3. Расчет механизма передвижения крана

В мостовых кранах возможны два механизма передвижения: с раздель­ным или центральным приводом. Вариант привода выбирается в зависимо­сти от грузоподъемности и параметров крана. Сопротивления передвижению крана аналогичны сопротивлениям самоходной грузовой тележки, поэтому расчет механизма передвижения крана ведется также, как и для механизма передвижения тележки.

1. Сопротивление передвижению крана с двухребордными колесами.

Нагрузка на ходовое колесо крана определяется аналогично нагрузке на ходовое колесо тележки. В данном случае используется масса крана, которая нам неизвестна. Поэтому необходимо определить конструкцию моста крана (коробчатая или решетчатая) и произвести его расчет для определения массы крана. Кроме того, при определении нагрузки на колесо большое значение имеет масса кабины с электрооборудованием и положение тележки в пролете крана.Для кранов грузоподъемностью выше 16 тон следует использовать следующую схему:

Рис. 7. Расчетная схема положения грузовой тележки крана справа

Числовые значения параметров можно найти в литературе [1,2,8].

Значения можно принять одинаковыми для всех кранов, равными 2,4 м. Вес кабины по ГОСТ 25711-83 G_K = 16 кН. Вес моста крана по ГОСТ 25711-83 примем 268 кН.

Составим уравнение моментов относительно левой точки опоры крана и найдем максимальную нагрузку на правые колеса крана.

Нагрузка на одно колесо:

2. Выбор колес.

По [2, табл. 2.11], используя значение , выбира­ем колесо диаметром D = 630 мм; .

3. Выбор колесных установок.

По диаметру колеса выбираем стан­дартные колесные установки (Прило­жение 8): приводную колесную уста­новку К2РП-630 исполнения 1 (один конец вала со шпонкой) и неприводную К2РН-630, имеющие параметры: D=630 мм; d=110 мм; В=100мм; mк.у.пр = 471,61 кг; ; z_ре6 = 2 mк.у.непр=452,14 кг. Форма поверх­ности катания - цилиндрическая. Тип подшипника - роликовый радиальный сферический двухрядный с симмет­ричными роликами.

4. Выбор подкранового рельса

По [2, табл. 2.11] выбираем рельс КР-80 ГОСТ 4121-76 с выпук­лой головкой. Значение b равно 80 мм. Проверим соотношение ширины до­рожки катания колеса В и головки рельса b: В-b = 110 - 80 = 30 мм, что не меньше нормы, указанной в [2, табл. 2.11]. Другие параметры рельса: R = 400 мм; bосн=130 мм; у = 6,43 см; F = 81,13 см²; Jх = 1547 см⁴; m_пог =63,7 кг; l_мерн=9,0; 9,5; 10,0; 10,5; 11,0; 12,0; lнем =4...12м; мате­риал-сталь М62.

2. Сопротивление передвижению крана

Сопротивление передвижению крана с номинальным грузом W_CT, кH,

при установившемся режиме работы равно

где d - диаметр цапфы колеса, мм [8, т.2, табл. V.2.43]; D_K =630 - диаметр ходового колеса, выбранный по максимальной нагрузке, мм; f=0,015 – коэф-фициент трения в опоре вала колеса [2, табл. 2.14]; - коэффициент трения качения колеса по рельсу, мм [2, табл. 2.13]; К_р=2,5- коэффициент реборд, определяемый в основном трением реборд о головку рельса и трением элементов токосъемного устрой­ства [2, табл. 2.15]; сопротивление, создаваемое ук­лоном подкранового пути: ; - уклон рельсового пути для крана [2, с.41].

2. Выбор электродвигателя и редуктора

Двигатель механизма передвижения обычно выбирается серии MTKF, МТКН [2,8] таким образом, чтобы отсутствовала пробуксовка ведущих колес незагруженной тележки, а коэффициент запаса сцепления должен быть не менее 1,2. Мощность двигателя N_CT, кВт, равна

где V_T - заданная скорость крана, м/с;= 0,7..0,85 - общий КПД механизма передвижения [8, т.2, с.423].

При выборе электродвигателя должны соблюдаться некоторые условия:

• относительная продолжительность включения (ПВ) двигателя должна соответствовать относительной продолжительности включения механизма;

• номинальная мощность двигателя должна быть равна или несколько больше значения мощности .

Выбираем электродвигатель переменного тока МТКH 412-6 с параметрами: ;;; ; ;

Частота вращения колес, об/мин,

Передаточное число редуктора

Выбираем по каталогу ближайший по полученным данным редуктор Ц2-400 с [2,8]. Так как расчетная вели­чина передаточного числа редуктора не совпадает с передаточным числом фактического редуктора, то фактическая частота вращения ходового колеса равна:

Фактическая скорость передвижения грузовой тележки равна, м/с

Погрешность выбора скорости передвижения тележки , м/с

Погрешность выбора скорости передвижения тележки не должна превышать ±15%. Требуемая мощность электродвигателя, кВт, определяется по формуле

При пуске электродвигателя максимальное допустимое ускорение ненагруженного крана, при котором обеспечивается заданный запас сцепления ходового колеса с рельсом без пробуксовки, равно [1]

где - число приводных колес крана; - общее число колес крана; - коэффициент сцепления ходового колеса с рель­сом, зависит от места установки крана(в помещении) [1, с. 393]; - ускорение свободного падения, м/с².

Время пуска при максимальном ускорении, с

Момент сопротивления при передвижении крана без груза, Нм,

Необходимый средний пусковой момент электродвигателя, Нм,

Фактический средний пусковой момент электродвигателя равен

где Ммах =981 Нм– максимальный момент выбранного электродвигателя, Нм;

Оценка среднепускового момента, необходимая для подбора электро­двигателя, возможна только при известном значении момента инерции Jдв

(куда должен входить и момент инерции муфты с тормозным шкивом), поэто­му вычисление требуемой мощности двигателя приходится производить с по­мощью формулы (4) и путем последовательных приближений, задаваясь вна­чале параметрами двигателя, подобранного по статической мощности с уче­том сопротивления передвижению крана с номинальным грузом [1, с. 267].

Поэтому для точного подбора электродвигателя необходимо предвари­тельно выбрать муфту и тормоз.

2. Выбор муфты

В механизме передвижения крана расчетный момент муфты определяем по формуле [2, т.2]

где - коэффициент, учитывающий степень ответственности соединения [2,т.2, табл. V.2.36]; - коэффициент режима работы [2, т.2, табл. V.2.37]; - коэффициент углового смещения, который должен учитываться в соответст­вии с ГОСТ 5006-83 для выбора зубчатых муфт [2,т.2, табл. V.2.38], а для ос­тальных типов соединительных муфт =1.

Необходимо учитывать максимальный кратковременный момент, разви­ваемый электродвигателем, не должен превышать двукратной величины Мрасч. По каталогу выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту, соеди­няющую электродвигатель с редуктором, с тормозным шкивом соответствую­щим по диаметру выбранному тормозу. Муфта подбирается по валу электро­двигателя и быстроходному валу редуктора, а также по крутя-щеему моменту Мрасч. Муфта имеет следующие параметры J=0,32 кг·м²

Муфты типа МЗП или другого типа для соединения выходных концов редуктора с валами приводных колес рассчитываются аналогичным образом.

Муфты зубчатые (ГОСТ 5006-83) типа II

12. Определение тормозного момента

В основу определения тормозного момента положено обеспечение со­ответствующего запаса сцепления приводных ходовых колес с рельсами, т.е. отсутствие юза при торможении грузовой тележки, и расчет ведут для наибо­лее опасного случая - грузовая тележка без груза.

Максимально допустимую величину замедления при торможении грузо­вой тележки, м/с², определяют по формуле [1]

Время торможения равно

Уравнение моментов при торможении грузовой тележки без груза имеет вид

где Мт - необходимый тормозной момент, Нм; - момент сопротивления передвижению грузовой тележки без груза при торможении, Нм; -момент инерции вращающихся масс механизма при торможении, Нм; -момент инерции поступательно движущихся масс тележки при торможении, Нм; - момент сопротивления передвижению грузовой тележки при уклоне

подтележечных рельсов, Нм.

Так как при торможении грузовой тележки трения реборд может и не происходить, то коэффициент реборд Кр при определении принимаем равным единице.

Сопротивление передвижению при торможении равно

Уравнение моментов при торможении в развернутом виде

По каталогу на тормоза принимаем ближайший по полученным данным тормоз типа ТКГ-300. Применение тормозов с гидротолкателями обеспечивает более плавное торможение, что особенно важно в механизме передвижения.

Согласно Правилам Госгортехнадзора тормоза в механизмах передвижения устанавливаются в тех случаях, если:

- машина работает на открытом воздухе;

- машина, предназначенная для работы в помещении, передвигается по рельсам, уложенным на полу;

- машина (тележка), предназначенная для работы в помещении на надземном рельсовом пути перемещается со скоростью более 32 м/мин.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Александров М.П. Грузоподъемные'машины.- М.: Высш.шк,2000.-552с.

2. Курсовое проектирование грузоподъемных машин / Под ред. С.А.Казака,- М.: Высш. шк., 1989.- 319 с.

3. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кра­нов. Госгортехнадзор России.- НПО ОБТ, 2000.- 239 с.

4. Канаты стальные. Сортамент.- М.: Изд-во стандартов, 1983.- 184 с.

5. Блейшмидт Л.И. Расчет и выбор стальных проволочных канатов для грузоподъемных машин: Метод, указания.- Брянск: БГТУ, 2001,- 18 с.

6. Расчеты крановых механизмов и их деталей.- ВНИИПТМАШ.-М.: 1993.-Т.1.- 187С..Т.2.- 163 с.

7. Подъемно-транспортные машины. Атлас конструкций / Под ред. М.П.Александрова, Д.Н. Решетова.- М.: Машиностроение, 1987.-122 с.

8. Справочник по кранам / Под ред. М:М.Гохберга,- Л.: Машиностроение, 1988.- Т.1.-536 с; Т. 2,- 569 с.

9. Шабашов А.П., Лысяков А.Г. Мостовые краны общего назначения. - М.: Машиностроение, 1980.- 304 с.

10. Цветков В.Д. Проектирование передаточных валов. Метод, указания.-Брянск: БГТУ, 2000.-116 с.

11. Крановое электрооборудование: Справ. / Под ред. А.А.Рабиновича.-М.: Энергия, 1979.-240 с.