Курс Подъемно- транспортные машины Лекция 9 РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ Доцент Кухарь В.Ю. кафедра горных машин и инжиниринга, ГВУЗ "НГУ" - презентация

1 Курс Подъемно- транспортные машины Лекция 9 РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ Доцент Кухарь В.Ю. кафедра горных машин и инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

2 Механизмы передвижения грузовых тележек ВЫБОР КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ Имеют, как правило, центральный привод с тихоходным трансмиссионным валом. Число ходовых колес при грузоподъемности: менее 160 т – 4 колеса, более 160 т – 8 колес. механизм передвижения приводное колесо трансмиссионный вал

3 Механизмы передвижения мостов кранов ВЫБОР КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ В механизмах передвижения двухбалочных кранов независимо от места их работы и однобалочных кранов, предназначенных для работы на открытом воздухе, применяют, как правило, раздельный привод. механизм передвижения

4 Механизмы передвижения мостов кранов ВЫБОР КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ Иногда в механизмах передвижения однобалочных мостовых кранов, предназначенных для работы в помещении, применяют центральный привод.

5 ЧИСТО ХОДОВЫХ КОЛЕС КРАНА Зависит от: грузоподъемности, пролета моста, режима работы скорости движения крана. Предварительно число ходовых колес крана можно принять в зависимости от грузоподъемности крана: Грузоподъемность механизма главного подъема, т до более 160 Число ходовых колес крана 488 или 1616

6 ЧИСТО ХОДОВЫХ КОЛЕС КРАНА При числе ходовых колес 16 число приводов может быть равно 4. Число ходовых колес однобалочных кранов с грузоподъемностью до 5 т равно 4.

7 СТАТИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ НА ХОДОВЫЕ КОЛЕСА Максимальную Р ст.max (в груженом состоянии) и минимальную Р ст.min (в порожнем состоянии) статические нагрузки на ходовое колесо тележки определяют с учетом коэффициента неравномерности нагружения колес: в груженом состоянии умножать на 1,1, в порожнем состоянии умножать на 0,9.

8 СТАТИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ НА ХОДОВЫЕ КОЛЕСА Вес тележки для кранов грузоподъемностью т можно принимать по ГОСТ и ГОСТ Грузоподъемность, т ,516 16/ 3,2 20/ 5 32/ 5 50/ 12,5 Вес тележки, кН19,621,623,529,436,346,161,885,3132,4 Грузоподъемность, т 80/20 100/ / / / / / / /80 Вес тележки, кН Примечание. В числителе - грузоподъемности механизма главного подъема, а в знаменателе вспомогательного, если тележка имеет два механизма подъема.

9 СТАТИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ НА ХОДОВЫЕ КОЛЕСА Если грузоподъемность крана не попадает в диапазоны грузоподъемностей названных стандартов, предварительно вес тележки принимают: для кранов групп режима работы А1…А4 G т = (0, ,35) Q, для кранов групп режима работы А5...А8 G т = (0,4... 0,5) Q. При проектировании тележки с одним механизмом подъема принимают меньшее значение числового коэффициента.

10 СХЕМА ДЛЯ РАСЧЕТА НАГРУЗОК НА КОЛЕСА Влияние веса кабины оказывается более существенным, чем влияние разницы плеч l 1 и l 2 крайних положений грузовой тележки Для кранов грузоподъемностью менее 16 т

11 СХЕМА ДЛЯ РАСЧЕТА НАГРУЗОК НА КОЛЕСА Влияние веса кабины оказывается менее существенным, чем влияние разницы плеч l 1 и l 2 крайних положений грузовой тележки Для кранов грузоподъемностью более 16 т

12 СХЕМА ДЛЯ РАСЧЕТА НАГРУЗОК НА КОЛЕСА Представляя кран в виде двухопорной балки и составляя уравнения моментов сил относительно опор (центров колес), получают выражения для определения Р max и Р min. Вес моста крана, кН: где G кр - вес крана с электрооборудованием, кН.

13 СХЕМА ДЛЯ РАСЧЕТА НАГРУЗОК НА КОЛЕСА Краны облегченного типа грузоподъемностью т могут иметь исполнение, при котором кран управляется с пола, т.е. кабина отсутствует. В этом случае вес моста крана, кН: Вес крана G кр и значения плеч l 1 и l 2 приведены в ГОСТ и Вес кабины расположенным в ней электрооборудованием: открытой кН, закрытой кН.

14 ВЫБОР КОЛЕС И РЕЛЬСОВ По вычисленной максимальной статической нагрузке на одно колесо по таблице выбирают диаметр колеса и его тип с соблюдением условия Нагрузка, кН Диаметр колеса, мм Тип рельса Ширина плоского рельса, мм Р24, Р Р38, Р43, Р Р38, Р43, Р50, КР Р43, Р50, КР70, КР Р43, Р50, КР80, КР КР80, КР ; 900; 1000КР ; 1000КР120; КР140100…140 Размеры крановых и тележечных колес стандартизованы

15 ВЫБОР КОЛЕС И РЕЛЬСОВ В качестве подтележечных и подкрановых рельсов можно использовать рельсы как с выпуклой головкой (типы Р и КР), так и плоские. Рельсы типа КР предпочтительны для кранов большой грузоподъемности. Полосовую и квадратную сталь желательно использовать в качестве рельс в кранах сравнительно небольшой грузоподъемности (до 5 т). Рельс железнодорожный Р65 ГОСТ Рельс крановый КР-100 ГОСТ Сталь квадрат ГОСТ

16 СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЮ ТЕЛЕЖЕК И КРАНОВ Полное сопротивление передвижению тележки или крана в период разгона, приведенное к ободу колеса, кН где- сопротивление, создаваемое силами трения, кН; - сопротивление, создаваемое уклоном под тележечного или подкранового пути, кН; - сопротивление, создаваемое ветром, если тележка (кран) работает на открытом воздухе, кН; - сопротивление, создаваемое инерцией вращающихся и поступательно движущихся масс тележки или крана, кН; - сопротивление, создаваемое раскачиванием груза на гибкой подвеске. кН;

17 СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЮ ТЕЛЕЖЕК И КРАНОВ Для тележек и кранов, имеющих ходовые колеса с ребордами, (кН) где- коэффициент трения качения колеса по рельсу; - приведенный коэффициент трения скольжения в подшипниках колес; - коэффициент дополнительных сопротивлений, определяемых трением реборд о головку рельса и трением элементов токосъемного устройства; Сопротивление, создаваемое силами трения для тележки для крана - диаметр колеса, мм; - цапфы вала (оси) колеса, мм.

18 СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЮ ТЕЛЕЖЕК И КРАНОВ Значения коэффициента трения качения кранового колеса с ребордами по рельсу Сопротивление, создаваемое силами трения Форма головки рельса Диаметр колеса, мм …1000 Плоская 0,30,50,60,650,7 Закругленная 0,4,0,60,81,001,2 Значения приведенного коэффициента трения скольжения в подшипниках колес Тип подшипника Шариковый, роликовый (исключая роликовый с коническими роликами) 0,015 Роликовый с коническими роликами 0,020 Скольжения 0,100

19 СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЮ ТЕЛЕЖЕК И КРАНОВ Значения коэффициента дополнительных сопротивлений Сопротивление, создаваемое силами трения Объект Форма поверхности катания колеса Привод механизма Примечание Кран опорный Коническая Центральный 1,2 Раздельный 1,1 Цилиндрическая Центральный 1,5 Раздельный 1,1 Тележка ЦилиндрическаяЦентральный 2,5 Троллейный токоподвод 2,0 Гибкий токоподвод Кран подвеской Коническая Односторонний 2,0/2,5 Двусторонний 1,8/2,0 В числителе означает использование в ходовых колесах подшипников качения, а в знаменателе - подшипников скольжения.

20 СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЮ ТЕЛЕЖЕК И КРАНОВ Сопротивление, создаваемое уклоном, кН где - максимальный допустимый уклон рельсового пути; для тележки равен 0,002, для крана 0,001. для тележки для крана

21 СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЮ ТЕЛЕЖЕК И КРАНОВ Сопротивление, создаваемое ветром рабочего состояния, кН Динамическое давление ветра, Па: где - плотность воздуха, кг/м 3 ; - скорость ветра, м/с. Распределенная ветровая нагрузка, т. е. нагрузка, приходящаяся на 1 м 2 воспринимающей поверхности, Па: где k - экспериментально определяемый коэффициент возрастания динамического давления по высоте: Высота над поверхностью земли, м и выше k11,251,551,752,12,63,1

22 с – экспериментальный коэффициент аэродинамической силы, учитывающий характер обтекания объекта воздушным потоком. Конструкции из труб большого диаметра (D > 700 мм) 0,6...0,8 Кабины, противовесы, канаты, оттяжки, грузы 1,2 Коробчатые металлоконструкции 1,4...1,6 Решетчатые конструкции: трехгранные из труб 1,3...1,6 четырехгранные из труб 1,5...1,8 трехгранные из уголков 2...2,5 четырехгранные из уголков 2,3...2,8 СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЮ ТЕЛЕЖЕК И КРАНОВ Сопротивление, создаваемое ветром рабочего состояния, кН

23 - динамический коэффициент, учитывающий пульсацию ветрового воздействия и коэффициент динамичности, являющийся функцией периода собственных колебаний металлоконструкции крана. СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЮ ТЕЛЕЖЕК И КРАНОВ Сопротивление, создаваемое ветром рабочего состояния, кН

24 СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЮ ТЕЛЕЖЕК И КРАНОВ Сопротивление, создаваемое силами инерции, кН где - коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся частей механизма (при скорости передвижения меньше 1 м/с принимают δ=1,25, больше 1 м/с - δ = 1,15); - вес поступательно движущегося объекта (тележки, крана), кН; - ускорение при разгоне, м/с 2. Назначение крана а при грузоподъемности крана, т до 3,23, ,5 свыше 12,5 Перегрузка штучных грузов: с помощью приводного захвата 0,10 при ручной строповке 0,200,150,10 Обслуживание монтажных работ 0,100,070,05

25 СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЮ ТЕЛЕЖЕК И КРАНОВ Сопротивление, создаваемое раскачиванием груза на гибкой подвеске, кН где- угол отклонения груза от вертикали;

26 СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЮ ТЕЛЕЖЕК И КРАНОВ Механизм передвижения тележки с канатной тягой где Полное сопротивление передвижению тележки с канатной тягой в период разгона, приведенное к ободу колеса, кН - сопротивление от разности натяжения начальной и конечной ветвей грузового каната, проходящих через блоки каретки, кН; натяжения являются функциями полезной нагрузки, числа блоков, огибаемых канатом, КПД блоков; - сопротивление от провисания хвостовой ветви тягового каната, кН

27 СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЮ ТЕЛЕЖЕК И КРАНОВ Механизм передвижения тележки с канатной тягой Сопротивление от разности натяжения начальной и конечной ветвей грузового каната, кН где - вес соответственно полезного груза и грузозахватного приспособления, кН; - кпд отклоняющего блока.

28 СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЮ ТЕЛЕЖЕК И КРАНОВ Механизм передвижения тележки с канатной тягой Сопротивление от провисания хвостовой ветви тягового каната, кН где - распределенный вес хвостового каната, кН/м; - провес каната, м. где- длина хвостового каната, м.

29 МОЩНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ где Необходимая мощность двигателя механизма, к Вт - к. п. д. механизма; - кратность среднечасового момента двигателя по отношению к номинальному. Тип двигателя Асинхронный с фазным ротором 1,5... 1,6 с короткозамкнутым ротором MTKF1,3…2,6 МТКН1,6...2,4 4АС1,6…1,8 4АЕ1,1...1,8 Постоянного тока с последовательным возбуждением 1,8...2,0

30 ТИП ДВИГАТЕЛЯ Тип двигателя выбирают исходя из следующих двух условий: продолжительность включения двигателя должна соответствовать продолжительности включения механизма; номинальная мощность двигателя должна быть равна или несколько больше расчетного значения мощности: центральный привод раздельный привод где z - число приводов механизма.

31 ВЫБОР ОТКРЫТОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ Если в схеме имеется открытая зубчатая ступень, то вначале определяют основные параметры открытой зубчатой ступени: передаточное число; модуль зубьев; числа зубьев шестерни и колеса; межосевое расстояние. Передаточное число следует назначать из ряда стандартных передаточных чисел. Число зубьев предварительно можно принять равным 17 или несколько большим. Диаметр начальной окружности колеса конструктивно можно принимать равным диаметру ходового колеса. Зубья проверяют на изгиб и контактную прочность.

32 ВЫБОР ТИПА РЕДУКТОРА В механизмах передвижения тележек, как правило, используют вертикальные крановые редукторы. Известны различные типы вертикальных редукторов, из которых следует рекомендовать типы: ВК и ВКУ-М, закрепляемые на вертикальной плите, ЦЗ ВК и ЦЗ ВК Ф - навесные редукторы. В механизмах передвижения кранов, кроме вертикальных редукторов, можно использовать горизонтальные. При проектировании блок-приводов механизмов передвижения могут использоваться планетарные редукторы.

33 ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА РЕДУКТОРА Проводят по методике, аналогичной для механизма подъема груза. При этом расчетный крутящий момент, (Нм) на тихоходном валу редуктора: где- максимальный момент двигателя, Нм; - соответственно передаточное число и кпд редуктора.

34 ВЫБОР МУФТ Типоразмер муфт (ГОСТ ) выбирают по: диаметрам концов соединяемых данной муфтой валов; максимальному передаваемому моменту; допускаемой частоте вращения муфты.

35 ВЫБОР ТОРМОЗА Расчетный тормозной момент механизма при работе крана в закрытом помещении определяют при движении без груза под уклон в предположении, что реборды колес (или горизонтальные направляющие ролики) не задевают за головки рельсов, Нм: где- моменты, создаваемые уклоном, инерцией и силами трения и приведенные к валу, на котором установлен тормоз, Нм

36 ВЫБОР ТОРМОЗА где- радиус ходового колеса, м; - к.п.д. механизма на участке кинематической цепи "приводное колесо-тормоз"; - сопротивления передвижению тележки (крана) без груза, создаваемые уклоном, инерцией и трением соответственно, Н

37 ВЫБОР ТОРМОЗА Для тележки: Для крана: где - коэффициент, учитывающий сопротивление движению тележки при троллейном токоподводе. Замедление а берется того же значения, что и значение ускорения а при разгоне.

38 ВЫБОР ТОРМОЗА Для тележки: Для крана: где - коэффициент, учитывающий сопротивление движению тележки при троллейном токоподводе. Замедление а берется того же значения, что и значение ускорения а при разгоне.

39 ВЫБОР ТОРМОЗА Расчетный тормозной момент механизма при работе на открытом воздухе и отсутствии противоугонных устройств, Нм: где - коэффициент запаса торможения согласно Правилам Госгорпромнадзора - момент ветровой нагрузки нерабочего состояния, действующей на тележку (кран), приведенный к валу, на котором установлен тормоз, Нм

40 ВЫБОР ТОРМОЗА Расчетный тормозной момент тормоза, Нм: где- число тормозов в механизме.

41 КОМПОНОВКА МЕХАНИЗМА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ Расчетный тормозной момент тормоза, Нм: Компоновочная схема механизма перемещения с центральным приводом

42 КОМПОНОВКА МЕХАНИЗМА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ Компоновочная схема механизма перемещения при небольшой колее