Исходные данные для расчёта приняты из проектировочного расчёта.

2.2.2.1 Определение времени пуска механизма с грузом

Момент инерции вращающихся частей приводного механизма

Определим время пуска механизма с грузом на максимальном вылете.

Момент инерции стрелы и груза, приведенный к валу двигателя,

.

Статический момент на валу двигателя

,

где η_р – КПД редуктора, η_р = 0,9.

В программу занесено:

КПД редуктора

ηр

0,9

Угловая скорость вала двигателя, рад/с

.

Среднепусковой момент двигателя

,

где - коэффициент средней перегрузки двигателя, _{ср = 1,6;}

Т_д.н– номинальный момент двигателя,

Время пуска механизма с грузом

Ускорение груза при подъеме

По рассматриваемому примеру:

,

,

,

,

,

,

.

2.2.2.2 Расчет двигателя на нагрев

Среднеквадратичный момент двигателя рассчитывается на отрезке времени подъема стрелы с нижнего положения в крайнее верхнее:

.

Среднеквадратичный момент

,

где T_ст.ср – средний статический момент на валу двигателя за время подъема стрелы,

.

В рассматриваемом примере:

_;

_;

_.

2.2.2.3 Определение времени торможения стрелы при опускании

Момент инерции стрелы и груза при торможении

Максимальный статический момент при торможении стрелы

Время торможения стрелы в крайнем нижнем положении

По рассматриваемому примеру:

;

.

2.3 Механизм вращения поворотной части крана

(проектировочный расчет)

Расчет механизма сопровождается примером.

2.3.1 Исходные данные

Тип крана – башенный электрический

Номинальная грузоподъёмность крана Q_H = 9 т

Частота вращения поворотной части n_кр = 1 мин ^-1

(угловая скорость ω_кр = 0,1 рад/c)

Группа режима работы 3М

Геометрические параметры и весовые характеристики крана, необходимые для расчета механизма вращения поворотной части, приведены на рис.2.6.

Рисунок 2.6 – Геометрические размеры башенного крана

Исходные данные заносим в программу файла «GRUZ.xls» (далее – «программа»).

Фрагмент программы:

Номинальная грузоподъёмность крана,Т	QH	9
Частота вращения поворотной части, мин-1	nкр	1
Группа режима работы		3М
Максимальный вылет стрелы, м	А	22

2.3.2 Выбор схемы приводного механизма

Для башенного крана можно принять схему приводного механизма вращения поворотной части по рис.2.7.

Рисунок 2.7 – Кинематическая схема приводного механизма вращения поворотной части крана

2.3.3 Определение моментов сопротивления вращению поворотной части крана

Полный статический момент сопротивления вращению крана

,

где T₁– момент сопротивления вращению от сил трения в опорно-поворотном устройстве крана, для данного крана принято по подобной конструкцииT₁ = 60кН∙м;

Т₂– момент сопротивления вращению от уклона площадки, аналогично принятоТ₂ = 1,5кН∙м;

Т₃ -- момент сопротивления вращению от ветрового напора, из подобной конструкцииТ₃ = 50кН∙м.

Инерционный момент сопротивления вращению крана

,

где J – полный момент инерции поворотной части крана, груза и вращающихся частей приводного механизма, приведенный к оси вращения,т∙м² ,

,

где коэффициент 1,25 учитывает инерционность вращающихся частей приводного механизма, остальные слагаемые получаем из рис.2.6.

По рассматриваемому примеру (см. значения входящих в формулу величин в табл. А.5 приложения А):

.

2.3.4 Выбор двигателя

Требуемая среднепусковая мощность двигателя, кВт,

,

где - КПДмеханизма, =0,9.

Требуемая номинальная мощность двигателя

,

где - коэффициент перегрузки двигателя при пуске, =1,6.

Двигатель выбираем из каталога по условию

.

По рассматриваемому примеру:

_,

.

Выбираем двигатель со следующими характеристиками:

- тип МТKF 012-6;

- номинальная мощность Р_д.н.=2,2 кВт;

- ПВ% 40%;

- частота вращения вала n_д=880 об/мин;

- момент инерции ротора I_я=0,0028 кг·м²;

- диаметр вала двигателя d₁=53 м

2.3.5 Выбор редуктора

Передаточное число открытой зубчатой передачи принимаем U_о.п = 8.

Требуемое передаточное число редуктора

.

Передаваемая редуктором мощность

.

По данным двум параметрам и режимной группе механизма выбираем редуктор.

По рассматриваемому примеру:

_.

_.

Выбираем редуктор со следующими параметрами:

- тип Ц2-250;

- передаточное число U_р.=50,94;

- мощность, подводимая к редуктору Р_р=3,5 кВт;

- межосевое расстояние:

тихоходной ступени 150 мм;

быстроходной ступени 100 мм;

общее 500 мм;

- диаметр входного вала d_в=30 мм.

2.3.6 Выбор тормоза

Требуемый тормозной момент тормоза

.

При определении Т₄ принято время торможения t_т =8 с.

Тормоз выбираем по соотношению

.

По рассматриваемому примеру:

Характеристики выбранного тормоза:

- тип ТКГ-200;

- тормозной момент Т_т=250 Н·м;

- диаметр шкива D_т=200 мм.