Разработка автомобиля технической помощи, совмещающего в себе функции эвакуатора. Классификация кранов-манипуляторов по типу транспортного средства и виду стрелового оборудования. Проектные расчеты механизмов. Проверочный и расчетный расчет на прочность.
Аннотация к работе
Без использования спецтехники не обходится ни одна отрасль человеческой деятельности, не говоря уже о таких творениях как кран манипулятор. И даже обычный грузовой автомобиль после установки на шасси крана манипулятора позволяет существенно расширить возможности машины, которая сможет не только перевозить грузы, но и самостоятельно их загружать/выгружать. Кран манипулятор обладает, чуть ли не мощностью автокрана и имеет малые габариты, что обеспечивает большую маневренность и легкость передвижения по городу. Благодаря своим техническим возможностям манипуляторы на базе автомобиля КАМАЗ позволяют существенно экономить бюджет на наемных автокранах, грузчиках и сокращают сроки проведения строительно-ремонтных работ. Всем известно, что в большинстве городов запрещается передвижение крупного грузового транспорта, однако без его использования достаточно сложно обойтись и тут на помощь приходит кран манипулятор, способный осуществлять грузовые перевозки (Москва и другие города) не нарушая установленные правила.Где zp - минимальный коэффициент использования каната (коэффициент запаса прочности), определяемый по /14/; zp = 5,6; Где a - число ветвей каната, навиваемых на барабан, a = 1; По разрывному усилию выбирается канат двойной свивки типа ЛК-Р, конструкции 6?19 (1 6 6/6) 1 о. с., ГОСТ 2688-80, имеющий следующие характеристики Из стандартного ряда /5/ выбирается барабан с диметром 250 мм и блоки с диаметрами по 250 мм. Опираясь на полученные значения объема, в качестве рабочего гидродвигателя принимается радиально-поршневой гидромотор Denison MRV1100, который имеет следующие параметры: рабочий объем, см3 максимальный 1125,8 минимальный 508,3 давление, МПА номинальное 12,5 максимальное 15 пиковое 20 частота вращения, об/мин номинальная 100 максимальная при объеме: максимальном 580 минимальном 330 крутящий момент, Н м 1820 мощность при объеме, КВТ максимальном 77 минимальном 45При использовании двух гидротолкателей сводится к нулю боковая нагрузка на колонну и уменьшается вдвое нагрузка на зуб колеса. В этих устройствах применяют опоры как скольжения, так и качения, преимущества которых состоят в пониженных потерях на трение и в простоте обслуживания. Сводя все нагрузки к двум силам - вертикальной Р и горизонтальной W, составляем для определения опорных реакций А, В и С три уравнения (рисунок 1.1): ; , (1.12) где d1, d2 - диаметр верхней и нижней цапф воспринимающих горизонтальные нагрузки; d1=320 мм, d2=320 мм ?1, ?2 - коэффициенты трения скольжения в подшипниках скольжения верхней и нижней опорах, воспринимающих горизонтальную нагрузку; ?1=0,01, ?2=0,09; сила ветра, действующая на подветренную площадь крана, параллельна плоскости, на которой установлен кран;, L - вылет стрелы, L =7,8 м а - расстояние от вертикальной оси вращения до центра тяжести поворотной части, а=2 м.Грузоподъемность, m, т: при минимальном вылете3 при максимальном вылете1,15 По аналогии с существующими конструктивными решениями крановых стрел можно принять исходные значения поперечных сечений стрелы: толщину металлических листов, из которых сварены секции, и марку стали (Сталь - 10ХСНД, допускаемое напряжение [?и] =260 МПА). Верхняя секция: Наибольший изгибающий момент, действующий в сечении - рисунок 1.3 Момент сопротивления изгибу: Наибольшее суммарное напряжение: (1.26), Средняя секция: длина 2,5 м Наибольший изгибающий момент, действующий в сеченииСуммарная сжимающая сила действующая на шток гидроцилиндра: , (1.27) , (1.28) где F1 - площадь поперечного сечения, F1=0,0015 м2 l1 - длина верхней секции, l1=1,5 м ? - плотность, плотность стали ?=7700 кг/м3 g - ускорение свободного падения, g=9,8 м/с2 F2 - площадь поперечного сечения, F2=0,0024 м2 l2 - длина верхней секции, l2=2,5 м ? - плотность, плотность стали ?=7700 кг/м3 g - ускорение свободного падения, g=9,8 м/с2 Усилие, действующее в канате, выдвигающем верхнюю секцию: , (1.30) где ? - КПД, учитывающий потери на трение в роликах верхней секции и на перегибы каната, ?=0,85; Поперечное сечение штока гидроцилиндра проверяется на сжатие с учетом продольного изгиба: , (1.32) где - допускаемое напряжение на изгиб, для стали Ст.4 - = 140 МПА;Изменение вылета обеспечивается одним гидроцилиндром. Необходимое усилие Рц рисунок 1.3 определяется уравнением: , (1.35) Зная давление в гидроцилиндре р (р=20 МПА), находят внутренний диаметр цилиндра: (1.36) Поперечное сечение штока гидроцилиндра проверяют на сжатие с учетом продольного изгиба. Диаметры осей крепления штока и цилиндра, а также оси крепления стрелы получают расчетом на изгиб: , (1.38) где - наибольший изгибающий моментПри расчете на прочность пользуются наиболее распространенным расчетным случаем нагружения элементов механизма, учитывающего действие номинального груза, весовых нагрузок, а так же динамических нагрузок, возникающих в периоды пуска и остановки механизма.Полученная при этом толщина стенки проверяется на изгиб и сжатие. Толщина стенки барабана определяется по эмпирической формуле: , (2.1) где , а затем проверяется на сжатие:
План
Содержание
Введение
1. Проектные расчеты механизмов
1.1 Расчет механизма подъема
1.2 Расчет механизма поворота
1.3 Расчет секций телескопической стрелы
1.4 Расчет механизма изменения длины стрелы
1.5 Расчет механизма изменения вылета
2. Прочностные расчеты
2.1 Расчет барабана на прочность
2.2 Расчет вала барабана
3. Эксплуатационная часть
4. Охрана труда
5. Экономическая часть
Заключение
Список литературы
Введение
Без использования спецтехники не обходится ни одна отрасль человеческой деятельности, не говоря уже о таких творениях как кран манипулятор. И даже обычный грузовой автомобиль после установки на шасси крана манипулятора позволяет существенно расширить возможности машины, которая сможет не только перевозить грузы, но и самостоятельно их загружать/выгружать.
Кран-манипулятор и его функциональные возможности необходимы на строительных площадках для разгрузки и погрузки строительных материалов, вывоза мусора, поднятия ЖБИ на высоту, монтаже металлических конструкций и прокладке коммуникационных сооружений. Кран манипулятор обладает, чуть ли не мощностью автокрана и имеет малые габариты, что обеспечивает большую маневренность и легкость передвижения по городу. Поэтому манипулятор часто используется на небольших городских стройках. Благодаря своим техническим возможностям манипуляторы на базе автомобиля КАМАЗ позволяют существенно экономить бюджет на наемных автокранах, грузчиках и сокращают сроки проведения строительно-ремонтных работ. Манипулятор является незаменимым помощником коммунальных служб во время работы с телефонными проводами, линиями электроснабжения и т.п. В лесном хозяйстве, учитывая ограничения площади при маневрах, удобно использовать гидроманипулятор для перевозки и погрузки подготовленных бревен. Также манипулятор широко применяется для транспортировки бытовок, оконных рам, стекла инструментов.
Всем известно, что в большинстве городов запрещается передвижение крупного грузового транспорта, однако без его использования достаточно сложно обойтись и тут на помощь приходит кран манипулятор, способный осуществлять грузовые перевозки (Москва и другие города) не нарушая установленные правила.
В случае возникновения ДТП для транспортировки поврежденного автомобиля будет очень кстати кран манипулятор. Благодаря своим небольшим размерам манипулятор быстро прибывает к месту аварии и, не создавая заторов, выполняет свою работу. Гидроманипулятор на автомобильном шасси сможет быстро зацепить автомобиль, загрузить его в кузов и транспортировать к месту назначения. Помимо этого автосалоны, закупив технику для ее доставки, также используют манипулятор.
Целью дипломной работы является разработка автомобиля технической помощи совмещающего в себе функции эвакуатора.
Классификация кранов-манипуляторов практически ничем не отличается от самоходных стреловых кранов.
Краны - манипуляторы делятся по типу транспортного средства и виду стрелового оборудования.
По типу транспортного средства различают: автомобильные;
рельсовые;
переставные;
гусеничные;
прицепные;
пневмоколесные;
железнодорожные;
самоустанавливающиеся манипуляторы, а также манипуляторы с короткой базой или на специальном шасси;
на шасси колесного и гусеничного тракторов.
Также имеются краны манипуляторы, которые само устанавливаются на фундаменте.
По видам стрелового оборудование краны - манипуляторы бывают: с канатной или гибкой подвеской;
шарнирной подвеской;
жесткой подвеской грузозахватного органа.
При этом грузозахватный орган у манипуляторов с жесткой или шарнирной подвеской закреплен на оголовке стрелы. А у манипуляторов с гибкой и канатной подвеской грузозахватный орган оснащен грузовой лебедкой.
В дипломном проекте в качестве стрелового оборудования выбирается трехсекционная стрела, для выдвижения секций которой используются индивидуальные гидроцилиндры. В качестве механизма поворота наиболее компактным будет применение гидроцилиндров. При использовании гидроцилиндров будет сводится к нулю боковая нагрузка на колонну и уменьшается вдвое нагрузка на зуб колеса. В качестве механизма подъема груза выбирается схема с аксиально-поршневым гидромотором, крутящий момент барабану будет передаваться за счет зубчатой муфты встроенной в барабан. Гидрооборудование крана манипулятора фирмы Rexroth как наиболее надежное и сравнительно недорогое.
Технические характеристики автомобиля КАМАЗ 6540
Весовые параметры и нагрузки, а/м
Снаряженная масса а/м, кг 12350
Снаряженная масса а/м, нагрузка на первую и вторую оси, кг 7000
Снаряженная масса а/м, нагрузка на заднюю тележку, кг 5350
Грузоподъемность а/м, кг 18500
Полная масса, кг 31000
Полная масса а/м, нагрузка на первую и вторую оси, кг 12200
Полная масса а/м, нагрузка на заднюю тележку, кг 18800
Двигатель
Модель 740.51-260 (Евро-2)
Типдизельный с турбонаддувом, с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха
Номинальная мощность, нетто, КВТ (л. с.)
/ при частоте вращения коленчатого вала, об/мин 180 (245) /2200
Номинальная мощность, брутто, КВТ (л. с.)
/ при частоте вращения коленчатого вала, об/мин 191 (260) /2200
Максимальный крутящий момент, нетто, Н·м (кгс·м)
/ при частоте вращения коленчатого вала, об/мин 1059 (108) /1200-1400