Расчет моментов сопротивления вращению

3.3. Расчет моментов сопротивления вращению

в опорно-поворотных узлах крана.

3.3.1. Моменты сопротивления от сил трения.

При установке опор колонны на подшипники качения (рис. 3.2.1.) момент от сил трения в радиальном подшипнике (от силы Н) составляет /4/:

Мтр.рад. = Fтр.рад. * r1 = f * H * (dрад / 2) , (3.3.1.1.)

где f = 0,02...0,03 - приведенный к цапфе коэффициент трения в подшипнике качения;

dрад - внутренний диаметр радиального подшипника, мм.

Мтр.рад. = 0,02 * 78,4 * (85 / 2) = 66,6 Н*м

Момент от силы трения в упорном подшипнике (от силы V) определяется по формуле /4/:

Мтр.уп. = Fтр.уп. * r2 = f * V * (dуп / 2) , (3.3.1.2.)

где dуп - внутренний диаметр упорного подшипника, мм.

Мтр.уп. = 0,02 * 204,6 * (70 / 2) = 143,2 Н*м

Момент от сил трения в комбинированной опоре (радиальный и упорный подшипники) определяется по формуле /4/:

Мтр.к = Мтр.рад. + Мтр.уп. (3.3.1.3.)

Мтр.к = 66,6 + 143,2 = 209,8 Н*м

Момент от сил трения в нижней (роликовой) опоре определяется по формуле /4/:

где fк - коэффициент трения качения ролика по колонне (fк = 1 мм);

f - коэффициент трения оси ролика (f = 0,08...0,10).

Общий момент сопротивления вращению от сил трения равен сумме моментов от сил трения в верхней нижней опорах крана /4/:

Мтр = Мтр.в.оп. + Мтр.н.оп. (3.3.1.5.)

Мтр = 209,8 + 774 = 983,8 Н*м

3.3.2. Момент сопротивления от ветровой нагрузки.

Максимальный момент от сил ветра определяется по формуле /4/:

Мв.max = рв * (Агр * L + Астр * стр * lв.стр.) - рв * Акр * кр * lв.кр. , (3.3.2.1.)

где рв - динамическое давление ветра; при скорости ветра 15 м/с его принимают равным 160 Па;

Агр - наветренная площадь груза (по табл. 5. /4/ Агр = 9 м2);

Акр - наветренная площадь со стороны противовеса, м2;

Астр - наветренная площадь со стороны груза, м2;

стр - коэффициент сплошности стрелы (стр = 0,6);

кр - коэффициент сплошности, учитывающий пустоты фермы;

lв.стр. - расстояние от центра давления ветра на стрелу до оси вращения крана, м, принимают lв.стр. = 0,6 * L;

lв.кр. - расстояние от центра давления ветра на кран со стороны противовеса до оси вращения крана, м.

При монтаже противовеса из железобетонных плит с основанием 2500800 мм и удельном весе железобетона 23,55 кН/м3 для поворотного крана с противовесом составляющую Акр * кр * lв.кр. можно определить по эмпирической формуле /4/:

Акр * кр * lв.кр. = 0,045 * Gпр * lпр (3.3.2.2.)

Наветренную площадь стрелы (Астр , м) с учетом имеющихся в стреле двух плоскостей ферм, расположенных друг от друга на расстоянии, равном высоте фермы стрелы h, можно рассчитать по формуле /4/:

Астр = 1,5 * Lстр * h , (3.3.2.3.)

где Lстр - длина стрелы крана, м;

h - высота фермы, м; принимаем h = (0,05...0,10) * Lстр .

Длина стрелы крана определяется по формуле /4/:

Lстр = (L - 0,6) / cos , (3.3.2.4.)

где  - угол наклона стрелы.

Lстр = (2,5 - 0,6) / 1 = 1,9 м

Высоту фермы принимаем h = 0,05 * Lстр = 0,05 * 1,9 = 0,095 м.

Упрощая формулу 3.3.2.1. получаем /4/:

Мв.max = рв * (Агр * L + 1,5 * Lстр * h * стр * 0,6 * L) - рв * 0,045 * Gпр * lпр

Мв.max = 160 * (9 * 2,5 + 1,5*1,9*0,095*0,6*0,6*2,5) - 160 * 0,045 * 72 * 1 = = 3120,6 Н*м

Среднеквадратический момент сопротивления от ветровой нагрузки следует принимать по формуле /4/:

Мв.ск  0,7 * Мв.max (3.3.2.5.)

Мв.ск = 0,7 * 3120,6 = 2184,4 Н*м

3.4. Выбор электродвигателя.

3.4.1. Расчет необходимой мощности двигателя.

Статическая мощность двигателя определяется по формуле /4/:

Nдв = [(Мст +  * кр.пов * Е) * wкр] / (1000 *  * м), (3.4.1.1.)

где Мст - статический момент сопротивления повороту при разгоне, Н*м;

Мст = Мтр + Мв.max (3.4.1.2.)

 - коэффициент, учитывающий инерцию быстро вращающихся частей механизма ( = 1,2...1,4);

кр.пов - момент инерции медленно поворачивающихся масс крана, кг*м2; определяется по формуле /4/:

кр.пов = [103*(g*Q*L2 + Gкр * lкр2 + Gстр * lстр2 + Gпр * lпр2)] / g , (3.4.1.3.)

где Gкр - вес металлоконструкции, кН;

lкр - плечо центра тяжести металлоконструкции крана относительно оси поворота.

Е - ускорение при разгоне, с -2; определяется по формуле /4/:

Е = nкр / (9,55 * tразг) , (3.4.1.4.)

где nкр - частота вращения поворота крана (nкр = 2 об/мин);

tразг - время разгона (пуска) механизма, с; для механизма поворота определяется по формуле /4/:

tразг = (60 * []) / ( * nкр) , (3.4.1.5.)

где [] - рекомендуемый нормами Госгортехнадзора угол поворота стрелы крана с неизменяемым вылетом во время разгона, рад; для режима работы - легкий [] =  / 12.

wкр - угловая скорость вращения крана, с -1; определяется по формуле /4/:

wкр = ( * nкр) / 30 (3.4.1.6.)

 - среднепусковая кратность перегрузки двигателей с фазовым ротором типа MTF и MTH ( = 1,5...1,6);

м - КПД привода поворота; м  0,7 при наличии в механизме редуктора и пары цилиндрических зубчатых колес.

Определяем статический момент сопротивления повороту при разгоне по формуле 3.4.1.2.:

Мст = 983,8 + 3120,6 = 4104,4 Н*м

Вес металлоконструкции определяется по формуле /4/:

Gкр = Gстр + Gпод + Gпов + Gпл (3.4.1.7.)

Gкр = 2,5 + 15,68 + 7,84 + 28,2 = 54,2 кН

Плечо центра тяжести металлоконструкции крана относительно сои поворота определяется по формуле /4/:

lкр = 0,3 * L (3.4.1.8.)

lкр = 0,3 * 2,5 = 0,75 м

Определяем момент инерции медленно поворачивающихся масс крана по формуле 3.4.1.3.:

кр.пов = [103 * (9,8 * 8 * 2,52 + 54,2 * 0,752 + 2,5 * 1,52 + 72 * 12)] / 9,8 = 61032 кг*м2

Определяем время разгона (пуска) механизма по формуле 3.4.1.5.:

tразг = (60 *  / 12) / ( * 2) = (60 * 3,14 / 12) / (3,14 * 2) = 2,5 с

Определяем ускорение при разгоне по формуле 3.4.1.4.:

Е = 2 / (9,55 * 2,5) = 0,08 с -2

Определяем угловую скорость вращения крана по формуле 3.4.1.6.:

wкр = (3,14 * 2) / 30 = 0,2 с -1

Определяем мощность двигателя по формуле 3.4.1.1.:

Nдв = [(4104,4 + 1,4 * 61032 * 0,08) * 0,02] / (1000 * 1,6 * 0,7) = 1,95 кВт

Двигатель выбираем по табл. 6П. /2/ по условию Nдв  Nдв.каталога .

Выбираем двигатель MTF 011-6: N = 2 кВт; n= 800 об/мин; маховый момент ротора GDр2 = 0,085 кг*м2.

Похожие работы

Башенные краны и другие машины, используемые в строительстве

Скачать

72917

11

4

... (рис 2, в), через которое из кривошипной камеры в цилиндр поступает свежий заряд топливовоздушной смеси. В дальнейшем все эти процессы повторяются в такой же последовательности. 3.2 Промышленные тракторы, используемые в строительстве Промышленные тракторы используются для разработки тяжелых грунтов, когда имеет место ударное взаимодействие орудия с грунтом. И тем не менее на ближайшие годы ...

Работа бурильной колонны

Скачать

90533

2

11

... и противовыбросового оборудования буровых установок используют манометры с поршневыми средоразделителями, отделяющими буровой раствор от гидравлической жидкости в манометре. Измерение расхода бурового раствора на входе в бурильную колонну производят наиболее точно с помощью электромагнитных датчиков расхода или по числу двойных ходов буровых насосов. В электромагнитном датчике расхода буровой ...

Пролетные и консольные краны

Скачать

21329

0

6

Длина консолей для кранов консольного типа принимается в пределах 0,25—0,35 пролета. Скорость подъема груза составляет 8—32 м/мин. Скорость передвижения грузовых тележек— до 40 м/мин и скорость передвижения крана до 100 м/мин. Высота подъема груза — в пределах 4—25 м в зависимости от габаритов грузов. Рельсы подкрановых путей укладываются строго горизонтально на полушпалах с шагом 0,5 м и должны ...

Автомобильный кран

Скачать

100345

15

29

... ограждена из-за возможности нанесения им вреда перемещаемыми грузами и разрушающимися конструкциями. Оценка эргономических характеристик условий труда крановщика при эксплуатации автомобильного крана Эргономические условия труда определяются совокупностью психофизиологических факторов, возникающих в процессе трудовой деятельности. Психофизиологические опасные и вредные производственные ...