0118 / Kisilev_i_dr_MU_Kursovoy_proekt_GPM

для подшипников качения 0,01 0,02; для подшипников скольжения

0,1; /8/

К- коэффициент трения качения колеса: K=0,3...0,6 мм;

С – коэффициент, учитывающий дополнительные сопротивления в ребордах и ступицах колес при перекосах; если колеса на подшипниках качения - С= 2,3...2,5; на подшипниках скольжения – С = 1,3...1,5/8/.

3.2.2 Ветровая нагрузка на кран FвI , кН

FвI pI AН ,

где pI - распределенная ветровая нагрузка на единицу расчетной наветренной площади, pI = 150 Па;

AН - расчетная наветренная площадь (нетто) крана,

перпендикулярная действию ветра, м2 :

AH AH1 AH 2 AH 3 AH 4 AH 5 AH 6 ,

где AH1, AH 2 , AH 3 , AH 4 , AH 5 , AH 6 - соответственно наветренные

площади (нетто) груза, хобота, стрелы, машинного отделения, противовеса, портала (рисунок 3.3.).

Наветренная площадь груза AH 1 принимается по фактическим данным, а при их отсутствии может быть принята согласно действующего ГОСТ 145-77, равной:

0,2...0,6; для сплошных конструкций (машинное отделение, стрела

41

Рисунок 3.3 – Схема к расчету наветренных площадей крана

Рисунок 3.4 – Схема к определению сопротивления, вызванного уклоном пути

42

коробчатой конструкции, противовес и др.) K c =1,0 ; для механизмов

K c =0,8...1,0, /8/.

Aбр -площадь брутто или контурная площадь, очерченная

внешнем габаритом, м2.

Хобот и стрела портального крана выполняются в виде решетчатой или коробчатой конструкции, поэтому

AH 2 Kc Aх ; AH 3 Kc Ac ,

где Aх, Aс - контурные площади хобота и стрелы, определяемые в

масштабе по крану-аналогу /31, 32/, м2 .

Для остальных частей крана коэффициент сплошности Kc 1 , поэтому площади нетто численно равны площадям контурным:

AН 4 Aмо ;

AH 5 Aпр;

AH 6 Aпор,

где Aмо , Aпр , Aпор - контурные площади машинного отделения, противовеса, портала, м2.

3.2.3 Сопротивление Wук ,кН, вызванное уклоном пути

(плюс - движение на подъем, минус - движение под уклон) (рисунок 3.4.)

Wук V sin ,

где V - сила тяжести крана и груза с захватным устройством, кН,

V=9,81.( mкр + Q);

- уклон пути, град; для портальных кранов и козловых кранов sin 0,002...0,003 /7/; для мостовых кранов sin - 0,001; для тележек мостовых кранов sin – 0,002;

43

3.3 Суммарная статическая мощность электродвигателей.

Суммарная статическая мощность электродвигателей Nст , кВт, определяется по формуле /7, 8/

Nст Wп пр ,

где Wп - сопротивление передвижению крана, кН;

пр - скорость передвижения, м/с;

- кпд механизма

3.4 Статическая мощность одного электродвигателя.

Статическая мощность одного электродвигателя Nст , кВт, вычисляется по формуле

Nст Nст ,

Zэ

где Zэ - число электродвигателей: для механизмов передвижения портальных кранов грузоподъемностью нетто Q до 5 т Zэ =2, при Q свыше 5 т Zэ =4; для механизмов передвижения мостовых и козловых кранов - Zэ=2, для механизма передвижения грузовых тележек мостовых кранов с центральным приводом - Zэ=1, козловых кранов с центральным приводом - Zэ=1, с индивидуальным приводом - Zэ=2.

3.5Выбор электродвигателя и соединительной муфты

3.5.1Выбор электродвигателя

Для механизмов передвижения портальных и козловых кранов из каталога выбирается электродвигатель (с фазным ротором ) типа MTF или MTH при ПВ =15...25% из условия:

Nном Ncт ,

44

где N ном - номинальная мощность электродвигателя ( каталожное

значение ),кВт.

Выписываются основные технические данные :

-тип электродвигателя;

-номинальная мощность Nном ,кВт;

-частота вращения ротора nд ,об/мин;

-относительная продолжительность включения ПВ,%;

-максимальный крутящий момент на валу двигателя Mдmax , Н м ;

-маховой момент ротора GDp2 , H м2 ;

-масса электродвигателя mэ , кг.

Приводится схема электродвигателя с указанием основных размеров. Для механизмов передвижения мостовых кранов значение

относительной продолжительности включения ПВ=25...40%.

Для механизма передвижения грузовых тележек мостовых кранов ПВ=15...25%, грузовых тележек козловых кранов ПВ=25...40%.

3.5.2 Выбор соединительной муфты

Для соединения вала электродвигателя с быстроходным валом редуктора рекомендуется муфта упругая втулочно-пальцевая с тормозным шкивом типа МУВП /32/ (для механизма передвижения портальных кранов).

Для обеспечения торможения при возможном срезе пальцев и увеличении долговечности упругих элементов (резиновых амортизаторов) тормозной шкив необходимо закреплять на валу редуктора. Муфта выбирается по величине крутящего момента, Н.м

Mст 9554 Ncт nд

Момент, передаваемый муфтой, M муф Mст (с запасом не менее

1,3...1,5)

Указываются основные технические данные муфты - параметры тормозного шкива (диаметр Dm и ширина Bm ), число пальцев, допустимый крутящий момент M муф , маховой момент муфты GDм2 , масса mм .

Для механизмов передвижения мостовых кранов и их грузовых тележек рекомендуется зубчатая муфта с тормознам шкивом /17, 32/

45

3.6 Проверка электродвигателя на кратковременную допустимую перегрузку

Условие отсутствия недопустимой перегрузки при пуске /8/ имеет вид:

где K и [K] - фактическая и допустимая кратковременная перегрузочная способность электродвигателя (кратность максимального момента);

M пуск - момент на валу электродвигателя при пуске, Н.м;

M ном - номинальный момент на валу электродвигателя, Н.м.

Mпуск Mст Mдин,

где mкр - масса крана, т;

Q – грузоподъемность, т;

nд - частота вращения вала электродвигателя, об/мин.;

пр - скорость передвижения, м/с; Zэ – количество электродвигателей; t р - время разгона, t р 3...5с.

Номинальный момент, Н·м

M ном 9554 Nном

nд

Допустимая перегрузочная способность электродвигателя

46

3.7 Определение числа и размера ходовых колес в одной балансирной тележке

Нагрузка на одну опору крана равномерно распределяется между колесами в балансирной тележке. В процессе работы крана нагрузки на опоры крана изменяются от минимального значения (иногда равного нулю) до максимального значения. Это связано с изменением вертикальных сил (масса поднимаемого груза, смещением нагрузки при повороте крана или при передвижении грузовой тележки (у мостовых и козловых кранов)) и горизонтальных нагрузок (силы ветра, центробежной силы, возникающей при вращении поворотной части крана, и отклонении грузовых канатов) .

При расчете необходимого числа ходовых колес в балансирной тележке Zk исходят из максимального значения нагрузки на опору крана и допускаемой нагрузки на одно колесо, из условия контактной прочности пары «колесо-рельс»:

распределения нагрузки на опоры крана и влияние ветровой нагрузки.

Допускаемая нагрузка на одно колесо портовых кранов принимается обычно в пределах [Рк]=200...250 k.H. Для тяжелых перегружателей иногда принимают [Рк] = 320 к.Н

Исходя из принимаемых допускаемых значений нагрузки на колесо и условия ограничения контактных напряжений между колесом и рельсом, определяют размеры колеса (диаметр обода DK и ширину bK ) и

подкранового рельса (рисунок 3.5).

Диаметр колеса DK и его ширина bK стандартизованы и поэтому при выборе этих размеров обычно проводят проверочный расчет по условию контактной прочности.

47

Рисунок 3.5 – Расчетная схема к выбору кранового рельса

Рисунок 3.6 – Двухступенчатая открытая зубчатая передача механизма передвижения

48

Контактное напряжение k , Мпа, между ободом колеса и плоской частью головки рельса, определяют по формуле

Допускаемые контактные напряжения [ кон ] при линейном контакте, принимаются по таблице 3.1 /31/

49

Таблица 3.1 – Допускаемые контактные напряжения [ кон ] при линейном контакте

Примечания:

1.При точечном контакте допускаемые напряжения можно принимать в

2...2,5 раза больше.

2.Для конических ходовых колес необходима твердость 300НВ.

3.Для круговых рельсов шариковых роликовых поворотных опор применяют сталь марки 40ХН по ГОСТ 4543-71 и сталь 55 по ГОСТ1050-74.

4.Чугунные колеса и катки по правилам Госгортехнадзора разрешается использовать только для кранов с ручным приводом.

5.Проверке на контактные напряжения подлежат: в механизмах передвижения – только колеса; в опорно-поворотных устройствах - катки и круговые рельсы (вследствие большого числа нагружений). Стандартные шарики для шарикоподшипников на контактные напряжения можно не проверять.

6.Приведение режимов Л,С,Т и ВТ по правилам Госгортехнадзора к группам режима работы механизмов по ГОСТ 25835-83 см. /30 т.1,

табл. 1.2.5/.

3.8 Общее передаточное число механизма

U об nд

nк ,

где nд , nк -частота вращения вала электродвигателя и колеса, об/мин:

50