Лабораторная работа № 9 Механизм передвижения крана по рельсовым путям

Цель работы - изучить принципиальное устройство и методику определения основных параметров механизма передвижения по рельсовым путям.

Оборудование и приборы: лабораторный стенд «Механизм передвижения», линейка инструментальная, штангенциркуль, секундомер, ваттметр, динамометр, грузы лабораторные.

Порядок выполнения работы

1. Изучить теоретический материал по литературе [3,4,9,13,19] и данный в настоящем пособии (с. 85-92). Познакомиться с лабораторной конструкцией механизма передвижения по рельсовым путям визуально и по описанию (с. 28-30, рис. 30), начертить кинематическую схему механизма, ответить на контрольные вопросы.

2. Визуально-измерительными методами определить геометрические и технические параметры, указанные в табл. 4.9. Тележку нагрузить грузами в соответствии с вариантом задания. Грузы на тележке располагать симметрично относительно колеи.

Вариант задания	1	2	3	4
Масса груза, кг	0	5,0	10	15
Длина участка, м	0,9	1,2	1,5	1,8

3. Определить фактическую скорость движения тележки. Для этого на горизонтальном участке пути отметить мерный участок согласно варианту задания. На раме тележки отметить контрольную точку. Установить тележку контрольной точкой за границей мерного участка. Включить тележку на движение к мерному участку. Когда контрольная точка тележки поравняется с началом мерного участка, включить секундомер и выключить его при положении контрольной точки конца мерного участка. Снять показания с секундомера и подсчитать опытную скорость движения.

4. Определить общий вес тележки и опорные нагрузки на ее ведомую и ведущую оси. Для этого установить тележку на горизонтальном участке пути. Зацепить динамометром с диапазоном измерений до 1 кН тележку за центр тяжести и приподнять ее так, чтобы все колеса оторвались от рельсов. Зафиксировать показания динамометра. При подъеме грузоподъемная цепь электротали должна быть расположена строго вертикально.

Зацепить динамометр специальным крючком за ведомую ось и с помощью электрической тали приподнять ось так, чтобы ведомые колеса оторвались дорожкой катания от рельсов на 3 – 5 мм. Зафиксировать показания динамометра. Аналогично замерить опорную нагрузку ведущей оси и оставить ее вывешенной.

5. Замерить мощность, потребляемую механизмом передвижения на преодоление сопротивлений в приводе ведущей оси. На пускателе электропривода вместо заглушки поставить колодку измерительного комплекта (рис. 48). Переключатель напряжения поставить в позицию «300 V», переключатель тока – позицию «1А», переключатель фаз должен быть в позиции «0». Включить электропривод. Переключением по фазам «А», «В», «С» снять показания ваттметра и найти суммарную мощность с учетом цены деления прибора. Результаты измерений занести в табл. 4.9. Опустить тележку на рельсы и освободить ведущую ось от грузоподъемной цепи электротали.

6. Замерить мощность, потребляемую при передвижении тележки на горизонтальном и наклонном участке пути, в следующем порядке. Проверить и установить переключатель ваттметра в нулевое положение. Установить тележку в начале горизонтального участка пути. Включить передвижение тележки и сразу переставить переключатель ваттметра на фазу «А». Снять отдельно показания ваттметра при движении тележки по горизонтальному и по наклонному участкам пути. Поставить переключатель фаз в следующее нулевое положение. Выставить тележку на начальном участке пути и выполнить измерения затрат мощности по фазе «В» на горизонтальном и наклонном участках раздельно. Аналогично провести измерение затрат мощности по фазе «С». Суммировать мощности по фазам с учетом цены деления ваттметра отдельно для горизонтального и наклонного участков пути. Полученные показатели занести в табл. 4.9.

Таблица 4.9

Номер п/п	Наименование параметров и размерность	Обозначение, расчетная формула	Вели- чина
1	Тип механизма передвижения
2	Мощность двигателя, кВт	Nдв
3	Частота вращения вала двигателя, мин^-1	nдв
4	Передаточное число редуктора	iр
5	Диаметр ходового колеса, м	Dк
6	Расчетная скорость передвижения, м/с	Vр=
7	Длина мерного участка, м	l
8	Время передвижения по участку, с	t
9	Опытная скорость передвижения, м/с	Vо= l / t
10	Нагрузка на ведущую ось, Н	Rпр
11	Нагрузка на ведомую ось, Н	Rх
12	Сила тяжести всей тележки, Н	G
13	Диаметр цапфы ходового колеса, м	d
14	Коэффициент трения в цапфах колес	μ
15	Коэффициент трения качения колес, м	f
16	Коэффициент трения реборд колес	Kр
17	КПД двигателя	ηдв
18	КПД редуктора	ηр
19	КПД подшипников колес	ηп
20	Расчетный КПД привода колес	ηпр= ηдв· ηр· ηп
21	Расчетное сопротивление передвижению тележки на горизонтальном участке, Н	Wрг=
22	Расчетные затраты мощности при движении по горизонтальному участку, Вт	Nрг= Wрг ·Vp
23	Расчетные затраты мощности на передвижение на горизонтальном участке, Вт	Nрг= Wрг ·Vp / ηпр
24	Измеренные затраты мощности на трение в приводе тележки, Вт	Nпр
25	Мощность при движении тележки на горизонтальном участке в опыте, Вт	Nог
26	Затраты мощности на движение тележки по горизонтальному участку в опыте, Вт	Nдг = Nог – Nпр
27	КПД привода тележки в опыте	ηпро= Nпр / Nог
28	Угол подъема участка пути, град	α
29	Расчетное сопротивление на преодоление подъема с углом α, Н	Wру = G sin α

Окончание табл. 4.9

Номер п/п	Наименование параметров и размерность	Обозначение, расчетная формула	Вели- чина
30	Расчетные затраты мощности на преодоление подъема с углом α, Вт	Nру= Wру · Vр
31	Расчетное сопротивление при движении тележки на преодоление подъема с углом α, Н	Wрп = Wру+ Wрг
32	Затраты мощности при движении тележки на подъем в опыте, Вт	Nоп
33	Затраты мощности для преодоления подъема с углом α в опыте, Вт	Nоу= Nоп - Nог
34	Расчетные затраты мощности при движении тележки на подъем с углом α, Вт	Nрпу= Wрп · Vр/ ηпр
35	Максимальная сила тяги тележки при буксовании колес, Н	Fт макс
36	Затраты мощности при буксовании колес в опыте, Вт	Nмакс

Примечание. Величины расчетных КПД устройств, составляющих механизм передвижения, см. прил. 9.

7. Замерить максимальное тяговое усилие тележки. Установить тележку в начале горизонтального участка пути. Прицепить раму тележки к неподвижной опоре тягой с динамометром. Установить переключатель фаз прибора в нулевое положение. Включить передвижение тележки для обеспечения буксования колес тележки. Замерить потребляемую мощность по каждой фазе в этой ситуации и подсчитать полные затраты мощности при буксовании колес. По динамометру определить максимальное тяговое усилие, которое создается тележкой при буксовании колес. Вычислить коэффициент сцепления колес с рельсами. Полученные показатели занести в табл. 4.9.

8. Проанализировать полученные результаты, сделать выводы по работе, ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Назовите признаки классификации механизмов передвижения кранов.

2. Какие виды сопротивлений передвижению необходимо учитывать при расчете механизма передвижения крана по рельсовым путям?

2. Какие виды сопротивлений передвижению необходимо учитывать при расчете механизма передвижения крана по грунту?

3. Назовите необходимость применения для передвижения крана или его элементов привода с канатной тягой?

4. Как определить потребную мощность двигателя для механизма передвижения крана?

5. Каков порядок выбора колеса для механизма передвижения по рельсовым путям?

6. Назовите условие предотвращения буксования колес при передвижении крана по рельсовым путям.

7. Назовите предельно допустимые величины износа стальных колес.

8. Какие устройства должны обеспечивать безопасную работу механизма передвижения по рельсовым путям?