11 Расчет механизма передвижения

Рисунок 9 - Схема нагрузок на опоры крана.

A, B, C, D – опоры крана, S и в – колея и база портала.

Из справочника выбираем следующие данные:

• Масса крана: 182,7 т

• Масса портала: 67,7 т

• Масса поворотной части с подвижным противовесом: 115,0 т

• Масса противовеса: 11,3 т

• Масса стрелы в сборе: 10,6 т

• Масса хобота: 5,4 т

Рассчитываем нагрузки на опоры крана.

Максимальная нагрузка на опору B равна:

= ,

где V – вес поворотной части крана и груза, приложенного в точке Е.

V=G_пов.ч+G_гр, кН

V=115,0·9,81+(4,17+2,8)·9,81=1196,53 кН

=1 – расстояние между осью вращения крана и шарниром крепления стрелы;

М=V·l_v , кН

l_v=2,5 м – плечо вертикальной нагрузки;

М=1196,53·2,5=2991,33 кН

G_порт=67,7·9,81=664,137 кН

= кН

Минимальная нагрузка на опору D равна:

= , кН

= кН

Рассчитываем число ходовых колес.

Число ходовых колес рассчитываем по формуле

Z_об = =4 колеса,

где Z_об – число колес на одной опоре;

[p]=200 – допускаемая нагрузка, зависящая от материала, из которого изготовлено колесо, и шпального покрытия.

Определяем фактические нагрузки на колеса.

Максимальная нагрузка на колесо вычисляется по формуле

= 180,89 кН

Минимальная нагрузка на колесо вычисляется по формуле

= 51,69 кН

Рассчитываем диаметр ходового колеса по формуле:

D_к= см

где в_к – ширина опорной части колеса, см;

[q] – допускаемое давление в зависимости от материала обода, Н/см;

По ГОСТу принимаем диаметр ходового колеса D_к =540 мм.

Рассчитываем сопротивления передвижению крана.

Общее сопротивление передвижению крана определяется по формуле

, кН

W_тр – сопротивление трения, определяем по формуле

W_тр =(G_кр+G_гр+G_гзу) , кН

G_кр+G_гр+G_гзу кН

d_ц – диаметр цапфы колеса, вычисляем по формуле

d_ц = 90 мм=9см,

f=0,05 см – коэффициент трения качения по рельсу;

μ=0,01 – коэффициент трения в ступице колеса;

К_р=1,2 - коэффициент, учитывающий трение реборд колеса о рельс;

W_тр= кН

W_в - ветровое сопротивление, вычисляем по формуле

W_в =(ΣF_крi·[р_в]·k_спл+F_гр[p_в]k_спл)·10^-3, кН

ΣF_крi – сумма всех наветренных площадей крана [1];

ΣF_крi = м²

[р_в]=250 Па – удельное давление ветра на единицу площади;

k_спл =1,0 – коэффициент сплошности конструктивных элементов крана;

=10,0 – наветренная площадь груза, принимается в зависимости от грузоподъемности [1];

W_в =81·0,25+10·1·0,25=22,8 кН;

W_у - сопротивление от уклона подкрановых путей, определяем по формуле

, кН

- угол наклона подкрановых путей;

кН

W_ин - сопротивление от сил инерции, определяем по формуле

W_ин= , кН

а=0,15 м/с² – ускорение передвижения крана;

, кН

Тогда общее сопротивление будет равно:

W_об=7,9+5,6+28,5+22,8=64,8 кН

Рассчитываем число приводных колес.

Расчетное значение приводных колес должно быть таким, чтобы

обеспечивалось устойчивое передвижение крана при неблагоприятных условиях, т.е.

= ед;

Σ = , кН;

где µ=0,01- коэффициент трения в цапфах колеса;

=0,12 – коэффициент трения межде колесом и рельсом;

Σ = кН;

= ед.

Рассчитываем мощность и выбираем электродвигатель.

Общая мощность электродвигателей крана равна:

N_об = кВт

W′_об =W_об-W_ин, кН

W′_об = 64,8-28,5=36,3 кН.

N_об = кВт

Индивидуальный привод на каждое колесо или опору требует большого количества двигателей, тормозов редукторов, но при этом ходовые устройства получаются более компактными, конструктивно менее сложными, более надежными в эксплуатации.

Для индивидуального типа привода мощность равна

N_1-4= =7,5 кВт.

Производим корректировку мощности на :

N_н=N_1-4 кВт.

Выбираем электродвигатель:

● Тип электродвигателя МТН 211-6;

● Мощность электродвигателя: N_дв=8,2 кВт.

● Число оборотов (частота вращения вала электродвигателя): п_дв=900 об/мин

● Ширина электродвигателя : В_дв=360 мм;

• Масса: 120 кг;

• Максимальный момент:196 Нм;

• Момент инерции: 0,115 кг· ;

• Продолжительность включения механизма передвижения: ПВ%=25%.

Определяем передаточное число и выбираем редуктор.

Общее передаточное число равно:

i_об = ,

где n_дв – частота вращения вала электродвигателя, об/мин ;

n_к – частота вращения ходового колеса, определяем по формуле

n_к = , об/мин

, об/мин

i_об = .

Выбираем редуктор типа РМ-750 с передаточным числом i_р=48,57(исполнение I) [1]:

- мощность: N_р= 9,8 кВт;

- число оборотов: n_дв=600 об/мин;

- продолжительность включения: ПВ%=100%.

Тогда передаточное число открытой передачи будет равно:

i_оп = ,

i_оп = .

Рассчитываем и выбираем тормоз и соединительную втулочно-пальцевую муфту.

Тормоз выбирается по величине тормозного момента, который определяем по формуле

М_т = , Нм

где β – коэффициент запаса торможения;

М_т= Н·м

Характеристики тормоза:

● Тип тормоза: ТКГ-300;

● Диаметр тормозного шкива: 300 мм;

● Тормозной момент: М_т=800 Н·м;

• Отход колодок: 1,3 мм.

Муфту выбираем по диаметру тормозного шкива тормоза.

Принимаем втулочно-пальцевую муфту с тормозным шкивом диаметром

D_т.ш.= 300 мм и числом пальцев равным 6.