proračun - mata
TRANSCRIPT
1.Mehanizam za prihvat tereta
1.1. DIMENZIONIRANJE I IZBOR KUKE
Broj kuke:
Re = 25 kN/cm2 (250 N/mm2) granica tečenje za materijal razreda čvrstoće M
prema 1., tablica 1., str.112
S=1.25 faktor sigurnosti za pogonsku grupu 1Bm prema 1., tablica 2 , str.113
Odabrana kuka HV = 0.5 prema 1., tablica 5, str. 118
Dimenzije kuke:
a1 a2 a3 b1 b2 d1 l1 Navoj kuke Masa
34 27 44 22 24 24 165 M20 1.8kg
1
1.2. NAPREZANJA SKLOPA KUKE
-materijal kuke StE285 (ČRO280) s Re=250 N/mm2=25kN/cm2
prema 1. Str 112 tablica 1.
1.2.1.PROVJERA NAJMANJEG PRESJEKA VRATA KUKE
ZADOVOLJAVA
2
d4 = 16mm - prema 1. Str 121 tablica 8
vn=1.6 - prema 1. Str 113 tablica 3
1.2.2. SMIČNO NAPREZANJE U DONJEM NAVOJU KUKE
ZADOVOLJAVA
Navoj M24
d5= D1 = 20.752 mm prema „Bojan Kraut: Strojarski priručnik, 1976.“ Str.413
h3= P =4mm prema „Bojan Kraut: Strojarski priručnik, 1976.“ Str.413
1.2.3. KONTROLA NAPREZANJA U PRIJESJEKU A-A
Fh= Q.g = 1.9,81 = 9.810 kN
Prema 1., str. 114 :
a1 = 43 mm = 4.3cm
b1 = 29 mm = 2.9cm
h1 = 37mm = 3.7cm
b1t = 0,932˙.b1 = 0,932.4.3 = 2.9cm
b2t= 0,43.b1 = 0,43.3.5 = 1.975cm
h1t = h1 = 3.7cm
3
-površina trapeza
-položaj središta presjeka
-polozaj
neutralne linije za trapez
-odabrani broj kuke zadovoljava propisane kriterije provjere čvrstoće
1.2.4. Kontrola površinskog pritiska u navoju kuke – prema 2., str.42
4
t- hod navoja, d5 = 17.294mm – promjer jezgre navoja, d3 = 20mm – vanjski promjer navoja, m = l5 = 14.5mm – visina matice
1.3. PROVJERA NAPREZANJA NOSAČA KUKE
Ovjes i nosač kuke
b1 = 50mm
b2 = 100mm
d2 = 25mm
d4 = 30mm
Matica kuke
Navoj M20
d7 = 53 mm
h3 = 24.5 mm
d8 = 42 mm
Iz [2], str.49:
l=b1+(b4-c) = 55mm – razmak između lamela
dopušteno naprezanje za Č.1430 prema 2. Str. 43
5
1.4. PROVJERA POVRŠINSKOG PRITISKA LAMELA
d 5 = 30mm - promjer provrta u lameli
s = 2mm - debljina lamele
pdop = 100 N/mm2 - dopušteni površinski pritisak
1.5. ODABIR AKSIJALNOG LEŽAJA KUKE
Dimenzije ležaja iz dimenzija matice i nosača kuke:
d8 = 42mm
d4 = 25mm
h = 11mm
odabran aksijalni ležaj SKF 51105 prema www.skf.com
1.5.1. PROVJERA NOSIVOSTI LEŽAJA
Statičko opterećenje
pri normalnim zahtjevima,
prema DECKER „Elementi strojeva“ str.232
< C0 = 39000N
Odabran ležaj SKF 51105 zadovoljava
6
1.6. DIMENZIONIRANJE I IZBOR UŽETA
Sila loma užeta
faktor sigurnosti za pogonsku grupu 1Cm – S = 3.15
ik = u = 4 -prijenosni odnos koloturnika prema 1. Str. 88.
Stupanj djelovanja koloturnika:
-faktor iskorištenje koloturnika u radnom stanju
η0 =0,98 -stupanj iskorištenja za uležištenje pomoću valjnih ležaja
Promjer užeta
d=c
Rm=1570 N/mm2 - lomna čvrstoća žica, odabrano
f = 0,5 - faktor ispune užeta (orjentacijski)
d= 4 mm odabrano uže prema 1. Str.101
OZNAKA UŽETA: UŽE 4 DIN3056-FE-bk1570 sZ
Provjera užeta
f = 0.435 – prema 1., str.102 za normalno pletenu užad d = 4 do 24
-zadovoljava
7
1.7. DIMENZIONIRANJE I IZBOR UŽNICE
-za pogonsku grupu 1Cm prema 1., str.103
cp = 1.12 – koeficjent broja pregiba, za bp = 7 – broj pregiba prema 1., str.104
D=80mm -odabran standardni promjer užnice prema 2. Str. 26
1.8. PROVJERA NOSIVOSTI OSOVINE
e1 = 160mm, e2 = b1+(b4-c) = 61mm
dopušteno naprezanje za Č.0561
Odabran promjero osovine: d5 = 30mm zadovoljava kriterije čvrstoće
8
Površinski pritisak nosivog lima prema [2], str. 27:
1.9. LEŽAJEVI UŽNICE
Dimenzije ležaja iz dimenzija užnice i osovine kuke:
d5 = 30mm
d7 = 50mm
b2 = 20mm, bmax = 40mm
odabran ležaj: SKF61806 prema www.skf.com
d = 30mm; D = 42mm; B = 7mm; C0=4490 N
provjera nosivosti ležaja
Statičko opterećenje
< 4550N
Odabran ležaj SKF61806 zadovoljava
1.10. UŽNICA ZA IZRAVNAVANJE
Promjer izravnavajuće užnice prema [1], str. 103:
za pog. Grupa 1Cm prema [1], tabl.1.4-1, str. 103
9
za broj pregiba prema [1], tabl.1.4-2, str. 104
Odabrana je izravnavajuća užnica prema [2], tabl. 2.5, str. 39:
D=125 mm; L=165mm; d=45mm; l1=195mm;
Promjer osovine užnice za izravnavanje prema [2], str. 27
Pretpostavljeni promjer osovine:
Skica uz proračun osovine izravnavajuće užnice
Širina užnice: prema potrebama konstrukcije
Širina nosivog lima:
10
Širina distantnog lima:
Dužina osovine:
za Č.0545
Proračun nosive osovine izravnavajuce užnice
L = 435mm
d = 45mm
2. MEHANIZAM ZA DIZANJE TERETA
11
2.1. BUBANJ
Promjer bubnja
= 12.5 - tablica 1.4-1 za pogonsku grupu 1Bm
= 1.12 - za broj pregiba bp = 7 , prema T.1.4-1 str. 104
d =4 mm - promjer užeta
Db = 140mm - odabran promjer bubnja(bešavne cijevi) www.strojopromet.hr
Odabrana bešavna čelična cijev za izradu bubnja: - vanjski promjer = 150mm
- debljina stjenke = 12.5 mm
2.1.2. Dimenzije profila žljeba bubnja
s = 12.5mm - odabrana debljina stjenke bubnja
-korak
12
2.1.3. Dimenzije bubnja
Radna dužina bubnja
ik = u = 4 -prijenosni odnos koloturnika (dobiven iz slike)
H = 6000mm - visina dizanja
D = 140mm -promjer bubnja
t = 5 mm - korak bubnja
Ukupna dužina bubnja
a = (4…6) t = 16 – 24 mm
L = (H + hk) uk + 2 lb + 3 = 20.7m – ukupna dužina užeta
2.1.4. Proračun stijenke bubnja - prema lit.[1], str. 126.-128.
Debljina stijenke bubnja za zavarenu izvedbu
d = 5 mm
Odabrano: s = 9.5mm
13
Provjera stijenke bubnja prema naprezanjima uslijed namatanja opterećenog užeta (prolom)
Slika 17. Naprezanje elementa stjenke bubnja
Maksimalna sila u užetu:
Dozvoljeno naprezanje za čelični bubanj (Č.0345)
Naprezanja na mjestu namatanja užeta:
a) normalno (od savijanja)
a) cirkularno (tlačno)
14
Glavna naprezanja na mjestu namatanja
ZADOVOLJAVA
Provjera zavarenog spoja stijenke bubnja prema [1], str. 128:
Dozvoljeno naprezanje:
za Č.0345
odabrano, prema [1], str. 128.
Ekvivalentno naprezanje:
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:
slika 18. Moment savijanja bubnja
Maksimalni moment savijanja:
Moment otpora poprečnog presjeka bubnja
15
Naprezanje uslijed savijanja
Maksimalan progib bubnja:
- moment tromosti poprečnog presjeka bubnja
2.2. VEZA VIJENCA SA 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 čeone ploče bubnja prema 1. str. 128.
16
Slika 20. Čeona ploča
- odabrano; prema lit. [1], str. 131.
-prema lit.[1], str. 131.
Odabrano – w = 5mm
Odabrani vijci: M4
Odabrani materijal vijaka 4.8
Prenošenje momenta trenjem:
- odabrano prema lit. [3], str. 136.
Za materijal 4.8:
- „Cvirn – Herold: Elementi konstrukcija“, str. 93
Broj vijaka
17
Odabrano: n=8 vijaka M4 iz materijala kvalitete 4.8
2.3. OSOVINA BUBNJA prema lit. [1], str. 131.
-maksimalna sila u užetu
Zbog simetričnosti vrijedi
Za materijal osovine Č.0561(St 52-3)
-prema lit. [3], str 353.
Potrebni promjer osovine je:
odabrano d = 30mm
2.4. VEZA UŽETA S BUBNJEM prema lit. [1], str 132.
Kod najnižeg položaja kuke na bubnju trebaju ostati još 2 voja užeta.
Slika 21.Veza užeta s bubnjem
Sila u užetu pred ulazom u vijčanu vezu iznosi:
- faktor trenja za čelik prema [1], str 133.
-3 navoja prije vijčane veze
18
Potrebna normalna sila u jednom vijku - prema [1], str. 133.
-obuhvatni kut
-faktor trenja za trapezni žlijeb
-kut trapeznog žlijeba
Potreban broj vijaka -prema [1], str 133.
Prema opterećenju na vlak i savijanje
Odabran zatični vijak M5, kvalitete materijala 8.8, broj vijka z = 4
- promjer jezgre vijka M5, prema kraut str. 505.
Vijci se stavljaju po obodu bubnja na razmaku 25mm: - prema lit. [1], str 133.
2.5. ELEKTROMOTOR ZA DIZANJE
Odabir na temelju snage za dizanje jednolikom brzinom.
Snaga za dizanje: - prema [2], str. 67.19
-stupanj djelovanja reduktora
-stupanj djelovanja bubnja
-stupanj djelovanja koloturnika
Reduktor:
-potrebna brzina okretanja bubnja
-moment na reduktoru na strani
bubnja
Kočnica:
- potreban moment na kočnici elektromotora
Prema podatcima za motor , kočnicu i reduktor odabran je motor s reduktorom i elektromagnetskom kočnicom:
AFH 30 D.D.-B5.2-35-2-29.2-ZBA 90 B4 B050
Podatci su sa www.demag-driverdesigner.com:
20
izlazni broj okretaja
izlazni moment
broj okretaja elektromotora
snaga elektromotora
moment kočnice
ODABIR LEŽAJA BUBNJA
Zbog simetričnosti:
Odabran ležajni sklop: SKF FNL508A 22208 EK9+H308 -prema skf.com
- statičko opterećenje
Trajnost odabranog ležaja:
-vijek trajanja ležaja
2.6. MEHANIZAM ZA VOŽNJU VITLA
muk = 1000+800 = 1800kg -ukupna masa vitla21
IZBOR KOTAČA
OPTEREĆENJE KOTAČA
Pretpostavljeno oslanjanje vitla na 4 kotača
za vitlo
Promjer kotača prema [2], str. 106.
za tračnice s ravnom površinom glave
pretpostavljena korisna širina kotača
za Rmtrečnice=600..720 N/mm2,Rmkotača=600 N/mm2 –kraut str. 361
za v = 2m/min
.12 za srednju pogonsku grupu, lit[2] str.106.
Odabrano D=100mm
2.6.1. IZBOR ELEKTROMOTORA I REDUKTORA ZA VOŽNJU
POTREBNA SNAGA ZA USTALJENU VOŽNJU - prema [2], str. 67.
-za 2 m/min
-prema [2], str. 68.
w = w'+Δw = 9+5 = 11 -specif. koef. otpora - prema [2], str. 59.
22
-brzina vožnje vitla
-stupanj iskorištenja mehanizma za vožnju
SNAGA KOD POKRETANJA - prema lit.[2], str. 69.
-sila pokretanja za 5 m/min
-faktor sigurnosti od 20%
-vrijeme pokretanja, odabrano prema
[2], str. 65., tablica 4.2.
-za 5 m/min
- prema lit.[2]str.69.
Nominalna snaga motora:
-za 5 m/min
Reduktor:
-potrebna brzina okretanja kotača za 5 m/min
Prema podatcima za motor , kočnicu i reduktor odabran je motor s reduktorom DEMAG:
AFH 20 TD-B5.0-24-0-35.0 ZBA 71 B 8 B003
izlazni broj okretaja
izlazni moment
23
broj okretaja elektromotora
snaga elektromotora
PROVJERA MOTORA OBZIROM NA POKRETANJE
za 5 m/min
-za 5 m/min
-za 5 m/min
Nm -za 5 m/min
-zadovoljava
PROVJERA SNAGE MOTORA OBZIROM NA PROKLIZAVANJE – prema 2 str 62
-sila pokretanja
= 0.12 –koeficjent odupiranja
24
-adhezijska težina
-broj pogonskih kotača, odabrano
-ukupan broj kotača
450 N - zadovoljava
Srednji moment pokretanja odabranog motora
-nema mogućnosti proklizavanja
PROVJERA NAPREZANJA OSOVINE KOTAČA Osovina kotača je odabrana kao okrugla šipka i postavljena su dva valjna ležaja na
mjestu kotača, dok se drugo kraj osovne pomoću vijčanog spoja spaja na nosivu konstrukciju uz opasni prijesjek kod d = 30
-maksimalna sila
Zbog simetričnosti vrijedi -sila na svakom kotaču
-promjer osovine zbog osovine reduktora
Za materijal osovine Č.5421 (18CrNi8)
-iz „Proračun reduktora, str.67“
Moment savijana na osovini:
Moment otpora W
Potrebni promjer osovine je:
ZADOVOLJAVA
25
Naprezanje na uvijanje, zbog momenta motora
PROVJERA OPASNOG PRESJEKA
Na vlak:
Na savijanje:
-za C0745
3. NOSIVA KONSTRUKCIJA
26
3.1. PRORAČUN NA SAVIJANJE I PROGIB
a) -za C0561
HEB 300 – odabrano prema „katalog Strojopromet“
- zadovoljava
- za čelik
b) proracun konzole
27
HEB 280 – odabrano prema katalogu „Strojopromet“
w=6,166mm -pomak na kraju konzole
3.2. PROVJERA NA IZVIJANJE – HEB 300 (skica u prilogu – SKICA 3)
; A = 14910 mm2
Imin = Ix = Iy = 2645983600 mm4
Za Č0561 P=100
28
<P - proračun prema Tetmajeru
ZADOVOLJAVA
3.3. PRORAČUN VIJČANIH SPOJEVA
a) proračun bočne spojnice
F=27468N
h1=700mm; h2=580mm; bp=310mm
PRETPOSTAVKA:
M30; Aj=519mm2
a) Neutralna linija prolazi središtem vijaka 5 i 6
Maksimalna sila u vijcima 1 i 2
29
F1=34900N
Maksimalna sila u vijku
Fp=265728N
hd=115.47mm
e=hy-hd=400-115.47=284.52mm
a) proračun gornje spojnice
30
n = 4 –ukupan broj vijaka
- odabrano, vijak M8
PRORAČUN SIDRENIH VIJAKA
razmak sidrenih vijaka- 600mm
-odabrani vijci M30; materijal 8.8
31
ZADOVOLJAVA
3.4. PRORAČUN ZAVARENIH SPOJEVA
a) proračun zavara nosećeg stupa i noseće grede (skica u prilogu – SKICA 7)
a = 5
32
Savijanje:
Smik:
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 1976.
[4] www.skf.com
[5] DEMAG drive designer – www.demagdrivedesigner.com
[6] ELEMENTI KONSTRUKCIJA, Cvirn-Herold
[7] ELEMENTI STROJEVA, Decker
33