ВИЩИЙ ДЕРЖАВНИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра обчислювальної математики та програмування
з дисципліни “ВВЕДЕННЯ В ІНФОРМАТИКУ”
Розрахунок механізму підйому
Виконав студент Нестеренко Д.Е.
Керівник роботи Скрипник Т.В.
Донецьк - 2008
Вхідні дані
№ п/п | Найменування | Од.вим. | Обозн. | Значення |
1 | Вантажопід’йомність | Q | кгс | 15000 |
2 | К.П.Д. блока з рахуванням жорсткості каната | ηб | 0,95 | |
3 | Кількість направляючих блоків | nб | 8 |
Реферат
ТРАВЕРС, КРЮК, ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ, КРЮКОВАЯ ПОДВЕСКА, ПРЕДЕЛ ПРОЧНОСТИ, ТРЕТЬЯ ТЕОРИЯ ПРОЧНОСТИ, ШАРИКОПОДШИПНИК, ИЗГИБАЮЩИЙ МОМЕНТ, АЛГОРИТМ, БЛОК-СХЕМА, ПРОГРАММА, OBJECT PASCAL, EXCEL.
Рисунков – 5, Таблиц – 2, источников – 3.
Объектом исследования является траверса крюка мостового крана. Цель работы:
разработка алгоритма и написание программы на языке Object Pascal, предназначенной для расчета траверса крюка мостового крана на изгиб и определения расчетных размеров;
расчет траверса крюка мостового крана на изгиб и определение расчетных размеров с помощью табличного процессора Microsoft Excel.
В пояснительной записке представлены блок-схема и описание алгоритма расчета траверса крюка; текст программы и результаты ее работы; приведен контрольный расчет в табличном виде; выполнено сравнение и анализ результатов программы и контрольного расчета.
Содержание
Введение
1. Постановка задачи
2. Контрольный просчет
3. Блок-схема алгоритма
4. Описание алгоритма.
5. Характеристика данных и их условные обозначения
6. Текст программы
7. Описание программы
8. Программный интерфейс
9. Описание работы программы
10. Анализ результатов
Список используемой литературы
Приложения
Введение
Простейшие краны, как и большинство грузоподъемных машин, до конца XVIII в. изготовлялись из деревянных деталей и имели ручной привод. К началу XIX в. Ответственные, быстро изнашивающиеся детали (оси, колёса, захваты) стали делать металлическими. В 20-х гг. XX в. появились первые цельнометаллические подъемные краны сначала с ручным, а в 30-е гг. – с механическим приводом.
Мостовые краны предназначены для выполнения погрузочно-разгрузочных работ и транспортных операций в цехах современных промышленных предприятий, на монтажных и контейнерных площадках, на открытых и закрытых складах. Они перемещаются по рельсовым путям, расположенным на значительной высоте от пола, мало занимают полезного пространства цеха и обеспечивают обслуживание почти всей площади цеха. На открытых складах, монтажных и контейнерных площадках используют мостовые краны, перемещающиеся по рельсовым путям, расположенным на земле (козловые краны).
1. Постановка задачи
Исходные данные
Наименование параметра | Обозн. | Ед. изм. | Величина | ||
I в. | II в. | III в. | |||
Грузоподъемность | Q | кгс | 12500 | 10000 | 15000 |
к.п.д. блока с учетом жесткости каната | ηб | - | 0,98 | 0,96 | 0,95 |
Количество направляющих блоков | nб | - | 6 | 4 | 8 |
Постановка задачи
Для проектируемого крана принимаем механизм подъема, схема которого представлена ниже (Рисунок 1).
Рисунок 1. Схема механизма подъема
В механизмах подъема с непосредственной навивкой каната на барабан обычно применяют сдвоенный полиспаст, при использовании которого обеспечивается вертикальное перемещение груза, одинаковая нагрузка на подшипники барабана и на ходовые колеса тележки независимо от высоты подъема груза. Для крана с заданной грузоподъемностью принимаем сдвоенный полиспаст (а=2) кратностью u=2.
При сбегании каната с подвижного блока к.п.д. полиспаста
где – к.п.д. блока с учетом жесткости каната; для блока на подшипниках качения =0,98…0,97, на подшипниках скольжения =0,96…0,95.
При сбегании каната с неподвижного блока следует определять по формуле
где – количество направляющих блоков (Рисунок 2).
Рисунок 2. Схема полиспаста с двумя направляющими блоками
Максимальное натяжение в канате достигается при минимальном значении , т.е. при
Максимальное натяжение в канате, набегающем на барабан, при подъеме груза определяется по формуле
где – количество ветвей, на которых висит груз;
Для случая сбегания каната с неподвижного блока
При расчетах следует убедиться, что оба значения равны.
Канат выбирают по разрывному усилию из условия
где =5,5 – коэффициент запаса прочности каната.
По справочным данным (Приложение 1) выбираем диаметр каната dK, разрывное усилие которого должно быть не меньше расчетного.
Диаметр блока и барабана по центру наматываемого каната
где – коэффициент, зависящий от режима работы и типа грузоподъемной машины. Для среднего режима =25.
Значение округляют до ближайшего большего значения, кратного 10.
Диаметр блока и барабана по дну канавки
Аналогично принимаем .
Диаметр уравнительного блока .
Принимаем .
2. Контрольный просчет
Рисунок №1-Расчет в Microsoft Excel со значениями.
Рисунок №2-Расчет в Microsoft Excel с формулами.
3. Блок-схема алгоритма
1
2
3
4
5
6 7
8
9
10
11
12
13
14
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
Блок-схема алгоритма реализует циклический вычислительный процесс по параметру Q (грузоподъемность) и включает следующие блоки:
1. Начало алгоритма.
2. Ввод исходных данных.
3. Расчет к.п.д. полиспаста с подвижного блока .
4. Расчет к.п.д. полиспаста с неподвижного блока .
5 – 7. Выбор минимального значения .
8. Расчет количество ветвей z.
9. Расчет максимального натяжения в канате набегающим на барабан .
10. Расчет максимального натяжения в канате, сбегание каната с неподвижного блока .
11. Блок проверки условия .
12. Вывод при проверке условия .
13. Равенство расчетов Smax1 и Smax2..
14. Расчет разрывного усилия .
15. Блок организации цикла по параметру J (перебор столбцов таблицы).
16 - 19. Выбор из таблицы диаметр каната.
20. Расчет диаметра блока .
21. Расчет (округление до ближайшего большего значения, кратного 10).
22. Расчет диаметра блока и барабана по дну канавки D.
23. Расчет D (округление до ближайшего большего значения, кратного 10).
24. Расчет диаметра уравнительного блока Dy.
25. Расчет Dy (округление до ближайшего большего значения, кратного 10).
26. Вывод результатов расчетов.
5. Характеристика данных и их условные обозначения
№ п/п | Наименование параметра | Обозначение в алгоритме | Обозначение в программе | Тип данных |
1. | Грузоподъемность | Q | Q | real |
2. | к.п.д. блока с учетом жесткости каната | kpdb | real | |
3. | Количество направляющих блоков | nб | nb | real |
4. | Полиспаст | a | a | real |
5. | Кратность | u | u | real |
6. | к.п.д. полиспаста подвижного блока | kpdp | real | |
7. | к.п.д. полиспаста неподвижного блока | kpdn | real | |
8. | Максимальное натяжение в канате набегающем на барабан | Smax1 | smax1 | real |
9. | Максимальное натяжение в канате, сбегание каната | Smax2 | smax2 | real |
10. | Разрывное усилие | Sp | sp | real |
11. | Коэффициент запаса прочности каната | nk | nk | real |
12. | Диаметр блока | Dбл | db | real |
13. | Диаметр каната | dk | dk | real |
14. | Коэффициент, зависящий от режима работы | e | e | real |
15. | Диаметр блока и барабана по дну канавки | D | d | real |
16. | Диаметр уравнительного блока | Dy | du | real |
unit Unit1;
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs,
StdCtrls, Grids,math;
type
TForm1 = class(TForm)
GroupBox1: TGroupBox;
GroupBox2: TGroupBox;
Button1: TButton;
Button2: TButton;
Button3: TButton;
Label1: TLabel;
Label2: TLabel;
Edit1: TEdit;
Label3: TLabel;
Edit2: TEdit;
Label4: TLabel;
Edit3: TEdit;
Label5: TLabel;
Edit4: TEdit;
Label6: TLabel;
Edit5: TEdit;
Label7: TLabel;
Edit6: TEdit;
Label8: TLabel;
Edit7: TEdit;
Label9: TLabel;
Edit8: TEdit;
Label10: TLabel;
Edit9: TEdit;
Label11: TLabel;
Label12: TLabel;
Edit10: TEdit;
Edit11: TEdit;
Label13: TLabel;
Edit12: TEdit;
Label14: TLabel;
Label15: TLabel;
Edit13: TEdit;
Label16: TLabel;
Label17: TLabel;
Label18: TLabel;
Label19: TLabel;
Edit14: TEdit;
Edit15: TEdit;
Edit16: TEdit;
Edit17: TEdit;
Label20: TLabel;
Label21: TLabel;
Label22: TLabel;
Label23: TLabel;
Label24: TLabel;
Label25: TLabel;
Label26: TLabel;
Button4: TButton;
procedure Button3Click(Sender: TObject);
procedure Button2Click(Sender: TObject);
procedure Button1Click(Sender: TObject);
procedure Button4Click(Sender: TObject);
private
{ Private declarations }
public
{ Public declarations }
end;
var
Form1: TForm1;
Q,kpdb,nk,e,sp,dk,db,d,du:real;
nb:integer;
mdk:array[1..16]of real=(8.1,9.7,11.5,13.0,14.5,16.0,17.5,19.5,21.0,22.5,
24.0,25.5,27.5,29.0,32.0,35.5); //Приложение 4//
msp:array[1..16]of integer=(3430,4930,6750,8805,11100,13650,16550,19800,
23250,27000,31000,35300,39900,44750,54950,66600);Приложение 4
implementation
uses Unit2;
{$R *.DFM}
procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject);
begin
close;
end;
{===============Очистка окон вывода=====================}
procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);
begin
Edit8.Text:='';
Edit9.Text:='';
Edit10.Text:='';
Edit11.Text:='';
Edit12.Text:='';
Edit13.Text:='';
Edit14.Text:='';
Edit15.Text:='';
Edit16.Text:='';
Edit17.Text:='';
end;
{===============Расчет данных=====================}
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
Var
kpdp,kpdn,smax1,smax2,kpdmin,nb,a,u,z:real;
j,mj:integer;db10,d10:real;
begin
q:=strtofloat(edit1.text);
kpdb:=strtofloat(edit2.text);
nb:=strtofloat(edit3.text);
a:=strtofloat(edit4.text);
u:=strtofloat(edit5.text);
nk:=strtofloat(edit6.text);
e:=strtofloat(edit7.text);
kpdp:=(1-power(kpdb,u))/((1-kpdb)*u);
kpdn:=(1-power(kpdb,u))*power(kpdb,nb)/((1-kpdb)*u);
If kpdp>=kpdn then kpdmin:=kpdn else kpdmin:=kpdp;
z:=u*a;
smax1:=q/(z*kpdmin);
smax2:=q/a*(1-kpdb)/(1-power(kpdb,u))/power(kpdb,nb);
//If smax1=smax2 then
sp:=smax1*nk;
//Выбор номера столбца из приложения 4//
For j:=1 to 16 do
If msp[j]>sp then
BEGIN
mj:=j;
break;
end;
dk:=mdk[mj];
db:=e*dk;
d:=(e-1)*dk;
db10:=(trunc(db/10)+1)*10;
d10:=(trunc(d/10)+1)*10;
du:=0.8*db10;
edit8.text:=FormatFloat('0.0#',kpdp);
edit9.text:=FormatFloat('0.0#',kpdn);
edit10.text:=FormatFloat('#0.000',smax1);
edit11.text:=FormatFloat('#0.000',smax2);
edit12.text:=FormatFloat('#0',z);
edit13.text:=FormatFloat('#0.000',sp);
edit14.text:=FormatFloat('#0.0',dk);
edit15.text:=FormatFloat('#0',db10);
edit16.text:=FormatFloat('#0.00',d);
edit17.text:=FormatFloat('#0.000',du);
end;
{===============Переход на приложение=====================}
procedure TForm1.Button4Click(Sender: TObject);
begin
form1.Hide;
form2.show;
end;
end.
unit Unit2;
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs,
Grids, StdCtrls;
type
TForm2 = class(TForm)
Button1: TButton;
Button2: TButton;
StringGrid1: TStringGrid;
Label1: TLabel;
Label2: TLabel;
procedure Button1Click(Sender: TObject);
procedure FormCreate(Sender: TObject);
procedure Button2Click(Sender: TObject);
private
{ Private declarations }
public
{ Public declarations }
end;
var
Form2: TForm2;
implementation
uses Unit1;
{$R *.DFM}
procedure TForm2.Button1Click(Sender: TObject);
begin
form2.Hide;
form1.show;
end;
procedure TForm2.FormCreate(Sender: TObject);
var i:integer;
begin
for i:=1 to 16 do
stringgrid1.Cells[i-1,0]:=formatfloat('#0.0',unit1.mdk[i]);
for i:=1 to 16 do
stringgrid1.Cells[i-1,1]:=formatfloat('#000',unit1.msp[i]);
end;
procedure TForm2.Button2Click(Sender: TObject);
begin
close
end;
end.
7. Описание программы
Программа состоит из 4 процедур:
procedure Button1Click(Sender: TObject)– предназначена для выполнения вычислений.
procedure Button2Click(Sender: TObject)– предназначена для очистки окон вывода результатов расчетов.
procedure Button3Click(Sender: TObject)– предназначена для завершения работы приложения
procedure Button4Click содержит разделы констант, переменных и раздел операторов основной программы.
В разделе описания констант заданы значения постоянных параметров, приведенных в постановке задачи, а также табличные значения, приведенные в приложениях.
Рисунок 3.Форма для получения результатов в среде Delphi.
Рисунок 4.Форма с результатами расчетов в среде Delphi.
Рисунок 5 Форма для просмотра приложения
Программа предназначена для расчёта механизма подъема.
Для запуска программы заходим в папку, содержащую файлы Delphi. Находим файл с названием: Kruk.exe, Двойным нажатием вызываем программу и после чего её запускаем. Вводим данные с формы, открываем файл «Справочник» с приложением4, после нажимаем кнопку Расчёт (получаем нужные результаты). Затем нажимаем кнопку Очистить (очищая данные с формы). Нажимаем кнопку Выход и выходим из программы.
10. Анализ результатов
После выполнения данной курсовой работы и анализа полученных результатов можно сделать вывод, что результаты, полученные в программе, составленной на языке программирования Delphi 3 идентичны расчётам в табличном процессоре Microsoft Office Ехсе1.
Данная программа предназначена для расчета диаметра каната, диаметра блока и барабана, а так же диаметра уравнительного блока.
Программа сделана при помощи приложений Borland Delphi 3. Все просчёты были продублированы на пакете Microsoft Ехсе1.
A24=0.975 – в Delphi к.п.д. блока с учетом жесткости каната =0,98,
А25=0.647 – в Delphi к.п.д полиспаста (с неподвижного) =0,65,
A26=4 – в Delphi количество ветвей z=4,
A27=5797.461кгс – в Delphi Максимальное натяжение (набегающем) Smax1=5797.461кгс,
A28=5797,461кгс – в Delphi Максимальное натяжение (сбегающем) Smax2=5797.461кгс,
A29=31886.0336кгс – в Delphi Разрывное усилие Sp=31886,034кгс,
А30=637.5мм – в Delphi Диаметр блока(по центру) Dбл=640мм,
А32=612мм – в Delphi Диаметр блока (по дну канавки) D=612.00мм,
A33=620мм – в Delphi Диаметр уравнительного блока Dy=620мм.
Данная курсовая работа выполнялась на основе знаний, полученных в ходе изучения курса «Введение в информатику» и других общеобразовательных дисциплин. Целью курсовой работы являлось закрепление теоретических знаний и практических навыков студентов по основам алгоритмизации, программированию, и отладке программ при решении инженерной задачи.
Содержанием курсовой работы является расчётная технологическая задача, одной из специальных дисциплин, читаемых студентам на старших курсах. Таким образом, в дальнейшем это позволит использовать знания, полученные при выполнении данной курсовой работы, в научно-исследовательской работе студентов, курсовом и дипломном проектировании.
Список используемой литературы
1. Ф.К. Иванченко.2-е издание. Конструкция и расчёт подъёмно-транспортных машин. Киев, «Выща школа», 1988.
2. Методические указания и задания к курсовой работе по курсу «Введение в информатику для студентов специальности 07.09.0218 «Металлургическое оборудование»/ сост.:И.В. Дынник, О.Э.Толкачёв,-Донецк: ДонНТУ, 2007,-64с.
3. В.В. Фаронов Ве1рЫ 3 Учебный курс., Нолидж, 1998, с.390
Параметры канатов стальных двойной свивки типа ЛК – 3 конструкции 6X25
Диаметр каната dK, мм | 8,1 | 9,7 | 11,5 | 13,0 | 14,5 | 16,0 | 17,5 | 19,5 |
Разрывное усилие, кгс | 3430 | 4930 | 6750 | 8805 | 11100 | 13650 | 16550 | 19800 |
Диаметр каната dK, мм | 21,0 | 22,5 | 24,0 | 25,5 | 27,5 | 29,0 | 32,0 | 35,5 |
Разрывное усилие, кгс | 23250 | 27000 | 31000 | 35300 | 39900 | 44750 | 54950 | 66600 |