РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА ТЕЛЕЖКИ КРАНОВОЙ С НАВЕСНЫМ РЕДУКТОРОМ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ

СОДЕРЖАНИЕ

РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА ТЕЛЕЖКИ КРАНОВОЙ С НАВЕСНЫМ РЕДУКТОРОМ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ.

1.1 Грузоподъемная сила. …3

1.2 КПД полиспаста. …4

1.3 Наибольшее усилие в ветви каната, набегающего на барабан при подъеме груза. …4

1.4 Разрывное усилие каната в целом. …5

1.5 Выбор типа каната. …6

1.6 Минимальный диаметр барабана. …6

1.7 Расчетный диаметр барабана. …7

1.8 Длина барабана с двусторонней нарезкой. …7

1.9 Проверка размеров барабанов по условиям. …8

1.10 Угловая скорость барабана. …8

2. Выбор электродвигателя. …9

2.1 Продолжительность включения. …9

2.2 Статическая мощность электродвигателя. …9

2.3 Выбор электродвигателя. …9

2.4 Угловая скорость электродвигателя. …9

3. Выбор редуктора. …10

3.1 Выбор типа редуктора.

3.2 Расчет редуктора по радиальной консольной нагрузке. …10

3.3 Передаточное число редуктора. …10

3.4 Грузовой момент на барабане. …10

3.5 Проверка редуктора по грузовому моменту. …11

4. Выбор тормоза. …11

4.1 Статический момент на выходном валу редуктора при

торможении. …11

4.2 Тормозной момент, на который регулируют тормоз. …12

5. Компоновка механизма. …12

5.1 Сравнение металлоемкости механизмов подъема. …12

5.2 Условие соседства электродвигателя и барабана. …13

5.3 Условие соседства тормоза и барабана. …13

5.4 Расчет колеи тележки. …14

5.5 Минимальная колея тележки. …14

Выводы. …17

РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ТЕЛЕЖКИ.

2.1Определение предварительной массы тележки. …18

2.2Давление на ходовое колесо. …19

3. Расчет сопротивления передвижению. …19

4. Выбор электродвигателя. …19

5. Выбор редуктора. …20

6. Определение коэффициента запаса сцепления приводных колес с рельсом при пуске. …20

7. Выбор тормоза. …21

Список литературы …22

МЕТОДИКА РАСЧЁТА МЕХАНИЗМА ПОДЪЁМА ГРУЗА МОСТОВОГО (КОЗЛОВОГО) КРАНА ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ.

Задание: спроектировать механизм подъёма груза консольной тележки с боковыми роликами.

Дано: грузоподъёмность m=10т; скорость подъёма v=0.4

м/с; высота подъёма H=8м; режим нагружения L1 - легкий; группа классификации механизма – М2, по ИСО 4301/1.

Рис.1.Схема тележки с механизмом подъёма груза.

1. ВЫБОР КАНАТА И БАРАБАНА.

1.1. ГРУЗОПОДЪЕМНАЯ СИЛА

<Object: word/embeddings/oleObject1.bin>, (1)

где <Object: word/embeddings/oleObject2.bin> - ускорение свободного падения.

Получим: <Object: word/embeddings/oleObject3.bin>

1.2. КПД ПОЛИСПАСТА

<Object: word/embeddings/oleObject4.bin>,(2)

где <Object: word/embeddings/oleObject5.bin>- КПД блока на подшипниках качения;

<Object: word/embeddings/oleObject6.bin> -кратность полиспаста;

<Object: word/embeddings/oleObject7.bin> - число обводных блоков.

Согласно рекомендациям ВНИИПТМаш (1) с.84: «При малых грузоподъёмностях (до 3 тонн) груз может подвешиваться без полиспаста, либо на одном подвижном блоке; при грузоподъёмностях свыше 5 т обычно применяют сдвоенные полиспасты с кратностью, возрастающей от 2 до 4 при увеличении грузоподъёмности от 5 до 50 тонн».

Получим КПД полиспаста для кратностей <Object: word/embeddings/oleObject8.bin> по формуле (2):

<Object: word/embeddings/oleObject9.bin>

Согласно рекомендации ВНИИПТМаш [1] с.84: “При малых грузоподъемностях (до 3 т) груз может подвешиваться без полиспаста, либо на одном подвижном блоке; при грузоподъемностях свыше 5т обычно применяют сдвоенные полиспасты с кратностью, возрастающей от 2 до 4 при увеличении грузоподъемности от 5 до 50 т”.

1.3 НАИБОЛЬШЕЕ НАТЯЖЕНИЕ ВЕТВИ КАНАТА, НАБЕГАЮЩЕГО НА БАРАБАН ПРИ ПОДЪЕМЕ ГРУЗА

<Object: word/embeddings/oleObject10.bin>; (3)

где k- число полиспастов.

В нашем случае <Object: word/embeddings/oleObject11.bin>=2, т.е. оба конца каната закреплены на барабане - для строго вертикального подъёма груза, выравнивания усилий на опоры барабана (рис.2).

Наибольшее натяжение ветви каната, набегающей на барабан при подъёме груза, по формуле (3):

<Object: word/embeddings/oleObject12.bin>;

<Object: word/embeddings/oleObject13.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject14.bin>

Рис.2. Схемы полиспастов механизма подъема груза

1.4. РАЗРЫВНОЕ УСИЛИЕ КАНАТА ВЦЕЛОМ

<Object: word/embeddings/oleObject15.bin>,(4)

где <Object: word/embeddings/oleObject16.bin>- минимальный коэффициент использования каната.

Символ <Object: word/embeddings/oleObject17.bin> означает смещение по таблице вверх и вниз на 1 и 2 шага.

Таблица №1

Согласно «Правил...» (2), с.18: ”допускается изменение коэффициента выбора диаметра барабана <Object: word/embeddings/oleObject18.bin>, но не более чем на два шага по группе классификации в большую или меньшую сторону (см. табл. прилож. 1) с соответствующей компенсацией путем изменения величины z(см. табл. прилож. 1) на то же число шагов в меньшую или большую сторону, поэтому введём ряд смещений:<Object: word/embeddings/oleObject19.bin>Тогда получим, что для группы классификации механизма М2 z=3.35.

Разрывное усилие каната (<Object: word/embeddings/oleObject20.bin>) для кратностей <Object: word/embeddings/oleObject21.bin>, для основного и добавочных значений zр получим по формуле (4):

<Object: word/embeddings/oleObject22.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject23.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject24.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject25.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject26.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject27.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject28.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject29.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject30.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject31.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject32.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject33.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject34.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject35.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject36.bin>

1.5. ВЫБОР ТИПА КАНАТА

Предположим, что кран работает в чистом, сухом помещении при отсутствии пыли и влаги, тогда следует выбрать канат типа <Object: word/embeddings/oleObject37.bin> ГОСТ 7668-80 с малым количеством проволок большого диаметра. Абразивная и коррозионная износостойкость этого каната ниже, чем у <Object: word/embeddings/oleObject38.bin>но усталостная износостойкость выше.

По найденным в п.1.4. значениям <Object: word/embeddings/oleObject39.bin> найдем значения диаметров каната <Object: word/embeddings/oleObject40.bin>(см.табл. 2) и маркировочную группу, соответствующую условию прочности каната:

<Object: word/embeddings/oleObject41.bin>,(5)

где <Object: word/embeddings/oleObject42.bin>- разрывное усилие каната в целом, по каталогу.

Таблица №2

По (таблице. 2) имеем следующие значения диаметров каната (в скобках указаны маркировочные группы, МПа, разрывные усилия, <Object: word/embeddings/oleObject43.bin>):

<Object: word/embeddings/oleObject44.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject45.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject46.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject47.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject48.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject49.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject50.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject51.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject52.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject53.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject54.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject55.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject56.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject57.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject58.bin>.

1.6. МИНИМАЛЬНЫЙ ДИАМЕТР БАРАБАНА

<Object: word/embeddings/oleObject59.bin>,(6)

где <Object: word/embeddings/oleObject60.bin>- коэффициент выбора диаметра барабана.

По табл.1 (см. пункт 1.5) для заданной группы классификации механизмов получаем основное значение <Object: word/embeddings/oleObject61.bin>. При смещении по этой таблице вниз на два шага (т.к. М2) находят значения <Object: word/embeddings/oleObject62.bin> , где <Object: word/embeddings/oleObject63.bin>

По формуле (6) получим <Object: word/embeddings/oleObject66.bin>, мм:

<Object: word/embeddings/oleObject67.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject68.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject69.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject70.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject71.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject72.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject73.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject74.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject75.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject76.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject77.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject78.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject79.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject80.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject81.bin>.

1.7. РАСЧЕТНЫЙ ДИАМЕТР БАРАБАНА

Барабаны диаметром меньше 100 мм исключают из дальнейших расчетов, т.к. наименьший из выходных валов редукторов с частью зубчатой полумуфты, встраиваемый в барабан, имеет диаметр <Object: word/embeddings/oleObject82.bin>, [3] с.30. Тогда диаметр охватывающей зубчатой обоймы составляет <Object: word/embeddings/oleObject83.bin>. Конструктивно трудно перейти от большего диаметра зубчатой обоймы к меньшему диаметру барабана при их отношении, свыше <Object: word/embeddings/oleObject84.bin>.

При расчёте без помощи ЭВМ можно исключить барабаны диаметром меньше 160 мм. Тогда <Object: word/embeddings/oleObject85.bin>. Ступень барабана высотой 25% легко выполнима. Расчётный диаметр барабана <Object: word/embeddings/oleObject86.bin> мм, принимают из ряда <Object: word/embeddings/oleObject87.bin>, (10) с.29: 100, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 220, 250, 280, 320, 360, 400, 450, 500.

Расчетный диаметр барабана <Object: word/embeddings/oleObject88.bin>,мм:

<Object: word/embeddings/oleObject89.bin>

Барабаны диаметром менее 160 мм исключены т.к. будут иметь большую ступень.

1.8. ДЛИНА БАРАБАНА С ДВУСТОРОННЕЙ НАРЕЗКОЙ

<Object: word/embeddings/oleObject90.bin>,(7)

где <Object: word/embeddings/oleObject91.bin>- шаг нарезки; a - кратность полиспаста; <Object: word/embeddings/oleObject92.bin>- диаметр каната; с - коэффициент длины средней (не нарезанной) части барабана, H - высота подъема.

Руководствуясь [1] с.85, можно принять: <Object: word/embeddings/oleObject93.bin> для кратности <Object: word/embeddings/oleObject94.bin>, <Object: word/embeddings/oleObject95.bin> для кратности <Object: word/embeddings/oleObject96.bin>,<Object: word/embeddings/oleObject97.bin>для кратности а=3, <Object: word/embeddings/oleObject98.bin> для кратности <Object: word/embeddings/oleObject99.bin>.

Длина барабана с двусторонней навивкой, мм по формуле (7):

<Object: word/embeddings/oleObject100.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject101.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject102.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject103.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject104.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject105.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject106.bin>

1.9. ПРОВЕРКА РАЗМЕРОВ БАРАБАНА ПО УСЛОВИЯМ.

<Object: word/embeddings/oleObject107.bin>, (8) и <Object: word/embeddings/oleObject108.bin> ,(9)

При <Object: word/embeddings/oleObject109.bin> проводят простой расчёт барабана на сжатие. При <Object: word/embeddings/oleObject110.bin> проводят уточнённый расчёт барабана на сжатие и совместное действие напряжений изгиба и кручения, на устойчивость стенки. При необходимости усиливают барабан, вводят ребра жесткости в его полость (РТМ–24.09.21–76).

Если оба условия не выполняются, то вариант с этой кратностью полиспаста отбрасывают. Если все варианты не проходят по условиям (8) и (9), то переходят на меньшую кратность, или увеличивают диаметр барабана до следующего значения из ряда <Object: word/embeddings/oleObject111.bin>.

В нашем случае:

<Object: word/embeddings/oleObject112.bin>-не подходит;

<Object: word/embeddings/oleObject113.bin>- подходит;

<Object: word/embeddings/oleObject114.bin>-подходит;

<Object: word/embeddings/oleObject115.bin>-подходит;

<Object: word/embeddings/oleObject116.bin>-подходит;

<Object: word/embeddings/oleObject117.bin>-подходит;

<Object: word/embeddings/oleObject118.bin>-не подходит.

1.10. УГЛОВАЯ СКОРОСТЬ БАРАБАНА

<Object: word/embeddings/oleObject119.bin> рад/с,(10)

где <Object: word/embeddings/oleObject120.bin><Object: word/embeddings/oleObject121.bin> - скорость подъема груза,<Object: word/embeddings/oleObject122.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject123.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject124.bin>

2. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

2.1.ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ВКЛЮЧЕНИЯ.

Таблица №3

По заданию принимаем режим L1-умеренный и ПВ=15%.

2.2. СТАТИЧЕСКАЯ МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.

<Object: word/embeddings/oleObject125.bin>,(11)

где <Object: word/embeddings/oleObject126.bin>- предварительное значение КПД (для механизма подъёма с цилиндрическим редуктором).

Статическая мощность электродвигателя, формула (11):

<Object: word/embeddings/oleObject127.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject128.bin>

2.3. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.

Для двигателей более 15 кВт принимаем двигатели короткозамкнутые серии 4MTF по ГОСТ 185-70:

4MTF(H) 225-LB6 4MTF(H) 225M8

<Object: word/embeddings/oleObject129.bin> <Object: word/embeddings/oleObject130.bin>

2.4. УГЛОВАЯ СКОРОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ

<Object: word/embeddings/oleObject131.bin>,(12)

где n – число оборотов двигателя.

Получим:

<Object: word/embeddings/oleObject132.bin>рад/с,

<Object: word/embeddings/oleObject133.bin>рад/с.

3. ВЫБОР РЕДУКТОРА

3.1. ВЫБОР ТИПА РЕДУКТОРА.

Наиболее совершенным являются крановые редукторы типа Ц2 Ленинградского завода портальных кранов.

3.2. РАСЧЕТ РЕДУКТОРА ПО РАДИАЛЬНОЙ КОНСОЛЬНОЙ НАГРУЗКЕ.

Условие прочности:

<Object: word/embeddings/oleObject134.bin>, (13)

где <Object: word/embeddings/oleObject135.bin> – действующая радиальная (консольная) нагрузка. Полагаем, что наибольшее усилие от левой ветви каната, набегающей на барабан, Fa действует на консоль выходного вала редуктора (рис. 2). То же, от правой ветви каната действует на опору справа от барабана; Fy – допускаемая радиальная консольная нагрузка на выходном валу редуктора.

Для полиспаста кратностью <Object: word/embeddings/oleObject136.bin> выберем редуктор Ц2-350, для которого условие (13) выполняется с наименьшим запасом:

<Object: word/embeddings/oleObject137.bin>

Масса редуктора Ц2-350 : m=210 кг, КПД=0,96.

3.3.ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО РЕДУКТОРА

<Object: word/embeddings/oleObject138.bin>,(14)

Определим расчетное передаточное число редуктора, формула (14), и округлим его до номинального значения по каталогу :

<Object: word/embeddings/oleObject139.bin> <Object: word/embeddings/oleObject140.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject141.bin> <Object: word/embeddings/oleObject142.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject143.bin> <Object: word/embeddings/oleObject144.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject145.bin> <Object: word/embeddings/oleObject146.bin>

3.4.ГРУЗОВОЙ МОМЕНТ НА БАРАБАНЕ

<Object: word/embeddings/oleObject147.bin>, (15)

где <Object: word/embeddings/oleObject148.bin> – число полиспастов.

Получим:

<Object: word/embeddings/oleObject149.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject150.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject151.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject152.bin>

3.5. ПРОВЕРКА РЕДУКТОРА ПО ГРУЗОВОМУ МОМЕНТУ

Условие прочности:

<Object: word/embeddings/oleObject153.bin>,(16)

где <Object: word/embeddings/oleObject154.bin>– грузовой момент на барабане; <Object: word/embeddings/oleObject155.bin>– допускаемый крутящий момент на валу редуктора.

Проверяем редуктор Ц2-350 для кратности <Object: word/embeddings/oleObject156.bin> (рис. 2а) по условию (16). Допускаемый крутящий момент на валу редуктора <Object: word/embeddings/oleObject157.bin>Н·м, по каталогу, определяем для редуктора Ц2-350, соответствующей частоты вращения вала электродвигателя <Object: word/embeddings/oleObject158.bin> и <Object: word/embeddings/oleObject159.bin><Object: word/embeddings/oleObject160.bin>. Сведем результаты в таблицу 2:

Таблица 4

4. ВЫБОР ТОРМОЗА

4.1. СТАТИЧЕСКИЙ МОМЕНТ НА ВХОДНОМ ВАЛУ РЕДУКТОРА ПРИ ТОРМОЖЕНИИ

<Object: word/embeddings/oleObject165.bin><Object: word/embeddings/oleObject166.bin> (17)

где <Object: word/embeddings/oleObject167.bin>- КПД полиспаста;

<Object: word/embeddings/oleObject168.bin>- КПД механизма, который можно принять равным:<Object: word/embeddings/oleObject169.bin>,

где <Object: word/embeddings/oleObject170.bin>-КПД редуктора;

<Object: word/embeddings/oleObject171.bin>-КПД барабана со встроенной зубчатой полумуфтой.

<Object: word/embeddings/oleObject172.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject173.bin> - номинальное передаточное число редуктора.

По формуле (17) имеем:

4.2. ТОРМОЗНОЙ МОМЕНТ, НА КОТОРЫЙ РЕГУЛИРУЮТ ТОРМОЗ

<Object: word/embeddings/oleObject182.bin> (18)

где <Object: word/embeddings/oleObject183.bin>- коэффициент запаса торможения.

Согласно (2) с.10 <Object: word/embeddings/oleObject184.bin>. При двух и более тормозах <Object: word/embeddings/oleObject185.bin>. Если имеем два и более приводов с двумя тормозами каждый, то <Object: word/embeddings/oleObject186.bin>. Тормоз выбирают по условию <Object: word/embeddings/oleObject187.bin>, где <Object: word/embeddings/oleObject188.bin> – максимальный тормозной момент по каталогу.

Тормозной момент <Object: word/embeddings/oleObject189.bin>, по формуле (18):

Для всех вариантов выбираем тормоз типа ТКГ-300 с тормозным моментом <Object: word/embeddings/oleObject191.bin>.

Масса тормоза 55 кг.

5. КОМПОНОВКА МЕХАНИЗМА

5.1 СРАВНЕНИЕ МЕТАЛЛОЕМКОСТИ МЕХАНИЗМОВ ПОДЪЕМА.

Для сравнения металлоёмкости вариантов механизма подъёма заносят их характеристики в табл.4.

Таблица 4

5.2. УСЛОВИЕ СОСЕДСТВА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И БАРАБАНА.

Необходимо, чтобы размер соседства электродвигателя и барабана <Object: word/embeddings/oleObject192.bin> удовлетворял условию:

<Object: word/embeddings/oleObject193.bin> мм,(19)

где <Object: word/embeddings/oleObject194.bin> – суммарное межосевое расстояние редуктора; <Object: word/embeddings/oleObject195.bin> – габаритный размер электродвигателя; <Object: word/embeddings/oleObject196.bin> – размер от оси вращения барабана до наружного конца шпильки крепления каната. Если <Object: word/embeddings/oleObject197.bin>, то принимают редуктор с большим значением <Object: word/embeddings/oleObject198.bin>

По формуле (19) имеем

Для вариантов 62+2,820,82+1,82+2 условие соседства не выполняется.

5.3. УСЛОВИЯ СОСЕДСТВА ТОРМОЗА И БАРАБАНА.

Для возможности установки тормоза необходимо, чтобы размер соседства тормоза и барабана <Object: word/embeddings/oleObject199.bin> удовлетворял условию

<Object: word/embeddings/oleObject200.bin>мм,(20)

где <Object: word/embeddings/oleObject201.bin> – модуль зубчатого венца;<Object: word/embeddings/oleObject202.bin>– число зубьев венца; <Object: word/embeddings/oleObject203.bin> – размер от оси вращения барабана до крайней точки зубчатой ступицы, получен конструктивно, <Object: word/embeddings/oleObject204.bin>– диаметр тормозного шкива; <Object: word/embeddings/oleObject205.bin>– размер от оси вращения тормозного шкива до наружной поверхности рычага тормоза, получен конструктивно.

По формуле (20) получаем:

Заменяем тормоз ТКГ-300 на два тормоза ТКГ-200, но при этом увеличивается масса тележки. Для всех вариантов А2:

А2=350-0,6640-0,8200=46>20

Все варианты проходят по размеру A2.

5.4. РАСЧЕТ КОЛЕИ ТЕЛЕЖКИ.

Если диаметр барабана превышает диаметр делительной окружности зубчатого венца редуктора более, чем на 40%, т.е.

<Object: word/embeddings/oleObject207.bin>,(21)

то барабан будет бесступенчатым. Полуколея тележки равна расстоянию от середины редуктора до середины бесступенчатого барабана

<Object: word/embeddings/oleObject208.bin>,(22)

где <Object: word/embeddings/oleObject209.bin>– расстояние от оси редуктора до оси зубчатого венца; <Object: word/embeddings/oleObject210.bin>–ширина зубчатого венца. Размер <Object: word/embeddings/oleObject211.bin>необходим для размещения зубчатой ступицы внутри барабана.

Если же это условие не выполняется, то барабан будет ступенчатым.

Очевидно, все варианты имеют ступенчатый барабан.

Полуколея тележки.

Полуколея тележки равна расстоянию от середины редуктора до середины барабана <Object: word/embeddings/oleObject213.bin>.

5.5. МИНИМАЛЬНАЯ КОЛЕЯ ТЕЛЕЖКИ

<Object: word/embeddings/oleObject215.bin>,(23)

Находим значения <Object: word/embeddings/oleObject216.bin> для каждого варианта и округляем его до ближайшего большего значения, кратного 10 мм (табл.5).

Минимизация колеи и массы

Таблица 5

*см. табл.4

Как видно из таблицы 5 наиболее легким и наименьшим по ширине колеи является вариант 602.Вариант 82-1 отличается от него типом электродвигателя.

Окончательная минимилизация колеи и массы.

Таблица 6.

ВЫВОДЫ

1. Для грузоподъемности 10т кратность 3 и 4 неприемлема, т.к. диаметр барабана составляет менее 160 мм, а длина барабана более, чем в 6 раз превышает его диаметр. Вариант с кратностью a=1 так же не подходит, т.к. в этом случае масса механизма подъема резко увеличится из-за выросшей радиальной нагрузки и приходится применять более тяжелый редуктор Ц2-500.

2. Использование восьми полюсных двигателей нецелесообразно в связи с увеличением массы двигателя и тормоза по сравнению с шести полюсными.

3. Тормоз ТКГ-300 не подходит, Т.к он не удовлетворяет условию соседства тормоза и барабана, поэтому заменяем его на два тормоза ТКГ-200.

4. Наиболее приемлем вариант 620 (без пром. вала)с увеличенным до 180мм диаметром барабана. Он отличается от ближайшего варианта 82-1(с пром. валом) меньшей колеёй , хотя их вес отличаться на 100кг, т.к. в варианте 82-1(с пром. валом) мы не учли массы пром. вала и утяжеление ее в связи с увеличенной колеей.

РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ КОНСОЛЬНОЙ ТЕЛЕЖКИ.

1. Тележка (рис.4 ) имеет опорные ходовые колеса 1 и2, а также боковые ролики: верхний 3 и нижний 4. Ходовое колесо 1 приводится в движение при помощи редуктора 5 и электродвигателя 6. На металлоконструкции тележки 7 установлен механизм подъема 8.

Исходные данные см. в задании и выше в расчете механизма передвижения.

2. ВЫБОР ХОДОВЫХ КОЛЕС.

2.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ МАССЫ ТЕЛЕЖКИ.

На основании статистических данных массу тележки можно выразить зависимостью:

<Object: word/embeddings/oleObject222.bin> ,(1)

где <Object: word/embeddings/oleObject223.bin>- масса груза.

Получим: <Object: word/embeddings/oleObject224.bin> кг

Вес тележки:

<Object: word/embeddings/oleObject225.bin> ,(2)

Получим: <Object: word/embeddings/oleObject226.bin>H

Вес груза:

<Object: word/embeddings/oleObject227.bin> ,(3)

Получим: <Object: word/embeddings/oleObject228.bin>H

Вес тележки с грузом:

<Object: word/embeddings/oleObject229.bin> H ,(4)

<Object: word/embeddings/oleObject230.bin> H,(5)

<Object: word/embeddings/oleObject231.bin> H,

Определим диаметр ходового колеса <Object: word/embeddings/oleObject232.bin>,мм

<Object: word/embeddings/oleObject233.bin> ,(8)

Получим: <Object: word/embeddings/oleObject234.bin>мм

Итак, выберем колесо, диаметром 250мм: диаметр внутреннего отверстия подшипника d=50мм. Значения <Object: word/embeddings/oleObject235.bin> и d принимают по ГОСТу 24.090.09-75, а значение <Object: word/embeddings/oleObject236.bin> в этом случае равно 0,4мм по [4], с. 276 .

3. РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЮ.

Сила сопротивления передвижению тележки с грузом.

<Object: word/embeddings/oleObject237.bin> ,(9)

где f – коэффициент трения качения подшипников буксы (f=0,015) см. [4], с. 275 ;

<Object: word/embeddings/oleObject238.bin> - коэффициент сопротивления реборды (<Object: word/embeddings/oleObject239.bin>), см. [4], с. 275 .

По формуле (9): <Object: word/embeddings/oleObject240.bin> H

4. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.

Номинальная мощность электродвигателя механизма передвижения: <Object: word/embeddings/oleObject241.bin> Вт, (10)

Выбираем электродвигатель 4АСE90LЕ6. Мощность электродвигателя <Object: word/embeddings/oleObject242.bin> при ПВ 40%, тормозной момент <Object: word/embeddings/oleObject243.bin>, частота вращения <Object: word/embeddings/oleObject244.bin>.

Угловая скорость электродвигателя:

<Object: word/embeddings/oleObject245.bin>.

Момент инерции <Object: word/embeddings/oleObject246.bin>, пусковой момент <Object: word/embeddings/oleObject247.bin>.

Номинальный момент при пуске:

<Object: word/embeddings/oleObject248.bin>.

Номинальный момент электродвигателя:

<Object: word/embeddings/oleObject249.bin>

5. ВЫБОР РЕДУКТОРА.

Угловая скорость ходового колеса:

<Object: word/embeddings/oleObject250.bin> ,(11).

Определим требуемое передаточное число:

<Object: word/embeddings/oleObject251.bin>,(13)

Принимаем редуктор ВКН-320 с передаточным числом

<Object: word/embeddings/oleObject252.bin>; диаметр быстроходного вала равен 25мм, масса редуктора 40 кг.

<Object: word/embeddings/oleObject253.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject254.bin>;

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПАСА СЦЕПЛЕНИЯ ПРИВОДНЫХ КОЛЕС С РЕЛЬСОМ ПРИ ПУСКЕ.

<Object: word/embeddings/oleObject255.bin> ,(14)

где <Object: word/embeddings/oleObject256.bin>- сила сцепления приводных ходовых колес с рельсами;

<Object: word/embeddings/oleObject257.bin>- сила статического сопротивления передвижению тележки без груза и без учета трения в подшипниках приводных колес;

<Object: word/embeddings/oleObject258.bin>- сила динамического сопротивления передвижению тележки без груза;

<Object: word/embeddings/oleObject259.bin> - допускаемое значение коэффициента запаса сцепления (<Object: word/embeddings/oleObject260.bin>=1,1), [4].

При этом <Object: word/embeddings/oleObject261.bin>,(15)

где <Object: word/embeddings/oleObject262.bin> - коэффициент сцепления приводного ходового колеса с рельсом. Если исключено попадание влаги и масел, то <Object: word/embeddings/oleObject263.bin>,[5] с.12.

<Object: word/embeddings/oleObject264.bin>- число приводных колес.

Имеем по формуле (15): <Object: word/embeddings/oleObject265.bin> H

Определим <Object: word/embeddings/oleObject266.bin>:

<Object: word/embeddings/oleObject267.bin> Н, (16)

Определим <Object: word/embeddings/oleObject268.bin>:

<Object: word/embeddings/oleObject269.bin>, (17)

где <Object: word/embeddings/oleObject270.bin> - максимально допустимое значение ускорения (замедления) тележки.

Принимая <Object: word/embeddings/oleObject271.bin>,согласно [4], получим:

<Object: word/embeddings/oleObject272.bin> H

<Object: word/embeddings/oleObject273.bin>

Таким образом, запас сцепления при пуске достаточен.

7. ВЫБОР ТОРМОЗА.

Тормозной момент определим как

<Object: word/embeddings/oleObject274.bin>, (18)

где <Object: word/embeddings/oleObject275.bin>- момент инерции вращающихся и поступательно движущихся масс, приведенных к тормозному шкиву. Т.к. тормозной шкив установлен на быстроходном валу редуктора, вращающегося от электродвигателя, то:

<Object: word/embeddings/oleObject276.bin> <Object: word/embeddings/oleObject277.bin>, (19)

где <Object: word/embeddings/oleObject278.bin>, (20)

выберем муфту МУВП-25 с диаметром выходного вала 25мм. Момент инерции муфты <Object: word/embeddings/oleObject279.bin> <Object: word/embeddings/oleObject280.bin> диаметр тормозного шкива 200мм.

Тогда получим: <Object: word/embeddings/oleObject281.bin> <Object: word/embeddings/oleObject282.bin>

Коэффициент полезного действия механизма:

<Object: word/embeddings/oleObject283.bin>

Время торможения:

<Object: word/embeddings/oleObject284.bin> <Object: word/embeddings/oleObject285.bin>,(21)

Тогда по формуле (19) получим:

<Object: word/embeddings/oleObject286.bin> Hм

Определим статический момент сопротивления передвижению при торможении:

<Object: word/embeddings/oleObject287.bin> Hм, (22)

По формуле (18) получим:

<Object: word/embeddings/oleObject288.bin><Object: word/embeddings/oleObject289.bin> Hм

На чертеже механизма передвижения укажем: “ тормоз отрегулировать на момент 10 Нм.

ЛИТЕРАТУРА

1. Расчёты крановых механизмов и их деталей / М. П. Александров, И. И. Ивашков, С. А. Казак; Под ред. Р. А. Лалаянца.- М.: ВНИИПТМаш, 1993.- Т. 1. - 187 с.

2. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов: Утв. Госгортехнадзором России 31.12.2000.- М., ПИО ОБТ, 2000.- 266 с.

3. Редукторы и мотор-редукторы: Каталог /АО ВНИИТЭМР, ИФК «Каталог».- М., 1994.- Ч. 1.- 75с.

4. Подъемно-транспортные машины / Александров М. П., - М.: Высшая школа,1979. 558с.

5. Расчет механизма передвижения тележки мостового крана / Ермоленко В.А,; рецензент: Сероштан В.И.- методические указания по курсовому проектированию для студентов. - Калуга, 1985.