Умова гальмування візка без ковзання привідних коліс

. (9.31)

У формулу (9.31) можна підставити значення:

; (9.32)

,

де f_зч – коефіцієнт зчеплення колеса з рейкою.

Маємо підставу також записати:

і ,

де f₀ – коефіцієнт тяги для порожнього візка.

Сила інерції порожнього візка

, (9.33)

де – сповільнення візка.

З рівняння (9.31) виходить, що для гальмування візка без ковзання коліс необхідно мати залежність F_г≤ F_зг,, тобто F_г повинно бути обмеженим [F_г]. У рівнянні (9.32) обмеженій лівій частині повинна відповідати обмежена права частина. При цьому сили , , є величини задані. Обмеженою може бути тільки сила інерції []. За цієї умови маємо:

.

З врахуванням (9.31)

. (9.34)

Обмеженій силі інерції повинно відповідати обмежене сповільнення [а_г], тобто з (9.33)

.

Підставляємо значення величин у (9.34):

.

З цього рівняння необхідно визначити , для чого виконуємо перетворення:

;

;

;

. (9.35)

Можна записати допустимий момент гальма за умови візка за умови відсутності ковзання («юзу») привідних коліс,

, (9.36)

де – допустимий інерційний момент на валі гальма,

,

де – момент інерції порожнього візка, зведений до першого вала

;

– допустимий час гальмування, який відповідає допустимому сповільненню ,

.

– момент на валі гальма від сил нахилу і вітряного натиску,

.

­– момент на валі гальма від сили опору в холостих колесах,

.

Гальмо вибираємо з каталогу за умови

.

9.4.2.2. Перевірочний розрахунок механізму пересування візка

з привідними колесами

9.4.2.2.1. Перевірка двигуна на час пуску порожнього візка за умови відсутності ковзання («буксування») привідних коліс

Розглянемо процес розгону візка з привідними колесами при відсутності вантажу. На рис. 9.10, а показані сили, які діють на візок під час пуску механізму.

Рис. 9.10. Сили, що діють на привідне колесо при пуску

На рис. 9.10, б показані сили, які діють на привідне колесо.

Порівнюючи рис. 9.10, коли при пуску діє середньопусковий момент двигуна , з розглянутим раніше (див. рис. 9.9), коли діє гальмовий момент, помічаємо, що як в одному, так і в іншому випадку в розрахункових схемах маємо одні й ті самі зусилля, але деякі з них і прискорення змінюють напрямок. Середньопусковий момент викликає пускове зусилля F_п в точці А контакту колеса з рейкою. Проводячи далі аналогію у розрахунках, дійдемо до виразу для допустимих прискорень візка за умови відсутності «буксування» привідних коліс на рейці аналогічного виразу (9.35), тобто

. (9.37)

Допустимий час пуску механізму без вантажу за умови відсутності «буксування» привідних коліс має бути

.

Розрахований час пуску вибраного двигуна має бути

,

де – момент інерції механізму без вантажу на першому валі;

– середньопусковий момент двигуна;

– статичний момент порожнього візка без врахування інерційних навантажень, тобто

.

9.4.2.2.2. Перевірка двигуна на час пуску візка з вантажем

Час пуску візка з вантажем розраховують для перевірки умови достатньої продуктивності машини:

,

де – допустимий час пуску механізму з вантажем, звичайно для візків з вантажем приймають = 3...5 с, для кранів – = 5...8 с;

– статичний момент на валі двигуна навантаженого візка без врахування інерційних сил, тобто

.

9.4.2.2.3. Перевірка двигуна на нагрівання

Для перевірки двигуна на нагрівання застосовують формулу середньоквадратичного моменту, визначеного за цикл операції крана, або за контрольний проміжок часу.

За цикл операції крана

.

За контрольний проміжок часу

.

9.4.2.2.4. Перевірка гальма на час гальмування механізму з вантажем

Час гальмування розраховують для перевірки допустимого шляху гальмування візка з вантажем:

,

де – момент інерції механізму, візка та вантажу, зведений до першого вала;

– власний гальмовий момент гальма;

– статичний момент, який діє на валі гальма,

,

де – момент від нахилу колії;

;

– момент від дії вітряного натиску,

;

– момент від сил тертя в опорних колесах візка,

.

Допустима величина визначається через обмежений шлях гальмування візка , тобто

.

Для того, щоб був витриманий шлях гальмування [S_г] на візку установлюють кінцеві вимикачі, а на колії – спеціальні лінійки (рис. 9.11).

Рис. 9.11. Зупинка візка кінцевим вимикачем

9.4.3. Механізми пересування з канатною тягою

Раніше вже був розглянутий принцип роботи механізму пересування з канатною тягою (п.1.3.3).

На рис. 9.12 показані зусилля, які діють в механізмі при пересуванні візка.

При пересуванні візка на нього діють усі ті ж сили опору, які були розглянуті для візка з привідними колесами, тобто:

W₁ – опір від тертя в опорних колесах;

W₂ – опір від нахилу колії;

W₃ – опір від вітряного натиску;

W₄ – опір від інерційних навантажень.

W₅ – опір від розхитування вантажу.

Рис. 9.12. Зусилля в механізмі пересування візка з канатною тягою

Додаткові зусилля опору руху:

W_s – опір від перемотування підйомного каната під час руху візка;

W_вц – опір, що створює відцентрова сила в разі обертання крана;

W_h – опір, що створюють гілки тягового каната від провисання.

Додатковий опір W_s від перемотування підйомних канатів визначимо, розглянувши рух канатів у гілках поліспаста під час переміщення візка. Найменше зусилля в набігаючій на перший відхиляючий блок гілці,

,

де m – кратність поліспаста.

Далі зусилля в гілках каната зростають:

;

;

... ,

де К_бл – коефіцієнт витрат зусилля на блоках.

Опір у підйомних канатах від перемотування:

;

. (9.38)

Опори W_вц і W_h визначаються за відомими для цих сил формулами:

; (9.39)

, (9.40)

де L – виліт вантажу;

ω_кр – кутова швидкість крана;

q – вага одного погонного метра каната;

l – довжина відрізку провисаючого каната;

h – стріла прогину каната.

Сумарне зусилля опору пересуванню візка

. (9.41)

Розрахункове розривне зусилля тягового каната

.

Канат вибирають з каталогу за умови

.

Далі розрахунки механізму виконують за аналогією з розрахунками механізмів пересування з привідними колесами.

9.5. Механізми обертання обертових частин кранів

9.5.1. Класифікація

До загальної схеми механізму обертання входять (рис. 9.13):

- привідна частина;

• опорно-обертальний пристрій.

Рис. 9.13. Загальна схема механізму обертання обертової частини крана

За типом опорно-обертального пристрою механізми обертання можуть бути (рис. 9.14):

– із застосуванням зовнішніх опор (рис. 9.14, а);

– із застосуванням колони (рис. 9.14, б);

– на платформі (рис. 9.14, в);

– комбіновані на платформі з колоною (рис. 9.14, г).

Привідні частини механізму обертання можуть бути:

– із застосуванням відкритих зубчастих передач;

– канатні;

– гідравлічні та інші.

Найбільш розповсюдженими є механізми обертання з відкритими зубчастими передачами.

Залежно від місця розташування приводу механізми обертання можуть бути:

– з приводом, установленим на обертовій частині крана;

– з приводом, установленим на необертовій частині крана.

9.5.2. Проектувальний розрахунок механізму

9.5.2.1. Вихідні дані для розрахунку

Як вихідні дані для проектувального розрахунку механізму використовують:

- номінальну вантажопідйомність крана Q_н;

- необхідну швидкість обертання обертової частини крана ω_кр;

- режимну групу механізму М.

Рис. 9.14. Опорно-обертальні пристрої

9.5.2.2. Визначення опорів обертанню

Для визначення потужності, яку повинен розвинути двигун для обертання обертової частини крана, треба визначити зусилля, що діють проти даного руху. Основними зусиллями у вигляді обертальних моментів опору є:

Т₁ – опір від сил тертя в опорно-обертальному пристрою;

Т₂ – опір від можливого нахилу площадки;

Т₃ – опір від можливого натиску вітру;

Т_ін – опір від інерційних навантажень.

9.5.2 2.1. Визначення опору Т₁

Сили тертя в опорно-обертальному пристрої визначають залежно від типу його конструкції (див. рис. 9.14). Тому в подальших розрахунках вважаємо зусилля Т₁ відомим як визначеним для конкретної конструкції опорно-обертальному пристрою.

9.5.2 2.2. Визначення опору Т₂

Обертальний момент опору Т₂ від нахилу площадки визначаємо за схемою рис. 9.15.

Рис. 9.15. Розрахункова схема для визначення моменту Т₂

За розрахунковий приймаємо випадок, коли кран обертається на уклін. Тоді виникають складові сили від:

- ваги вантажу G_вт sinα;

- ваги стріли G_стр sinα;

- ваги обертової частини крана G_крsinα.