Богачев ВН (лекции 2010г) / ГЛАВА 8. МЕХАНИЗМЫ ПОВОРОТА
.pdf
Технологические грузоподъемные машины. |
90 |
_______________________________________________________________________________ |
|
Тогда полный момент сопротивления повороту крана, равный сумме моментов трения в верхней и нижней опорах
Tтр = Tтрв + Tтрн = Fг × f p × |
d в |
+ Fв × f y × |
d у |
|
Fг |
æ |
f p × |
d |
ö |
|
Dк + Dр |
|
|
|
+ |
|
ç |
|
+ μ ÷ |
× |
|
. |
|||
2 |
2 |
|
2 |
Dр |
||||||||
|
|
|
cosα è |
|
ø |
|
|
|||||
§4. Расчет и выбор основных элементов механизма поворота.
1. Электродвигатель.
1.1Предварительный выбор мощности двигателя(ниже предварительные значения помечены штрихами).
Номинальная мощность электродвигателя, кВт:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T ' × n' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pн' = |
н |
н |
. |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9550 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номинальный вращающий момент электродвигателя |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
π × J ' |
|
×n ' ×t ' |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Tн' |
= |
|
|
|
прп |
|
|
н |
по |
. |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
30×tп' |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Приведенный момент инерции при пуске |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Jпр' |
п |
= J гр' |
+ Jпов' |
.ч , |
|
|
|
|||||||
где J гр' |
и J пов' |
.ч - приведенные |
моменты |
инерции при пуске |
|||||||||||||||
соответственно груза и поворотной части крана. |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
' |
FQ × L2 |
|
|
|
|
|
' |
|
|
åGi × X i2 |
|
||||||
|
|
J гр = |
|
|
|
|
; |
J пов.ч |
= |
|
|
|
|
|
; |
||||
|
|
g × (i' ) |
2 |
×η |
' |
g × (i' ) |
2 |
×η ' |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
где i’ и η’ – соответственно передаточное отношение и КПД механизма поворота.
i' = nн' ,
nкр
где nн' @ 0,9×nс - номинальная частота вращения электродвигателя; nc – синхронная частота вращения электродвигателя; ее задают;
Технологические грузоподъемные машины. |
91 |
_______________________________________________________________________________ |
|
tп' о - относительное время пуска; в предварительном расчете принимают
tп' о = 0,7.
Время пуска. |
tп' = |
vс′ |
, |
|
60× a |
||||
|
|
|
где v’с = 2 × p × L × nкр – окружная скорость стрелы на максимальном вылете.
Для достижения максимальной производительности принимают a = [a] = 0,3 м/с2 .
Тогда время пуска, с: |
t¢ |
= |
vс′ |
= |
vс′ |
|
60×0,3 |
|
|||||
п |
|
18 . |
||||
Определив Pн' , по каталогу выбирают электродвигатель обычно с ближайшей меньшей номинальной мощностью Pн в соответствии с ПВ. При этом должно выполняться условие
Pн ³ Pст = |
Tтр ×nкр |
. |
(8.3) |
|
|||
|
9550×η' |
|
|
Для выбранного электродвигателя из каталога выписывают nн,
момент инерции ротора Jэд, m = Tmax .
Tн
1.2 Корректировка предварительного расчета.
Номинальный вращающий момент электродвигателя
T н= 9550× Pн . nн
Передаточное отношение механизма поворота
i' = |
nн |
= iред' × iозп' , |
|
||
|
nкр |
|
Технологические грузоподъемные машины. |
92 |
|
_______________________________________________________________________________ |
||
где iред' |
и iозп' - передаточные отношения соответственно редуктора и |
|
открытой зубчатой передачи. i' , iред' |
и, по-возможности, iозп' округляют |
|
до стандартных значений. |
|
|
Фактическая частота вращения |
крана |
nкрф |
= |
nн |
||||
i |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
отличаться от заданной более |
|
vсф |
|
|
|
|
|
|
на 10%. В противном случае a = |
£ [a] = 0,3 м с2 . |
|||||||
60 ×tп |
||||||||
изменяют i. |
|
|
|
|
|
|||
a @ [a]. |
|
|
|
|
||||
Фактическая окружная |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
скорость стрелы на максимальном вылете |
|
|
|
|
||||
не должна
чем
ü
ïý (8.4)
ï
þ
vсф = 2×π × L × nкрф .
Приведенный момент инерции при пуске
Jпрп = 2 × J эд + J гр + Jпов.ч ,
где Jгр и Jпов.ч. – приведенные моменты инерции соответственно груза и поворотной части крана.
J гр = |
FQ × L2 |
, J пов.ч = |
åGi |
× X i2 |
. |
||
g ×i 2 |
×η' |
g ×i 2 |
×η' |
||||
|
|
|
|||||
Относительное время пуска tпо - см. гл. 5, § 1.
|
|
|
|
|
|
P |
|
T |
||
При определении tпо α = |
ст |
, |
m = |
max |
. |
|||||
P |
T |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
н |
|
н |
||
Время пуска |
|
|
|
|
|
|
|
|||
tп = |
π × J пр |
п |
×nн ×tп |
о |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
30×Tн |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Ускорение при пуске
Технологические грузоподъемные машины. |
93 |
_______________________________________________________________________________ |
|
При этом желательно, чтобы Если условия (8.4) не выполняются, то принимают соседний по
мощности двигатель. При этом tп и a изменяются в среднем приблизительно в 1,45 раза. Если принимают соседний двигатель меньшей мощности, то необходимо проверить условие (8.3).
2. Редуктор.
Тип редуктора – см. гл.6, § 4.
При группах режима работы 1М, 2М, 3М в механизмах поворота допускают также червячные и волновые редукторы.
Если в механизме поворота используют типажный редуктор, то редуктор выбирают по методике, изложенной для механизма подъема со следующими изменениями.
1.Tmax = Tн × m ×iред ×ηм ×ηред .
2.Для зубчатых редукторов NΣ = tΣ ×30× nкр ф × iозп× iт ,
где iт – передаточное отношение тихоходной ступени редуктора. 3. Для червячных и червячных глобоидных редукторов
КНд = КНЕ ×3 0,5×tΣ .
10000
Выбранный редуктор проверяют на способность воспринимать тихоходным валом силу в зацеплении открытой зубчатой передачи.
3. Тормоз.
Тип тормоза – см. гл.6, § 4. Необходимый момент тормоза
Tm = |
π × J прт |
×nн |
- Tстmin . |
||
30 |
×tm |
||||
|
|
||||
Приведенный момент инерции при торможении
Технологические грузоподъемные машины. |
94 |
_______________________________________________________________________________ |
|
J прт @ J прп ×η 2 , где η - КПД механизма поворота. Время торможения, с:
tт = |
vсф |
= |
vсф |
= |
vсф |
. |
60 × [a] |
60 × 0,3 |
|
||||
|
|
18 |
|
|||
Наименьший момент статического сопротивления, приведенный к тормозному шкиву (диску)
Tстmin |
= |
Tтр ×ηобр |
, |
|
i |
||||
|
|
|
где Tтр – см. §3 данной главы;
ηобр – обратный КПД механизма между тормозным шкивом (диском) и поворотной частью крана.
По моменту Tт подбирают или проектируют тормоз. Если vc.ф ≤ 32 м/мин, то тормоз не нужен.
Если применен электродвигатель со встроенным тормозом, то дополнительный тормоз не нужен. Выбранный тормоз и встроенный тормоз электродвигателя регулируют на момент Tт.
4. Муфта соединительная между электродвигателем и редуктором.
Тип муфты – см. гл.6, § 4.
По каталогу выбирают муфту с номинальным моментом
Tнм ³1,8×Tmaxм ,
где Tmaxм -максимальный момент, передаваемый муфтой.
5. Предохранительная муфта.
Из формулы для обратного КПД червячных и червячных
|
|
|
æ |
|
|
η |
ö |
æ |
|
|
1 |
ö |
|
|
глобоидных редукторов |
η |
обр |
= 0.5ç1 |
+ |
|
|
÷ |
×ç |
2 |
- |
|
|
÷ |
видно, что ηобр ≤ 0 при |
|
|
|
|
|||||||||||
|
ç |
|
|
|
÷ |
ç |
|
|
|
|
÷ |
|||
|
|
|
è |
|
ηч ø |
è |
|
|
ηч ø |
|
||||
ηч ≤ 0,5, т.е. редуктор становится самотормозящим.
Технологические грузоподъемные машины. |
95 |
_______________________________________________________________________________ |
|
В отличие от тормоза, который создает ускорение a ≤ [a] =0,3 м/с2, редуктор тормозит почти мгновенно, что может привести к поломкам из-за больших динамических нагрузок. Поэтому не рекомендуют применять червячные и червячные глобоидные
редукторы с ηч |
≤ 0,5. |
Если все же применен червячный или червячный глобоидный |
|
редуктор с ηч |
≤ 0,5, то в механизме следует предусмотреть |
предохранительную муфту. |
|
Независимо от типа редуктора и его КПД в механизмах поворота часто устанавливают предохранительную муфту для предохранения механизма от поломок при непредвиденных перегрузках (например, при задевании стрелы крана за неподвижное препятствие).
Чтобы предохранить от поломок возможно большее число элементов механизма поворота, предохранительную муфту следует устанавливать как можно ближе к источнику перегрузки, т.е. к поворотной части крана. С этой целью муфту целесообразно встраивать в колесо открытой зубчатой передачи, что не всегда удобно или возможно. Поэтому муфту часто устанавливают на тихоходном валу редуктора.
Чтобы муфта не срабатывала при пусках механизма, ее рассчитывают по моменту
Tрм =1,15×Tmaxм ,
где Tmaxм - максимальный момент, передаваемый муфтой.