Применение подъемно-транспортных машин для комплексной механизации производства (стр. 22 из 38)

9.4. Расчет привода механизма.

Выбор электродвигателя для механизмов передвижения, как и для механизмов подъема груза, производят по статической мощности установившегося движения. Возникающие дополнительные нагрузки на электродвигатель во время разгона будут преодолеваться за счет его перегрузочной способности.

Статическая мощность электродвигателя механизма передвижения при работе с номинальным грузом равна:

P Wv_пер / , кВт, (9.4)

где: W – суммарное статическое сопротивление передвижению тележки или моста крана, кН; v_пер – скорость передвижения тележки или моста крана, м/с; η – общий КПД механизма; для механизмов передвижения принимают η = 0,85–

0,90.

Необходимый тип электродвигателя для механизма передвижения тележки и моста крана с центральным приводом выбираем из каталога, как и для механизма подъема груза. При этом следует учитывать, чтобы мощность выбранного электродвигателя при соответствующем значении ПВ% была бы равна или больше подсчитанной статической мощности при работе с номинальным грузом.

Если механизм передвижения моста крана имеет раздельный привод, то мощность каждого электродвигателя должна быть равна или больше 0,5 Р'.

Номинальный момент выбранного электродвигателя определяется так же, как и для механизма подъема груза.

Выбор редуктора. В механизмах передвижения тележек и мостов кранов редуктор устанавливается между электродвигателем и ходовыми колесами, поэтому необходимое передаточное число редуктора определяется как отношение: u

n_д /n_k , (9.5)

где n_д – частота вращения вала электродвигателя при заданном значении ПВ%; n_к

–частота вращения ходовых колес при заданной скорости передвижения:

n_к = v_пер /(πD) . (9.6)

Выбор редуктора из таблиц производят так же, как и для механизма подъема груза. Однако вместо статической мощности необходимо брать значение расчетной мощности, которая определяется:

для редукторов механизма передвижения тележки и механизма передвижения моста крана с тихоходным трансмиссионным валом:

P_расч

_ин . (9.7)

для механизмов передвижения мостов кранов с быстроходным и среднеходным трансмиссионными валами имеющими два редуктора:

P_расч

, (9.8)

где α – отношение максимального давления на ведущие ходовые колеса с одной стороны к суммарному давлению на все ведущие ходовые колеса; Р_ин – мощность, расходуемая на преодоление сил инерции.

для механизмов передвижения мостов кранов с раздельным приводом:

P_расч 0,5 P P_ин . (9.9)

Проверка электродвигателя на перегрузку в период разгона.

Выполняется по методике, рассмотренной в главе 8.

Пусковой момент

T_n T_c T_ин WD/(2u ) / t_п. (9.10) Проверка на устойчивость движения без буксования приводных колес.

В период пуска механизма передвижения приводные колеса, взаимодействуя с рельсами, приводят в движение тележку или кран. Для получения нормальной работы при разгоне и торможении необходимо, чтобы приводные колеса перекатывались по рельсам без скольжения (пробуксовки). Поэтому при расчете механизмов передвижения необходимо выдержать определенное соотношение между силами сцепления ходовых колес с рельсами и движущей силой, приложенной к ободьям этих колес.

Расчетным случаем для многих механизмов является работа без груза, когда усилие на приводные колеса будет уменьшенным, а, следовательно, уменьшена будет и сила сцепления, которая при этом:

F_сц G , (9.11)

где _∆G₀ – сцепной вес, т. е. часть силы тяжести крана с тележкой без груза при расчете механизма передвижения крана или часть силы тяжести тележки без груза при расчете ее механизма передвижения, действующая на приводные ходовые колеса; φ – коэффициент сцепления колеса с рельсом (φ = 0,12 и 0,2 для кранов, работающих соответственно на открытом воздухе и в помещении при условии отсутствия влаги; φ = 0,25 для кранов, работающих с песочницами).

Для тележек без поворотных стрел и мостов кранов сцепной вес с некоторым приближением:

G₀ G₀z/ z₀ , (9.12)

где z – число приводных ходовых колес; z₀ – общее число ходовых колес.

При расчете передвижных поворотных кранов и тележек с поворотными стрелами необходимо проанализировать изменения нагрузок на приводные ходовые колеса в зависимости от положения стрелы. Минимальная нагрузка хотя бы на одно из приводных колес, возникающая при работе крана с грузом номинальной массы является расчетной и обязательной для проверки коэффициента запаса сцепления по этому колесу.

Работа в период пуска без проскальзывания (пробуксовывания) приводных ходовых колес обеспечивается при:

F_сц K_сц F₀ F_ин , (9.13)

где К_сц – коэффициент запаса сцепления, обычно К_сц ≥ 1.2.

Силу внешнего статического сопротивления F₀ для кранов без поворотных стрел определяют при передвижении крана или тележки без груза. В ответственных случаях коэффициент запаса сцепления следует рассчитывать по фактической нагрузке на приводные колеса с учетом наименее выгодного расположения тележки. При раздельном приводе запас сцепления проверяют для приводных колес каждой стороны отдельно.

Сила внешнего статического сопротивления меньше силы полного статического сопротивления передвижению без нагрузки кранов и тележек W₀ на сопротивление от трения в опорах приводных колес W₁, которое рассматривается в качестве внутреннего сопротивления, не влияющего на сцепление приводных колес с рельсами. Таким образом, в общем случае с учетом ветрового сопротивления F_в для кранов, работающих вне помещений:

F₀ W₀ W₁ F_в ; W₁ G₀fd /D, (9.14)

где f – коэффициент трения в опоре; d – диаметр цапфы; D – диаметр поверхности дорожки качения ходового колеса.

Сопротивление от сил инерции поступательно движущихся масс крана или тележки при работе без груза:

F_ин = m₀a_n = G₀a_n /g, (9.15)

где a_n – фактическое ускорение при пуске: a_n = v/ t_n .

Для обеспечения необходимого запаса сцепления К_сц ≥ 1,2 при пуске незагруженного крана его ускорение должно быть не больше значения, вычисленного по формуле:

a_nmax

g , (9.16)

где w_с'– коэффициент сопротивления передвижению при К_р = 1.

Фактический коэффициент запаса сцепления ведущих колес с рельсами в общем случае, с учетом ветровых нагрузок, определяют па формуле:

K_сц

1,2 . (9.17)

Допустимые средние ускорения и замедления составляют 0,05...0,25, максимальные 1...1.2 м/с².

Из формул видно, что значения ускорений крана и коэффициента запаса сцепления (при отсутствии сил ветра) не зависят от того, груженый кран или нет.

Если коэффициент запаса сцепления окажется меньше допускаемого значения, то потребуется другой электродвигатель с меньшей установочной мощностью или следует увеличить время пуска для двигателей с фазовым ротором и постоянного тока.

Проверку двигателя на нагрев производим по методу, изложенному в главе 8 .

9.5. Торможение механизмов передвижения.

Процесс торможения механизма передвижения состоит в преодолении сил инерции поступательно движущихся и вращающихся масс моментом, развиваемым тормозом, внутренними и внешними сопротивлениями. Остановка механизмов передвижения без тормозов только под действием внешних и внутренних сопротивлений применяется редко и в основном при использовании ручного привода или тихоходных кранов. Согласно правил Госгортехнадзора тормоза на механизмах передвижения должны устанавливать в тех случаях, если кран или тележка, предназначенные для работы в помещении на надземном рельсовом пути, перемещаются со скоростью более 0,5 м/с, а также при работе грузоподъемной машины, эксплуатируемой на напольном пути независимо от места применения.

Внешние и внутренние сопротивления движению при торможении уменьшают требуемый тормозной момент, который определяют при условии исключения возможности буксования приводных ходовых колес на рельсах.