Лабораторная работа № 10 Механизм поворота

Цель работы - изучить принцип устройства, работу и методику расчета основных параметров механизма поворота крана.

Оборудование и приборы: лабораторная установка «Механизм поворота», линейка инструментальная, штангенциркуль, секундомер, тахометр, динамометр, угломер, источник постоянного тока с приборами контроля тока и напряжения.

Порядок выполнения работы

1. Изучить теоретический материал по литературе [3,4,9,13,17] и изложенный в настоящем пособии (с. 94 - 102). Познакомиться визуально с лабораторной конструкцией механизма поворота и по описанию в пособии (с. 28 - 30, рис. 32), начертить кинематическую схему механизма поворота. Ответить на контрольные вопросы.

2. В соответствии с табл. 4.10 определить технические и геометрические параметры установки инструментальными замерами и по табличкам на элементах установки и занести их в таблицу.

3. Расчетным и опытным путем определить частоту вращения поворотной платформы. Для этого выставить платформу горизонтально по уровню с помощью трех винтовых опор 3 (рис. 32). На поворотную платформу установить груз 17 согласно варианту задания:

Номер вариант задания	1	2	3	4
Дополнительная масса груза, кг	5	10	15	20
Угол наклона платформы, град.	6	4	3	2

Включить установку и секундомером замерить время пяти полных поворотов платформы. Подсчитать частоту вращения по формулам в табл. 4.10. Передаточное число привода вычисляют по результатам, которые получают непосредственным подсчетом количества зубьев колес открытой зубчатой передачи. Передаточное число червячной передачи привода определяют количеством оборотов вала двигателя вручную при одном обороте выходного вала. Частоту вращения вала двигателя измеряют с помощью тахометра.

4. Определить опытным путем центробежную силу, действующую на груз при вращении поворотной платформы. Для этого установить траверсу 14 подвески груза так (рис. 32), чтобы плоскость качания груза располагалась в плоскости стрелы установки. На кронштейн «Ц», параллельный плоскости качания груза, укрепить зажимом миллиметровую бумагу. В специальное отверстие в грузе вставить карандаш так, чтобы он грифелем свободно прижимался к миллиметровой бумаге и был перпендикулярен к ней. Отметить начальное положение грифеля на бумаге. Включить установку и через два оборота платформы выключить. Прицепить к грузу на уровне крепления пишущего устройства динамометр. Отклоняя с помощью динамометра груз на величину, отмеченную карандашом при вращении платформы, регистрируют динамометром силу, равную действующей центробежной силе. Полученные результаты занести в табл. 4.10.

Таблица 4.10

Но-мерп/п	Наименование параметров и размерность	Обозначение или расчетная формула	Величина
1	Тип механизма поворота
2	Мощность двигателя, Вт	Nдв
3	Частота вращения вала двигателя, с-1	nдв
4	Число зубьев колеса открытой передачи	zк
5	Число зубьев шестерни передачи	zш
6	Передаточное число открытой передачи	uоп
7	Передаточное число червячной пары	uр
8	Общее передаточное число привода	uпр = uоп · uр
9	Расчетная частота поворота платформы, с-1	nпл = nдв / uпр
10	Время пяти оборотов платформы, с	t5
11	Опытная частота вращения платформы, с-1	5 / t5
12	Диаметр рабочего груза, дм	Dгр
13	Высота рабочего груза, дм	Hгр
14	Масса рабочего груза, кг	m = 6 Dгр Hгр
15	Расстояние от центра масс груза до оси вращения платформы, м	rгр
16	Угловая скорость поворота платформы, с-1	ω = 2π · nпл
17	Расчетная центробежная сила груза, Н	Fц = т · ω2 · rгр
18	Радиальное отклонение груза при вращении , мм	xp
19	Усилие на динамометре, эквивалентное радиальному отклонению груза, Н	Fцo
20	Величина касательного отклонения рабочего груза при пуске платформы, мм	zn
21	Измеренное усилие, эквивалентное касательному отклонению груза при пуске, Н	Fкп
22	Касательное отклонение рабочего груза при торможении платформы, мм	zт
25	Измеренное усилие, эквивалентное касательному отклонению груза при пуске, Н	Fкт
26	Время торможения платформы, с	tт
27	Угловое ускорение, рад/с2	ε = ω/ tт
28	Касательная сила инерции, Н	Fктр = т·ε
29	Отбор мощности механизмом из сети, Вт	Nо = V·I

5. Определить касательную силу инерции при разгоне и торможении платформы. Для этого развернуть траверсу 14 подвески груза так, чтобы плоскость качания груза была перпендикулярна плоскости стрелы. На кронштейн, параллельный плоскости качания груза, укрепить зажимом миллиметровую бумагу. В специальное отверстие в грузе вставить карандаш так, чтобы он грифелем свободно прижимался к миллиметровой бумаге и был перпендикулярен к ней. Отметить начальное положение грифеля на бумаге. Включить установку и через два оборота платформы выключить. Карандаш отметит на бумаге траекторию отклонения груза при разгоне и торможении. Прицепить к грузу на уровне крепления пишущего устройства динамометр. Отклоняя с помощью динамометра груз на величину, отмеченную карандашом при разгоне платформы, регистрируют динамометром силу, равную действующей касательной силе инерции при разгоне. Операцию по определению касательной силы инерции при торможении платформы выполняют аналогично. Динамометр должен крепиться к грузу в плоскости качания со стороны, обеспечивающей отклонение груза, как и при торможении механизма. Полученные результаты занести в табл. 4.10.

6. Произвести все расчеты по формулам табл. 4.10, проанализировать полученные результаты, сделать выводы по работе, ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Какие принципиальные кинематические схемы механизмов поворота используются в грузоподъемных кранах?

2. Какие используются способы защиты от поломок элементов механизма поворота кранов в случае возникновения больших динамических нагрузок?

3. Какие виды нагрузок учитываются при проектировании механизма поворота грузоподъемного крана?

4. Какие факторы должны учитываться при определении допустимого времени пуска и торможения механизма поворота?

5. Какие типы опорно-поворотных устройств используются в механизмах поворота грузоподъемных кранов?

6. Какие типы тормозов по конструкции и способу управления допускается устанавливать в механизмах поворота кранов?