Богачев ВН (семинары 2016г) / ПТМ Упр_N4 - Мех_передвижения (раб_вариант)

Упражнение №4 Расчет механизма передвижения тележки мостового крана.

Схема механизма передвижения.

Условные обозначения на схеме механизма. 1 – электродвигатель;

2– муфта;

3– тормоз;

4– редуктор;

5– муфта;

6– опора трансмиссионного вала;

7– трансмиссионный вал;

8– ведущее ходовое колесо.

Исходные данные.

40000 – грузоподъемная сила (вес груза).

40 м⁄мин – скорость передвижения тележки по мосту крана.

4М – режим работы механизма передвижения тележки (ГОСТ 25835 – 83).

8000 часов – время работы механизма передвижения тележки за весь срок службы крана.

= 0,63 – коэффициент эквивалентности.

ПВ = 25 % _ относительная продолжительность включения.

1

Решение.

1.Расчет ходовых колес.

1.1.Согласно рекомендации в [1] п.3.2. вес тележки Gтел 0.25FQ. Тогда

Gтел=0,25 40000=10000 H.

1.2.Наибольшая нагрузка на колесо

где z = 4 – число колёс тележки.

1.3.Принимаем точечный контакт колеса с рельсом (рис. 1).

рис.1

1.4. Предварительный диаметр колеса.

Чугунные колеса применяют только при ручном приводе.

Принимаем материал ходовых колес – сталь 55Л. Для стальных колес при точечном контакте в [1] на стр.37

где m=f(r /DK определяют по [1] (стр.38 табл.11) или по формуле

2

Или по формуле (1)

0,026

95 200 0,092 0,1467.

где γ – коэффициент эквивалентности,

KНV – коэффициент динамичности.

где [σ]HO –допускаемое напряжение при наработке N = 104 циклов ([1], стр. 39,

табл. 12) ,

N – наработка колеса.

Для стали 55Л находим σ НО=560МПа.

N= tΣ ∙60n ∙β=8000∙ 60 ∙ 63,66∙0,85=2,5974∙107,

где n – частота вращения колеса,

β = 0,85 – коэффициент, учитывающий уменьшение средней частоты вращения в периоды неустановившихся движений, т.е. при пуске и торможении.

Принимаем третий вариант решения, то есть назначаем сталь 50 c σ H =700МПа

и увеличиваем диаметр колес до 250 мм. Выполнив расчет заново, получим:

DK=250мм; r =146мм; r ⁄DK=0,58; m=0,138; σН=287,4МПа; n =50,93 мин–1; N=2,08·107 ; [σ]H =299,52MПа > σН = 287,4МПа.

Из всех возможных вариантов решения рассмотренный вариант имеет наименьший запас по σH , т.е предположительно этот вариант самый экономичный.

2.Выбор электродвигателя.

2.1.Предварительный выбор мощности электродвигателя.

Предварительные значения будем отмечать штрихом.

2.1.1. Номинальная частота вращения электродвигателя

nH 0,9nс,

где n – синхронная частота вращения; nс задают.

Принимаем n =1500мин–1.Тогда nH 0,9 1500 1350мин .

2.1.2. Передаточное отношение редуктора.

Из схемы механизма видно, что редуктор – червячный. В механизмах подъема и передвижения при группах режима работы 1М, 2М, 3М, 4М помимо цилиндрических редукторов допускают также зубчатые коническо– цилиндрические и червячные глобоидные редукторы, т.е. в механизме использован червячный глобоидный редуктор.

В [3] (стр. 57…59, табл. 113) находим ближайшее значение iчг=25.

2.1.3. КПД червячного глобоидного редуктора

чг 0,9· 1 200чг 0,9· 1 20025 0,7875.

2.1.4. КПД механизма передвижения

где ηм = 0,99 – К.П.Д. муфты ([1], стр. 7); ηподш = 0,99 – К.П.Д. одной пары подшипников качения ([1], стр. 7).

2.1.5 Приведенный момент инерции при пуске

2.1.6. Относительное время пуска.

Для механизмов передвижения применяют общепромышленные электродвигатели с повышенным скольжением серии АИРС с короткозамкнутым ротором.

Для двигателей с короткозамкнутым ротором (серии АИРС и МТК)

В предварительных расчетах принимают m =2,2 для двигателей серии АИРС и m =2,5 для двигателей серии МТК; α = 0,5.

2.1.7. Время пуска

Для получения максимальной производительности принимаем а = [a], где

a 0,2м/c найденопо таблице 1.

5

Таблица 1.

Допускаемые значения ускорений при пуске и торможении для механизмов передвижения и поворота, м/c2.

2.1.9. Номинальная мощность электродвигателя

2.1.10. Сила сопротивления передвижению тележки

где f=0,02 – приведенный коэффициент трения в подшипниках колес ([1],стр.40, табл.14) – колеса установлены на роликовых подшипниках;

d – внутренний диаметр подшипников колес, d 0,2 DK = 0,2 250=50мм;

µ =0,4мм–коэффициент трения качения([1], стр. 40 табл.13);

k =2,5 – коэффициент, учитывающий трение реборд о рельсы ([1], стр.40, табл.15).

6

2.1.11. Мощность электродвигателя при установившемся движении

тормозом: мощность двигателя при ПВ=25% PH =0,9кВт>Pст ; nH=1350мин–1;

Iэд=0,0014кг·м2; m=Tmax/Tном=2,2.

2.2. Уточнение предварительных расчетов.

2.2.1. Номинальный вращающий момент электродвигателя