3 Специальная часть
3.1 Расчет и выбор привода агрегата
Исходные данные и выбор схемы механизма.
Кинематическая схема (рисунок 6).
Рисунок 6- Кинематическая схема
Для возможности расчёта механизма передвижения сталевоза необходимы следующие исходные данные:
m = 200000 кг – грузоподъёмность сталевоза;
V = 40 м/мин – скорость передвижения сталевоза;
ПВ = 15% (лёгкий) – режим работы.
На реконструируемом сталевозе применена схема с боковым расположением привода. Данная схема исключает трудоёмкую работу по выверке и центровке редуктора и не требует устройства специальных опор площадок под редуктор на раме сталевоза.
Сопротивление передвижению сталевоза определяется по формуле:
где 
–
коэффициент, учитывающий трения реборд
колеса о головку рельса,
=2.3,
–диаметр
колеса, м;
mоб– общая масса груза и сталевоза, кг;
– коэффициент
трения качения колеса по рельсу,
=0.12,
f– коэффициент трения в подшипниках колёс, f=0.15,
d– диаметр цапфы, м.
Общую массу определим по формуле:
mоб=mс+m
где mс– масса сталевоза, кг;
m– масса груза, кг.
Диаметр цапфы ориентировочно определим по формуле:
Принимаем диаметр цапфы равным 0.14 м.
mоб =50000+200000=250000
Н
Определим мощность двигателя, необходимую для преодоления сопротивлений передвижению по формуле:
где W– сопротивление перемещению, Н;
V– скорость передвижения, м/с;
–
КПД
привода, 0.8.
кВт
Соответственно принимаем мотор-редуктор «Bauer» BF60-04/D11LA4-FV-S/Z015B9HA мощностью двигателя 20 кВт, передаточным числом редуктора -34, с встроенным тормозом (рисунок 7).
Рисунок 7 - мотор-редуктор «Bauer»
Конструктивно мотор-редуктор будет выполнен в полым тихохдным валом, с шпоночной канавкой.
Определим крутящий момент на валу редуктора:
где 
–мощность
двигателя, кВт;
–
частота
вращения вала двигателя,
.
3.2 Подбор муфт
Для соединения валов ходовых колёс принимаем зубчатую муфту МЗП–430 ГОСТ 5006–65; проверим муфту по крутящему моменту, который определяется по формуле:
Н·м
Максимальный крутящий момент, передаваемый муфтой равен: 40000 Нм; выбранная муфта имеет следующие характеристики:
– максимальный крутящий момент, Н·м 40000
– диаметр соединяемых валов, не более, мм 100
– момент
инерции,
0,21
– масса, кг 179
3.3 Проверка промежуточного вала
Материал - сталь 40Х, термообработка – улучшение.
Т.к. промежуточный вал посредством муфты соединяется с валом приводного колеса, которое в свою очередь непосредственно соединяется с редуктором то необходимо согласовать их диаметры, принимая диаметр выходного конца вала редуктора из интервала
dв1 = (0,8…0,9)·Dр,
где Dр = 100 мм – диаметр приводной втулки мотор-редуктора;
dв1 = (0,8…0,9)·120 = (96…108) мм
Окончательно принимаем dв1 = 100 мм,
Диаметр вала при [τ]кр = 15 МПа
Что в данном случае допустимо.
4 Расчет центрирующих роликов
4.2 Расчет усилия на узел центрирующего ролика
Исходные данные:
1. Масса сталевоза m = 50000 кг.
2. Масса груза m = 200000 кг.
3. Скорость передвижения сталевоза V = 40 м/мин = 0,66 м/с.
4. Срок службы до кап. ремонта 3 года. Что равно 25992 часам.
Рассмотрим кинематическую схему(рисунок 8):
Рисунок 8 - Кинематическая схема.
где: F - радиальное усилие на рельс;
F - осевое усилие на центрирующий ролик возникающее при движении сталевоза.
Q - максимальная масса сталевоза (груженного).
Q = m + m = 50000 + 200000 = 250000 кг
Рама сталевоза спроектирована таким образом, что центр тяжести Q находится в центре и равномерно распределена на 4 колеса.
Определим радиальное усилие на рельс:
где: g = 9,81 м/с - ускорение свободного падения.
Определим осевое усилие на рельс:
