Расчет механизма передвижения крановой тележки

 

     Средняя высота подъёма груза составляет 0,5…0,8 номинальной высоты. 
 
 

     Время установившегося движения  
 
 
 
 

     Сумма времени пуска при подъёме  и опускании груза за цикл работы механизма:

     . 

     Общее время включений двигателя за цикл: 
 

     Среднеквадратичный  момент: 

       
 
 

     Среднеквадратичная  мощность двигателя: 
 
 

     Следовательно, условие выполняется 
 
 

     Момент  статического сопротивления на валу двигателя при торможении механизма 
 
 

     Необходимый по нормам Госгортехнадзора момент, развиваемый  тормозом: 

       

     Где  – коэффициент запаса торможения,  
 
 

     Из  таблицы III.5.11[2, с. 340] выбираем тормоз ТКТ-200 с тормозным моментом 240 Нм, диаметром тормозного шкива

 

Рисунок 3.8.1 – Тормоз ТКТ. 
 

     Определим время торможения при опускании  груза: 
 

     Из  таблицы 1.22 [2, c. 31]. Для среднего режима работы находим путь торможения механизма подъёма груза: 
 
 

     Время торможения в предположении, что  скорость подьема и опускания  груза одинаковы: 
 
 

     Замедление  при торможении: 
 
 

     Значение  и соответствует таблице 1.25 [2, c. 32].

 

     

4. Расчёт  механизма передвижения крана

1. Выбор кинематической схемы

 

     Расчет  механизма передвижения крана начинаем с выбора конструкции самого привода. Привод механизма передвижения крана – раздельным (рисунок 4.1.1).

 

    Рисунок 4.1.1 – Схема привода механизма передвижения консольного крана с раздельным приводом и быстроходным валом.

2. Определение статических нагрузок на ходовые колеса

 

     Ориентировочная масса консольного крана: 

       
 

     Где  – максимальный вылет стрелы,

            – максимальная  высота подъёма груза,  
 
 

     По  таблице 1.29 [2, c. 33] найдём рекомендуемый диаметр ходовых колес

     Коэффициент трения качения ходовых колёс  по рельсам с плоской головкой . Коэффициент трения в подшипниках качения ходовых колес .

     Диаметр цапфы вала ходового колеса 
 

     Общее сопротивление передвижению крана: 

       

     Где  – сопротивление трения;

            - коэффициент, учитывающий  дополнительные сопротивления  от трения реборд  ходовых колёс  и торцов ступиц  колеса, для подшипников  качения принимаем  . 
 

3. Выбор электродвигателя, соединительных муфт и редуктора.

 

     Статическая мощность привода по формуле: 

       

     Где  – номинальная скорость передвижения,

            – КПД механизма,  
 
 

     Из  таблицы III.3.5 [2, c. 313] выбираем крановый электродвигатель типа MTF 112-6 мощностью при ПВ = 40 % с частотой вращения Момент инерции ротора 0,068 кгм.

     Номинальный момент двигателя 
 
 

     Частота вращения ходового колеса 
 

     Требуемое передаточное число привода 
 

     Поскольку в приводе рассчитываемого механизма  передвижения должно быть установлено  два одинаковых редуктора, на каждый из них приходится мощность, равная (0,5…0,6), т.е. 1,98…2,38 кВт.

     Расчётная мощность для выбора редуктора, определяется по формуле (14): 
 
 

     Исходя  из этой мощности, частоты вращения быстроходного вала и требуемого передаточного числа из таблицы III.4.2 [2, c. 318] для среднего режима работы выбираем редуктор цилиндрический горизонтальный двухступенчатый типа Ц2-250 с передаточным числом и мощностью кВт.

     Номинальный момент, передаваемый муфтой двигателя, принимается равным моменту статических сопротивлений, который определяется по формуле: 

       
 
 

     Расчетный момент для выбора соединительных муфт по формуле (17): 
 
 

     Учитывая, что крутящий момент передастся двигателем на две муфты и возможно неравномерное распределение нагрузок между ними, расчетный момент для одной муфты  
 
 

     Из  таблицы III.5.6 [2, с. 338] выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту с крутящим моментом 63 Нм. Диаметр муфты момент инерции  
 
 

     Для трансмиссионного быстроходного вала предусматриваем такие же промежуточные муфты и со стороны ходовых колес. Всего на быстроходном валу предусматривается шесть муфт.

     Фактическая скорость передвижения крана 
 
 

     Отличается  от ближайшего значения 0,2 из стандартного ряда на 16 % что допустимо.

     Полагаем, что общее число ходовых колес  из них приводных Примем коэффициент сцепления ходовых колес с рельсами коэффициент запаса сцепления

     Максимальное  допустимое ускорение крана при  пуске в предположении что  ветровая нагрузка равна 0, 

       

     Где  - общее число ходовых колес, ;

             – число приводных  ходовых колес,  ;

            - коэффициент сцепления ходовых колес с рельсами, ;

            - коэффициент запаса сцепления, ; 

     ; 

     Наименьшее  допускаемое время пуска по условию  сцепления 
 
 

     Средний пусковой момент двигателя по формуле (18): 
 
 

     Момент статических сопротивлений, который определяется по формуле    

                                                     
 

Момент  инерции ротора двигателя I_p=0,068 кг м² и муфт быстроходного вала  

I=I_p+I_m=0,068+0,012=0,08 кг м² ; 

Фактическое время передвижения пуска механизмов передвижения без груза

  

      
 
 
 
 

     Фактическое ускорение крана без груза  при пуске определяется: 
 
 

     4.8 Проверочные расчеты 

     Проверяем фактический запас сцепления. Для  этого найдём:

а) суммарную  нагрузку на приводные колеса без  груза: 
 

  
 
 

б) сопротивление  передвижению крана без груза: 
 

     Определим фактический запас сцепления  по формуле: 
 

Определение тормозных моментов и выбор тормоза 
 

     По  таблице 1.26 [1, с. 32] принимаем

     Время торможения крана без груза определим  по формуле: 
 
 

     Сопротивление при торможении крана без груза  определим следующим образом: 
 

     Момент  статических сопротивлений на тормозном  валу при торможении крана, согласно (2.46) и (2.47) [1, с. 69], в предположении, что тормоз установлен на валу двигателя и нет уклона пути: 
 
 

     Момент  сил инерции при торможении крана  без груза определим по формуле: 
 

Определим расчетный тормозной момент на валу тормоза  

     Из  таблицы III.5.11 [1, с. 340] выбираем тормоз типа ТКТ-100 с диаметром тормозного шкива и наибольшим тормозным моментом , который следует отрегулировать до .

     Минимальная длина пути торможения по таблице 1.23 [1, с. 31]: 
 
 

     Фактическая длина пути торможения, согласно (1.75) [1, с. 30]: 
 

что соответствует  рекомендациям таблицы 1.26 [1, с. 32]

5. Расчет  механизма передвижения крановой тележки

    Расчёт  ведём согласно [3].

5.1 Определение сопротивлений  передвижению тележки

    Согласно  рекомендациям параграфа 1.2, ориентировочная  масса (т) тележки мостового крана  определяется по формуле: 

                            ,                                             (26)

      т.

        5.2 Выбор колёс и рельсов

    По  таблице [2] находим рекомендуемый диаметр колёс тележки: D^/_к = 300 мм.

    Коэффициент трения качения ходовых колёс  по рельсам с плоской головкой и коэффициент трения в подшипниках качения ходовых колёс (подшипники конические) принимаем по таблице 1.28: = 0,015 м и f = 0,03 соответственно.

    Диаметр цапфы вала колеса  тележки определяется по формуле:

      мм.

     5.3 Определение сопротивлений передвижению тележки

    Общее сопротивление передвижению тележки  определяется по формуле: