1.2.1.2 Выбор схемы механизма
Для кранов общего назначения обычно применяют следующие схемы механизмов передвижения тележки (рис.1.7).
Рисунок 1.7 – Кинематические схемы механизмов
передвижения тележки
1.2.1.3 Выбор опорных ходовых колес тележки
Усилие на одно колесо при условии равномерного распределения веса тележки и веса груза между колесами
,
где Gт - ориентировочный вес тележки;
Gгр - вес груза, Gгр = Qгр g;
n - число опорных ходовых колес, принимаем n=4.
Вес тележки и диаметр колес выбираем из табл.1.14 и 1.15.
Таблица 1.14 – Ориентировочный вес тележки
|
Грузоподъем-ность крана, Т |
5 |
8 |
10 |
12,5 |
16 |
20 |
32 |
50 |
|
Вес тележки, кН |
19,6 |
21,6 |
23,5 |
29,4 |
36,3 |
61,8 |
85,3 |
132,4 |
Таблица 1.15 – Рекомендуемый диаметр колёс
|
Максимальная статическая нагрузка на колесо, кН |
Диаметр колеса, мм |
Типоразмер рельса
|
|
30…50 |
200; 250 |
Р24 |
|
50…100 |
320;400 |
Р43 |
|
КР70 | ||
|
100…200 |
400; 500 |
Р43 |
|
Р50 | ||
|
КР70 |
По
примеру, в зависимости от номинальной
грузоподъемности крана Qн=9
Т:
23,5кН;n=4.
Данные значения заносим в программу:
|
Ориентировочный вес тележки, кН |
Gт |
23,5 |
|
Число опорных ходовых колёс тележки |
n |
4 |
кН.
Значение вычислено программой:
|
Усилие на одно колесо, кН |
FК |
27,9 |
Выбрано колесо с диаметром Dк=200 мм.
В программе:
|
Диаметр колеса, мм |
Dk |
200 |
1.2.1.4 Определение сопротивлений передвижению тележки от сил трения в опорных ходовых колесах
Формула для силы сопротивления от сил трения в опорных ходовых колесах имеет вид:
,
где 0 – коэффициент тяги,
где – коэффициент трения качения колеса по рельсу;
-
коэффициент, учитывающий дополнительное
трение в ребордах колес;
п – коэффициент трения в подшипнике ;
dп
– средний
диаметр подшипника,
.
Значения
,
и п
приведены
в табл. 1.16, 1.17 и 1.18.
Таблица 1.16 – Значения коэффициента , мм
|
Форма головки рельса |
Диаметр колеса, мм | ||||
|
200…320 |
400…560 |
630…700 |
800 |
900…1000 | |
|
Плоская |
0,3 |
0,5 |
0,6 |
0,65 |
0,7 |
|
Выпуклая |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1,00 |
1,2 |
Таблица
1.17 – Значения коэффициента
|
Объект |
Форма поверхности колеса |
Установка привода |
|
Токоподвод |
|
Кран |
Коническая |
Центральная |
1,2 |
|
|
Раздельная |
1,1 |
| ||
|
Цилиндрическая |
Центральная |
1,5 |
| |
|
Раздельная |
1,1 |
| ||
|
Тележка |
Цилиндрическая |
Центральная |
2,5 |
Троллейный |
|
2,0 |
Кабельный |
Таблица 1.18 – Значения коэффициента п
|
Тип подшипника |
п |
|
Шариковый |
0,015 |
|
Роликовый |
0,020 |
|
Скольжения |
0,100 |
В данном примере принимаем: = 0,3; fп = 0,015; kP = 2,5; dп=60 мм.
Значения ,
п,
иdп
заносим в программу:
|
Коэффициент трения качения, мм |
|
0,3 |
|
Коэффициент трения в подшипнике |
Fп |
0,015 |
|
Коэффициент дополнительных сопротивлений |
Kр |
2,5 |
|
Диаметр подшипника, мм |
dп |
60 |
1.2.1.5 Сопротивление передвижению тележки от уклона пути
Формула для силы сопротивления имеет вид:
,
где – угол наклона пути, выбираем из табл.1.19.
Таблица 1.19 – Рекомендуемые значения коэффициента , рад
|
Механизм передвижения |
|
|
Крана |
0,001 |
|
Тележки |
0,002 |
По примеру принимаем = 0,002 рад.
В программе:
|
Коэффициент, рад |
|
0,002 |
1.2.1.6 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,
,
здесь
-
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.
Так как, согласно исходным данным, кран находится в закрытом помещении, сопротивление передвижению тележки от ветрового напора не рассчитываем, т.е. принимаем W3 = 0.
1.2.1.7 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:
;
.
Значения
и
заносим
в программу:
|
Время пуска, с |
|
3 |
|
Коэфф., учит. инерционность вращ. частей |
|
1,2 |
,
.
1.2.1.8 Сопротивление передвижению тележки от раскачивания груза
Сопротивление определяется по формуле
,
где – угол отклонения груза от вертикали,
В данном примере:
Результаты вычисленных значений сопротивлений в программе:
|
Сопротивления движению тележки: | ||
|
от трения в опорных ходовых колёсах, кН |
W1 |
2,1 |
|
от уклона пути, кН |
W2 |
0,2 |
|
от ветрового напора, кН |
W3 |
0 |
|
от сил инерции, кН |
W4 |
3,6 |
|
от раскачивания груза, кН |
W5 |
3,0 |
1.2.1.9 Выбор двигателя
Требуемая среднепусковая мощность двигателя
где
–
КПД механизма, принимаем
=0,85.
Требуемая номинальная мощность двигателя
,
где
-
коэффициент средней перегрузки двигателя
при пуске, принимаем
=1,6.
Двигатель выбираем из табл.1.8 по условию
.
Данные
и
заносим
в программу:
|
Коэффициент полезного действия механизма передвижения тележки |
мех |
0,85 |
|
Кратность среднепускового момента двигателя по отношению к номинальному |
ср |
1,6 |
,
.
В программе после вычислений:
|
Требуемая среднепусковая мощность двигателя, кВт |
Рп(треб)д.ср |
8,5 |
|
Требуемая номинальная мощность двигателя, кВт |
Рп(треб)д.н |
5,3 |
Выбран двигатель с характеристиками:
- тип МТН 112–6;
-
номинальная мощность при ПВ=15%
5,3
кВт;
-
частота вращения вала
885
мин–1;
-
момент инерции якоря
0,069
кгм2,
- диаметр вала двигателя dд = 35 мм.
В программу занесено:
|
Параметры выбранного двигателя | ||
|
Номинальная мощность двигателя, кВт |
Рд.н |
5,3 |
|
Частота вращения вала, мин-1 |
пД |
885 |
|
Момент инерции якоря, кг·м2 |
Jя |
0,069 |
|
Диаметр вала двигателя, мм |
dд |
35 |
1.2.1.10 Выбор редуктора
Требуемое передаточное число редуктора
где
– частота вращения колеса,
Требуемая передаваемая редуктором мощность
В табл.1.20, 1.21, 1.22 и 1.23 приведены технические параметры и геометрические размеры редукторов типа ВКН и ВК.
Таблица 1.20 – Технические параметры редукторов типа ВКН
|
Типораз- мер ре-дуктора |
Переда- точное число |
Мощность на быстроходном валу, кВт | |||||||
|
700 об/мин |
1 000 об/мин | ||||||||
|
1М…3М |
4М |
5М |
6М |
1М…3М |
4М |
5М |
6М | ||
|
ВКН-280 |
10 |
4,3 |
2,0 |
1,8 |
1,6 |
6,0 |
2,0 |
1,9 |
1,8 |
|
16 |
3,0 |
1,4 |
1,2 |
1,1 |
4,0 |
1,7 |
1,5 |
1,4 | |
|
31,5 |
1,4 |
1,0 |
0,9 |
0,8 |
1,9 |
1,0 |
0,9 |
0,8 | |
|
50 |
0,9 |
0,7 |
0,6 |
0,5 |
1,0 |
0,8 |
0,7 |
0,6 | |
|
ВКН-320 |
12,5 |
6,5 |
3,1 |
2,7 |
2,4 |
8,1 |
3,4 |
3,0 |
2,8 |
|
20 |
3,6 |
2,4 |
1,8 |
1,6 |
5,6 |
3,8 |
2,2 |
2,0 | |
|
40 |
2,5 |
1,7 |
1,2 |
1,1 |
2,8 |
1,8 |
1,2 |
1,1 | |
|
63 |
1,2 |
0,9 |
0,7 |
0,6 |
1,7 |
1,1 |
0,7 |
0,6 | |
|
ВКН-420 |
16 |
7,8 |
5,0 |
4,8 |
4,5 |
9,1 |
6,0 |
6,5 |
5,4 |
|
25 |
5,0 |
3,5 |
3,0 |
3,0 |
6,1 |
4,9 |
4,4 |
3,9 | |
|
50 |
2,8 |
2,1 |
1,6 |
1,2 |
3,5 |
2,8 |
2,2 |
1,9 | |
|
80 |
2,3 |
1,8 |
1,3 |
1,0 |
3,1 |
2,2 |
1,7 |
1,3 | |
|
125 |
1,6 |
1,2 |
1,0 |
0,9 |
1,7 |
1,4 |
1,2 |
1,0 | |
|
ВКН-480 |
20 |
11,7 |
7,3 |
4,8 |
4,6 |
14,4 |
9,0 |
6,3 |
5,3 |
|
31,5 |
8,3 |
5,0 |
4,0 |
3,3 |
10,3 |
6,6 |
4,8 |
4,1 | |
|
63 |
4,7 |
3,4 |
2,5 |
2,0 |
5,9 |
4,1 |
3,0 |
2,5 | |
|
100 |
3,3 |
3,3 |
2,2 |
1,8 |
4,1 |
3,0 |
2,7 |
2,2 | |
|
ВКН-560 |
20 |
19,9 |
13,3 |
9,7 |
8,2 |
23,1 |
16,6 |
12,1 |
9,7 |
|
25 |
15,5 |
11,6 |
8,2 |
7,5 |
21,9 |
14,1 |
10,3 |
9,1 | |
|
40 |
10,7 |
7,8 |
6,5 |
5,5 |
13,9 |
10,0 |
7,9 |
6,7 | |
|
50 |
8,8 |
6,5 |
5,5 |
4,8 |
12,1 |
8,6 |
6,7 |
5,9 | |
|
80 |
5,9 |
4,4 |
3,9 |
3,3 |
7,8 |
5,5 |
4,8 |
4,2 | |
|
ВКН-630 |
20 |
26,7 |
19,1 |
18,0 |
15,5 |
35,8 |
24,6 |
22,9 |
20,6 |
|
25 |
20,8 |
15,0 |
15,1 |
11,5 |
26,6 |
19,6 |
18,6 |
15,4 | |
|
31,5 |
18,0 |
13,0 |
12,7 |
9,8 |
23,1 |
19,2 |
15,6 |
13,1 | |
|
40 |
14,4 |
10,4 |
10,8 |
7,8 |
18,2 |
13,0 |
12,1 |
9,9 | |
|
50 |
11,8 |
8,6 |
9,2 |
6,6 |
14,9 |
10,9 |
11,3 |
8,2 | |
|
62 |
10,0 |
7,1 |
8,0 |
5,7 |
12,7 |
9,2 |
9,9 |
6,9 | |
Продолжение табл. 1.20
|
ВКН-630 |
80 |
8,2 |
6,0 |
7,0 |
5,0 |
10,4 |
7,4 |
8,7 |
6,1 |
|
100 |
6,5 |
4,7 |
5,5 |
4,1 |
8,3 |
5,8 |
6,9 |
5,1 | |
|
125 |
5,9 |
4,1 |
5,0 |
3,8 |
7,5 |
4,7 |
6,6 |
4,5 |
Таблица 1.21 – Геометрические размеры редукторов типа ВКН
Продолжение табл.1.21
|
Типо-размер редукто-ра |
Основные геометрические размеры, мм | |||||||||||
|
А |
В |
Н |
Н0 |
L |
L1 |
l1 |
l2 |
l3 |
l4 |
d |
D | |
|
ВКН–280 |
280 |
150 |
244 |
122 |
455 |
100 |
76 |
140 |
120 |
60 |
25 |
42 |
|
ВКН–320 |
320 |
160 |
292 |
146 |
525 |
125 |
81 |
145 |
130 |
60 |
25 |
42 |
|
ВКН–420 |
420 |
200 |
354 |
177 |
650 |
150 |
101 |
185 |
155 |
80 |
25 |
50 |
|
ВКН–480 |
480 |
230 |
414 |
207 |
753 |
185 |
116 |
200 |
185 |
80 |
30 |
70 |
|
ВКН–560 |
560 |
255 |
448 |
224 |
860 |
195 |
127 |
215 |
202 |
80 |
35 |
80 |
|
ВКН–630 |
630 |
300 |
518 |
256 |
998 |
240 |
151 |
285 |
240 |
110 |
40 |
95 |
Таблица 1.22 – Технические параметры редукторов типа ВК
|
Частота вращения входного вала, об/мин |
Группа режима работы |
Передаточное число | |||||||
|
49,49 |
30,56 |
14,67 |
10,69 |
85,39 |
41,23 |
21,0 |
15,95 | ||
|
Мощность на быстроходном валу, кВт | |||||||||
|
ВК-350 |
ВК-400 | ||||||||
|
600 |
1М..3М |
0,80 |
1,3 |
2,6 |
3,4 |
1,1 |
2,2 |
4,1 |
5,4 |
|
4М |
0,70 |
1,1 |
2,2 |
3,0 |
0,90 |
1,9 |
3,6 |
4,7 | |
|
5М |
0,60 |
1,0 |
1,9 |
2,5 |
0,80 |
1,6 |
3,0 |
4,0 | |
|
750 |
1М..3М |
1,0 |
1,6 |
3,2 |
3,9 |
1,4 |
2,7 |
5,1 |
6,6 |
|
4М |
0,90 |
1,4 |
2,8 |
3,4 |
1,2 |
2,4 |
4,4 |
5,7 | |
|
5М |
0,75 |
1,2 |
2,3 |
2,9 |
1,0 |
2,0 |
3,8 |
4,9 | |
|
1000 |
1М..3М |
1,3 |
2,1 |
4,0 |
4,7 |
1,8 |
3,6 |
6,7 |
8,4 |
|
4М |
1,2 |
1,8 |
3,5 |
4,0 |
1,5 |
3,1 |
5,8 |
7,3 | |
|
5М |
1,0 |
1,6 |
3,0 |
3,4 |
1,3 |
2,8 |
4,9 |
6,2 | |
Продолжение таблицы 1.22
|
Частота вращения входного вала, об/мин |
Группа режима работы |
Передаточное число | |||||||||
|
109,6 |
52,92 |
29,06 |
19,68 |
126,8 |
68,28 |
32,9 |
17,7 | ||||
|
Мощность на быстроходном валу, кВт | |||||||||||
|
ВК-475 |
ВК-550 | ||||||||||
|
600 |
1М..3М |
1,4 |
2,8 |
6 |
7 |
1,7 |
3,2 |
6,4 |
11,5 | ||
|
4М |
1,2 |
2,4 |
5,2 |
6,1 |
1,5 |
2,8 |
5,6 |
10 | |||
|
5М |
1 |
2 |
4,4 |
5,2 |
1,3 |
2,3 |
4,7 |
8,5 | |||
|
750 |
1М..3М |
1,8 |
3,4 |
7,4 |
8,2 |
2,1 |
4 |
7,6 |
14,2 | ||
|
4М |
1,5 |
3 |
6,5 |
7,1 |
1,9 |
3,4 |
6,6 |
12,3 | |||
|
5М |
1,3 |
2,5 |
5,5 |
6 |
1,6 |
2,9 |
5,6 |
10,5 | |||
|
1 000 |
1М..3М |
2,3 |
4,4 |
9,2 |
9,6 |
2,8 |
5,2 |
9,4 |
18,4 | ||
|
4М |
2 |
3,8 |
8,1 |
8,3 |
2,5 |
4,5 |
8,2 |
16 | |||
|
5М |
1,7 |
3,2 |
6,9 |
7,1 |
2,1 |
3,9 |
6,9 |
13,6 | |||
Продолжение таблицы 1.22
|
Частота вращения быстроход-ного вала, об/мин |
Группа режима работы |
Передаточное число | |||||
|
126,29 |
68,02 |
32,93 |
17,74 |
151,1 |
31,6 | ||
|
Мощность на быстроходном валу, кВт | |||||||
|
ВК-600 |
ВК-800 | ||||||
|
600 |
1М…3М |
1,7 |
3,2 |
6,4 |
11,5 |
8,2 |
18,2 |
|
4М |
1,5 |
2,8 |
5,6 |
10,5 |
7,1 |
15,8 | |
|
5М |
1,3 |
2,3 |
4,7 |
8,5 |
6,0 |
13,5 | |
|
750 |
1М…3М |
2,1 |
4,0 |
7,6 |
14,2 |
9,3 |
25,0 |
|
4М |
1,9 |
3,4 |
6,6 |
12,3 |
8,1 |
21,7 | |
|
5М |
1,6 |
2,9 |
5,6 |
10,5 |
6,9 |
18,4 | |
|
1000 |
1М…3М |
2,8 |
5,2 |
9,4 |
18,4 |
11,0 |
28,0 |
|
4М |
2,5 |
4,5 |
8,2 |
16,0 |
9,6 |
24,4 | |
|
5М |
2,1 |
3,9 |
6,9 |
13,6 |
8,1 |
21,0 | |
Таблица 1.23 – Геометрические размеры редукторов типа ВК
Продолжение табл.1.23
|
Типо-размер редуктора |
Основные геометрические размеры, мм | |||||||||||||||||
|
A |
B |
H |
H0 |
C |
C1 |
C2 |
C3 |
C4 |
D |
d |
d0 |
L |
L1 |
l1 |
l2 |
l3 |
l4 | |
|
ВК–350 |
350 |
225 |
320 |
150 |
125 |
50 |
0 |
185 |
185 |
35 |
30 |
17 |
575 |
280 |
180 |
180 |
55 |
80 |
|
ВК–400 |
400 |
245 |
395 |
190 |
150 |
50 |
155 |
0 |
205 |
55 |
30 |
17 |
665 |
407 |
230 |
230 |
85 |
80 |
|
ВК–475 |
475 |
255 |
450 |
220 |
200 |
50 |
180 |
200 |
215 |
65 |
40 |
17 |
790 |
482 |
255 |
255 |
105 |
110 |
|
ВК–550 |
550 |
285 |
480 |
235 |
215 |
50 |
70 |
320 |
245 |
80 |
40 |
17 |
880 |
557 |
285 |
285 |
115 |
110 |
|
ВК–600 |
600 |
285 |
528 |
255 |
235 |
50 |
70 |
375 |
245 |
80 |
40 |
17 |
950 |
607 |
285 |
285 |
115 |
110 |
|
ВК–800 |
800 |
460 |
671 |
325 |
290 |
70 |
120 |
330 |
400 |
95 |
50 |
25 |
1240 |
710 |
400 |
390 |
125 |
110 |
По примеру:
;
;
.
По известным данным программой вычислено:
|
Частота вращения колеса, мин-1 |
nк |
76,4 |
|
Требуемое передаточное число |
Uртреб |
11,6 |
|
Требуемая передаваемая мощность, кВт |
Ppтреб |
8,5 |
Выбран редуктор с характеристиками:
- тип ВК–400;
-
передаточное число 
15,95;
-
передаваемая мощность 
8,4
кВт;
ПВ=15%;
- диаметр входного вала dР = 30 мм.
Данные занесены в программу:
|
Передаточное отношение |
Up |
15,95 |
|
Диаметр вала редуктора, мм |
dp |
30 |
1.2.1.11 Выбор тормоза