Мощность привода. Розрахунок потужності. 2 Розрахунки приводу самохідного вагона

• Название: 2 Розрахунки приводу самохідного вагона
• Анкор: Мощность привода
• Дата: 11.11.2022
• Размер: 99.31 Kb.
• Имя файла: Розрахунок потужності.docx
• Тип: Документы; #782144

2.4. Розрахунки приводу самохідного вагона

Методика розрахунку параметрів самохідного вагона виконується за аналогією розрахунку навантаження на кранові механізми. Використана методика «Розрахунки вантажопідйомних і транспортуючих машин» (автор –Ф.К. Іванченко) [], а також «Розрахунки механізмів козлових кранів» (автор – С.В. Ракша) [].

2.4.1. Опір руху канатних механізмів

Опір пересуванню при встановленому русі канатного механізму в загальному випадку залежить від поєднання наступних чинників: вантажопідйомності Q, власної ваги G, ухилу шляху, по якому переміщається вагон, вітрових навантажень, геометричних розмірів ходової частини, типу підшипників, якості шляху та якості монтажу ПКД.

Згідно з останніми дослідженнями опір якісно проявляється в результаті деформаційних втрат в шарах, прилеглих до контакту (відбувається опір різноспрямованого зсуву волокон колеса і канату). Плече опору кочення є результатом зміни навантажувальної епюри на ділянці контакту. На рис. 2.6 наведена розрахункова схема приводу самохідного вагона при русі самохідного вагона вгору.



Рис. 2.6. Розрахункова руху самохідного вагона вгору

Опір в ходових колесах вагона визначається тертям в підшипниках F_T, тертям кочення коліс по канату F_K, тертям торців ступиць, тертям поперечного ковзання колеса по канату і реборд по канату F_P.

При русі приводного колеса по рейці виникає горизонтальна реакція на контакті – сила зчеплення. Значення сил:

;

;

,

де F_T – сила тертя в опорах; F_K – сила тертя кочення колеса по канату; F_P – додаткова сила тертя в ребордах коліс; D = 0,32м – діаметр ходового колеса по колу катання; d = 0,08м – діаметр цапф; f =0,02 – коефіцієнт тертя в підшипниках (для підшипників кочення f = 0,015…0,020); k = 6 10^-4 – коефіцієнт кочення колеса по канату, що залежить від діаметра і матеріалу коліс і типу канату (k = (3...12) 10^-4).

Н.

Н.

Опір F_P теоретично визначити не можливо через невизначеність всіх факторів, що впливають на тертя в ребордах, маточині та ін. Тому додаткові опору враховують коефіцієнтом k_P.

Загальний опір пересуванню вагона з урахуванням сил F_УК для подолання ухилу шляху і вітрового навантаження F_В можна записати в такому вигляді:

.
Значення коефіцієнта k_P залежить від типу вагона, довжини прольоту, приводу механізму (центральний, роздільний), конструкції колеса і типу підшипників: для вагонів на конічних колесах k_P = 1,2; на циліндричних k_P = 1,5;

для візків k_P = 2…2,5; для вагонів на циліндричних безребордних колесах з направляючими бічними роликами умовно приймають k_P = 1,1.

Сила опору вітрового навантаження F_B визначається за формулами [19]:

,

де F_В = 2,1 2=4,2 м² – площа вагона, яка сприймає вітрове навантаження,

q =125 Па – динамічний тиск;

k = 1,1 – коефіцієнт, який враховує опір від тертя;

c = 1,2...1,5 – коефіцієнт аеродинамічної сили, яка залежить від геометричної форми елементів металоконструкцій. Приймаю с = 1,5 [20];

n – коефіцієнт, що враховує форму вагона, для обтічної, приймаю n = 1.

Н.

Зусилля від ухилу шляху:

,
де α_У = 0,01 – ухил канатного шляху в залежності від типу вагона (знаходиться в межах 0,001 ... 0,01).

Н.

Коефіцієнт опору руху або коефіцієнт тяги дорівнює відношенню сили опору пересуванню вагона до ваги всього самохідного вагона і переміщуються пасажирів плюс вантажу:



Для механізмів пересування сила опору приймається рівною:



З урахуванням дефекту шляху опору від тертя в ребордах і інших також приймають розрахункове значення:

2.4.2. Визначення необхідної потужності приводу

Як показують розрахунки і експериментальні дослідження, в період сталого руху в механізмах діють тільки статичні навантаження від сил тертя (при невеликих зовнішніх зусиллях від вітру або ухилу шляху) невеликої величини [18].

Для попереднього вибору двигуна визначаємо загальне зусилля пересування завантаженого вагона з урахуванням сил інерції мас F_H в пусковий період:

,

де m_Г, m_В – поступально рухомі маси вантажу і вагона; а – середнє прискорення вагона під час пуску, м/с; допустимі значення залежать від призначення вагона і знаходяться в межах а = 0,05…0,25 м/c²; 1,1...1,3 – коефіцієнт, що враховує обертові маси приводу.

На рис. 2.7 представлено схему канатної дороги з самохідними вагонами.



Рис. 2.7. Схема канатної доріги з самохідними вагонами:

1 – самохідний вагон; 2 – несучий канат; 3 – опора ПКД
Основними навантаженнями, що визначають потужність двигуна і міцності механізму, як правило, є динамічні, які виникають в період пуску і гальмування приводу.



Потужність приводу, Р (кВт) двигуна:



де – середня кратність пускового моменту двигуна (0,8 ... 2).

Номінальну потужність попередньо обраного двигуна можна визначити за формулою:



де – коефіцієнт опору пересуванню вагона.

Значення коефіцієнту  = 1,1…1,3.

Частота обертання колеса:



Вибираю орієнтовно тип редуктора і його параметри: мотор-редуктор номінальної потужності 8 кВт, або 2 мотор-редуктора по 4 кВт кожен.

При роздільному приводі потужність одного двигуна приймають:

,

Розгойдування канату впливає на потужність механізму пересування. У загальному випадку потужність двигуна механізму пересування з урахуванням сил інерції при пуску і розгойдуванні вантажу може бути визначена за формулою:

,

де .

кВт.

Як бачимо, вплив розгойдування вагона на значення додаткової потужності приводу значно більше, ніж для вагонів, так як менше її власна маса, а отже, більше коефіцієнт β. При жорсткому підвісі вантажу β = 0.

У вагонах, на які діють великі зовнішні навантаження (вітрові, від ухилу шляху і ін.), Потужність приводу необхідно розраховувати за сумарними максимальним статичним зусиллям:



Приймаю електродвигун сумарної номінальної потужності 8 кВт.