Источник теоретического материала 1.6.1.5 / Лекции 7 семестр / Лекция 4

Лекция № 4 –2ч.

Тема: механизм передвижения (продолжение).

План: 1. Пуск и торможение механизма передвижения, выбор двигателя.

2. Механизмы передвижения с канатной тягой.

1. Пуск и торможение механизма передвижения.

Уравнение моментов при пуске

_, (1)

где М_с - момент сопротивления при установившемся движении, приведенный к валу двигателя;

, (2)

W - сила сопротивления передвижению (см. лекцию 13);

М_ин1 - момент сопротивления сил инерции вращающихся масс, приведенный к валу двигателя;

М_ин2 - момент сопротивления сил инерции поступательно движущихся масс, приведенный к валу двигателя;

Примечание: М_ин1, М_ин2 определяются как для механизма подъема (см. лекцию 12).

Тогда уравнение (1) будет иметь вид:

(3)

В уравнении 3 имеются две неизвестные величины М_пуск и _п, но они связаны между собой. Допускаемое время пуска можно определить из условий надежного сцепления ходовых колес с рельсами в период пуска (отсутствие пробуксовки).

Расчетным является случай работы крана (тележки) без груза, когда давление на приводные колеса уменьшено и, следовательно, уменьшена F_сц, которая равна

, (4)

где G_o - сцепной вес (G_гр = 0), часть веса крана с тележкой, действующая на приводные колеса;

f_c - коэффициент сцепления х.к. с рельсом;

f_c = 0.12 (работа крана на открытом воздухе);

f_c = 0.2 (в помещении);

f_c = 0.25 (краны с песочницами).

Для мостовых кранов и тележек можно принять

, (5)

где n_пр.к. - число приводных колес;

n_х.к. - общее число ходовых колес.

Общее неравенство при отсутствии буксования

(6)

откуда

, (7)

где К_С.Ц, - коэффициент запаса сцепления ( К_С.Ц. 1.2);

W* - сила сопротивления при установившемся передвижении (см. лекцию 13);

W_Ц.ПР. - сила сопротивления от трения в цапфах приводных колес;

(8)

W_ин - сила сопротивления от инерции поступательно движущихся масс;

(9)

Подставляя все известные величины в уравнение (7) можно найти [a]_пуск и время пуска _П = v_кр/[a]_пуск.

Примечание:

1. М_пуск следует определять из уравнения (3) при G_гр = 0.

2. Так как в уравнении (3) J₁ неизвестно, то необходимо подбирать двигатель путем последовательных приближений по N_ст и W, т.е.

.

Подобрав двигатель (знаем М_пуск) необходимо произвести проверку на отсутствие пробуксировки при пуске по величине ускорения. С этой целью из уравнения (3) при G_гр = 0 определяют _п, затем фактическое ускорение

(10)

где [a] определяется из (7).

Примечание:

1. Если условие (10) не выполняется, то необходимо взять двигатель меньшей мощности и снова произвести расчет. В этом случае подобранный двигатель надо проверить на нагрев по среднеквадратичному моменту (см. лекцию 12).

2. Усредненные графики загрузки механизмов передвижения представлены на рисунок 1.

Рисунок 1. Усредненные графики загрузки механизма передвижения тележки крана.

Режимы работы: а – легкий; б – средний; в – тяжелый; г – весьма тяжелый.

Процесс торможения. Явления, протекающие в процессе торможения, аналогичны явлениям процесса пуска. Однако, в процессе пуска вредные сопротивления уменьшают величину ускорения, требуя увеличения мощности привода, а при торможении сопротивление способствует остановке механизма, увеличивая замедление и уменьшая необходимую работу, совершаемую тормозом.

Уравнение моментов при торможении крана без груза будет иметь вид:

(11)

Примечание: 1. На механизмах передвижения всех кранов и крановых тележек с механическим приводом, перемещающихся по рельсовым подкрановым путям, устанавливаются тормоза нормально-замкнутого или комбинированного типа. При срабатывании конечных выключателей привод тормоза автоматически выключается и тормоз замыкается, произведя остановку механизма.

2. Тормоза можно не устанавливать на механизмах передвижения тележек поворотных кранов без самостоятельного двигателя, на механизмах передвижения тележек мостовых кранов с ручным приводом и электроталью с управлением снизу.

3. Механизмы передвижения ГПМ, работающих на открытом воздухе или передвигающихся по пути, уложенному на полу цеха снабжают тормозами независимо от скорости передвижения. Как при выборе пускового момента двигателя, так и при выборе тормозного момента, развиваемого тормозом, в основу расчета кладут обеспечение соответствующего запаса сцепления приводимых колес рельсами. Расчет ведут для наиболее опасного случая работы крана без груза.

Тормозной момент тормоза не должен вызывать проскальзывания затормаживаемого ходового колеса и тележки без груза (отсутствие юза).

Тормоза должны удерживать кран (тележку):

• при действии ветра рабочего состояния;

• наличие уклона крановых путей;

• уменьшении коэффициента сцепления приводных колес с рельсами.

Наибольшее допускаемое замедление при условии сохранения сцепления приводных колес с рельсами:

где v_кр - скорость передвижения крана (тележки) перед торможением;

S_т - наименьший тормозной путь;

[a] - допускаемое замедление.

Наименьшее допускаемое время торможения

Расчетный тормозной момент на тормозных валах при заданном времени торможения по ветру и под уклон

где М_т.кр. - расчетный тормозной момент на тормозном валу;

М_зат - момент затормаживания от динамических сил поступательно движущихся масс крана и вращающихся масс элементов механизма передвижения.

где n - число оборотов затормаживаемого вала;

GД² - маховые моменты, приведенные к затормаживаемым валам (ротор, тормозной шкив, муфта);

m - количество приводов механизма передвижения;

 = 1.7 - коэффициент, учитывающий маховые моменты остальных вращающихся масс механизма;

 - общий коэффициент полезного действия механизма;

М_с - момент статического сопротивления передвижения крана без груза.

Примечание: Расчетный тормозной момент на тормозных валах для мостовых кранов, работающих на открытом воздухе и не имеющих противоугонных устройств

где К_т = 1,2 - коэффициент запаса торможения;

W_в.н. - ветровая нагрузка нерабочего состояния.

Расчетный тормозной момент тормоза:

где m - количество тормозов в механизме передвижения.

Выбор тормоза по соответствующим нормалям из условия:

, (19)

где М_Т.Н. – номинальный тормозной момент согласно нормам с учетом заданного режима работы механизма передвижения.

Расчет элементов механических тормозов выполняется согласно нормам РМТ 24.090.19-76 «Краны подъемные. Тормоза механические. Метод расчета».

Примечание: 1. Расчетный тормозной момент тормоза не должен превышать момента от силы сцепления заторможенного колеса.

, (20)

где N_min – наименьшее давление на заторможенное колесо;

f_сц – коэффициент сцепления колеса с рельсом f_сц=0,2 (в помещении), f_сц=0,12 (на воздухе).

При работе крана на открытом воздухе тормоза должны удерживать кран без груза от угона ветром рабочего состояния:

Время торможения:

(21)

где - маховый момент вращающихся масс элементов механизма и поступательно движущихся масс крана с грузом (кгм²);

n – число оборотов тормозного вала, об/мин;

Путь, проходимый краном за время торможения:

, м (22)

где V_кр – скорость крана перед торможением:

.

Примечание: Тормозной момент тормоза, время и путь торможения тележки определяются по приведенным свыше формулам, в которых вместо веса крана G_кр подставляются вес тележки G_Т и параметры механизма передвижения тележки.

2. Принципиальная схема механизма передвижения с канатной тягой представлена на рисунке 2.

Барабан 1 установлен неподвижно вместе с приводом и соединен с тележкой 2 канатом (цепью) 3. С другой стороны тележки канат огибает обводной блок 4. На тележке блоки 5 механизма подъема, которые огибают грузовой канат 6. При перемещении тележки канат 6 перекатывается по блокам 5, а подвешенный груз перемещается вместе с тележкой, оставаясь на одной и той же высоте.

Сопротивления передвижению в период установившегося движения:

• W_тр – силы сопротивления от трения ходовой части;

• W_в – силы сопротивления от ветровой нагрузки;

• W_ук – силы сопротивления от уклона путей;

• - силы сопротивления от разности усилий в ветвях подъемного каната;

• Н – силы сопротивления от провисания.

Силы W_тр, W_в, W_ук – определены ранее (лекция 13).

Найдем значение :

В общем случае при подвесе груза на а ветвях имеем:

,

где - КПД блока;

а – число ветвей подвеса груза (в этих механизмах всегда четная величина.

Рисунок 2. Схема механизма передвижения с гибким тяговым органом

Определение силы Н:

С одной стороны сила Н препятствует перемещению тележки (Н с левой стороны тележки), с другой Н через барабан 1, нижнюю ветвь каната 3 и блок 4 прикладывается к тележки справа и способствует ее передвижению, т.е. силой .

Тогда общая сила, необходимая на передвижение тележки (вправо)

(21)

Натяжение каната на барабане

. (22)

Момент на оси барабана

. (23)

Момент сопротивления, приведенный к валу двигателя

.

По величине М_дв подбирают двигатель и далее, редуктор, тормоза и т.д