кран с лапами. Введение 2 Общие схемы крана, описание устройства, конструкция, работа 3
 Скачать 2.58 Mb.
|
 Тэ= , (2.5.4.1)где Тст.под.j, Тст.оп.j соответственно статические моменты на валу двигателя, возникающие при подъеме и опускании груза j-го веса, к∙Нм; tрj время разгона механизма при работе с грузом j-го веса, с; ty.под, ty.оп соответственно время установившегося движения при подъеме и опускании, с; β коэффициент, учитывающий ухудшение условий охлаждения двигателя в период пуска. Статические моменты при подъеме и опускании (кН·м) вычисляют по соотношениям (см. форм. 4.10 [8]) Тст.под.j= Gi Dбп 2 iпл iр ; (2.5.4.2) Тст.оп.j= Gi Dбп ; (2.5.4.3) 2 iпл iр где Gi вес i груза, включая грузозахватный орган, кН (см. рис. 2.5.4.1).  Gг/Gгi1 РежимМ6 0,75 0,195 0,05 0,20,60,71 t/T Рис 2.5.4.1. График нагрузок механизма подъема крана (см. рис. П.4.1 [8]). Gг2 раза ηмех=0,94 (см. рис. 4.4 [8]) 0,75Gг 4 раза ηмех=0,94 0,195Gг 1 раз ηмех=0,92 0,05Gг 3 раза ηмех=0,9 По формуле 2.5.4.2 Тст.под.1= 30,2 9,81 0,739 =1,16 (кН·м); 2 2 50 0,94 Полученное значение Тст.под.1 меньше вычисленного ранее Тст.р (см. форм. 2.5.2.8) в k раз k= Тст.р/ Тст.под.1=1,5/1,16≈1,3. Тст.под.1=1,3·1,16=1,5 (кН·м); Тст.под.2=1,3 (30,2 18 18 0,75) 9,81 0,739 =1,28 (кН·м); 2 2 50 0,94 Тст.под.3=1,3 (30,2 18 18 0,195) 9,81 0,739 =0,81 (кН·м); 2 2 50 0,92 Тст.под.4=1,3 (30,2 18 18 0,05) 9,81 0,739 =0,69 (кН·м); 2 2 50 0,9 ΣТст.подj=2·1,52+4·1,282+0,812+3·0,692=13,14 (кН·м). По формуле 2.5.4.3 Тст.оп.1=1,3 30,2 9,81 0,94 0,739 =1,33 (кН·м); 2 2 50 Тст.оп.2=1,3 (30,2 18 18 0,75) 9,81 0,739 0,94 =1,14 (кН·м); 2 2 50 Тст.оп.3=1,3 (30,2 18 18 0,195) 9,81 0,739 0,92 =0,68 (кН·м); 2 2 50 Тст.оп.4=1,3 (30,2 18 18 0,05) 9,81 0,739 0,9 =0,56 (кН·м). 2 2 50 ΣТст.опj=2·1,332+4·1,142+0,682+3·0,562=10,14 (кН·м). Время разгона при подъеме и опускании можно определить (см. форм. 4.11 [8]) t = дв.под Jмехj ; (2.5.4.4) р.подj Тп.ср Тст.подj t = дв.оп Jмехj ; (2.5.4.5) р.опj Тп.ср Тст.подj Jмех.1=29,34 (кг·м2); (см. форм. 2.5.2.3); (30,2 18 18 0,75) 0,7392 2 Jмех.2=27,6+ Jмех.3=27,6+ Jмех.4=27,6+ 4 502 0,94 (30,2 18 18 0,195) 0,7392 4 502 0,92 (30,2 18 18 0,05) 0,7392 4 502 0,9 ·1000=29,1 (кг·м ); ·1000=28,53 (кг·м2); ·1000=28,4 (кг·м2). По формуле 2.5.4.4 tр.под1= 60,18 29,34 =1,68 (с) (см. выше); 2550 1500 tр.под2= 60,18 29,1 2550 1280 =1,4 (с); tр.под3= 60,18 28,53 =0,99 (с); 2550 810 tр.под4= 60,18 28,4 =0,92 (с); 2550 690 ωдв.оп=2ωх-ωдв=2·62,8-60,18=65,42 (с-1). По формуле 2.5.4.5 tр.оп1= 65,42 29,34 =0,49 (с); 2550 1330 tр.оп2= 65,42 29,1 2550 1140 =0,52 (с); tр.оп3= 65,42 28,53 =0,57 (с); 2550 680 tр.оп4= 65,42 28,4 =0,66 (с); 2550 560 Σtрj=2·1,68+4·1,4+0,99+3·0,92+2·0,49+4·0,52+0,57+3·0,66=18,32 (с); Время установившегося движения определяют по формулам (см. форм. 4.15 [8]) tу.под=Hср/vпод; (2.5.4.6) tу.оп=Hср/vоп; (2.5.4.7) где Hср средняя высота подъема; средняя высота подъема берется равной Hср=Hваг+Hпр; Hваг =3,4 (м) высота вагона; Hпр = 0,5 (м) требуемая высота подъема груза от пола и оборудования; Hср=3,4+0,5=3,9 (м); Скорость подъема груза vпод=ωдв·Dбп/(2·iпл·iр)=60,18·0,739/(2·2·50)=0,22 (м/с). Скорость опускания груза vоп=ωдв.оп·Dбп/(2·iпл·iр)=65,42·0,739/(2·2·50)=0,24 (м/с). По формуле 2.5.4.6 tу.под=3,9/0,22=17,7 (с). По формуле 2.5.4.7 tу.оп=3,9/0,24=16,25 (с). Поскольку tр.подG>tу.под/60, то следует брать значения β=0,65.  По формуле 2.5.4.1 Тэ=Тэ<Тдв.н; 1,21 (кН·м)<1,594 (кН·м); Двигатель не перегревается. =1,21 (кН·м); Проверочный расчет механизма управления лапами Проверка времени разгона механизма Угловая скорость двигателя ωдв=πnдв/30=3,14·725/30=75,88 (с-1); Номинальный момент двигателя Tдв=9550·Nдв/nдв=9550·30/725=395 (Н·м); Значение Tп.ср определяют по формуле 2.5.2.2 Tп.ср=395·1,6=632 (Н·м); Момент инерции вращающихся масс, расположенных на первом валу механизма: J1=Jр.дв+Jм; (2.6.1.1) J1=1,27+1,5=2,77 (кг·м2); По формуле 2.5.2.4 Iвр=1,2·2,77≈3,32 (кг·м2). Суммарная масса лап и груза находящегося на лапах в момент опрокидывания; mу=mг+mлап=18+2=20 (т); η=ηр·ηбар·ηмувп=0,94·0,99·0,99=0,92. По формуле 2.5.2.6 20 0,3352 2 Jпост= 4 162 0,92 ·1000=2,38 (кг·м ); По формуле 2.5.2.3 Jмех.р=2,77+2,38=5,15 (кг·м2); Момент статических сопротивлений при разгоне Tст.р= S2 max Dбп, (2.6.1.2) iмех где S2max максимальное натяжение каната механизма управления лапами, кН (см. форм. 2.2.1.2) Tст.р= 20,21 0,335 =0,46(кН·м). 16 0,92 По формуле 2.5.2.1 tр= 75,88 5,15 =2,27 (с). 632 460 Полученное время разгона близко к рекомендуемому ВНИИПТМАШ равному 2 с. Проверка времени торможения механизма Время торможения рассчитываем для случая когда груз находится на наклоненных лапах, а лапы опускаются вниз. Приведенная к грузу при торможении масса вращающихся частей (см. форм. 2.5.3.2). m1т=2∙mбп·iпл+mмувп·iр·iпл+0,4∙mдв∙ iр·iпл; (2.6.2.1) m1т=2·0,086·2+0,043·2·16+0,4∙0,5∙16∙2=8,12 (т). По формуле 2.5.3.1 a0=20·9,81/(20+8,12)=6,98 (м/с2); Для нашего тормоза tср=0,03 с. Число пар полюсов двигателя P=8/2=4. По формуле 2.5.3.5 vн=75,88·0,335/(2·16·2)=0,4 (м/с); По формуле 2.5.3.7 ωх=2·3,14·50/4=78,5 (с-1); По формуле 2.5.3.6 vх=78,5·0,335/(2·16·2)=0,41 (м/с); По формуле 2.5.3.6 v=2·0,41-0,4=0,42 (м/с); По формуле 2.5.3.3 vгр0=0,42+6,98·0,03=0,63 (м/с). Путь опускания груза за время срабатывания тормоза (см. форм. 2.5.3.8) S=0,42·0,03+0,5·6,98·0,032=0,015 (м); Сила тормоза, вызванная действием тормозного момента и приведенная к грузу (см. форм. 2.5.3.9): Pт=1,5·16·2/(0,5·0,335·0,92)=311,5 (кН); tт.ф=(8,12+20)·0,63/(311,5-20·9,81)=0,15 (с) Путь торможения Sт.ф=0,5·vгр0·tт; Sт.ф=0,5·0,63·0,15=0,05 (м); Полное время торможения tт=tср+tт.ф=0,05+0,15=0,2 (с); Полный путь торможения Sт=S+Sт.ф=15+50=65 (мм). Полученные время торможения и путь торможения механизма управления лапами допустимы. Проверка двигателя механизма управления лапами на нагрев Gг+Gлап 1 раза ηмех=0,92 (см. рис. 4.4 [8]) 0,75Gг+Gлап 2 раза ηмех=0,91 0,086Gг+Gлап 2 раза ηмех=0,7 Gлап 5 раз ηмех=0,4; При опускании лап Gлап 10 раз ηмех=0,4; Момент статических сопротивлений при подъеме номинального груза: Тст.под1=Тст.р=0,46 (кН·м); Момент статических сопротивлений при подъеме груза массой 0,75Gг: Тст.под2=S2·Dбу/(iр·ηр·ηбу); (2.6.3.1) Натяжение в ветви каната управления (см. форм. 2.2.1.2) S2= R 4 cos( )бу ; (2.6.3.2) подъемлап опусканиелап кантованиегрузавозвращениелапподъемлап опусканиелап  G/Gi1 0,75 0,195 0,05 Gлап 0,2 0,4 0,6 0,81 1,21,4 1,61,8 22,2 2,42,62,833,23,43,63,84 T/t  G/Gi1 0,75 0,086 Gлап Рис. 2.6.3.1. Графики нагрузок механизма управления лапами. Реакция в блоке (см. форм. 2.2.1.1) R=(Gг+Gлап)·a/(a+b); Расчет ведем для самого нагруженного случая, т.е. для случая когда лапы наклонены к горизонтали на угол 18о. R=(Gг+Gлап)·0,649/(0,649+1,025); R=(Gг+Gлап)·0,39; (2.6.3.3) С учетом формул 2.6.3.2 и 2.6.3.3 S2= (Gг Gлап) 0,39 =(Gг+Gлап)·0,104; (2.6.3.4) 4 cos(18) 0,99 По с учетом формул 2.6.3.1 и 2.6.3.4 Тст.под2=0,104·(mг+mлап)·g·Dбу/(iр·ηмех); (2.6.3.5) Тст.под2=0,104·(18·0,75 +2)·9,81·0,335/(16·0,91)=0,36 (кН·м); Тст.под3=0,104·(18·0,086 +2)·9,81·0,335/(16·0,7)=0,108 (кН·м); Тст.под4=0,104·2·9,81·0,335/(16·0,4)=0,107 (кН·м); ΣТст.подj=0,4552+2·0,362+2·0,1082+5·0,1072=0,54 (кН·м); При опускании груза (см. форм. 2.5.4.3) Тст.оп.1-10=0,104·mлап·g·Dбу·ηмех/iр; Тст.оп.1-10=0,104·2·9,81·0,335·0,4/16=0,018 (кН·м); ΣТст.опj=10·0,0182=0,003 (кН·м); Моменты инерции приведенные к валу двигателя при подъеме i-го груза (см. форм. 2.5.2.3) Jмех.р=2,77+2,38=5,15 (кг·м2); Jмех.2=2,77+ (18 0,75 2) 0,3352 4 162 0,92 ·1000=4,62 (кг·м2); Jмех.3=2,77+ (18 0,086 2) 0,3352 4 162 0,7 2 0,3352 ·1000=3,33 (кг·м2); 2 Jмех.4=2,77+ 4 162 0,4 ·1000=3,32 (кг·м ); По формуле 2.5.4.4 tр.под1= 75,88 5,15 =2,27 (с) (см. выше); 632 460 tр.под2= 75,88 4,62 =1,29 (с); 632 360 tр.под3= 75,88 3,33 =0,48 (с); 632 108 tр.под3= 75,88 3,32 =0,48 (с); 632 107 ωдв.оп=2ωх-ωдв=2·78,5-75,88=81,12 (с-1); tр.оп1= 81,12 3,32 =0,41 (с); 632 18 Σtрj= tр.под1+ tр.под2+ tр.под3+ tр.под4+ tр.оп1+ tр.оп2+ tр.оп3+ tр.оп4; (2.6.3.6) Σtрj=2,27+2·1,29+2·0,48+5·0,48+10·0,41=12,31 (с); Средняя высота подъема берется равной: Hср=(Hопр+Hполн)/2; где Hопр =0,606 (м) высота подъема лап при опрокидывании груза (см. рис. 2.2.3.1); Hполн =2,731 (м) полная высота подъема (опускания) лап (см. рис. 2.2.3.1); Hср=(0,606+2,731)/2≈1,67 (м); Скорость подъема груза vпод=ωдв·Dбп/(2·iпл·iр)=75,88·0,335/(2·2·16)=0,4 (м/с); Скорость опускания груза vоп=ωдв.оп·Dбп/(2·iпл·iр)=81,12·0,335/(2·2·16)=0,42 (м/с); tу.под=1,67/0,4=4,18 (с); tу.оп=1,67/0,42=3,98 (с); Поскольку tр.подG>tу.под/60, то следует брать значения β=0,65.  Тэ=Тэ<Тдв.н; 283 (Н·м)<395 (Н·м); Двигатель не перегревается. =0,283 (кН·м); Проверочный расчет механизма поворота верхней тележки Проверка механизма поворота на время разгона Наибольшее время разгона механизма поворота получается при разгоне с грузом, а уклон пути препятствует движению. Значение Tп.ср определяют по формуле (см. форм. 2.5.2.2) Tп.ср=Tдв·ψп.ср, где ψп.ср кратность среднепускового момента двигателя; ψп.ср=1,5 (см. табл 2.17. [8]); Tдв=9550·Nдв/nдв=9550·18/965=178 (Н·м); Tп.ср=178·1,5=267 (Н·м); Значение статических сопротивлений, приведенных к валу двигателя определим по формуле (см. форм. 4.17 [8]): Tст.р= W Dк 2 iр , (2.7.1.1) КПД механизма η=ηр∙ηмувп∙ηмз∙ηк; (2.7.1.2) где ηр, ηмувп, ηмз, ηк КПД редуктора, муфты упругой, муфты зубчатой и подшипников колес. ηк=0,99; η=0,94∙0,99∙0,99∙0,99=0,91 Момент сопротивления повороту Мпов=Мтр+Мук, (2.7.1.3) Мтр, Мук см. форм. 2.3.3.2. Мпов=14,74+2,77=17,51 (кН·м); По формуле 2.3.3.10 W=2·17,51/4,5=7,78 (кН). По формуле 2.7.1.1 Tст.р= 7,78 0,5 2 25 0,91 =0,085 (кН·м). Момент инерции вращающихся масс, расположенных на первом валу механизма; J1=Jр.дв+Jм=0,5+1,5=2 (кг·м2); По формуле 2.5.2.4 Jвр=1,2·2=2,4 (кг·м2); Момент инерции медленно поворачивающихся частей механизма, приведенный к валу двигателя: Jм.п.ч1= Jк i2 ; (2.7.1.4) мех Jк момент инерции медленно поворачивающихся частей тележки, приведенный к колесу тележки (см. форм. 2.3.3.8); Jк= Jм.п.ч·Dк/Dк.р=25,5·0,5/4,5=2,83 (т·м2); По формуле 2.7.1.4 Jм.п.ч1= 2,83 252 0,91 =0,005 (т·м2); По формуле 2.5.2.3 Jмех.р=2,4+5=7,4 (кг·м2); Угловая скорость двигателя ω=πn/30=3,14·965/30=101; Время разгона механизма (см. форм. 2.5.2.1) tр= 101 7,4 =4,1 (с); 267 85 Полученное значение близко к рекомендуемому ВНИИПТМАШ, равному 45 с (см. рис. 4.1 [8]). Проверка механизма поворота на время торможения Проверка проводится для случая, когда кран нагружен, а уклон способствует движению (см. форм. 4.19 [8]) tт= дв Jмех.т Tт. р.мех Тст.т , (2.7.2.1) Момент инерции медленно поворачивающихся частей механизма при торможении, приведенный к валу двигателя. i 2 Jм.п.ч1т= Jк ; (2.7.2.2) мех Jм.п.ч1т= 2,83 0,91 =0,0041 (т∙м2). 252 По формуле 2.5.2.3 Jмех.т=2,4+4,1=6,5 Момент сопротивлений при торможении тележки, приведенный к валу двигателя: Тст.т= Wст.т Dк 2 iмех , (2.7.2.3) Мпов.т=Мтр-Мук, (2.7.2.4) Мпов.т=14,34-2,77=11,57 (кН·м); По формуле 2.3.3.10 Wст.т=2·11,57/4,5=5,14 (кН); По формуле 2.7.2.3 Тст.т= 5,14 0,5 2 25 0,91 =0,056 (кН·м); tт= 101 6,5 =11,72 (с); 56 По данным проверочного расчета мы установили, что время торможения без установки тормоза превышает допустимое в 4 с. Устанавливаем тормоз ТКТ-300/200 (см. рис. 2.7.2) с тормозным моментом Тт=120 (Н·м). Время торможения tт= 101 6,5 =3,75 (с); 120 55 Полученное значение времени торможения допустимо.  240 240 70Е 605  140 120 80 9 177   З22 Рис. 2.4.7.1. Габаритные и присоединительные размеры тормоза ТКТ-300/200. Табл. 1.3.4.1. Тормоз колодочный электромагнитный. Техническая характеристика
Проверка запаса сцепления колес с рельсами Проверка производится для случая, когда кран не нагружен и горизонтальные ролики не задевают за направляющие рельсы. Условие проверки (см. форм. 4.25 [8]) kсц≥[kсц]; (2.7.3.1) где kсц коэффициент запаса сцепления колеса с рельсом; [kсц] допускаемый коэффициент запаса сцепления; [kсц]=1,2 при работе крана в помещении; Значение запаса сцепления может быть определено по выражению (см. форм. 4.26 [8]) k = Тсц.0 , (2.7.3.2) Т сц дв Ту.о.к Ттр.о.к где Тсц.о момент силы сцепления (трения скольжения) колеса с рельсом, когда кран не нагружен; Тдв среднепусковой момент двигателя, уменьшенный на момент сил инерции; Ту.о.к, Ттр.о.к соответственно моменты сил: уклона и трения, действующих относительно оси приводных колес, когда кран не нагружен (см. форм. 4.27 [8]): Тсц.0=Fсц.0·Dк/2, (2.7.3.3) где Fсц.0 сила сцепления приводных колес с рельсом, когда кран не нагружен (см. форм. 4.28 [8]): Fсц.0=fсц·Pк.пр, (2.7.3.4) где fсц коэффициент сцепления колес с рельсами; при работе крана в помещении fсц=0,2; Pк.пр нагрузка на приводные колеса, кН. Нагрузка на приводное колесо (см. форм. 2.3.1.9) Pк.пр =Nmin = Gвт |