Мостовой кран

                                                                                                                         (24)

                                                   

Из – за высокого передаточного  числа принимаем цилиндрический трехступенчатый редуктор ЦЗУ – 200, [Л2.стр.696] имеющим передаточное число i₀=129,39 Для механизма подъема расчетный момент, передаваемый редуктором, принимается равным наибольшему статического моменту при установившемся движении при подъеме, т.е

Номинальный момент электродвигателя

Средний пусковой момент электродвигателя в процессе пуска:

                                                          (25)

Номинальный момент электродвигателя:

                                                           (26)

                                                 

Тогда:

                                                 

Статический   момент   при   подъеме   груза, приведенный к    валу    двигателя, Н∙м:

                                                           (27)

                                                            (28)

                                                 

 

Таким образом, средний  пусковой момент оказывается меньше максимально допустимого момента, который может передать редуктор. Следовательно, выбранный редуктор подходит и по этому выбранному параметру. При этой величине пускового момента при подъеме номинального груза время пуска, определенное по уравнению:

                                                               (29)

                                

 

 

Тогда фактическое ускорение  при пуске:

                                                                      (30)

                                                  

Пусковой момент, развиваемый  двигателем, не зависит от веса груза и характера работы, выполняемой краном, и определяется только характеристиками двигателя. При изменении нагрузки при постоянном пусковом моменте будет изменяться соответственно время пуска.

Время движения с установившейся скоростью определяется по уравнению установившегося движения:

                                                                       (31)

                                                   

 

2.6 Определение тормозного момента и выбор тормоза

Необходимый тормозной  момент, Н∙м:

                                                                      (32)

где - коэффициент запаса торможения по нормам ГГТИ (таблица 4)

 

Таблица 4 – Коэффициент запаса торможения

Режим работы крана	1	2	3	4
	1,5	1,75	2,0	2,5

 

 

- статический момент при торможении, Н∙м, равный:

 

                                                                                    (33)

                                                                       

 

Принимаем по каталогу тормоз: типоразмер ТКП-200, тормозной момент 80 Н∙м, масса 78,5 кг.

При регулировке его  на меньший тормозной момент значительно  ухудшаются условия работы электромагнита, так как  при пружине тормоза, отрегулированной на меньшее усилие, замыкание электромагнита происходит со значительными ударами.

На этом тормозе и  останавливаемся для механизма подъема.

 

 

2.7 Выбор крюка и крюковой подвески

 

Крюк подбирают по номинальной грузоподъемности по ГОСТу  24-191-08-81 на крюки однорогие для  механизмов с машинным приводом

[Л3. стр. 279. Табл П1.1]

Размеры D=406 ; B=190 ; H=977 ; Масса 129 кг . Тип крюка  2-10-406

1-Грузовой крюк; 2- траверса; 3-обойма; 4-ригели; 5- болты ригелей;

6-упорный шарико-подшипник; 7-посадочное  место подшипника; 8-гайка крюка; 9- стопорная плавка; 10-ось блоков; 11-блоки; 12-бронзовые втулки;

Рисунок 16 – крюковая подвеска

 

2.8 Закрепление конца каната на барабане

Канат крепится к барабану прижимной  планкой с трапецеидальными канавками, где канат удерживается силой  трения, создаваемой затяжкой двух болтов М22 (рисунок 17). Усилие натяжение каната в месте его крепления:

                                                             (34)

где f – коэффициент трения каната по барабану, принятый равным 0,16; α – угол обхвата барабана канатом (принято согласно Правилам Госгортехнадзора равным 3π)

                                                  

Усилие, растягивающее  каждый болт крепления:

                                                                    (35)

где f₁ – приведенный коэффициент трения между канатом и планкой, имеющий трапецеидальную канавку с углом β = 40⁰;

                                                                     (36)

α₁ – угол обхвата барабана витками каната при переходе от одной канавки планки в другую (α₁ = 2π).

                                                 

                                                 

Суммарное напряжение в  болте с учетом изгиба болта и  с учетом касательных напряжений, возникающих при затяжке крепления,

                                                      (37)

где Z – число болтов; k – запас надежности крепления каната к барабану, принятый равным 1,5; d1 – внутренний диаметр резьбы болта М22, равный 18,75 мм; T – сила трения приложенная к планке, Н.

                                                                       (38)

l – расстояние от поверхности барабана до верха планки (рисунок 4), мм

                                                                      (39)

Допускаемое напряжение растяжения при болте, изготовленном  из стали Ст.3, σ_В = (350…400) мПа

                                                                       (40)

                                                    

                                                   

Рисунок 17 – Крепление каната к барабану прижимной планкой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Механизм  передвижения тележки

 

3.1 Схема механизма передвижения тележки

 

Выбранная принципиальная кинематическая схема механизма передвижения тележки  показанная на (рисунке 18). Механизм имеет привод к валу ходового колеса от электродвигателя переменного тока через вертикальный цилиндрический редуктор типа ВК, широко применяемый в механизмах передвижения крановых тележек. Двухколодочный, короткоходовой, нормально-замкнутый электромагнитный тормоз установленный на валу электродвигателя.

 

1 - двигатель; 2 – редуктор  типа ВК; 3 - тормоз; 4 – колесо приводное; 

5 – вал; 6 – муфта; 7 – рама.

Рисунок 18 – Кинематическая схема передвижения тележки

 

 

Минимальное число колес  определяется из следующего условия:

                                                            (41)

                                                            (42)

Принимаем n_к = 4.

3.2 Расчет ходовых колес

Нагрузка на ходовое  колесо, Н:

                                                             (43)

где - вес тележки;

                                                            (44)

                                                  

                                                  

Расчетная нагрузка на колесо:

                                                         (45)

где - коэффициент динамичности, принимаем из таблицы 5; - коэффициент неравномерности распределения нагрузки по линии контакта колеса с рельсой, зависящий от соотношения радиусов кривизны головки рельсы и обода колеса.

 

Таблица 5 – Коэффициент  динамичности

Режим работы крана	1	2	3	4
	1,0	1,2	1,4	1,4

 

При = 2, при точечном контакте .

                                                  

Предварительно по расчетной  нагрузке Р принимаем диаметр  колеса по таблице 6.

Таблица 6 – Диаметры ходовых колес в зависимости  от нагрузки

Р, кН	30-100	100-200	200-250	250-320	320-500	500-800	800-1000
, мм	200-300	400-500	500-630	630-710	710-800	800-900	900-1000

 

 

Согласно [Л1, приложение 9] уточняем принятый диаметр колеса

=250 мм, B = 70 мм.

Напряжение смятия в зоне контакта колеса с рельсой, Па:

                                                          (46)

где Е – приведенный модуль упругости колесо-рельса, равный:

                                                             (47)

При равнозначных материалах

                                                  

                                     

3.3 Сопротивление передвижению

 

Сопротивление передвижению тележки  с номинальным грузом, приведенное  к ободу ходового колеса, Н:

                                                            (48)

где Q – номинальный вес груза;

G_T – вес тележки;

 μ – коэффициент трения качения (μ = 0,002…0,003);

- диаметр ходового колеса;

 f – коэффициент трения в опоре вала колеса (f = 0,012…0,015);

 d_ц – диаметр цапфы (d_ц = (0,2…0,3) );

 k_p – коэффициент реборды (k_p = 1,5…2,5).

         

Тогда получим:

                             

3.4 Выбор электродвигателя  и редуктора

 

Выбор электродвигателя для механизма  передвижения крановых тележек и кранов производят по максимально допустимому пусковому моменту двигателя, при котором обеспечивается надлежащий запас сцепления ходового колеса с рельсой, исключающий возможность буксования при передвижении тележки без груза в процессе пуска.

При пуске максимально допустимое значение ускорения тележки, при  котором обеспечивается заданный запас  сцепления1,2, определяется по уравнению, м/с2:

           (49)

где - количество приводных ходовых колес;

- общие число ходовых колес;

φ – коэффициент сцепления колес с рельсой, равный 0,2;

- ветровая нагрузка на кран, для мостовых кранов в помещении  = 0.

 

       

Определим мощность двигателя  по статическому сопротивлению при  перемещении тележки с номинальным  грузом:

                                                            (50)

где - КПД передачи при установке ходовых колес на подшипниках качения можно принять равным ; - скорость перемещения тележки по мосту.