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 3

1.) PARAMETRI VITLA

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 10

ZADOVOLJAVA

LIST 11

Presjek B – B

maksimalni kut zavješenja

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 24

a) Normalno (od savijanja)

b) Cirkularno

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 28

odabrano; prema [1], str. 131.

Odabrano w=6mm

Odabrani vijci: M8prema [3], str. 571.

LIST 29

Odabrani materijal vijaka 5.6

Prenošenje momenta trenjem:


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


moment inercije motora

moment inercije spojke za odabranu spojku sa D=400 mm, prema [2], str. 82., Tablica 6.1.

odabrano


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


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


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 43

Dimenzija polužja:

odabrano

LIST 44

4.) MEHANIZAM ZA VOŽNJU VITLA

4.1.) PRETPOSTAVKA MASE VITLA


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:



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


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

Proračun vitla

Documents