Проверка двигателя на время разгона

Наибольшее время разгона тележки наблюдается, когда она нагружена, а уклон пути препятствует движению:

6 с,

где – приведенный к валу двигателя момент инерции при разгоне всех движущихся частей механизма передвижения, включая поступательно движущиеся массы, кг·м²; – среднепусковой момент двигателя механизма передвижения, Н·м; – момент статических сопротивлений при разгоне механизма передвижения, приведенный к валу двигателя, Н·м.

Значение определяют по формуле

Н·м,

где – номинальный момент двигателя механизма передвижения тележки, Н∙м.

Значение момента инерции полумуфты с тормозным шкивом определяется по приближенной формуле

кг∙м²

где =4,5 кг – масса тормозного шкива механизма передвижения (таблица 1.7 [1]); – диаметр тормозного шкива механизма передвижения (таблица А.6.1), м.

Момент инерции муфты механизма передвижения определим как

кг·м²,

где – момент инерции ротора электродвигателя механизма передвижения, кг·м²; – момент инерции тормозного шкива механизма передвижения, кг·м².

Момент инерции при разгоне поступательно движущихся частей тележки, приведенный к валу двигателя, будет равен:

кг∙м²,

где m_т – масса тележки, кг.

Значение равно:

кг∙м².

Момент статических сопротивлений при разгоне, приведенный к валу двигателя

Н·м.

Наибольшее время разгона тележки будет равно:

<6 с.

Значение фактического ускорения при пуске a_пер, м/c², соответствует следующему условию:

0,1…0,2 м/c².

Электродвигатель по времени разгона подобран правильно.

Проверка времени торможения

Время торможения должно быть примерно равно его фактическому значению :

,

где – момент статических сопротивлений при торможении тележки, приведенный к первому валу механизма, Н∙м; – момент инерции всех движущихся масс механизма и поступательно движущихся объектов при торможении, приведенный к первому валу механизма, кг·м².

Величина определяется по формуле:

кг·м².

кг·м².

Значение равно:

кг·м²,

где – момент инерции при торможении поступательно движущихся частей тележки, приведенный к валу двигателя, кг·м².

Определим сопротивление от трения при торможении :

Н.

Статическое сопротивление при торможении тележки

Н,

где W_у = 450 Н– статическое сопротивление от уклона.

Момент статических сопротивлений при торможении, приведенный к валу двигателя

Н·м.

< 6 с.

Время торможения тележки примерно равно времени ее разгона и укладывается в допустимые пределы.

Проверка запаса сцепления колес с рельсами

Проверка запаса сцепления колес тележки с рельсами при пуске двигателя производится по формуле

,

где =0,2 – коэффициент сцепления в закрытом помещении; – число приводных колес; – число холостых колес; =1,2 – наименьший допустимый запас сцепления.

.

Запас сцепления колес тележки с рельсами достаточен.

Компоновка тележки

Расположение механизмов подъема груза и передвижения тележки хорошо изложено в методических указаниях № 2141 [1]. Пользуясь вышеуказанными рекомендациями, нанеся координатные оси х и y (рисунок 3.1), помещаем центр барабана механизма подъема в начало координат.

В связи с тем, что межцентровое расстояние редуктора маленькое, размещаем установку верхних блоков в противоположную сторону от оси быстроходного вала редуктора. Примем место схода канатов со стороны быстроходного вала редуктора, избегая тем самым S-образного перегибa каната.

Устанавливаем редуктор, непосредственно соединив его тихоходный вал с полумуфтой барабана.

Двигатель механизма подъема располагаем ближе к правой хребтовой балке тележки, применяя промежуточный вал-вставку.

Тормоз механизма подъема устанавливаем таким образом, чтобы в качестве его тормозного шкива можно было использовать одну из полумуфт.

Хребтовые балки тележки, образуемые вертикальными листами (пунктирные линии), располагаем из условия опирания на них барабана и центра тяжести редуктора механизма подъема. Расстояние между листами l₁ = 200 мм берем из выбранной колесной установки, т. е. равной расстоянию L=200 мм (таблица А.8.1) между осями букс, на месте которых имеются приспособления для крепления к торцам балок.

Намечаем пунктиром поперечные листы рамы тележки таким образом, чтобы они воспринимали вертикальную нагрузку от верхних блоков, двигателей и тормозов.

Привод механизма передвижения располагаем со стороны установки верхних блоков.

Ориентировочно намечаем положение неприводных колес и контур рамы тележки (длина рамы составит 2526 мм). Геометрический центр рамы принимаем за центр тяжести – точка G_р на рисунке 3.1. Вес рамы определяется разностью между ранее принятым весом тележки и весом оборудования, установленного на ней.

G_р= G_т – G_∑ = 34 – 27,89 = 6,11 кН.

Определяем координату у_гp центра тяжести груза (точка G_гр), находящегося на крюке главного подъема по положению крюковой подвески (ее центр располагается посередине между сбегающими ветвями каната с барабана и с верхних блоков). Tаким образом, у_гp = 307,5 мм.

На виде сверху (рисунок 3.1) отмечаем центры тяжести всего оборудования и проставляем габаритные размеры.

Определяем координаты центра тяжести порожней тележки и их значения заносим в таблицу 3.1 и на рисунок 3.2.

Определяем положение неприводных колес, т. е. базу тележки, из условия одинаковой нагрузки на приводные и холостые колеса:

м,

где у' и у'' – расстоянияот равнодействующих веса порожней тележки и груза соответственно до оси приводных колес, мм (рисунок 3.2); G_т=∑С_j – вес порожней тележки, Н.

Принимаем базу тележки 2000 мм, и поскольку база изменилась (относительно принятой 2166 мм) менее чем на 5 %, то уточнений в положении центров тяжести тележки и груза не производим.

Соответственно от веса груза

Статическая нагрузка на ходовые колеса в груженом положении:

Таблица 3.1 – Координаты центров тяжести оборудования тележки

Оборудование	Масса, кг	Вес GJ, Н	Координаты, мм	GJ XJ, Н·м	GJYJ, Н·м
ХJ, мм	YJ, мм
Механизм подъема	Барабан в сборе G1		G1 = 6867
Редуктор, муфта G2	510+15,2= =525,5	G2 = 5152	–798		–4111,5	91,4
Тормоз, полумуфта, тормозной шкив G3	93+7,6+ +25 =125,6	G3 = 1232	–243,5	–696,5	–300,0	–858
Электродвигатель G4		G4 = 2747		–515	920,2	–1414,6
Верхние блоки G5		G5 = 880				520,9
Канаты G6		G6 = 451
Крюковая подвеска G7		G7 =2188		307,5		672,8
Механизм передвижения	Двигатель, полумуфта G8	79+3,4= =82,4	G8 = 808		1217,5	468,6	983,6
Тормоз, тормозной шкив, полумуфта G9	12+4,5+ +3,4=19,9	G9=192			52,66	221,4
Редуктор G10		G10 =3240		1217,5		3941,4
Приводные колеса: правое G13 левое G14	85,02 85,02	G13 = 834 G14 = 834	703,5 –798	1217,5 1217,5	586,7 –665,5	1015,4 1015,4
Неприводные колеса: правое G11 левое G12	77,16 77,16	G11=757 G12=757	703,5 –798	–948 –948	532,6 –604,1	–717,6 –717,6
Трансмиссионные валы с муфтами G15		G15 = 981		1217,5
Все оборудование G∑	2842,96		–	–	–	–
Рама тележки Gр	622,8		–53,25		–325,4
Всего: Gт=∑Сj	3465,85		–0,101	0,169	–	–

Как уже отмечалось в методике выполнения курсового проекта, при компо­новке тележки следует стремиться к равно­мерному распределению нагрузок на колеса. Поэтому, если разница в ста­тической нагрузке на колеса состав­ляет более 20 %, изменяют располо­жение неприводных ходовых колес или верхних блоков. Наиболее су­щественное перераспределение нагру­зок на ходовые колеса может быть осуществлено за счет изменения мес­та расположения верхних блоков, опоры которых воспринимают на­грузку от веса груза примерно в (и_п –1) раз больше, чем опоры бара­бана (и_п – кратность полиспаста).

В нашем примере разница в статической нагрузке на колеса составляет около 47 %. Поэтому для перераспределения нагрузки производим одновременное смещение механизма подъема и установки верхних блоков на 200 мм в сторону неприводных колес. Также сместим электродвигатель с тормозом механизма подъема на 100 мм в сторону правого неприводного колеса, так, чтобы одна из его опор полностью заходила на правые хребтовые балки. Эти смещения приведут также к изменению координаты груза у_гp=107 мм и к увеличению длины рамы тележки на 197 мм со стороны неприводных колес (до размера 2726 мм).

Значения координат центров тяжести оборудования после перекомпоновки содержатся в таблице 3.2 и на рисунке 3.3.

Производим перерасчет координат центра тяжести тележки.

Определяем положение неприводных колес, т. е. базу тележки, из условия одинаковой нагрузки на приводные и холостые колеса:

м,

где у' и у'' – расстоянияот равнодействующих веса порожней тележки и груза соответственно до оси приводных колес, мм; G_т=∑С_j – вес порожней тележки, Н.

Принимаем базу тележки B_Т =2300 мм, и поскольку база изменилась (относительно принятой 2366 мм) не более 5 %, то необходимости в уточнении положений центров тяжести тележки и груза нет.

Размеры колеи 1502 ммтележки становятся известны после окончания размещения колес. Принимаем L_Т =1500 мм.

Соответственно от веса груза

Таблица 3.2 – Координаты центров тяжести оборудования тележки (после перерасчета[1])

Оборудование	Масса, кг	Вес GJ, Н	Координаты, мм	GJ XJ, Н·м	GJYJ, Н·м
ХJ, мм	YJ, мм
Механизм подъема	Барабан в сборе G1		G1=6867		–200		–1373,4
Редуктор, муфта G2	510+15,2= =525,5	G2=5152	–798	–182	–4111,5	–937,7
Тормоз, полумуфта, тормозной шкив G3	93+7,6+25= =125,6	G3=1232	–143,5	–896,5	–176,8	–1104,5
Электродвигатель G4		G4=2747		–715		–1964
Верхние блоки G5		G5=880				343,2
Канаты G6		G6=451		–200		–90,2
Крюковая подвеска G7		G7=2188		107,5		235,2
Механизм передвижения	Двигатель, полумуфта G8	79+3,4= =82,4	G8=808		1217,5	468,6	983,6
Тормоз, тормозной шкив, полумуфта G9	12+4,5+ +3,4=19,9	G9=192			52,66	221,4
Редуктор G10		G10 =3240		1217,5		3941,4
Приводные колеса: правое G13 левое G14	85,02 85,02	G13=834 G14=834	703,5 –798	1217,5 1217,5	586,7 –665,5	1015,4 1015,4
Неприводные колеса: правое G11 левое G12	77,16 77,16	G11=757 G12=757	703,5 –798	–1148 –1148	532,6 –604,1	–869 –869
Трансмиссионные валы с муфтами G15		G15=981		1217,5
Все оборудование G∑	2842,96	G∑=27890	–	–	–	–
Рама тележки Gр	622,8	Gр=6110	–53,25		–325,4
Всего: Gт=∑Сj	3465,85		–0,090	0,046	–	–

Статическая нагрузка на ходовые колеса в груженом положении

В нашем примере разница в статической нагрузке на колеса составляет около 19 %. Поэтому перераспределения центров тяжести узлов больше не производим. Окончательно прорабатывают ра­му тележки, при этом обязательно должно быть обеспечено отсутствие задевания канатов за вертикальные листы рамы. Проставляют габариты и установочные размеры, определяющие положение механизмов на раме.

Чертеж крановой тележки грузоподъемностью 15 т и высотой подъема груза 15 м приведен далее.

Рисунок 3.3 – Координаты расположения механизмов на раме тележки (после перерасчета)

ПриложениЕ А

(обязательное)

А.1 Подвески крюковые

Диа- метр каната dк, мм

11…14

14…17

14…18

11…14

14…17

14…18

14…17

14…18

11...14

14…17

14…18

14…17

Ре- жим рабо- ты

Л; С

Т

ВТ

Л; С

Т

ВТ

Л; С

Т

ВТ

Л; С

Т

ВТ

Л; С

Т

ВТ

Л; С

Т

ВТ

Л; С

Т

ВТ

Л; С

Грузо- подъем- ность Q, т

3,2

12,5

Мас- са mп, кг

36,4

47,8

61,8

70,6

90,2

61,3

84,9

Размеры, мм

L1

L

H2

H1

H

B4

B3

B2

B1

B

d3

d2

М33

М36

М42

М48

М42

М48

М52

М56

М64

М56

М64

Трап. 70×10

d1

d

D

Типоразмер по стандарту

1-3,2-336

1-3,2-406

1-3,2-500

1-5-406

1-5-500

1-5-610

2-5-336

2-5-406

2-5-500

2-8-406

2-8-500

2-8-610

2-10-406

2-10-500

2-10-610

3-10-336

3-10-406

3-10-500

3-12,5-406

3-12,5-500

3-12,5-610

3-16-406

Диа-метр канатаdк, м

14…17

14…18

14…17

14…18

14…17

14…18

18…23

23…28

Ре- жим рабо- ты

Т

ВТ

Л; С

Т

ВТ

Л; С

Т

ВТ

Л; С

Т

ВТ

Л; С

Т

ВТ

Грузо- подъем- ность Q, т

Мас- са mп, кг

Размеры, мм

L1

L

H2

H1

H

B4

B3

B2

B1

B

d3

d2

Трап. 80×10

Трап. 70×10

Трап. 80×10

Трап. 90×12

Трап. 100×12

Трап. 120×16

Трап. 140×16

d1

d

D

Типораз- мер по стандарту

3-16-500

3-16-610

4-16-406

4-16-500

4-16-610

4-20-406

4-20-500

4-20-610

4-32-610

4-32-710

4-32-810

5-50-710

5-50-810

5-50-960

А.2 Канаты

Таблица А.2.1 – Канаты двойной свивки ЛК-Р конструкции 6×19(1+6+6/6)+1 о.с.

ГОСТ 2688–80

Диаметр каната dк, мм	Расчетная площадь сечения проволок, мм2	Ориентировочная масса 1000 м смазанного каната, кг	Маркировочная группа, МПа
Разрывное усилие каната в целом Sраз, кН, не менее
9,9	36,66	358,6	—	—	48,85	51,85	53,45	55,95	58,85
11,0	47,19	461,6	—	—	62,85	66,75	68,80	72,00	75,15
12,0	53,87	527,0	—	—	71,75	76,20	78,55	81,90	85,75
13,0	61,00	596,6	71,05	76,19	81,25	86,30	89,00	92,80	97,00
14,0	74,40	728,0	86,70	92,85	98,95	105,00	108,00	112,50	118,00
15,0	86,28	844,0	100,00	107,00	14,50	122,00	125,50	131,00	137,00
16,5	104,61	1025,0	121,50	130,00	139,00	147,50	152,00	159,00	166,00
18,0	124,73	1220,0	145,00	155,00	106,00	176,00	181,50	189,50	198,00
19,5	143,61	1405,0	167,00	179,50	191,00	203,00	209,00	218,50	228,00
21,0	167,03	1635,0	194,50	208,00	222,00	236,00	243,50	254,00	265,50
22,5	188,78	1850,1	220,00	235,50	251,00	267,00	275,00	287,50	303,50
24,0	215,49	2110,0	250,50	269,00	287,00	304,50	314,00	328,00	343,00
25,5	244,00	2390,0	284,00	304,50	324,50	345,00	355,50	372,00	388,50
27,0	274,31	2685,0	319,00	342,00	365,00	388,00	399,50	418,00	436,50
28,0	297,63	2910,0	346,50	371,00	396,00	421,00	434,00	453,50	473,50
30,5	356,72	3490,0	415,50	445,50	475,00	504,50 520,00	520,00	544,00	567,50
32,0	393,06	3845,0	458,00	490,50	523,50	556,00 573,00	573,00	599,50	625,50
33,5	431,18	4220,0	502,50	538,50	574,00	610,50 748,00	748,00	782,50	686,00
37,0	512,79	5015,0	597,50	640,50	683,00	725,00	629,00	658,00	816,00

Таблица А.2.2 – Канаты двойной свивки ЛК-РО конструкции 6×36(1+7+7/7+14)+1 о.с.

ГОСТ 7668–80

Диаметр каната dк, мм	Расчетная площадь сечения проволок, мм3	Ориентировочная масса 1000 м смазанного каната, кг	Маркировочная группа, МПа
Разрывное усилие каната в целом Sраз, кН, не менее
11,5	51,96	513,0	—	—	66,75	70,95	75,100	78,30	80,70
13,5	70,55	696,5	—	—	90,65	96,30	101,50	106,00	109,0
15,0	82.16	812,0	—	—	104,50	111,50	116,50	122,50	128,0
16,5	105,73	1045,0	—	—	135,50	144,00	150,00	157,50	165,0
18,0	125,78	1245,0	—	—	161,50	171,50	175,50	186,50	190,50
20,0	153.99	1520,0	—	—	197,50	210,00	215,00	229,00	233,50
22,0	185,10	1830,0	207,50	222,50	237,50	252,50	258,50	275,00	280,60
23,5	215,94	2130,0	242,50	259,50	277,00	294,00	304,00	321,00	338,00
25,5	252,46	2495,0	283,50	303,50	234,00	344,00	352,50	375,50	383,00
27,0	283,79	2800,0	318,50	341,50	364,50	387,50	396,50	422,00	430,50
29,0	325,42	3215,0	366,00	392,00	417,50	444,00	454,50	484,00	493,50
31,0	369,97	3655,0	416,00	445,00	475,00	505,00	517,00	550,50	561,50
33,0	420,96	4155,0	473,00	507,00	540,50	574,00	588,00	626,50	638,50
34,5	461,07	4550,0	518,00	555,50	592,00	629,50	644,50	686,00	700,00
36,5	503,09	4965,0	565,50	606,00	646,00	686,50	703,50	748,50	764,00