5.7. Определение требуемого тормозного момента и выбор тормоза.

Механизм передвижения кранов, как и другие механизмы, оборудуется надежно действующим тормозом для быстрой остановки всех масс крана после выключения двигателя.

Величина тормозного момента, развиваемого тормозом должна быть такой, чтобы обеспечить максимально быструю остановку крана, но без скольжения приводных колес по рельсам, что может быть достигнуто выполнением условия

(5.12)

т.е. максимально возможное значение замедления крана при торможении должно быть равно

(5.13)

в этом выражении по-прежнему и - число приводных и общее число колес крана, а коэффициент трения скольжения стального колеса по стальному рельсу.

Т.к. остановка крана осуществляется и за счет тормозного момента, развиваемого тормозом, и за счет момента силы статического сопротивления, можно записать следующее равенство

(5.14)

Здесь - момент, создаваемый тормозом

- Момент силы статического сопротивления.^

(5.15)

- максимально допустимое угловое замедление ротора двигателя

из (5.13) найдем, что

(5.16)

Необходимый тормозной момент тормоза определится из (5.14)

(5.17)

С учетом (5.15) и (5.16).

По полученному значению выбираем тормоз.

5.8. Проверка быстроходных валов на отсутствие резонанса.

При достаточно большом числе оборотов быстроходных трансмиссионных валов даже незначительное смещение центра их масс от геометрической оси, вызванное прогибом под действием собственного веса и возможными монтажными погрешностями, приводит к появлению центробежной силы, под действием которой прогиб вала увеличивается до какого-то максимального значения, при котором силы упругости уравновесят возникшую центробежную силу, значение которой определяется выражением

(5.18)

Здесь обозначено:

- Центробежная сила

- масса вала между опорами

- начальный эксцентриситет

- дополнительный прогиб вала под действием центробежной силы

С точки зрения сопротивления материалов прогиб вала под действием центробежной силы выражается зависимостью

(5.19)

- длина вала между опорами

- модуль Юнга материала вала

- момент инерции вала

Из (5.19) следует что

(5.20)

Сопоставляя (5.18) и (5.20) получаем равенство

откуда

(5.21)

Анализируя выражение (5.21), приходим к выводу, что при равенстве знаменателя нулю, прогиб стремится к бесконечности, т.е. наступает резонанс. Следовательно критическая скорость вращения может быть определена из равенства

и далее

(5.22)

Умножая числитель и знаменатель подкоренного выражения на и выражая угловую скорость вращения через число оборотов получим, что

(5.23)

где - статический прогиб вала между опорами под действием собственного веса.

5.9. Проверка ходовых колес по контактным напряжениям.

Контакт колеса с рельсом может быть либо точечным, либо линейным. И в том и другом случае величина эквивалентных контактных напряжений смятия определяется по формулам, предложенным проф. Ковальским Б.С.:

При точечном контакте

(мПа)

(5.24)

При линейном контакте

(мПа)

(5.25)

В этих формулах

- коэффициент, зависящий от соотношения радиусов колес и закругления головки рельса, причем в качестве всегда берется больший из них.

- коэффициент, зависящий от режима работы крана.

л –

с –

т –

[мПа] приведенный модуль упругости

- модуль упругости материала колеса

- модуль упругости материала рельса

- ширина плоской головки рельса

- радиус колеса

Рис. 5.3 Схемы контакта колеса с рельсом:

а, б – линейный контакт; в - е – точечный контакт.

Вычислим расчетную нагрузку на колесо:

[Н]

(5.26)

- наибольшая фактическая нагрузка на колесо

- коэффициент неравномерности нагрузки по ширине рельса

- коэффициент, учитывающий влияние толчков при наезде на рельсовые стыки. Величина зависит от скорости движения крана:

при м/мин

м/мин

м/мин

Поскольку формулы носят эмпирический характер, очень важно при пользовании ими соблюдать указанную размерность входящих в них величин.

Значение допускаемых эквивалентных напряжений рекомендуется принимать в следующих пределах:

[мПа]

(5.27)

где - твердость поверхности катания колеса по Бринеллю.

С достаточной для расчетов степенью точности можно пользоваться такими рекомендованными значениями допускаемых эквивалентных напряжений.

6. Механизм поворота.

6.1. Общие сведения.

Механизмами поворота снабжаются стреловые передвижные и стационарные краны.

Совместно с механизмами изменения вылета механизмы поворота обеспечивают пространственное перемещение груза кранами стрелового типа. Для реализации этой возможности металлоконструкция стреловых кранов состоит из подвижной и неподвижной частей, связанных между собой опорно-поворотным устройством.

Схемы опорно-поворотных устройств передвижных и стационарных стреловых кранов представлены на рис. 6.1 – 6.3.

Рис. 6.1. Поперечные сечения опорно-поворотных кругов:

а, б – шариковых; в, г – роликовых.

Рис. 6.2 Схема опор крана с поворотной колонной

Рис. 6.3 Схема опор крана с неподвижной колонной

Угловая скорость вращения поворотных частей кранов вследствие их большой массы невелика (обычно 3-5 оборотов в минуту), поэтому механизмы поворота должны реализовывать большие передаточные отношения, что достигается использованием наряду с открытыми зубчатыми парами червячных либо планетарных редукторов (рис. 6.4).

Рис. 6.4.