2.2 Проверочный расчет привода механизма передвижения тележки мостового крана

Проверка двигателя механизма передвижения тележки на время разгона

Определяется момент инерции тормозного шкива:

, (2.31)

где m_т.ш – масса тормозного шкива, m_т.ш =4,9кг;

r – радиус тормозного шкива, r =0,08м;

- коэффициент, учитывающий распределенность массы, =0,6

Момент инерции всех вращающихся частей на быстроходном валу механизма:

, (2.32)

где J_р.дв – момент инерции ротора двигателя, кг·м²;

J_м – момент инерции муфты, кг·м².

Сумма поступательно движущихся масс:

, (2.33)

где m_гр – масса поднимаемого груза.

По следующим формулам находится момент инерции при разгоне вращающихся масс:

, (2.34)

где – коэффициент учета вращающихся масс;

J₁ – момент инерции вращающихся масс, кг·м².

Момент инерции при разгоне поступательно движущихся частей механизма с грузом, приведенный к валу двигателя определяется по формуле:

, (2.35)

Приведенный к валу двигателя момент инерции при разгоне всех движущихся частей механизма, включая поступательно движущиеся массы определяется по формуле:

, (2.36)

Среднепусковой момент двигателя:

, (2.37)

где - кратность среднепускового момента двигателя.

Статическое сопротивление передвижения тележки определяется по формуле:

, (2.38)

Момент статических сопротивлений при разгоне определяется по формуле:

, (2.39)

Фактическое время разгона определяется по формуле:

, (2.40)

, (2.41)

Данное значение времени не превышает рекомендуемого, т.е. 5-6 > 1,87 с [4]. Следовательно, выбранный двигатель обеспечит необходимую интенсивность разгона. Среднее ускорение груза при таком времени разгона:

(2.41)

Проверка времени торможения механизма передвижения тележки

параметры определяется по формулам:

, (2.42)

Момент инерции всех движущихся масс механизма и поступательно движущихся объектов при торможении, приведенный к первому валу механизма находится по формуле:

, (2.43)

Сопротивление торможению тележки, создаваемое трением колеса о рельс определяется по формуле:

, (2.44)

Статическое сопротивление торможения тележки определяется по формуле:

, (2.45)

Момент статических сопротивлений при торможении:

, (2.46)

Фактическое время торможения:

, (2.47)

Данное значение соответствует требованиям. Условие выполняется.

Проверка запаса сцепления колёс тележки с рельсами при разгоне

При компоновке тележки были получены фактические статические нагрузки на приводные колеса, (рисунок 2.2) когда тележка не нагружена. Сумма погрузок на приводных колесах тележки: Р_пр.0 = 63кН.

Рисунок 2.2 – Расчетная схема для определения опорных нагрузок

ходовых колес моста и тележки мостового крана

Опорные нагрузки на ходовые колеса от веса порожней тележки мостового крана рассчитываются по формулам [5]:

Сила сцепления приводных колес с рельсом:

, (2.56)

где F_сц.0 – сила сцепления приводного колеса (колес) с рельсом, когда кран не нагружен, кН;

f_сц.0 - коэффициент сцепления колес с рельсом, f_сц.о = 0,2.

Момент силы сцепления колес с рельсом:

, (2.57)

Момент на оси приводных колес созданный силами трения:

, (2.58)

где r_ц – радиус цапфы

Момент на оси приводных колес, уклоном:

, (2.59)

, (2.60)

Момент инерции для порожнего состояния тележки:

, (2.61)

Определяется приведенный к валу двигателя момент инерции при разгоне всех движущихся частей механизма в порожнем состоянии:

, (2.62)

Сила статического сопротивления движению:

, (2.63)

Статический момент при разгоне ненагруженной тележки, приведенный к валу двигателя:

, (2.64)

Угловое ускорение вала двигателя при трогании с места ненагруженной тележки:

, (2.65)

Момент сил инерции при разгоне вращающихся частей механизма, приведенный к валу двигателя:

, (2.66)

Среднепусковой момент двигателя, уменьшенный на момент сил инерции вращающихся частей механизма, приведенный к оси колеса:

, (2.67)

Коэффициент соотношения масс в механизме при разгоне:

, (2.68)

Максимальный статистический момент на тихоходном трансмиссионном валу:

, (2.69)

В качестве материала трансмиссионного вала принимаем сталь 45, = 598 МПа [4]. Следовательно:

, (2.70)

Диаметр трансмиссионного вала на участке, имеющем наибольшую длину:

, (2.71)

Принимается диаметр конца трансмиссионного вала 60 мм.

Полярный момент инерции поперечного сечения трансмиссионного вала:

(2.72)

Коэффициент жесткости одного участка трансмиссионного вала между зубчатым и ходовым колесами:

, (2.73)

где G_упр – модуль упругости второго рода, G_упр = 7,943·10⁴ МПа;

l_уч – общая длина участка вала, м.

Определяется условный коэффициент жесткости трансмиссионного вала:

, (2.74)

Коэффициент жесткости тихоходного участка трансмиссии:

, (2.75)

Динамический момент при разгоне:

, (2.77)

где с - коэффициент жесткости тихоходного участка трансмиссии;

- угловой зазор в муфтах трансмиссионного вала, =0,025рад ([1], с 91)

Коэффициент запаса сцепления колеса с рельсом:

<2, (2.78)

2.3 Ходовые колеса тележки

Максимальная статическая нагрузка = 36,4 , минимальная статическая нагрузка ,скорость передвижения =0,68 / ; укладка рельсов – на металлических балках; материал колеса – сталь 65Г, поковка, НВ350, точность установки колеса =0,0005

Определяем натяжение в контакте обода колеса и рельса с выпуклой головкой:

, (2.93)

где коэффициент, учитывающий влияние касательной нагрузки на направления в контакте;

коэффициент, зависящий от отношения радиуса закругления головки к диаметру колеса и определяется:

где коэффициент, зависящий от жесткости кранного пути, =0,15

Получаем:

Определяем допускаемые напряжения в контакте обода колеса с рельсом при приведенном числе оборотов колеса за срок службы колеса :

, (2.94)

По табл.5 ([5], с. 11) определяем допускаемое напряжение для кованых и штампованных колес =890

Приведенное число оборотов колеса за срок службы определяем:

Где полное число оборотов колеса за срок службы

где усредненная скорость колеса

(2.95)

По табл.6 ([5], с. 12)

, (2.96)

По табл.7 ([5], с.13) тогда коэффициент приведенного числа оборотов

, (2.97)

, (2.98)

Для выбранного колеса при заданных параметрах будет обеспечен срок службы колеса по ободу = 12500ч. При другой норме точности установки колеса, например, при = 0,002 срок службы колеса будет определяться износом реборд. Тогда по табл.9 ([5], с.14) значение часов.