Файл: Курсовой проект по дисциплине "Грузоподъемные машины" на тему "Проектирование мостового крана".docx

= 1,13 Н*м² – маховый момент ротора электродвигателя;

= 2,2 Н*м – маховый момент муфты, соединяющей вал электродвигателя с редуктором;

V_гр = 6,5 м/мин – скорость подъема груза;

Среднее замедление при торможении

3.Расчет механизма передвижения мостового крана

3.1.Определение диаметра ходовых колес крана

Максимальное вертикальное усилие, приходящееся на одно ходовое колесо крана определим по формуле



где Q_кр – масса крана, т;

z = 4 – число опорных колес крана;

К₁=1,1 – коэффициент неравномерности нагружения колес;

К₂ = 1,1 – коэффициент перегрузки.

Массу крана определим по формуле



По усилию подбираем диаметр ходовых колес крана D_к = 250 мм. Диаметр цапфы под подшипник d_п = 45 мм.

3.2.Определение статического сопротивления передвижению крана

Статическое сопротивление передвижению крана определим по формуле

W_ст = W_тр + W_у = 1 + 0,89 = 1,89 кН

где W_тр – сопротивление от сил трения;

W_у – сопротивление уклона рельсового пути;

Сопротивление от сил трения определим по формуле





где f = 0,015 – приведенный коэффициент трения в подшипниках колес;

 = 0,3 мм – коэффициент трения качения колеса по рельсу;

К_р = 1,1 – коэффициент, учитывающий дополнительное сопротивление от скольжения реборд колес по головке рельса при перекосах крана.

Сопротивление от уклона рельсового пути

W_у = α*(Q_кр + Q_гр ) * g = 0,005*(13,56 + 1,0) * 9,81 = 0,89 кН

где α – продольный уклон рельсового пути.

3.3.Определение сил сопротивления передвижению крана

с учетом сил инерции

---

Силы сопротивления движению крана с учетом сил инерции определим по формуле

W_макс = W_ст + W_ин + W_р = 1,89 + 1,14 + 0,952 = 3,98 кН

где W_ин – сила инерции движущихся масс крана и вращающихся масс механизма;

W_р – дополнительное сопротивление, вызываемое раскачиванием груза на гибкой подвеске.

Силу инерции движущихся масс крана и вращающихся масс механизма определим по формуле



где  = 1,25 – коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся частей механизма;

t_р = (3…8) с – время разгона.

дополнительное сопротивление вызываемое раскачиванием груза на гибкой подвеске.

Дополнительное сопротивление, вызываемое раскачиванием груза на гибкой подвеске.

3.4. Выбор электродвигателя для механизма передвижения крана

Потребная статическая мощность электродвигателя механизма передвижения крана



где Z_м = 2 –число механизмов передвижения;

_м = 0,9 – к.п.д. механизма передвижения.

Потребная пусковая мощность электродвигателя механизма передвижения крана



Коэффициент фактической пусковой перегрузки электродвигателя



Подбираем по Приложению 3 [1] асинхронный электродвигатель с фазным ротором МТF 011-6.

Мощность электродвигателя – N_эл = 1,7 кВт.

Частота вращения – n_эл = 850 об/мин.

Максимальный крутящий момент - М = 39 Н*м.

Номинальный крутящий момент электродвигателя



Коэффициент пусковой перегрузки



Условие  = 2,04  _ф = 1,4 выполняется.

Для соединения вала электродвигателя с быстроходным валом редуктора выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую МУВП.

Расчетный крутящий момент на муфте для быстроходного вала определим по формуле

М_р.м.б. = К₁*К₂*К₃ *М_ст.дв = 1,4*1,3*1*49 = 89 Н*м

где К₁ = 1,4 – коэффициент ответственности передачи;

К₂ = 1,3 – коэффициент условий работы;

К₃

---

= 1 – коэффициент углового смещения;

М_ст.дв. – крутящий момент от внешней нагрузки на быстроходном валу редуктора.



Подбираем типоразмер муфты МУВП-1.

Наибольший крутящий момент, передаваемый муфтой – 35 Н*м.

Диаметр тормозного шкива - 100 мм.

Уточним время разгона



где - маховой момент механизма передвижения, приведенный к быстроходному валу.





М_и – избыточный момент, создаваемый электродвигателем в период разгона механизма.

М_и = М_ср.п. – М_ст.дв. = 30,56 – 3,28 = 27,28 Н*м

где М_ср.п. – среднепусковой момент двигателя

М_ср.п. = 1,6 * М_н = 1,6*19,1 = 30,56 Н*м

где i_м – передаточное число механизма



где n_к – частота вращения приводного колеса.



Ускорение при разгоне

3.5. Выбор редуктора для механизма передвижения

Механизм передвижения состоит из двухступенчатого цилиндрического редуктора и открытой цилиндрической зубчатой передачи.

Принимаем передаточное число открытой зубчатой передачи

i_з.п. = 2,8

Тогда передаточное число редуктора определим по формуле



Принимаем i_ред = 16

Расчетный эквивалентный крутящий момент на тихоходном валу редуктора определим по формуле

М_э = К_д * М_ст.т = 0,45 * 44 = 19,8 Н*м

где М_ст.т. – статический крутящий момент на тихоходном валу редуктора



где _з.п. = 0,96 – к.п.д. открытой зубчатой передачи.

Подбираем двухступенчатый цилиндрический редуктор Ц2У-125-. [2]

Передаточное число редуктора - i_ред. = 16.

Крутящий момент на тихоходном

валу редуктора - М_т = М_н*К_д = 500*1,6 = 800 Н*м

где К_д = 1,6 – повышающий коэффициент для режима работы С;

---

М_н = 500 Н*м – номинальный крутящий момент на тихоходном валу редуктора.

Условие М_э = 19,8 Н*м ≤ М_т = 800 Н*м выполняется.

3.6. Выбор тормоза для механизма передвижения крана

Определим максимальное сопротивление передвижению крана при трогании с места без учета массы груза.

W_макс = W_тр + W_у + W_ин = 0,87 + 0,77 + 0,34 = 1,98 кН

где





W_у = α * Q_кр * g = 0,005*15,84 * 9,81 = 0,77 кН



Определим силу сцепления колес с рельсами

W_сц = G_сц * _сц = 77,7 * 0,12 = 9,32 кН

где _сц = 0,12 – коэффициент сцепления колес с рельсами;

G_сц – сцепной вес крана.



где Z_в = 4 – число ведущих колес;

Z = 8 – общее число колес.

Определим запас сцепления приводных колес с рельсами



Запас сцепления достаточен.

Определим необходимый тормозной момент.

М_т = М_изб – М_{сопр.дв} = 32 – 2,65 = 29,35 Н*м

где М_изб – избыточный момент создаваемый тормозом одного механизма передвижения.



где t_т – время торможения.



где j_ср = 0,45 м/с² – среднее ускорение при торможении.

М_{сопр.дв} – момент сопротивления на валу электродвигателя при торможении.



Подбираем тормоз для механизма передвижения из условия

М_т.н.  М_т

Подбираем тормоз ТКТ-200.

Диаметр тормозного шкива - 200 мм.

Номинальный тормозной момент - М_т.н. = 40 Н*м.

3.7. Размеры открытой зубчатой передачи

Размеры открытой зубчатой передачи механизма передвижения определяем из условия геометрической компоновки.

Числа зубьев колес:

- шестерня - z₁ = 11;

- колесо - z₂ = 31;

- паразитное колесо - z₃ = 21.

Модуль передачи - m = 10 мм;

Делительные диаметры колес:

- шестерня - d₁ = m * z₁ = 10 * 11 = 110 мм;

---

- колесо - d₂ = m * z₂ = 10 * 31 = 310 мм;

- паразитное колесо - d₃ = m * z₃ = 10 * 21 = 210 мм.

4. Расчет механизма передвижения тележки

Механизм передвижения тележки предполагается выполнить по кинематической схеме, показанной на рис.5.



Рис.5. Кинематическая схема механизма передвижения тележки
Для передачи крутящего момента от двигателя к приводным колесам использован вертикальный редуктор типа ВКН. Вал двигателя соединен с быстроходным валом редуктора втулочно-пальцевой муфтой, на одной половине которой установлен колодочный тормоз с электрогидротолкателем.

Сопротивление, кгс, передвижения тележки с номинальным грузом, при установившемся режиме работы определяем по формуле

,

где Q=2500

0кгс – номинальный вес поднимаемого груза;

G_T – собственный вес крановой тележки; принимаем G_T=10000 кгс;

D_к – диаметр ходового колеса тележки.

Для данной грузоподъемности предварительно можно выбрать диаметр колеса, пользуясь рекомендациями табл. 25 /1/. Принимаем двух реберное колесо с цилиндрическим профилем обода, диаметром D_к=250 мм (прил. LIX, LVI /1/);

d = (0,25…0,30) D_к – диаметр цапфы, мм;

f = 0,015 – коэффициент трения в подшипниках колес; подшипники выбираем сферические двухрядные (табл. 26 /1/);

μ = 0,03 см – коэффициент трения качения колеса по плоскому рельсу (табл.27 /1/). Изготовляем колесо из стали 65Г (ГОСТ 1050-74), твердость поверхности катания НВ 320…350;

k_p = 2,5 – коэффициент, учитывающий сопротивление от трения реборд колес о рельсы и от трения токосъемников о троллеи (табл. 28 /1/);

W_цк – сопротивление, кгс, передвижению от уклона. Уклон ненагруженной главной балки принимаем равным нулю;

W_B – сопротивление передвижению от действия ветровой нагрузки, определяемое по формуле /1/. При расчете мостовых кранов, работающих в закрытых помещениях, принимают W_B=0.

Наибольшее сопротивление передвижению тележки с номинальным грузом при установившемся режиме

кгс.

Двигатель механизма передвижения тележки выбираем по пусковому моменту. Значение пускового момента должно быть таким, при котором отсутствует пробуксовка ведущих

---