋅=⋅=⋅=maksimalni moment
22
6max 8004,2
7433155810074,151
mmN
mmN
IM
dopx
s =<=⋅== σσ
ZADOVOLJAVA
Za materijal osovine Č.0361(St 52-3)
2
d N/mm 80 MPa, 420Rm == σ -prema lit. [3], str 353. Karakteristika prijesjeka HEA 240
40
LIST 41
333
7433155812
206116212
2302402 mmIII pppx =⋅⋅+⋅=−=
Provjera vijaka M16 koji spajaju gredu 1 i gredu 2Maksimalno opterečenje vijaka je masa tereta + masa dizalice+ masa HEA 240
NGGQF HEAV 4,4523481,92
73,604004000 =⋅
⋅++=++=
3,60240____ =HEAmetrupotezina
Odabrani vijci: M16 2144mmA j = - prema kraut str.505
Odabrani materijal vijaka 6.8 Za materijal 6.8:
22 mm/N600mm/N800...600Rm ==
8,0
RmRe =
2mm/N4806008,0Re =⋅=
S=3
2/160
3480Re mmN
Sdop ===σ
Naprezanje
22 1606,78
144445234
4 mmN
mmN
AF
dopj
v =<=⋅
=⋅
= σσ
ZADOVOLJAVA
41
LIST 42
Provjera vijaka M16koji spajaju gredu 2 i gredu 3 opterećeni na odrezMaksimalno opterećenje vijaka je masa tereta + masa dizalice+ masa HEA 240x7000+ masa HEA 240x6000
NGGGQF HEAHEAV 4700981,92
63,602
73,6040040005000 =⋅
⋅+⋅++=+++=
3,60240____ =HEAmetrupotezina
Odabrani vijci: M16 2144mmA j = - prema kraut str.505
Odabrani materijal vijaka 6.8 Za materijal 6.8:
22 mm/N600mm/N800...600Rm ==
8,0
RmRe =
2mm/N4806008,0Re =⋅=
S=3
2/160
3480Re mmN
Sdop ===σ
Naprezanje
22 16082
144447009
4 mmN
mmN
AF
dopj
v =<=⋅
=⋅
= σσ
ZADOVOLJAVA
42
LIST 43
6. PRORAČUN SIDRENIH VIJAKA Proračun sidrenih vijaka se izvodi prema momentu koji nastaje u spoju grede 2 i grede 3 na mjestu gdje se nalaze vijci.Krak na kojem djeluje sila F=47009 iznosi 290/2
Zbog momenta koji djeluje vijci su opterećeni na vlak dok su ostala dva vijaka neopterećeneMoment koji djeluje na temelj stupa:
NmFM VS 3,68162290,047009
2290,0 =⋅=⋅=
Sila u dva vijka opterećena vlačno:
NmMF SV 5,34081
2400,0
3,6816
2400,0 ===
Kao temeljni vijci su odabrani M202225mmAj = - prema kraut str.505
Odabrani materijal vijaka 6.8 Za materijal 6.8:
22 mm/N600mm/N800...600Rm ==
8,0
RmRe =
2mm/N4806008,0Re =⋅=
S=3
2/160
3480Re mmN
Sdop ===σ
Naprezanje
43
LIST 43
22 16076
22525,34018
2 mmN
mmN
AF
dopj
v =<=⋅
=⋅
= σσ
ZADOVOLJAVA
7. 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 1988. [4] www.skf.com [5] www.demag.com [6] TABLICE TEŽINA omnimerkur
43