Выбор схемы приводного механизма

 

Для башенного крана можно принять схему приводного механизма вращения поворотной части по рис.2.7.

Рисунок 2.7 – Кинематическая схема приводного механизма вращения поворотной части крана

 

2.3.3 Определение моментов сопротивления вращению поворотной части крана

Полный статический момент сопротивления вращению крана

 

,

 

где T₁ – момент сопротивления вращению от сил трения в опорно-поворотном устройстве крана, для данного крана принято по подобной конструкции T₁ = 60 кН∙м;

Т₂ – момент сопротивления вращению от уклона площадки, аналогично принято Т₂ = 1,5 кН∙м;

 

Т₃ -- момент сопротивления вращению от ветрового напора, из подобной конструкции Т₃ = 50 кН∙м.

 

Инерционный момент сопротивления вращению крана

,

где J – полный момент инерции поворотной части крана, груза и вращающихся частей приводного механизма, приведенный к оси вращения, т∙м² ,

 

,

где коэффициент 1,25 учитывает инерционность вращающихся частей приводного механизма, остальные слагаемые получаем из рис.2.6.

 

По рассматриваемому примеру (см. значения входящих в формулу величин в табл. А.5 приложения А):

 

.

2.3.4 Выбор двигателя

 

Требуемая среднепусковая мощность двигателя, кВт,

 

,

где - КПД механизма, = 0,9.

 

 

Требуемая номинальная мощность двигателя

,

где - коэффициент перегрузки двигателя при пуске, =1,6.

 

 

Двигатель выбираем из каталога по условию

 

.

 

 

По рассматриваемому примеру:

 

,

.

Выбираем двигатель со следующими характеристиками:

- тип МТKF 012-6;

- номинальная мощность Р_д.н.=2,2 кВт;

- ПВ% 40%;

- частота вращения вала n_д=880 об/мин;

- момент инерции ротора I_я=0,0028 кг·м²;

- диаметр вала двигателя d₁=53 м

 

2.3.5 Выбор редуктора

Передаточное число открытой зубчатой передачи принимаем U_о.п = 8.

Требуемое передаточное число редуктора

.

Передаваемая редуктором мощность

.

По данным двум параметрам и режимной группе механизма выбираем редуктор.

По рассматриваемому примеру:

.

.

 

Выбираем редуктор со следующими параметрами:

 

- тип Ц2-250;

- передаточное число U_р.=50,94;

- мощность, подводимая к редуктору Р_р=3,5 кВт;

- межосевое расстояние:

тихоходной ступени 150 мм;

быстроходной ступени 100 мм;

общее 500 мм;

- диаметр входного вала d_в=30 мм.

2.3.6 Выбор тормоза

Требуемый тормозной момент тормоза

 

.

 

При определении Т₄ принято время торможения t_т =8 с.

Тормоз выбираем по соотношению

 

.

 

По рассматриваемому примеру:

 

 

Характеристики выбранного тормоза:

 

- тип ТКГ-200;

- тормозной момент Т_т=250 Н·м;

- диаметр шкива D_т=200 мм.

 

Механизм передвижения грузовой тележки

С канатной тягой

(проектировочный расчет)

2.4.1 Исходные данные

 

Тип крана – башенный электрический

Номинальная грузоподъёмность крана Q_H = 9 Т

Скорость изменения вылета груза V _в = 0,2 м/с

Наибольший вылет груза L_max = 25 м

Наименьший вылет груза L_min = 10 м

Угловая скорость вращения поворотной части

крана ω_кр = 0,1 рад/c

Режимная группа механизма 3М

Исходные данные заносим в программу:

 

Скорость изменения вылета груза, м/с

Vв

0,2

2.4.2 Выбор схемы механизма

Для башенного крана можно принять схему механизма передвижения грузовой тележки с канатной тягой по рис. 2.8.

 

 

Рисунок 2.8 – Механизм передвижения тележки с канатной тягой

2.4.3 Определение сопротивлений передвижению тележки

2.4.3.1 Определение диаметра ходовых колес тележки

 

Усилие на одно колесо при условии равномерного распределения веса тележки и веса груза между колесами

 

,

где G _т – ориентировочный вес тележки;

G _гр - вес груза, G_гр = Q_гр g;

n - число опорных ходовых колес, принимаем n = 4.

Ориентировочный вес тележки принят G _т = 2 кН.

 

Диаметр колес выбираем из табл.1.15.

 

По рассматриваемому примеру:

 

кН.

 

2.4.3.2 Сопротивление передвижению тележки от сил трения

в опорных колесах

 

Формула для сопротивления от сил трения в опорных ходовых колесах имеет вид:

,

где ¦₀ – коэффициент тяги,

где m – коэффициент трения качения колеса по рельсу;

- коэффициент, учитывающий дополнительное трение в ребордах колес;

¦_п – коэффициент трения в подшипнике (табл.1.2.5);

d _п – средний диаметр подшипника, .

Значения m, и ¦_п приведены в табл. 1.16, 1.17 и 1.18.

По рассматриваемому примеру:

 

;

 

кН.

 

В данном примере принимаем: m = 0,06; f_п = 0,04; k_P = 1,5; d_п=70 мм.

 

Значение m, ¦_п, и d _п заносим в программу:

 

 

Коэффициент трения качения, мм	m	0,06
Коэффициент трения в подшипнике	Fп	0,04
Коэффициент дополнительных сопротивлений	Kр	1,5
Диаметр подшипника, мм	dп

2.4.3.3 Сопротивление передвижению тележки от уклона пути

Формула для силы сопротивления имеет вид:

,

где a – угол наклона пути, выбираем из табл.1.19.

По рассматриваемому примеру:

 

кН.

В программе:

Коэффициент, рад

a

0,001

2.4.3.4 Сопротивление передвижению тележки от ветрового напора

Для данного сопротивления используется общая формула

где l – количество элементов конструкции тележки;

– наветренные площади элементов конструкции;

- давление на элементы конструкции от ветрового напора,

,

где - скоростной напор ветра рабочего состояния крана;

- коэффициент высоты элемента конструкции;

- коэффициент аэродинамичности элемента;

- наветренная площадь груза;

- давление на груз от ветрового напора,

,

здесь и – соответственно коэффициенты высоты расположения и аэродинамичности груза.

 

Ввиду незначительной наветренной площади тележки принято W₃ = 0.

 

2.4.3.5 Сопротивление передвижению тележки от сил инерции

Для данного сопротивления применяем формулу

 

,

где – ускорение тележки при пуске,

здесь – предварительно принятое время пуска тележки,

– коэффициент, учитывающий инерционность вращающихся частей механизма, = 1,15…1,25.

 

По примеру принимаем: ; .

 

Значение и заносим в программу:

 

Время пуска, с
Коэфф., учит. инерционность вращ. частей	d	1,2

 

По рассматриваемому примеру:

 

;

.

 

 

2.4.3.6 Сопротивление передвижению тележки от раскачивания груза

 

Сопротивление определяется по формуле

,

где g – угол отклонения груза от вертикали,

В данном примере:

;

 

2.4.3.7 Сопротивление передвижению тележки от перематывания

подъемного каната в полиспасте

Сопротивление определяем по формуле

 

,

где – КПД блока, = 0,98;

m – кратность подъемного полиспаста, m=3.

 

По рассматриваемому примеру:

 

.

 

2.4.3.8 Сопротивление передвижению тележки от центробежной силы при вращении поворотной части крана

Формула для сопротивления имеет вид:

.

По рассматриваемому примеру:

 

.

2.4.3.9 Натяжение от провисающей части каната

Усилие от провисающего участка каната

,

где q - погонный вес каната, предварительно принято q = 5 Н/м;

l -длина провисающего участка каната, ;

h - стрела прогиба каната, h = 0,3 м.

 

По рассматриваемому примеру:

 

;

 

Результаты вычисленных значений сопротивлений в программе:

От трения в опорных ходовых колёсах, кН	W1
От уклона пути, кН	W2	0,09
От ветрового напора, кН	W3
От сил инерции, кН	W4	0,74
От раскачивания груза, кН	W5	0,61
От перематывания в полиспасте, кН	W6	2,76
От центробежной силы, кН	W7	2,3
Натяжение каната от провисания, кН	Fк	468,8

2.4.4 Выбор тягового каната

Наибольшее усилие в ветви каната

 

.

 

Расчётное разрывное усилие каната

,

где – коэффициент запаса прочности каната, принимается из табл.1.4.

По рассматриваемому примеру k _з=5.

Значения k _з заносим в программу:

 

Коэффициент запаса прочности каната

kзап

 

Канат выбираем из табл.1.5.

 

кН;

кН.

 

Выбран канат со следующими характеристиками:

- тип ЛК-3;

- диаметр каната d_к=8,1мм;

- фактическое разрывное усилие каната 33648 Н.

.

В программу занесены: тип каната, диаметр каната, фактическое разрывное усилие каната. Программой вычислены максимальное усилие в канате F_max и расчетное разрывное усилие :

Максимальное усилие в ветви каната, Н	Fmax
Расчетное разрывное усилие каната, Н	Fразр^расч
Тип каната		ЛК-3
Диаметр каната, мм	dк	8,1
Фактическое разрывное усилие каната, Н	Fразр^кат

Выбор диаметров блоков

 

Диаметр отклоняющих блоков

,

где е – коэффициент, зависящий от режимной группы крана, значение е выбираем из табл.1.6.

По рассматриваемому примеру е = 20, значение занесено в программу.

Коэффициент

е

мм;

мм.

Значения диаметров блоков вычислены программой:

Диаметр отклоняющих блоков, мм

Dбл^откл

 

Принят диаметр отклоняющих блоков мм.