МЕХАНИЗМ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ТЕЛЕЖКИ
Последовательность расчета
1. Выбор схемы механизма, ее описание.
2. Выбор массы тележки, ходовых колес и определение сопротивления передвижению.
3. Выбор электродвигателя, редуктора, муфт, тормоза.
4. Проверка двигателя на пусковой режим и устойчивость процесса пуска.
5. Проверка двигателя на нагрев.
6. Расчет ходовых колес.
Если по условиям пуска получаются неприемлемые время пуска и ускорение, принять более мощный двигатель, проверить пригодность ранее принятых редуктора (по и ) и тормоза (по ).
Методика расчета
Задано: грузоподъемность (т), скорость передвижения (), режим работы.
1. Схема Здесь рассматривается механизм с редуктором ВК (см. рис. П.7, а). Можно применить механизм с редуктором ВКН (навесного типа) - см. рис. П.7, б. механизма (рис.4).
Электродвигатель через муфту соединен с вертикальным редуктором ВК. Выходной вал редуктора муфтами и промежуточными валами соединен с ходовыми колесами.
2. Сопротивление передвижению
Масса тележки [1. с. 13].
Наибольшая нагрузка на одно колесо
где - количество колес тележки; принимаем = 4.
Выбираем Выбрать при скорости . [1, табл.III.2.3] при заданной скорости передвижения и режиме работы колесо : диаметр мм, допускаемая нагрузка кН, тип рельса . В опорах колеса установлены подшипники Указать вид подшипника. (табл.П.10) с внутренним диаметром мм; диаметр реборд мм (табл.П.10).
Сопротивление передвижению с номинальным грузом
, кН,
где - коэффициент трения в опорах колеса, - коэффициент трения качения колеса по рельсу, - коэффициент, учитывающий трение реборд о рельс, - уклон пути; принимаем [1, с.33], мм при мм и рельсе Указать, с плоской или выпуклой головкой с головкой [1, табл.1.28], при подшипниках качения [1, с.33], [1, табл. 2.10].
3. Выбор элементов привода
3.1 Электродвигатель
Статическая мощность привода
, кВт ,
где - КПД механизма передвижения; принимаем [1, табл. 1.18]. Выбираем Выбрать по условию [1, табл.ІІІ.3.5] двигатель : номинальная мощность при ПВ = % кВт, частота вращения мин-1, максимальный (пусковой) момент , момент инерции редуктора , мощность при ПВ = 25% кВт, диаметр вала , высота центров мм [1, табл. ІІІ.3.6].
Условное обозначение: [1, с.38].
3.2. Редуктор
Частота вращения ходовых колес
, мин-1
Передаточное отношение привода
Минимально возможное суммарное межосевое расстояние редуктора
Выбираем Выбрать в зависимости от применяемой схемы механизме редуктора ВК [ 5, прил.LXIV] или ВКН (табл.П.11 или [5, прил.LXII] по условиям , - ближайшее к передаточному отношению , диаметр выходного вала [2, табл.27 или 28], [5, прил. LXI или LXIII]. [ ] редуктор : передающая мощность кВт при режиме работы, частота вращения мин-1. передаточное число , диаметр входного вала мм [ ], диаметр выходного вала мм [ ].
Фактическая скорость передвижения
,
3.3 Муфта на быстроходном валу
Номинальный момент на валу
Расчетный момент
,
где - коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма, - коэффициент, учитывающий режим работы; принимаем [1, табл.1.35] , .
Выбираем Выбрать по условию , диаметры согласовать с диаметрами двигателя и редуктора [1, табл. III.5.6]. (табл. П.6, П.7). муфту [ ]: номинальный момент , момент инерции , диаметр отверстий и мм.
3.4 Муфта на тихоходном валу
Расчетный момент
,
где - момент на валу редуктора.
,
где - КПД редуктора; принимаем . [1, табл. 1.18]
Выбираем муфту [ ] ; , , , мм.
3.5 Тормоз
Максимально допустимое замедление при движении тележки без груза
где - число приводимых колес, - коэффициент сцепления ходовых колес с рельсами; принимаем , [1, с.33].
Время торможения
Сопротивление Это случай крана с грузовым электромагнитном; для крана без магнита . передвижению тележки без груза при торможении
Тормозной момент при движении без груза
Выбираем Можно выбрать тормоз ТКТ [1, табл. ІІІ.5.11] или ТКГ [1, табл. ІІІ.5.13] по условию . тормоз с тормозным моментом , который следует отрегулировать до .
Рекомендуемая длина пути торможения [1, табл. 1.23],
где .
Фактическая длина пути торможения
4. Проверка пускового режима двигателя
Максимально допустимое ускорение при пуске
где - минимально допустимое значение коэффициента запаса сцепления; принимаем [1, табл. 1.27].
Наименьшее допускаемое время пуска
Средний пусковой момент двигателя
где - минимальная кратность пускового момента; принимаем = [1, с.35].
Сопротивление передвижению при работе без груза
Статический момент при работе без груза
Момент инерции вращающихся масс привода
Фактическое время Сравнить с рекомендуемым [1, табл. 1.19]. Если результат существенно отличается, принять более мощный двигатель и повторить расчет по п.4. Затем проверить пригодность ранее принятого редуктора и тормоза. пуска при работе без груза
Фактическое ускорение Сравнить с . при пуске и работе без груза
Фактический запас Сравнить с ранее принятым . сцепления приводных колес с рельсами при работе без груза
5. Проверка По методике номинального режима работы [5. с.112]. Можно выполнить по методике, рассмотренной в разделе «Механизм подъема». двигателя на нагрев
Статический момент на валу двигателя при номинальной нагрузке
Коэффициент перегрузки двигателя
Перегрузочная способность двигателя
Момент инерции движущихся масс, приведенный к валу двигателя
Время пуска
где - относительное время пуска Выбрать по [1, рис. 1.4 или 1.5].; принимаем при и [ ], .
Среднее время рабочей операции
,
где - средний путь Принимаем м. передвижения тележки.
Расчетный коэффициент .
Эквивалентная по нагреву мощность Сравнить и принятого двигателя. Если , двигатель удовлетворяет условием нагрева. при ПВ = 25%.
где - коэффициент, учитывающий относительную продолжительность включения, - коэффициент По [1, рис. 1.16] указать по какой кривой определяется . влияния пускового момента на эквивалентную мощность; принимаем [1, табл. 1.32] при режиме работы, при [1, рис. 1.6, кривая ].
6. Узел ходовых колес
Нагрузка См.п.2 на одно колесо
Расчетная нагрузка
где - коэффициент режима работы, - коэффициент, учитывающий переменность нагрузки; принимаем [5, табл. 34],
Напряжение смятия [5, с. 116]
Подшипники опор Выполнить проверку аналогично п.5.1.5 «Механизм подъема».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кузьмин А.В., Марон Ф.Л. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин.-Мн.: Высшая школа, 1983-350 с., ил.
2. Погорелов С.В. Методические указания по конструктированию узлов тележки электромостового крана - Запорожье: ЗИИ, 1990-72 с., ил.
3. ГОСТ 6636-69 «Нормальные линейные размеры».
4. Перель Л.Я. Подшипники качения. Справочник - М.: Машиностроение, 1983-543 с., ил.
5. Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин. Иванченко Ф.К. и др. - К.: Выща школа, 1978-576 с., ил.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица П.1
Размеры канатных блоков, ммДиаметр каната | Диаметр по дну канавки | Длина ступицы | Диаметр каната | Диаметр по дну канавки | Длина ступицы | |
От 11 до 14 | 320-400 450 | 60 70 | Свыше 14 до 20 | 320, 400, 450 500, 560, 630 | 70 80 |
Номер заготовки крюка | Грузоподъемность для режимов, т | Размеры, мм | ||||||||
Легкого, среднего | тяжелого | |||||||||
13 | 5.0 | 4.0 | 75 | 48 | 75 | М42 | 45 | 10 | 37.129 | |
14 | 6.3 | 5.0 | 85 | 54 | 32 | М48 | 50 | 12 | 42.587 | |
15 | 8.0 | 6.3 | 95 | 60 | 90 | М52 | 55 | 13 | 46.587 | |
16 | 10.0 | 8.0 | 110 | 65 | 100 | М56 | 60 | 13 | 50.046 | |
17 | 12.5 | 10.0 | 120 | 75 | 115 | М64 | 70 | 14 | 57.505 | |
18 | 16.0 | 12.5 | 130 | 80 | 130 | Трап 70Х10 | 80 | 16 | 59.0 | |
19 | 20.0 | 16.0 | 150 | 90 | 150 | Трап 80Х10 | 90 | 18 | 69.0 | |
20 | 25.0 | 20.0 | 170 | 102 | 164 | Трап 89Х12 | 100 | 20 | 77.0 | |
21 | 32.0 | 25.0 | 190 | 115 | 184 | Трап 100Х12 | 110 | 23 | 87.0 |
Грузоподъемность , т | 5.0 | 6.3 | 8.0 | 10.0 | 12.5 | 16.0 | 20 | 25 | |
Толщина серьги , мм | 10 | 12 | 14 | 16 | 16 | 18 | 20 | 24 |
Материал | Предел прочности | Предел текучести | Предел выносливости | |
СЧ 15-32 | 150 | - | - | |
СЧ 18-36 | 180 | - | - | |
ГОСТ 1050-74 | ||||
20 | 420…500 | 250 | 170…220 | |
45 | 610…750 | 360 | 250…340 | |
ГОСТ 4543-61 | ||||
40 | 730…1050 | 650…900 | 320…480 | |
ГОСТ 380-60 | ||||
Ст 3 | 380…470 | 210…240 | - | |
Ст 5 | 500…620 | 260…280 | - |
Тип крана | Режим работы | |||
Легкий | Средний | Тяжелый | ||
Крюковой | 1.4 | 1.6 | 1.7 | |
Магнитный | 1.3 | 1.5 | 1.6 |
Параметры | Диаметр тормозного шкива, мм | ||||
200 | 300 | 400 | 500 | ||
Предельный момент [Т], Нм | 700 | 3150 | 5600 | 8000 | |
Момент инерции , кг м2 | 0.0763 | 0.471 | 1.375 | 3.56 | |
Диаметр отверстия, ммшкива полумуфты | 50…69.5 40…55 | 50…69.5 40…55 | 60…89.5 55 | 90 65 |
Номер муфты | Диаметр отверстия полумуфты, не более, мм | Предельный момент [Т], Н . м | Момент инерции кг . м2 | ||
Зубчатой | |||||
1 | 40 | 60 | 700 | 0.061 | |
2 | 50 | 70 | 1400 | 0.1195 | |
3 | 60 | 90 | 3150 | 0.2215 | |
4 | 75 | 100 | 5600 | 0.458 | |
5 | 90 | 120 | 8000 | 0.891 |
Тип электромагнита | Масса , т | Подъемная сила , кН | |
М22 | 0.55 | 60.0 | |
М42 | 1.56 | 160.0 | |
М62 | 5.20 | 300.0 | |
М62 Б | 3.50 | 200.0 | |
ПМ 15 | 1.55 | 100.0 |
Суммарное межосевое расстояние , мм | Диаметр , мм | Консольная нагрузка ' (кН) при режиме работы | |||
Легкий | средний | тяжелый | |||
250 | 75 | 12 | 18 | 12.5 | |
300 | 80 | 20 | 22.5 | 14 | |
350 | 110 | 32 | 25 | 18 | |
400 | 110 | 32 | 25 | 20 | |
500 | 150 | 50 | 40 | 25 | |
650 | 160 | 63 | 71 | 45 | |
750 | 200 | 100 | 125 | 63 |
Диаметр колеса | 160 | 200 | 250 | 320 | 400 | 500 | 560 | 630 | |
Подшипник | 1607 | 1609 | 3610 | 3612 | 3616 | 3620 | 3622 | 3624 | |
Диаметр реборд колеса , мм | 190 | 230 | 290 | 360 | 450 | 550 | 600 | 680 |
Типоразмер редуктора | Диаметр быстроходного вала | Передаточное число | Максимальная мощность (кВт) на быстроходном валу при разных режимах работы | ||||||
мин-1 | мин-1 | ||||||||
л | с | т | л | с | Т | ||||
ВКН-280 | 25 | 10 | 4.3 | 2.0 | 1.8 | 6.0 | 2.0 | 1.9 | |
16 | 3.0 | 1.4 | 1.2 | 4.0 | 1.7 | 1.5 | |||
31.5 | 1.4 | 1.0 | 0.9 | 1.9 | 1.0 | 0.9 | |||
50 | 0.9 | 0.7 | 0.6 | 1.0 | 0.8 | 0.7 | |||
ВКН-320 | 25 | 12.5 | 6.5 | 3.1 | 2.7 | 8.1 | 3.4 | 3.0 | |
20 | 3.6 | 2.4 | 1.8 | 5.6 | 2.8 | 2.2 | |||
40 | 2.5 | 1.7 | 1.2 | 2.8 | 1.8 | 1.2 | |||
63 | 1.2 | 0.9 | 0.7 | 1.7 | 1.1 | 0.7 | |||
ВКН-420 | 25 | 16 | 7.8 | 5.0 | 4.8 | 9.1 | 6.0 | 6.5 | |
25 | 5.0 | 3.5 | 3.0 | 6.1 | 4.9 | 4.4 | |||
50 | 2.8 | 2.1 | 1.6 | 3.5 | 2.8 | 2.2 | |||
80 | 2.3 | 1.8 | 1.3 | 3.1 | 2.2 | 1.7 | |||
125 | 1.6 | 1.2 | 1.0 | 1.7 | 1.4 | 1.2 | |||
ВКН-480 | 30 | 20 | 11.7 | 7.3 | 4.8 | 14.4 | 9.0 | 6.3 | |
31.5 | 8.3 | 5.0 | 4.0 | 10.3 | 6.6 | 4.8 | |||
63 | 4.7 | 3.4 | 2.5 | 5.9 | 4.1 | 3.0 | |||
100 | 3.3 | 3.3 | 2.2 | 4.1 | 3.0 | 2.7 | |||
ВНК-560 | 35 | 20 | 19.9 | 13.3 | 9.7 | 23.1 | 16.6 | 12.1 | |
25 | 15.5 | 10.6 | 8.2 | 21.9 | 14.1 | 10.3 | |||
40 | 10.7 | 7.8 | 6.5 | 13.9 | 10.0 | 7.9 | |||
50 | 8.8 | 6.5 | 5.5 | 12.1 | 8.6 | 6.7 | |||
50 | 5.9 | 4.4 | 3.9 | 7.8 | 5.5 | 4.8 |
Рисунок П.2 Эскизная компоновка подвески (а), расчетные схемы (б, в, г) и схемы подвесок типа 1 (А), 2 (Б), 3 (В), 4 (Г): 1-ось блоков, 2-блок, 3-серьга, 4-траверса.
Рисунок П.5 Типовые графики загрузки механизма подъема груза: а, б, в - соответственно для легкого, среднего и тяжелого режимов работы
Рисунок П.6 График загрузки электродвигателя механизма подъема в течении цикла
Рисунок П.7 Механизмы передвижения тележки с центральным расположением редуктора типа ВК (а) и ВКН (б): 1-электродвигателб, 2-муфта с тормозным шкивом, 3-вертикальный редуктор, 4-муфта, 5-ходовое колесо, 6-рельс, 7-тормозной шкив.
Страницы: 1, 2