Расчёт механизма подъёма мостового крана

 

5.1.5 Долговечность опор

Проверяем для опоры В, т. к. этот подшипник вращается.

Радиальная нагрузка на подшипник Н.

Нагрузки, соответствующие времени  их действия , Н, рассчитываем по формуле (30),

где , , ;

 Н, Н, Н.

Эквивалентную нагрузку , Н, рассчитываем по формуле (31),

где , , .

 Н.

Приведенную нагрузку , Н, рассчитываем по формуле (32),

где − коэффициент радиальной нагрузки;

        − кинематический коэффициент вращения, при вращении наружного кольца подшипника;

     ; 

     − температурный коэффициент, при температуре ;

Н.

Частоту вращения барабана , мин⁻¹, рассчитываем по формуле (94),

,

(94)

.

Требуемую динамическую грузоподъемность , Н, рассчитываем по формуле (95),

,

(95)

где ч − срок службы подшипника, при легком режиме работы и сроке службы механизма 5 лет;

.

Что удовлетворяет условию.

 

5.1.6 Расчет крепления конца каната

Выполняем прижимной планкой с  полукруглой канавкой для каната диаметром  мм. Планка крепится болтом М16 из Стали 45 ГОСТ 1050−88 ( МПа) [2, табл. П. 4].

Натяжение каната в месте крепления  , Н, рассчитываем по формуле (96),

,

(96)

где Н − максимальное натяжение каната;

      − коэффициент трения между канатом и барабаном;

      − угол обхвата барабана неприкосновенными витками [1, с. 63];

.

Силу затяжки винта  , Н, рассчитываем по формуле (97),

,

(97)

где − число болтов в крепление;

      − коэффициент трения между канатом и планкой;

      − угол обхвата барабана витком крепления каната [1, с. 63];

.

Силу изгибающую винт , Н, рассчитываем по формуле (98),

 

,

(98)

.

Суммарное напряжение в каждом винте  , МПа, рассчитываем по формуле (99),

,

(99)

где − коэффициент надежности крепления;

      мм − расстояние от головки винта до барабана;

     мм − внутренний диаметр резьбы винта;

     МПа;

.

Что удовлетворяет условию.

 

 

2 Расчет механизма  передвижения тележки

2.1 Схема механизма

 

Рисунок 5 − Схема механизма передвижения тележки с центральным расположением редуктора типа ВК

Задано: грузоподъемность кг, скорость передвижения м∙с⁻¹, средний режим работы.

 

Электродвигатель (рисунок 5) 1 через муфту 2 соединен с вертикальным редуктором типа ВК. Выходной вал редуктора муфтами 4 и промежуточными валами 5 соединен с ходовыми колесами 6.

 

2.2 Определение  сопротивления передвижению

Массу тележки  , кг, рассчитываем по формуле (100),

,

(100)

 кг.

Наибольшую нагрузку на одно колесо , Н, рассчитываем по формуле (101),

,

(101)

где − количество колес тележки;

H.

Выбираем при заданной скорости передвижения м∙с⁻¹ и среднем режиме работы колесо 250/Р15: диаметр мм, допускаемая нагрузка Н, тип рельса Р15. В опорах колеса установлены роликоподшипники радиальные сферические двухрядные 3610 ГОСТ 5721−75 [2, табл. П. 10] с внутренним диаметром , , , мм, Н, диаметр реборд колеса мм.

Сопротивление передвижению с номинальным  грузом , Н, рассчитываем по формуле (102),

,

(102)

где − коэффициент трения в опорах колеса [1, с. 33];

      − коэффициент трения качения колеса по рельсу, при мм и плоской головке рельса [1, табл. 1.28];

      − коэффициент, учитывающий трение реборд о рельс, для подшипников качения [1, с. 33];

      − уклон пути тележки мостового крана [1, табл. 2.10];

 

 Нм.

 

 

     2.3 Выбор элементов привода

2.3.1 Выбор электродвигателя

Статическую мощность привода  , кВт, рассчитываем по формуле (103),

,

(103)

где − КПД механизма передвижения [1, табл. 1.18];

 кВт .

Выбираем двигатель MTF 011-6:номинальная мощность при кВт, частота вращения мин⁻¹, максимальный (пусковой) момент Н∙м, момент инерции ротора кг∙м², мощность при кВт, диаметр вала мм, высота центров мм [1, табл. ІІІ. 3.5].

Условное обозначение: Двигатель MTF 011−6У1 ГОСТ 185−70.

 

2.3.2 Выбор редуктора

Частоту вращения ходовых колес , мин⁻¹, рассчитываем по формуле (104),

,

(104)

 мин⁻¹.

Передаточное отношение привода , рассчитываем по формуле (105),

,

(105)

.

Минимально возможное суммарное  межосевое расстояние редуктора , мм, рассчитываем по формуле (106),

,

(106)

Выбираем редуктор ВКН-480: передающая мощность кВт при среднем режиме работы, частота вращения мин⁻¹, передаточное число , диаметр быстроходного вала , диаметр тихоходного вала мм [4, прил. LXIV].

Фактическую скорость передвижения , м∙с⁻¹, рассчитываем по формуле (107),

,

(107)

 м∙с⁻¹.

 

2.3.3 Выбор муфты  быстроходного вала

Номинальный момент на валу , Н∙м, рассчитываем по формуле (108),

,

(108)

 Н∙м.

Расчетный момент , Н∙м, рассчитываем по формуле (109),

,

(109)

где − коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма;

      − коэффициент, учитывающий режим работы, для среднего режима работы [1, табл. 1.35];

 Н∙м.

Выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую МУВП-5 ГОСТ 21424−93: номинальный момент Н∙м, момент инерции кг∙м², диаметр отверстий и мм.

 

2.3.4 Выбор муфты  тихоходного вала

Момент на валу редуктора  , Нм, рассчитываем по формуле (110),

,

(110)

где − КПД редуктора [1, табл. 1.18];

 

 Нм.

Расчетный момент , Нм, рассчитываем по формуле (111),

,

(111)

 Нм.

Выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую  МУВП-8 ГОСТ 21424−93: номинальный момент Н∙м, момент инерции кг∙м², диаметр отверстий и мм.

 

2.3.5 Выбор тормоза

Максимально допустимое замедление при  движении тележки без груза  , м/с², рассчитываем по формуле (112),

,

(112)

где − число приводных колес;

      − коэффициент сцепления ходовых колес с рельсами [1, с.33];

 м/с².

Время торможения , с, рассчитываем по формуле (113),

,

(113)

 с.

Сопротивление передвижению тележки  без груза при торможении , Н, рассчитываем по формуле (114),

,

(114)

 Н.

Тормозной момент  при движении без груза , Нм, рассчитываем по формуле (115),

 

,

(115)

где − коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс привода механизма;

 Нм.

Выбираем тормоз ТКТ-200 с тормозным моментом Нм [1, табл.ІІІ. 5.11].

Рекомендуемую длину пути торможения , м, рассчитываем по формуле (116),

,

(116)

где м∙с⁻¹ − скорость передвижения тележки;

     -коэффициент сцепления(работа в помещении);

 м.

Фактическую длину торможения , м, рассчитываем по формуле (117),

,

(117)

 м.

Полученное значение фактической скорости передвижения тележки меньше рекомендуемого.

 

2.4 Проверка  пускового режима электродвигателя

Максимально допустимое ускорение  при пуске  , м/с², рассчитываем по формуле (118),

,

(118)

где − минимально допустимое значение коэффициента запаса сцепления [1, табл. 1.27];

 м/с².

Наименьшее допускаемое время  пуска  , с, рассчитываем по формуле (119),

 

,

(119)

 с.

Средний пусковой момент двигателя  , Нм, рассчитываем по формуле (120),

,

(120)

где − минимальная кратность пускового момента [1, с.35];

 Нм.

Сопротивление при работе без груза  , Н, рассчитываем по формуле (121),

,

(121)

 Н.

Статический момент при работе без  груза  , Нм, рассчитываем по формуле (122),

,

(122)

 Нм.

Момент инерции вращающихся  масс привода , кг∙м², рассчитываем по формуле (123),

,

(123)