4.6 Устойчивость укладочного крана в рабочем режиме

Устойчивость укладочных кранов должна быть достаточной в наиболее неблагоприятных условиях, то есть в тот момент, когда на платформе нет звеньев, а укладываемое звено выдвинуто вперёд и подвешено к стреле. По правилам Гостехнадзора определяют коэффициенты грузовой устойчивости и собственной устойчивости . Коэффициентом грузовой устойчивости называют отношение удерживающего момента, создаваемого нагрузками от веса частей крана относительно ребра опрокидывания (УК-25/9 относительно подпятника передней тележки) за вычетом моментов от сил инерции и ветровой нагрузки, к опрокидывающему моменту, создаваемому грузом, траверсой и грузовыми тележками. Коэффициент грузовой устойчивости

Для крана УК-25/9 момент. Нм,

где М_G— момент от веса частей крана, Нм;

0,5GTl)—удерживающий момент, создаваемый половиной веса задней ходовой тележки.

Суммарный момент от сил инерции, возникающих при торможении грузовых тележек вместе со звеном,

где — масса грузовой тележки, траверсы и звена, кг;

— замедление тележек со звеном при их торможении в конце хода, м/с: =2—2,3;

— высота центра тяжести грузовой тележки над горизонтальной плоскостью подпятника, м (= 4,56 м ).

Суммарный момент от ветровой нагрузки для укладочных кранов

где — давление ветра, которое по нормам расчёта вагонов принимается равным 490 Па;

— подветренная площадь стрелы, двух стоек одного портала, траверсы и звена, м²;

— высота центра давления ветра от плоскости подпятника до стрелы, стоек, траверсы и звена, м.

Грузовой момент для крана УК-25/9, Н м,

(4.6.5)

где — масса звена, кг;

— длина звена, (=25 м);

f – несоосность центров тяжести звена и траверсы, f = 5 м

По правилам Гостехнадзора коэффициент устойчивости определяется без учёта сил инерции и ветровой нагрузки

Собственную устойчивость крана проверяют без груза (звена) на стреле, причём опрокидывающий момент создаётся противовесом вокруг подпятника задней тележки и ветровыми нагрузками. Коэффициент собственной устойчивости:

где М_пр — момент от противовеса, Н.м ();

М_В — момент от ветровой нагрузки, действующий в ту же сторону опрокидывания, что и противовес, Н м.

4.7 Тяговый расчёт укладочного крана

Тяговый расчёт выполняется по методике. Значения удельных сопротивлений движению приведены на рис. 4.7.1. для расчёта тяговой характеристики крана необходимо знать электромеханические характеристики тягового электродвигателя (рис. 4.7.2) и схему включения двигателей в цепь генератора, внешнюю характеристику тягового генератора (рис. 4.7.3.), ограничение силы тяги по сцеплению и максимальному току тягового электродвигателя и генератора.

Рис. 4.7.1. Зависимость основного удельного сопротивления от скорости движения: 1, 2 — расчётное удельное сопротивление , при отключенных осевых редукторах и холостого хода с включёнными осевыми редукторами ; 3,4 — замеренное удельное сопротивление при отключённых осевых редукторах и холостого хода машины с отключёнными осевыми редукторами

Рис. 4.7.2. Электромеханические характеристики тягового двигателя ДК-309А: сплошные линии — и при напряжении 190В по результатам испытаний; штриховые — расчётные при различных напряжениях

Рис. 4.7.3. Характеристики генератора П- 111П.

Частота вращения электродвигателя при различных напряжения, мин^-1,

где n — частота вращения при заданном напряжении, мин^-1

n_H— частота вращения при номинальном напряжении U_H= 190 В,мин^-1,

I_R— сила тока в якоре тягового электродвигателя, А;

— суммарное сопротивление обмоток двигателя при 100° С (у двигателя ДR-309А = 0,06 Ом);

е =2— падение напряжения в щёточном контакте, В.

По формуле (4.7.1) построены кривые при различных напряжениях (U = 30, 40, 60, 80,..., 250 В) приведенные на рис. 4.7.2.

Действительную внешнюю характеристику дизель-генератора получают при испытании генератора с загрузкой реостатом (см. рис. 8.7.3). Внешняя характеристика генератора П-111П не обеспечивает наибольшее использование мощности дизель-генератора на тягу, так как U мало изменяется при токе от 0 до 450 А. Постоянное напряжение на кране необходимо для питания электродвигателей привода лебёдок. В тяговых генераторах путевых машин это не достигается.

Сила тяги по сцеплению, Н,

Коэффициент сцепления для укладочного крана можно принять , где — скорость движения, м/с.

Нагрузки от двух приводных (сцепных) колёсных пар на рельсы передней Р_1сц и задней Р_2сц тележек, Н: где — нагрузка на рельсы от одной колесной пары передней тележки, задней тележки.

Рассчитывают по меньшему значению gos, при котором начнется буксование колёс (на выдвинутой стреле подвешено звено, а на платформе крана нет звеньев).

Согласно электрическим схемам кранов тяговые электродвигатели включаются в следующих режимах:

тяга от двух дизель-генераторов: 1— последовательное соединение двух двигателей к одному генератору; 2 — параллельное соединение двух двигателей к одному генератору;

тяга от одного дизель-генератора: З — последовательное соединение четырёх двигателей от одного генератора; 4 — последовательно-параллельное соединение четырёх двигателей от одного генератора.

Расчётная сила тяги крана

где — сила тяги на ободе колеса, кИ;

z = 4— число тяговых двигателей;

— крутящий момент двигателя по характеристике (см. рис. 4.7.2), Нм;

— передаточное число редуктора () и его к.п.д.;

—диаметр колеса, м (= 0,95);