Выбор и расчет ходовых колес

Для механизма передвижения необходимо нагрузку на колеса распределить равномерно. Это возможно для тельферов, тележек кранов и невыполнимо для ходовой части самого крана вследст­вие перемещения тележки, когда нагрузка на колесо достигает наибольшей величины при ее крайнем положении (рисунок 4.5, б). Число ходовых колес в зависимости от грузоподъемности можно принять по следующей рекомендации;

Грузоподъемность, 50 75–125 150–200 250–300

Число ходовых колёс 4 6 12 16

При симметрично расположенном грузе (рисунок 4.5, а) нагрузка на колесо будет равна

(4.1)

где: и — соответственно вес груза и тельфера;

Z — число колес.

При несимметричном расположении груза (рисунок 4.5, б) нагрузка на колёса тележки и моста при и будет:

(Н),

(Н), (4.2)

где F_м и Z — соответственно вес моста и общее число колёс тележки (моста).

Исходя из максимальной статической нагрузки, скорости передвижения и режима работы по таблицам 4.7 и 4.8 подбирают рельс и колеса.

Рисунок 4.5 — Схема для определения распределения нагрузки на колёса механизма передвижения: а — электротельфера; б — мостового крана.

0,3 0,7 1,1 1,5 1,9 R/D

Рисунок 4.6 — Зависимость коэффициента К от R/D

Затем колеса проверяют по контактной прочности, как критерию работоспособности.

При линейном контакте:

, (4.3)

При точечном контакте:

, (4.4)

где — максимальная статическая нагрузка на колесо, кН;

D — диаметр ходового колеса, мм;

— динамический коэффициент; ;

V — скорость передвижения, м/с;

a = 0,10; 0,15; 0,20; 0,25 соответственно при укладке рельса на шпалы, балласт, металлические или железобетонные балки и массивный фундамент;

К — коэффициент, зависящий от отношения радиуса R закругления головки рельса к диаметру колеса D, определяемому по рисунку 4.6;

В — рабочая ширина плоского рельса (без учёта скругленных углов), мм.

= ;

— ширина рельса, мм;

— радиус закругления на углу рельса, мм;

— допускаемые контактные напряжения.

При , МПа:

; (4.5)

где — коэффициент долговечности:

; ;

— число циклов нагружения колеса;

; , .

Ориентировочные значения , обеспечивающие средний срок службы колес по ГОСТ 3569–74 при норме точности установки колеса (угле перекоса его в горизонтальной плоскости) α ≤ 0,0005 и состоянии подкрановых путей, отвечающих требованиям Правил для различных режимов, равны:

ПВ,% …………………………… 15 25 40

, ч …………………………… 1600 3200 12500

Срок службы, лет………………. 12 8 5–4

При α > 0,0005 колеса будут выходить из строя в результате изнашивания реборд; для достижения заданной долговечности значение L_h следует умножить на коэффициент , зависящий от перекоса:

α...…………. 0,0005 0,0075 0,0010 0,0015 0,0020

………... .. 1,0 1,25 1,55 2,0 2,2

Примечание — при контакте можно принимать в 2 раза больше чем при линейном контакте.

— предельные контактные напряжения (для числа оборотов определяется по таблице 4.9).

Таблица 4.9

Значения предельных контактных напряжений для некоторых сталей

Марки стали, термообработка	, МПа
Кованные колеса
Сталь 35, нормализованная	430
Сталь 45, нормализованная	510
Сталь 50, закалка, отпуск до НВ240	650
Сталь 75 и 65Г, закалка, отпуск до НВ260	630
Сталь 75 и 65Г, закалка, отпуск до НВ290	750
Сталь 75 и 65Г, закалка, отпуск до НВ330	860
Сталь 75 и 65Г, закалка, обод прокатан до НВ330	920
Литые колеса
Сталь 35Л, отжиг	410
Сталь 55Л, отжиг	490
Сталь 40ГЛ, отжиг	540
Сталь 50Г2, нормализованная	850