Расчет механизма передвижения моста

13 Расчет механизма передвижения моста

Выбор двигателя. Исходя из задания скорость передвижения крана Vкр = 65 м/мин = 1,083 м/с, масса моста с механизмом передвижения равна Gм = 157000 кг, ранее принятая масса тележки Gт = 42000 кг. Общая масса крана : Gо = Gт + Gм = 42000 + 157000 = 199000 кг.

По табличным значениям определяем диаметры ходовых колес Dк = 1000 мм ( Тип К2Р ГОСТ 3569 – 74 ), диаметром цапф d = 200 мм.

Усилие необходимое для передвижения крана с грузом по формуле :

Py = [2( Q + Go ) / Dк] * [ f +  *( d/ 2)] * kp = [2(160000 + 199000)/ 100] * *[0,07 + 0,015 *(20/2)]*1,5 = 7180*0,33 = 2369 кгс.

где f и  - коэффициенты трения качения и трения в цапфах, принятые по таблицам. kp – коэффициент, учитывающий дополнительные потери в ребордах колес, токосъемниках и т. п.

Двигатель выбираем исходя из заданного времени пуска tп, принятого равным 6 с – для механизмов передвижения кранов. Дополнительные усилия от сил инерции при этом времени по формуле, при tн = tп и G = =Q + Go :

Ри = (Q + Go)*v / 60*g*tп = ( 160000 + 199000 )*65 / 60*9,81*6 = 6607 кгс.

Усилие необходимое для передвижения моста при пуске, по формуле :

Р1 = Ру + ( 1,11,3 ) Ри = 2369 + 1,2*6607 = 10297,4 кгс.

Коэффициент 1,2 учитывает влияние вращающихся масс ( ротор двигателя, тормозная муфта и т. п. ), непосредственно не вводимых в расчет.

Необходимая пусковая мощность двигателя по формуле, при Р = Р1 :

Nп = P1 v / 6120 о = 10297,4*65 / 6120*0,85 = 128,6 кВт,

где о – к.п.д. механизма, принимаемый по таблицам, в зависимости от вида механизма.

Необходимая мощность двигателя при среднем коэффициенте пусковой перегрузке ср = 1,5 по формуле :

Nк = Nп / ср = 128,6 / 1,5 = 85,7 кВт.

Мощность двигателя при установившемся движении :

Nу = Ру *v / 6120 = 2369*65 / 6120*0,85 = 29,6 кВт.

Как видно из сравнений мощностей Nк и Nу, двигатель должен быть выбран из условий пуска по мощности Nк = 85,7 кВт.

Исходя из заданных данных : Режим работы – легкий ( ПВ = 15 % ), выбираем двигатель типа МТН 613 – 10 мощностью Nд = 90 кВт с частотой вращения nд = 570 об/мин. Маховый момент ротора двигателя GDp2 = 25,0 кгс*м2; предельный момент Мпр = 420,0 кгс*м.

Номинальный момент двигателя :

Мн = 975 Nд / nд = 975*90 / 570 = 153 кгс*м.

 

14 Выбор передачи

 

Частота вращения колес nк = V / D = 65/ 3,1415*1000 = 20,69 об/мин,

- где V – скорость передвижения моста крана.

Требуемое передаточное число механизма равно u = nдв / nк = 570 / 20,69 = 27,54. Выбираем тип редуктора ВКУ – 965М, с передаточным числом, равным 85,39. Вертикальный крановый редуктор модернизированный.

Определяем эквивалентный момент на тихоходном валу редуктора Тр.э..

Для режима работы 3М, класс нагружения В1 и класс использования А4.

К = 0,25; КQ= 0,63; tмаш = 12500 ч.

Частота вращения тихоходного вала редуктора равна 10,31 об/мин.

Число циклов нагружения на тихоходном валу редуктора по формуле:

ZT = 30*nT*tмаш = 30*10,31*12500 = 3,86 * 106

Передаточное число тихоходной ступени uT = 5.

Суммарное число циклов контактных напряжений зуба шестерни тихоходной ступени.

Zp = ZT * uT = 3,86*106*5 = 19,3*106

Базовое число циклов контактных напряжений Z0 = 125*106

Коэффициент срока службы.

Кt = 3√(Zp/Z0) = 3√(19,3*106)/(125*106) = 0,536

Kд = КQ*Кt = 0,63*0,536 = 0,337

Принимаю Kд = 0,63

Определяем расчетный крутящий момент Тр на тихоходном валу редуктора.

Ориентировочно ВКУ – 965М.

up = 80.

(84,81 – 80)/84,81 = 5,67 % - значеня передаточных чисел расходятся на допустимую величину.

КПД редуктора по данным завода изготовителя.

ηр = 0,94

ωдв = π*nдв/30 = 3,14*895/30 = 93,67 рад/с.

Тдв н = Nдв/ ωдв = 20,5*103/93,67 = 218,85 Нм

Примем Ψп макс = 2

Тдв макс = Тдв н * Ψп макс = 437,7 Нм

Примем Тдв макс = 440 Нм

Тр = Тдв макс * Up* ηр = 440*80*0,94 = 33088 Нм

Расчетный эквивалентный момент

Тр э = Тр* Kд = 0,63*33088 = 20845,44 Нм.

Редуктор ВКУ – 610М имеет Тн = 19750 – 27200 Нм, следовательно нам подходит. Схема сборки редуктора 13 или 23 – в зависимости от того, где он расположен. Условное обозначение ВКУ – 965М – 65 – 23 – 42 ТУ 24.013673 - 79

awc = 965 мм; dв быстр = 65 мм; dв тих = 125 мм; mp = 1500 кг.

Определение фактической скорости и КПД механизма

Vпредв тел = ωдв*rш/uмех = 93,67*0,315/80 = 0,368 м/с

Отличие от заданной скорости 4 % - что допустимо.

КПД одной зубчатой муфты ηм = 0,99

ηмех = 0,99*0,94*0,99 = 0,92

Выбор муфт

Для быстроходного вала – зубчатая муфта 2-4000-40-2-65-2-2У2 ГОСТ 5006 – 83.

dдв = 40 мм; dред быстр = 65 мм.

Для тихоходного вала – зубчатая муфта 2 - 25000 -125-1-125-1-2У2 ГОСТ 5006 –83

Параметры муфты на быстроходном валу:

Тм н = 4000 Нм; Jм = 0,06 кгм2; dлев =40 мм, dправ = 65 мм; mм = 15,2 кг.

Параметры муфты на тихоходном валу:

Тм н = 25000 Нм; Jм = 2,25 кгм2; dлев = dправ = 125 мм; mм = 100 кг.

Выбор тормоза

Wу о = α*Gт = 0,002*420 = 0,82 kH

Wтр о = GT*(2*μ+ƒ*dц)*Ктрол /D = 420*(2*1+0,015*130)*1/710 = 1,15 кН

Wин.0 = *mт*a = 1,25*42*0,05 = 2,625

Крутящие моменты, приведенные к первому валу механизма:

Ту о = Wу о *rk*ηк-т/uмех = 0,82*103*0,4*0,92/80 = 3,772 Нм

Ттр о = Wтр о*rk/(Uмех* ηк-т) = 1,15*103*0,4/(80*0,92) = 6,25 Нм

Тин.0 = Wин.0* rk*ηк-т / uмех = 2,625*103*0,4*0,92/80 = 12,075 Нм

Расчетный тормозной момент механизма:

Тт р мех = Кзап*(Ту о + Тин.0 – Ттр о)

Кзап = 1,2 – коэффициент запаса торможения согласно правилам ГГТН.

Тт р мех = 1,2*( 3,772+12,075-6,25 ) = 11,51 Нм

Расчетный тормозной момент

Тт р = Тт р мех т.к. тормоз в механизме один.

Выбираем тормоз типа ТКГ, так как электрогидравлический толкатель, являющийся приводом тормоза, служит одновременно своеобразным демпфером, снижая динамику замыкания тормоза. Это благоприятно скажется на сцеплении колес тележки с рельсами при торможении.

Выбираю типоразмер тормоза – тормоз ТКГ – 200 ОСТ 24.290.08-82.

Тт н = 245 Нм; Dт м = 200 мм; mтор = 50 кг; Вк = 90 мм; Ршт = 390 Н; Lуст = 613 мм; hшт макс = 32 мм. Тип толкателя – ТГМ25.

Площадки обслуживания, галереи, ограждения

Кран оборудован системой площадок, лестниц и галерей для доступа к механизмам крана и электрооборудованию.

Список используемой литературы

1.  П.И. Орлов ''Основы конструирования. Том 1,2''.

2.  А.Б. Верник ''Мостовые краны большой грузоподъемности ''.

3.  Н.Г. Павлов ''Примеры расчетов кранов''.

4.  С.А. Казак ''Курсовое проектирование грузоподъемных машин''.

5.  В.К. Новиков; М. Ф. Самусенко

''Конструирование и расчет механического оборудования. Часть 1,2,3''.