3.8. Проверочный расчёт

Теперь, когда известны все элементы механизма передвижения крана, подсчитаем необходимый пусковой момент двигателя, фактические время пуска и коэффициент запаса сцепления.

Определяем фактический средний пусковой момент электродвигателя:

Фактическое время пуска:

Фактический запас сцепления при пуске:

Необходимый запас сцепления обеспечен.

Ранее мы рассматривали наиболее опасный случай сцепления ходовых колес с рельсом, когда кран передвигается без груза. Теперь проверим движение крана с номинальным грузом.

Момент сопротивления при передвижении крана с номинальным грузом:

Фактическое время пуска крана с номинальным грузом:

Фактический запас сцепления при пуске с номинальным грузом:

Для предотвращения буксования ведущих ходовых колес по рельсам в процессе пуска следует провести проверку выбранного электродвигателя (с учетом момента инерции соединительной муфты) по создаваемому им ускорению. С этой целью определяют фактическое время пуска и по уравнению равномерно ускоренного движения - фактическое ускорение при движении крана, как с грузом, так и без груза.

Фактическое ускорение крана без груза:

Фактическое ускорение крана с грузом:

Меньшие ускорения при пуске требуют меньшего момента электродвигателя и соответствующего снижения динамических нагрузок механизма передвижения и металлоконструкции крана. С уменьшением ускорений уменьшается также амплитуда раскачивания груза на гибком грузовом элементе (канате), что приводит к упрощению технологических операций.

Для нормальной работы механизма передвижения крана фактическое ускорение не должно превышать допускаемого значения ускорения j_max , м/с²:

j = 0,15 < j_max = 0,461 - условие выполняется.

3.9. Расчёт ходовых колёс

Расчёт ходовых колёс производится на контактное смятие. В качестве подтележечных рельсов можно использовать рельсы с выпуклой головкой типа КР. Крановые рельсы типа КР имеют стенку повышенной толщины и более широкую опорную поверхность по сравнению с железнодорожными рельсами. Диаметру колеса 500 мм соответствует типоразмер рельса с выпуклой головкой КР70 ГОСТ 4121 – 76.

Так как в нашем случае головка рельса закруглённая, то контакт колеса с рельсом точечный и напряжение смятия будет определяться по формуле:

,

где K = 0,113 – коэффициент, зависящий от отношения радиуса закругления

головки рельса r к диаметру поверхности катания колеса D , принимаемый по рекомендациям при отношении r/D [2, т.2, табл. V.2.48.];

K_f = 1,05 – коэффициент, учитывающий влияние тангенциальной нагрузки (силы трения) на напряжение в контакте, принимаемый в зависимости от условий работы крана и скорости его передвижения [2, т.2, табл. V.2.49.];

K_Д – коэффициент динамичности пары колесо – рельс:

K_Д = 1+aV;

V = 1,34 м/с – номинальная скорость передвижения крана;

а = 0,15 – коэффициент, зависящий от жесткости кранового пути [2, т.2, табл. V.2.50.];

K_Д = 1+0,151,34=1,2;

D = 40см – диаметр поверхности катания ходового колеса.

[]_N – допускаемое напряжение при приведенном числе оборотов N за срок службы:

,

где []₀ = 610 МПа – допускаемое напряжение для кованых и штампованных колёс при N10⁴ [2, т.2, табл. V.2.51.];

- приведенное число оборотов колеса за срок службы:

где N_с — полное число оборотов колеса за срок службы, определя­емое по формуле

D =50 см — диаметр колеса;

V_с — усредненная скорость передвижения колеса, м/с:

м/с

β = 0,7 — коэффициент, зависящий от отношения времени неустано­вившегося движения t_н (суммарного времени разгона и торможе­ния) к полному времени передвижения t [2, т.2, табл. V.2.52]

V — номинальная скорость передвижения крана, м/с;

T_маш = 12500 — машинное вре­мя работы колеса в часах за срок его службы [2, т.2, табл. V.2.53]

Полное число оборотов колеса за срок службы равно:

Θ = 0,49 – коэффициент приведенного числа оборотов [2, т.2, табл. V.2.55]

Приведенное число оборотов колеса за срок службы:

Допускаемое напряжение при приведенном числе оборотов за срок службы:

Условие выполняется.