Расчет механизма передвижения тележки

 

При установочном зазоре между колодкой и шкивом  ∑  (таблице 24) ход пружины в тормозе

                               

                                         h = 2 ·∑ · l / l₁ = 2 0,8 0,4 / 0,15 = 3,2 мм (73) 

Таблица 24   Рекомендуемые установочные зазоры между колодкой и шкивом 

 
 
 

               4.8 Проверочные расчеты

                                     4.8.1 Проверка двигателя  на время разгона 

Время пуска при максимально допустимом ускорении 

                                          t_n = υ_т / a_max = 0,42 / 60 · 0,675 = 1,17 с (74) 

Момент сопротивления  при передвижении тележки без  груза 

                              М^‘_с = W_тр.о ·D_х.к / 2 i _о η_о = 84· 0,25 / 2 ·14,67· 0,9 = 0,8 кг·м (75) 

Необходимый средний  пусковой момент 

      М_пуск = 0,8 + 1,2 · 0,17 · 885 / 375 · 1,17 + 900 · 0,25² · 885 / 375 · 1,17 · 14,67² · 0,9 = 4,46 кг·м 

Для двигателя  МТ 11 – 6 кратность максимального  момента равна 2,3. Минимальный пусковой момент обычно принимают равным 1,1 номинального момента. Средний пусковой момент 

                   М_пуск = (М _{max пуск}  + М _{min пуск} ) / 2 = (2,3 М _ном + 1,1 М _ном ) / 2 = 1,7 М _ном .    (76) 

Тогда двигатель  должен иметь номинальный момент 

                                          М _ном = М_пуск / 1,7 = 4,46 / 1,7 = 2,62  кг·м (77) 

Двигатель МТ 11 – 6 имеет в действительности номинальный  момент 

                                         М _ном = 975 N_дв / n_дв = 975 2,2 / 885 = 2,42  кг·м (78) 

Фактическое время  пуска 

    t_n = 1 / М_пуск  – М_с ( 1,2 GD²_дв · n_дв / 375 + G_т D²_х.к n_дв / 375 i²_o η_о ) = 1 / (1,7 · 2,42 – 0,8) ·  

       · (1,2 · 0,17 ·2 μ + f d) 885 / 375 + 2000 · 0,25² · 885 / 375 · 14,67² · 0,9 ) = 1,22 с          (79) 

Фактический запас сцепления при пуске 

k_сц = φ / [υ_т / t_n g + P_в / G + (2 μ + f d) · k_р / D_х.к ] · n_к / n_пр – f d / D_х.к = 0,2 / [ 0,42 / 1,22 · 60 · 9,81 +

            

+ ( 2 · 0,03 + 0,015 · 7) 2,5 / 25 ] · 4 / 2 – 0,015 · 7 / 25 = 1,24 >1,2 . (80) 

                                     4.8.2 Проверка двигателя на время торможения

Тормозной момент механизма передвижения определяют при обеспечении надлежащего  сцепления ходового колеса с рельсом, которое исключило бы возможность  юза при торможении тележки, движущейся с номинальной скоростью без груза.

Максимально допустимое замедление, при котором обеспечивается заданный запас сцепления ходовых  колес с рельсом, равный 1,2, определяют по уравнению. 

                      а^т_max = [n_пр / n_к · (φ / 1,2 – f d / D_х.к ) + (2 μ + f d) · 1 / D_х.к – P_в / G_т ] · g           (81) 

Обозначения к  уравнению указаны в аналогичном  уравнении при выборе двигателя : 

        а^т_max = [2 / 4 · ( 0,2 / 1,2 – 0,015 · 7 / 25) + (2 · 0,03 + 0,015 · 7 ) · 1 / 25 ] · 9,81 = 0,865 м / с²  

Время торможения 

                                           t_т = υ_т / а^т_max = 0,42 / 60 · 0,865 = 0,92 с           (82) 

Уравнение моментов при торможении 

                                                         М_т + М^т_со = М^т_ин , (83) 

где М^т_со – момент сопротивления передвижению тележки без груза при торможении.

В отличие от момента сопротивления при пуске  сопротивление при торможении определяют при коэффициенте трения реборд k_р =1, так как трения реборд в процессе торможения может и не быть.

Сопротивление передвижению при торможении 

                          W^т_тр.о = G_т / D_х.к · (2 μ + f d) =2000 / 25 ( 2 · 0,03 + 0,015 · 7 ) = 33  кг (84) 

Момент сопротивления, приведенный к валу тормоза, 

                             М^т_со = W^т_тр.о · D_х.к / 2 i_o η_о = 33 · 0,25 / 2 · 14,67 · 0,9 = 0,315  кг·м (85) 

Инерционный момент при торможении вращающихся и  поступательно движущихся масс 

М^т_ин = 1,2 GD²_дв · n_дв / 375 t_т + G_т D²_х.к n_дв η_о / 375 t_т i²_o = 1,2 · 0,17 · 885 / 375 · 0,92 +  

            + 2000 · 0,25² · 885 · 0,9 / 375 · 0,92 · 14,67² = 3,9  кг·м (86) 

Тогда тормозной  момент 

                                          М_т = М^т_ин – М^т_ин = 3,9 – 0,315 = 3,59  кг·м (87) 

Примем электромагнитный колодочный тормоз ТКТ 200 / 100 ( с тормозным  шкивом 200 мм и электромагнитом МО – 100Б ) с номинальным тормозным моментом 4 кг·м, отрегулированный на требуемый тормозной момент.

 

                           

                                  4.8.3 Проверка запаса  сцепления колес  с рельсами 

Максимальная  нагрузка на ходовое колесо тележки в предположении равномерного распределения нагрузки по всем четырем колесам 

                                          P₁ ≈( Q +G_т )/ 4 =( 5 + 2) / 4 = 1,75  т  (88) 

Расчет ходовых  колес производится на контактное смятие для линейного контакта цилиндрического обода колеса с плоским рельсом, имеющим длину контактной линии b = 40 мм :

                                         _______                          ___________________

                  σ_э = 0,167 k_f √ PE / b r_к  = 0,167 1,05 √ 1480 2,1 10⁶ 2 / 4 12,5 = 1270 кг / см² (89)  

где  k_f  – коэффициент зависящий от режима работы и равный при среднем режиме 1,04 – 1,06; примем k_f = 1,05;

P = k_д k_н P₁ – расчетная нагрузка на колесо;

          k_д – коэффициент динамичности, равный единице при скорости до 60 м /мин;

          k_н – коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине рельса; для плоских рельсов k_н = 2.

Допустимые  значения эффективных напряжений

                                        _______                 ___________

                    [σ_э] = σ_э.о ⁹√ 10⁴ / N_пр = 71,2 ⁹√ 10⁴ / 3,64 10⁶ = 3,67 > σ_э = 12,7 кг / мм² (90) 

где σ_э.о – предельное значение эффективных напряжений, принимаемое в зависимости от выбранной твердости поверхности катания ходового колеса по зависимости 

                                     σ_э.о = (0,25 – 0,3 ) НВ = 0,25 285 = 71,2 кг / мм² (91) 

для стали 35, нормализованной, с твердостью поверхности НВ285;

N_пр – приведенное число оборотов ходового колеса; 

N_пр = N₁ + N₂ (Р₂ / P₁)³ + N₃ (P₃ / P₁) = 1,33 10⁶ [ 1 + 5 ( 1,75  / 1,75)³ + 4 ( 0,75 / 1,75)³ ] =   

= 3,64 10⁶  об. (92) 

Число оборотов колеса под нагрузкой  Р₁ 

                             N₁ = 60 υ_т / D_х.к π h₁ = 60 0,42 / 3,14 0,25 365 = 1,33 10⁶ , (93) 

где h₁ – число часов работы крана под нагрузкой Р₁.

При сроке  службы колеса 10 лет общее число  часов работы 

                      Т = 10 365 k_г k_с 24 ПВ% / 100 = 10 365 0,5 0,33 24 25 / 100 = 3650 ч (94) 

Тогда согласно усредненному графику нагружения крана (рисунок 8) 

                                                       h₁ = 3650 0,1 = 365 ч 

Нагрузка Р₁ = 1,75 т

При работе с  Q = 0,5 Q_ном 

Р₂ = (5 + 2) / 4 = 1,75 т    и      h₂ = 5 h₁                                       

при работе с  Q = 0,1 Q_ном 

Р₃ = (1 + 2) / 4 = 0,75 т     и    h₃ = 4 h₁ 
 

 
 

                    Рисунок 8 – Усредненный график  загрузки крановых механизмов :

                     а – легкого и среднего режимов  работы; б – тяжелого режима  работы