9.3. Механизм передвижения тележки
Принятая принципиальная кинематическая схема механизма передвижения тележки показана на рис. 4.5. Механизм имеет привод к валу ходового колеса от электродвигателя переменного тока через вертикальный цилиндрический редуктор типа ВК, широко применяемый в механизмах передвижения крановых тележек. Двухколодочный короткоходовый нормально-замкнутый электромагнитный тормоз установлен на валу двигателя.
Рис. 4.5. Кинематическая схема механизма передвижения тележки.
Сопротивление передвижению. Сопротивление передвижению тележки с нормальным грузом, приведенное к ободу ходового колеса, определяется по выражению
е Q - вес номинального груза;
GT - вес тележки;
DХ.К. - диаметр ходового колеса тележки;
d - диаметр цапфы вала ходового колеса;
- коэффициент
трения качения;
f - коэффициент трения в опоре вала колеса;
КР - коэффициент, учитывающий сопротивление трения ребер о ходовые колеса и торцов ступиц колеса. Принимается КР = 2,5.
Вес крановой тележки принимается в зависимости от грузоподъемности крана по рекомендациям ВНИИПТМАШ [6]. Для нашего случая GT = 5т. По каталогу на ходовые колеса принимаем ходовое колесо диаметром 250мм. Диаметр цапф принимается (0,25 – 0,30)DХ.К. d = 70мм.
Для механизмов передвижения с машинным приводом рекомендуется применять стальные колеса с твердостью поверхности катания НВ 285…300
При плоском рельсе = 0,03
При установке ходовых колес на шариковые подшипники f =0,015.
Сопротивление передвижению тележки :
при работе с номинальным грузом
при работе без груза
Выбор электродвигателя и редуктора. Выбор электродвигателя для механизма передвижения крановых тележек и кранов производят по максимальному допустимому пусковому моменту двигателя, при котором обеспечивается надлежащий запас сцепления ходового колеса с рельсом исключающий возможность буксования при передвижении тележки без груза в процессе пуска.
При пуске максимально допустимое значение ускорения тележки, при котором обеспечивается заданный запас сцепления 1,2, определяется по уравнению
где
- число приводных колес (два приводных
колеса);
- общее число
ходовых колес (четыре);
- коэффициент
сцепления ходового колеса с рельсом,
для кранов работающих в закрытом
помещении
;
- ветровая нагрузка
;
- ускорение силы
тяжести.
Необходимый пусковой момент электродвигателя
В формуле неизвестными
величинами, кроме
,
являются маховый момент ротора двигателя
,
число оборотов электродвигателя
,
передаточное число редуктора и К.П.Д.
механизма. Так как нами принят редуктор
типа ВК, то
.
Определяем мощность двигателя по статическому сопротивлению при перемещении тележки с номинальным грузом:
В каталоге на
крановые двигатели наименьшую мощность,
равную 2,2кВт имеет двигатель МТ 11-6
(885об/мин при ПВ 25%). Маховый момент ротора
.
Кратность максимального момента 2,3,
минимального 1,1.
Число оборотов ходовых колес
Передаточное число редуктора
По каталогу на
редукторы выбираем редуктор типа ВК
400 с передаточным числом
.
Этот редуктор рассчитан на передачу
мощности 3,5кВт при
ведущего вала.
Тогда фактическое число оборотов ходовых колес
Фактическая скорость передвижения тележки
Фактическая скорость отличается от заданной на 18%, что является допустимым для крановых тележек.
Требуемая при этом мощность двигателя
Что соответствует мощности выбранного двигателя.
Время пуска при максимально допустимом ускорении (расчетном)
Момент сопротивления тележки при передвижении тележки без груза
Тогда необходимый средний пусковой момент
Для двигателя МТ 11-6 средний пусковой момент
Тогда двигатель должен иметь номинальный момент
Двигатель МТ 11-6 имеет в действительности номинальный момент
Фактическое время пуска
Фактический запас сцепления при пуске
Определение тормозного момента. Тормозной момент механизма передвижения определяют при обеспечении надлежащего сцепления ходового колеса с рельсом, которое исключало бы возможность юза при торможении тележки, движущейся с номинальной скоростью без груза.
Максимально допустимое заземление, при котором обеспечивается заданный запас сцепления ходовых колес с рельсом, равный 1,2 определяется по уравнению
Время торможения
Уравнение моментов при торможении
где
- момент сопротивления передвижению
тележки без груза при торможении.
Сопротивление передвижению при торможении
Момент сопротивления, приведенный к валу тормоза,
Инерционный момент при торможении вращающихся и поступательно движущихся масс
Тогда тормозной момент
Принимаем электромагнитный колодочный тормоз ТКТ 200/100 (с тормозным шкивом 200мм и электромагнитом МО-100Б) с номинальным тормозным моментом 4кг·м.
Расчет ходовых колес. Максимальная нагрузка на ходовое колесо тележки в предположении равномерного распределения нагрузки по всем четырем колесам
Расчет ходовых
колес производится на контактное смятие
для линейного контакта цилиндрического
обода колеса с плоским рельсом, имеющим
длину контактной линии
.
Эффективное напряжение определяется
где
- коэффициент, зависящий от режима работы
при среднем режиме
.
принимаем
.
- расчетная нагрузка
на колесо
;
- коэффициент
динамичности
при скорости до
60м/мин
- коэффициент
неравномерности распределения нагрузки
по ширине рельса; для плоских рельсов
Допустимые значения эффективных напряжений
где
- предельное значение эффективных
напряжений, принимаемое в зависимости
от выбранной твердости поверхности
катания.
для стали 35, нормализованной, с НВ 285
- приведенное число
оборотов ходового колеса;
где
- число оборотов колеса под нагрузкой
;
- число часов работы
крана под нагрузкой
При сроке службы
крана 10 лет общее число часов работы
Согласно усредненному графику нагружения крана
При работе с
и
При работе с
и
