Для выполнения расчета необходимо принять график загрузки механизма подъема в соответствии с заданным режимом работы [2, рис. П 4.1] и график изменения КПД в соответствии с принятой кинематической схемой [2, рис. 4.4]. Результаты расчета представим в таблице 2.
1(а1)
0,095(а2)
0,05(a3)
0,4 0,7 1 t/T=ti
Рисунок 9 - График нагрузок механизма подъема крана для среднего режима работы
Таблица 2 - Данные для вычисления среднеквадратичного момента
Наименование | Формула | при | ||
α1 | α2 | α3 | ||
Вес груза, Н | ![]() | |||
КПД | ![]() | 0,86 | 0,8 | 0,63 |
Статический момент ![]() | ![]() | 474,05 | 48,41 | 32,36 |
Приведенный момент инерции, ![]() | ![]() | 2,16 | 1,62 | 1,6 |
Приведенный маховый момент ![]() | ![]() | 84,7 | 63,5 | 62,7 |
Время пуска на подъем, с | ![]() | 1,7 | 0,3 | 0,3 |
КПД при опускании | ![]() | 0,86 | 0,8 | 0,63 |
Статический момент при опускании, ![]() | ![]() | 350,6 | 30,98 | 12,84 |
Время пуска на опускание, с | ![]() | 0,24 | 0,26 | 0,26 |
Здесь
где δ – коэффициент, учитывающий инерцию вращающих масс трансмиссии, δ=1,1…1,25;
- момент инерции ротора мотора, кг
м2;
- сума моментов инерции муфт на быстроходном валу,
;
Среднеквадратичный момент
, Н
м,
где - время установившегося движения, с,
,
здесь H – высота подъема груза, м;
V - скорость подъема груза, м/с;
с.
Эквивалентная мощность
кВт.
кВт, следовательно, двигатель во время пуска не будет нагреваться.
1.11 Стопорный колодочный тормоз
Необходимый момент тормоза
,
где коэффициент запаса торможения;
статический крутящий момент на тормозном валу при торможении,
.
.
Выбираем колодочный тормоз с пружинным замыканием ТКТГ 300M с тормозным моментом
с последующим его регулировкой на требуемый тормозной момент.
Время торможения
с,
где
,
.
Время торможения при опускании груза
с.
Время торможения при подъеме груза
с.
Механизм передвижения
2.1. Кинематическая схема механизма передвиж
Рисунок 10- 1-электродвигатель, 2-тормоз, 3-муфта, 4-редуктор,
5-колеса, 6-муфта
Расчет ходовых колес
Максимальная реакция на колесо
- вес тележки, H.
Эквивалентная нагрузка на ходовое колесо
Рисунок 11- Нагрузка на колесо
где γ – коэффициент неравномерности нагрузки
k – коэффициент, учитывающий группу режима работы; для 3М k=1,1.
По эквивалентной нагрузке выбираем диаметр холостого хода колеса.
По среднему режиму работы при скорости 32 м/мин и нагрузке 98,6kHсоответствует колесо с диаметром D=400 мм, тип рельса Р24[1, табл. 54].
Марку стали колеса принимаем по допустимым контактным напряжениям.
При точечном контакте напряжения рассчитываются по формуле
где m– коэффициент, учитывающий отношение минимального радиуса к максимальному, m=0,4;
rmax– радиус ходового колеса, 0,5D=200 мм;
По таблице 2.46 [4] для среднего режима работы принимаем сталь 65Г (т.к. для конических колес необходима твердость ≥ 300HB).
Сопротивление движению
Сопротивление передвижению
где - динамическое сопротивление передвижению, H;
H.
, H;
где - сопротивление сил трения, H
- сопротивление от уклона, H
H,
где β – коэффициент, учитывающий трение реборд: при подшипниках качения β = 2,5…3,2;
μ – коэффициент трения скольжения в подшипниках качения, μ = 0,015;
d – диаметр цапфы вала колеса, см, предварительно принимаем (0,2…0,25)D, d = 100 мм;
f – коэффициент трения качения колеса по рельсу, 0,06 см [2, табл. 2,13].
где i – допустимый уклон подтележечного пути, i = 0,002.
где g – ускорение свободного падения, ;
а – максимально допустимое ускорение для данного механизма, .
Выбор электродвигателя
Установочная мощность двигателя
где - коэффициент использования мощности двигателя;
η – предварительное значение КПД механизма передвижения,
η = 0,8…0,85;
- удельное сопротивление трения;
По установочной мощности принимаем электродвигатель серии АО2-52-6.
Таблица 3 - Техническая характеристик электродвигателя
Тип электродви- гателя | Мощность N, кВт | п, об/мин | Ψпуск | Ψmax | J,
кг ![]() |
АО2-52-6 | 7,5 | 1,3 | 1,8 | 0,11 |
Выбор редуктора
Необходимое передаточное число редуктора
где - частота вращения ходового колеса, об/мин,
По требуемому передаточному числу выбираем редуктор ВКН-320 с
Выбор тормоза
Необходимый тормозной момент на быстроходном валу механизма передвижения
Время торможения
где W – сопротивление передвижению тележки без учета веса груза.
Так как по заданию скорость передвижения тележки V=32м/мин, тормоз в механизме передвижения не обязателен.