0. 2.2 Вибір коліс і рейки

Орієнтовно колесо і рейку можна вибрати за максимальним статичним навантаженням q на одне колесо, користуючись табл.2.1.

Для візків навантаження q на одне колесо, кН, можна визначити, припускаючи, що всі колеса навантажені однаково:

q=G_НАВ/n_к , (2.1)

де n_к - кількість коліс візка (звичайно n_к=4); G_НАВ - вага навантаженого візка, що дорівнює сумі ваги порожнього візка G_П та ваги вантажу G_В:

G_НАВ = G_П+G_В.

Вага вантажу дорівнює: G_В = Qg, кН. Вага порожнього візка G_П, кН, може бути орієнтовно визначеною з використанням емпіричного коефіцієнта К_ВІЗ: G_П=G_В К_ВІЗ.:

Для групи класифікації (режиму роботи) механізму пересування М1…М3 можна приймати К_ВІЗ =0,3; для М4…М5 – К_ВІЗ=0,35; при режимах М6…М8 –К_ВІЗ=0,4. Вагу візка G_П є сенс округлити в більший бік до цілого числа. Вибираючи вагу візка G_П, можна також користуватися графіками G_П=f(Q), наведеними у 3,7.

Для кранів максимальне навантаження на колесо визначають згідно з рекомендаціями, викладеними в [3].

Таблиця 2.1 – Дані для орієнтовного вибору колеса і рейки

Максимальне наван- таження на одне колесо, кН	Діаметр колеса, DK, мм	Тип рейки
10 - 30	160; 200	Р 15; Р 24
30 - 50	200; 250	Р 24; Р 38
50 - 100	320; 400	Р38; Р 43; КР 70
100 - 200	400; 500	Р38; Р 43; Р 50; КР 70
200 - 250	500; 560; 630	Р 43; Р 50; КР 70; КР 80

Основні розміри коліс (рис.2.2) і рейок (рис.2.3) наведені в табл. 2.2. та 2.3. Вибираючи пару “колесо-рейка”, треба мати на увазі, що ширина доріжки катання колеса В повинна бути більшою, ніж ширина В_Р голівки рейки для компенсації неточності встановлення коліс і рейок:

В - В_Р  ₁ . (2.2)

Для коліс візків із двома ребордами необхідно мати різницю ₁10мм, для коліс кранів - ₁30мм. Якщо умова (2.2) розміщення колеса на рейці не виконується, треба вибрати іншу пару – більше колесо + менша рейка.

Рисунок 2.3 Розміри рейок

Рисунок 2.2 - Розміри коліс

Таблиця 2.2 – Параметри коліс

Діаметр колеса, DК , мм	Розміри колеса, мм (рис.2.2)				Маса колеса, кг
	D1	B	B1	d
160	190	40	70	40	14
200	230	50	80	50	20
250	290	70	110	55	30
320	360	80	120	70	50
400	450	100	150	95	90
500	550	100	150	115	140
560	600	90	130	100	200
630	680	130	150	135	250

Таблиця 2.3 - Параметри рейок ниже проверить

Типорозмір рейки	Розміри перерізу рейки, мм (рис.2.3)					Маса 1 пог.м, кг
	ВР	В1	В2	h	Rр
КР 50	50	55	90	90	300	30
КР 60	60	66	105	105	350	40
КР 70	70	76	120	120	400	53
КР 80	80	87	130	130	400	64
КР 100	100	108	150	150	450	89
Р 15	37	-	75	91,5	146	15
Р 24	51	-	92	107	200	24,1
Р 38	68	-	114	135	300	38,4
Р 43	70	-	114	140	300	44,7
Р 50	70	-	132	152	300	51,6

Колеса механізмів пересування технологічного устаткування часто спираються на напрямні, виконані з швелера, куточка або сталевого стержня квадратного перерізу.

Під час виконання індивідуального завдання треба навести ескізи колеса і рейки та вказати їх розміри.

Вибрані колеса треба перевірити відповідно до ОСТ 24.090.44-82 за контактними напруженнями зминання, які залежать від максимального навантаження q на одне колесо. Умову міцності при використанні рейок типу Р і КР, які мають округлену голівку радіусом R_P, яку можна записати таким чином

, (2.3)

де _зм - напруження зминання в контакті “колесо-рейка”, МПа;

К_З - коефіцієнт, що визначається відношенням радіуса округлення голівки рейки R_P до діаметра колеса D_K (табл.2.4); []_зм - припустимі напруження матеріалу колеса. Якщо колеса виготовляються із сталі 45, то []_зм = 600МПа, із сталі 50 – []_зм = 700 МПа, їз сталі 75 і 65Г – []_зм =800 МПа.

Таблиця 2.4 - Дані для вибору коефіцієнта К_З

RP/ DK	КЗ	RP/ DK	КЗ
0,3	0,18	1,0	0,12
0,4	0,16	1,3	0,11
0,5	0,14	1,8	0,1
0,7	0,13	2,5	0,09

Якщо умова (2.3) не виконується, то треба вибрати іншу пару “колесо-рейка” з більшим діаметром колеса.

Приклад. Необхідне для вибору пари “колесо – рейка” максимальне статичне навантаження q на одне колесо візка визначимо, припускаючи, що всі колеса навантажені однаково. Вагу порожнього візка орієнтовно визначимо за вагою вантажу G_В=109,81=98,1100 кН, користуючись емпіричним коефіцієнтом К_ВІЗ=0,35 при режимі М4: G_П=100 0,35=35 кН. Вага навантаженого візка G_НАВ=35+100=135 кН. Максимальне наванта-ження на кожне з чотирьох коліс за (2.1) q=135/4=33,7534 кН. За табл.2.1 попередньо вибираємо пару “ колесо D_K=200 мм + рейка Р24”. За табл.2.2 і 2.3 визначаємо: ширину доріжки катання колеса В=50 мм, ширину голівки рейки В_Р =51 мм. В - В_Р =50-51  ₁ =10 мм, тобто умова (2.2) не виконується і вибрана пара не підходить. Замінимо в парі колесо D_K=200 мм на колесо D_K=250 мм, у якого В=70 мм (табл.2.2). Тоді В - В_Р =70 –51=19 мм  ₁ =10 мм, тобто умова (2.2) розміщення колеса на рейці виконується за цією ознакою вибрана пара підходить. Для перевірки міцності колеса за контактними напруженнями зминання попередньо визначимо коефіцієнт К_З, що враховує радіус округлення голівки рейки Р24 - R_P=200 мм (за табл.2.3). Відношення R_P/D_K=200/250=0,8. За табл.2.4 К_З=0,13 при R_P/D_K=0,7. Напруження зминання в контакті “колесо-рейка” :

.

Діючі напруження менші за припустимі навіть при виготовленні коліс із сталі 45 із найменшою міцністю (_зм = 371 МПа  []_зм =600МПа), тобто вибрана пара “колесо + рейка” за контактною міцністю (умова 2.3) підходить.