2.3. Расчет механизма передвижения тележки

2.3.1. Определение предварительной массы тележки

где т_г=10000кг – масса груза

1. Масса тележки с грузом:

2. Вес тележки:

3. Вес груза:

4. Вес тележки с грузом:

2.3.2. Выбор ходовых колес

1.Максимальная статическая нагрузка на ходовое колесо

где z=4 – количество ходовых колес;

Примем диаметр ходового колеса D_xk=320мм [3], с.319, диаметр внутреннего отверстия подшипника d=60мм. Выбираем рельс Р24 [3], с.325.

2. Расчет сопротивления передвижению:

Сила сопротивления передвижению тележки с грузом (при отсутствии уклона и ветра)

где µ=0.04 – коэффициент трения колеса по рельсу [4], с.260

f=0.015 – коэффициент трения качения подшипника буксы [4], с.259

к_р=2 – коэффициент сопротивления реборды [3], с.422.

2.3.3. Выбор электродвигателя

1. Мощность электродвигателя:

где V=0.63м/с – скорость передвижения;

η=0.9 – КПД механизма передвижения;

Выбираем двигатель 4АС90LE6 со встроенным механическим тормозом [5],с.84, мощность Р_э=1.7кВт, тормозной момент Т_ТЭ=16Нм, частота вращения n_э=930об/мин, момент инерции J_э=0.0073кг×м², пусковой момент Т_п=33Нм.

2. Угловая скорость:

3. Минимальный пусковой момент:

4. Номинальный момент электродвигателя:

2.3.4. Выбор редуктора

1. Угловая скорость ходового колеса:

где V=0.63м/с – скорость передвижения тележки;

D_хк=0.32м – диаметр ходового колеса тележки.

2. Передаточное число редуктора:

Выбираем навесной редуктор типа ВКН-420

2.3.5. Проверка двигателя по пусковому моменту

1. Динамический момент сопротивления вращению электродвигателя во время пуска:

где J₁ – момент инерции частей, вращающихся со скоростью вала электродвигателя;

1.2 Момент инерции:

:

где J_э=0.0073кг×м² – момент инерции электродвигателя;

J_м=0.025кг×м² – момент инерции муфты, выбираем муфту МУВП

J₁=0.0073+0.025=0.032кг×м²

1.3. Коэффициент полезного действия механизма:

где η_р=0.96 – КПД редуктора ВКН-420;

η_м=0.98 – КПД муфты МУВП.

1.3. Время пуска и торможения:

где а=0.25м/с² - допускаемое максимальное значение ускорения и замедления тележки [4], с.269.

Тогда:

т.е. T_nmin=26.4>22.13=T_Д условие пуска выполняется.

2.3.6. Коэффициент запаса сцепления приводных ходовых колес с рельсом

где F_сц – сила сцепления приводных колес с рельсами;

F_CT – сила статического сопротивления передвижению тележки без груза и без учета трения в подшипниках приводных колес;

F_ДТ – сила динамического сопротивления передвижению тележки без груза;

[к_сц]=1.2 – допускаемое значение коэффициента запаса сцепления [4], с.266.

где f_сц=0.12 – коэффициент сцепления приводного ходового колеса [4], c.266.

Z_пр=2 – количество приводных колес.

Тогда:

т.е. запас сцепления при пуске достаточен.

2.3.7. Расчет подшипников ходового колеса

Подшипники качения ходового колеса должны выбираться по статической грузоподъемности или по динамической приведенной нагрузке.

Расчет по динамической приведенной нагрузке:

где F_хк=3200кг – максимальное давление на колесо;

К_хк=0.75 – коэффициент, учитывающий переменность нагрузки на колесо;

γ=0.8 – коэффициент, учитывающий режим работы механизма передвижения.

Расчетный ресурс:

где п_ф – частота вращения ходового колеса,

L_h=3500 – ресурс подшипников зависит от режима работы.

Динамическая грузоподъемность:

где α=3 – показатель степени

Выбираем шариковый радиальный сферический двухрядный подшипник средней серии №3628, его статическая грузоподъемность 2700.