3.2. ПРИМЕР РАСЧЕТА МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ

Исходные данные. Рассчитать механизм передвижения электрического мостового крана грузоподъемностью Q = 5 т, предназначенного для перегрузки штучных грузов в закрытом помещении. Пролет крана L=16 м. Скорость передвижения пер=1,3 м/с. Режим работы средний, ПВ = 25 % (группа режима работы 4 по табл. 1.8). Привод центральный с быстроходным валом.

Определение сопротивлений передвижению крана. Согласно рекомендациям параграфа 1.2, ориентировочная масса мостового крана m=0,96Q + 0,84L = 0,965+ +0,8416= 18,24 т.

По табл. 1.29 найдем рекомендуемый диаметр ходовых колес Dк=500 мм.

Коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам с плоской головкой =0,0005 м (табл. 1.28). Коэффициент трения в подшипниках качения ходовых колес =0,02 (подшипники конические).

Диаметр цапфы вала ходового колеса [см. пояснения к формуле(1.81)] dк=0,2500=100 мм. Примем также kр = 2,5.

 

Выбор  электродвигателя,  соединительных  муфт и  редуктора.

Статическая   мощность  привода   по  формуле   (2.42) при =0,85 (табл. 1.18)

 

Из табл. III,3.5 выбираем крановый электродвигатель типа МТF 112-6 мощностью Р = 5,8 кВт при ПВ = 25 % с частотой вращения n = 915 мин-1. Момент инерции ротора 0,021 кгм2.

Номинальный момент двигателя

Tном = 9550  = 9550 = 60,5 Н·м.

Частота вращения ходового колеса

 

Требуемое передаточное число привода, согласно  (2.36),

 

Поскольку в приводе рассчитываемого механизма передвижения должно быть установлено два одинаковых редуктора, на каждый из них (с учетом неравномерности распределения) приходится мощность, равная (0,5...0,6) Рс, т. е. 2,6...3,1 кВт. Расчетная мощность для выбора редуктора, согласно (1.101) и табл. 1.34, Рр= kрРс = 2,23 = 6,6 кВт. Исходя из этой мощности и требуемого передаточного числа, из табл. III.4.16 выбираем для среднего режима работы и частоты вращения быстроходного вала nб=1000 мин-1 редуктор типа ВК-475 с передаточным числом uр= 19,68 и мощностью Рр=8,3 кВт.

Номинальный момент, передаваемый двумя муфтами двигателя, принимается равным моменту статических сопротивлений, согласно (1.29),

 

Расчетный момент для выбора соединительных муфт [см. (1.103)]  (k1 и k2 см. табл. 1.35). Учитывая, что крутящий момент передается двигателем на две муфты (привод центральный с быстроходным валом) и возможно неравномерное распределение  нагрузок   между  ними,   расчетный   момент для одной муфты = 0,6Tм= 0,6 · 73,6 = 44,2 Н · м. Из табл. III.5.6 выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту с крутящим моментом 63 Н·м. Диаметр муфты D= 100 мм, момент инерции [см. пояснения к (1.36)]

Для трансмиссионного быстроходного вала предусматриваем такие же промежуточные муфты и со стороны ходовых колес. Всего на быстроходном валу предусматривается шесть муфт.

Фактическая скорость передвижения крана

 

отличается от ближайшего значения 1,25 м/с из стандартного ряда (табл. 1.2) на 2,4 %, что допустимо.

Полагаем, что общее число ходовых колес крана z = 4, из них приводных zпр = 2. Примем коэффициент сцепления ходовых колес с рельсами = 0,15, коэффициент запаса сцепления = 1,2 [см. пояснения к (1.81)].

По формуле (1.81) максимально допустимое ускорение крана при пуске в предположении, что ветровая нагрузка,

 

Наименьшее допускаемое время пуска по условию сцепления

 

Средний пусковой момент двигателя [см. (1.89)]

 

Момент статических сопротивлений  согласно (1.29)  при  работе крана без груза (определение значений Fпер = приводится ниже)

 

Момент   инерции   ротора   двигателя  Iр = 0,021 кг·м2  и  муфт быстроходного вала

=6Iм = 6·0,002 = 0,012 кг·м2.

I= Iр + = 0,021 + 0,012 = 0,033 кг·м2,

Фактическое время пуска механизма передвижения без груза [см. (1.69)]

 

что согласуется с данными табл., 1.19. Коэффициент  = 1,2 [см. пояснения к формуле (1.36)].

Фактическое ускорение крана без груза при пуске согласно (2.43)

аф =  = = 0,22 м/с2 < аmax = 0,48 м/с2.

Проверяем фактический запас сцепления. Для этого найдем:

а) суммарную нагрузку на приводные колеса без груза [см. пояснения к. (2.44)]:

Fпр = тg = 18 24 9,81 = 89 467 Н;

б) сопротивление передвижению  крана  без груза согласно (2.40):

 

По формуле (2.44) фактический запас сцепления

                                                                   

 

Проверка электродвигателя на нагрев выполняется, как в примере 3.1.

Определение тормозных моментов и выбор тормоза. Максимальное допустимое замедление крана при торможении по формуле (1.82) при FР=0

 

 

По табл. 1.26  принимаем = 0,15 м/с2.

Время торможения крана без груза, согласно (2.43),

=  = = 8,13 с.

Сопротивление  при торможении  крана без груза [см. (2.48)]

 

Момент статических сопротивлений на тормозном валу при торможении крана, согласно (2.46) и (2.47), в предположении, что тормоз установлен на валу двигателя и нет уклона пути,

 

Момент сил инерции при торможении крана без груза [см. (1.62)]

 

Расчетный тормозной момент на валу тормоза [см. (1.79)]

=35,77— 11,625 Нм.

Из табл. III.5.13 выбираем тормоз типа ТКГ-160 с диаметром тормозного шкива Dт=160 мм и наибольшим тормозным моментом Tт=100 Нм, который следует отрегулировать до Tт = 25 Нм.

Минимальная длина пути торможения по табл. 1.26  S = v2/k =  1,222/1,5=1 м.

Фактическая длина пути торможения, согласно (1.75),  Sф= 0,5 = 0,51,228,13 = 4,96 м> 1 м, что соответствует рекомендациям табл. 1.26.