Применение подъемно-транспортных машин для комплексной механизации производства (стр. 23 из 38)

С достаточным основанием принято считать, что в течение одного процесса торможения тормозной момент остается постоянным. Благодаря этому торможение механизма передвижения совершается с постоянным замедлением. По аналогии с процессом пуска тормозной момент при механическом торможении можно определить без учета гибкого подвеса груза из уравнения приведенных к валу электродвигателя (тормозного шкива) моментов:

T_т T_uн -T_c^т /t_т -T_c^т , (9.18)

где I_пр – приведенный к валу электродвигателя момент инерции механизма передвижения при торможении; Т_с^т – момент от минимально возможного статического сопротивления, приведенный к валу электродвигателя, имеющего угловую скорость ω или частоту вращения n₁; t_т – время торможения.

Приведенный момент инерции при торможении, когда груз поднят в крайнее верхнее положение:

I_пр = δI₀ + mD²η/u² . (9.19)

При определении момента сопротивления необходимо исходить из наиболее неблагоприятного случая работы, когда торможение происходит при движении по направлению ветра и под уклон. Тогда:

Т_с^т W^тD / 2u , (9.20)

где W^т – минимально возможное статическое сопротивление, приведенное к наружному диаметру D ходовых колес; u, η – передаточное число и КПД привода механизма.

Время торможения t_т находят по рекомендуемым максимально допустимым значениям замедления и соответствующим допускаемым минимальным значениям пути торможения.

Для принятого с достаточной для расчетов точностью равномерно замедленного движения при торможении:

t_т = v/a_т или t_т2S_т / v, (9.21)

где v – рабочая скорость движения крана или тележки; S_т – путь торможения крана или тележки; a_т – замедление крана или тележки при торможении.

Зная время торможения, по формуле (9.18) можно определить максимальный тормозной момент.

При остановке механизмов кранов без груза под действием рассчитанного по формуле тормозного момента время торможения сокращается, замедление имеет максимальные значения а_тmax и возникает опасность буксования приводных (тормозных) ходовых колес на рельсах.

Если коэффициент запаса сцепления меньше допустимого, то значение тормозного момента уменьшают.

9.6. Расчет механизма с канатной (цепной) тягой.

Расчет включает определение сопротивлений передвижению тележки, расчет мощности и выбор электродвигателя, редуктора, тягового каната, проверку двигателя по условиям нагрева и перегрузочной способности.

На тележке (рис. 9.1, в) установлено два блока, по которым перекатывается подъемный канат во время движения тележки. Такая конструкция обеспечивает постоянство уровня поднятого груза при перемещении тележки в любом направлении. Однако при этом увеличивается сопротивление движению тележки, обусловленное натяжением ветвей, жесткостью каната и КПД блоков. Для обеспечения постоянного натяжения тягового каната и устойчивого движения тележки без рывков обводной блок обычно подпружинивают.

Общее сопротивление передвижению тележки равно сумме сопротивлений от сил трения в ходовой части W, ветровой нагрузки F_в, уклона балки F_ук, от перемещения грузового каната F_к по блокам тележки и натяжения свободной ветви F₀ тягового каната:

F W Fв Fук Fк F0

Сопротивление от сил трения:

W = (Q+G₀)(fd + 2k)K_p /D (9.22)

Остальные сопротивления находим по известным ранее формулам.

Сопротивление перемещению грузового каната:

Fk F1 F4

Натяжение в ветвях каната:

Q

F₃

F₁ (9.23)

F₄

F_k

где η – КПД блока.

Натяжение в свободной ветви тягового каната:

F₀ ql² / 8h ,

где q – вес 1 м тягового каната; ℓ – максимальная длина свободно висящего тягового каната при расположении грузовой тележки в конечном положении; h – стрела провеса тягового каната (1...3% пролета). Статическая мощность двигателя:

P Fv/ (9.24)

Проверка двигателя на нагрев и перегрузку выполняется ранее изложенными методами.

Применяют также фрикционный привод, где тяговый канат не закреплен на барабане, а усилие передается за счет сил трения. В этом случае должно соблюдаться условие:

F F₀l^f , (9.25)

где f – коэффициент трения каната по барабану (блоку); α – угол обхвата барабана (блока) канатом.

Глава 10. МЕХАНИЗМЫ ПОВОРОТА КРАНОВ

10.1 Схемы механизмов поворота

Механизм поворота крана предназначен для вращения поворотной части крана относительно оси поворота. Механизмы поворота кранов различаются между собой параметрами, конструктивным исполнением отдельных участков кинематической цепи и т. д., что определяется назначением и конструкцией крана, условиями эксплуатации, нагрузками и другими особенностями поворотных кранов.

В поворотных кранах широкое применение находят две схемы расположения механизмов поворота. Наиболее часто механизмы поворота расположены на поворотной части крана (рис. 10.1). Этот механизм имеет двигатель 3, соединенный муфтой 2 с червячным редуктором 1, имеющим горизонтальный червяк и вертикальный выходной вал. На конце выходного вала консольно закреплена шестерня 5, которая входит в зацепление с зубчатым колесом 4, закрепленным на неповоротной части крана. При работе механизма шестерня 5 взаимодействует с зубчатым венцом 4, в результате чего поворотная часть крана приводится во вращение.

Рисунок. 10.1– Кинематические схемы механизмов поворота кранов:

а – с червячным редуктором; б – предохранительная муфта к червячному

редуктору; в – канатный привод; г – привод с планетарным редуктором.

На другой схеме расположения механизма поворота основная часть элементов кинематической цепи расположена на неповоротной части крана, а на поворотной части жестко закреплен зубчатый или цевочный венец, с которым находится в зацеплении приводная шестерня или звездочка выходного вала редуктора.

При работе механизма поворота вместе с зубчатым или цевочным венцами поворачивается и поворотная часть крана.

Для сокращения электрических и других цепей управления между поворотной и неповоротной частями крана механизм поворота размещают в основном на той части крана, на которой расположен пульт управления.

Частоту вращения крана выбирают в соответствии с его производительностью, однако чрезмерное увеличение частоты вращения приводит к раскачиванию груза, подвешенного на гибкой подвеске, что в свою очередь влечет за собой снижение производительности крана. Поэтому частота вращения крана обычно принимается в пределах 0,75–3,5 об/мин.

При частоте вращения ротора электродвигателя 760–1000 об/мин необходимо обеспечить передаточное отношение от 200 до 1000. Механизмы поворота обычно имеют редуктор с передаточным числом 30–40 и открытую зубчатую (иногда цевочную) пару с передаточным отношением 10–25. Редукторы механизмов поворота выполнены с различными кинематическими схемами. Однако наиболее часто используют схемы с червячным редуктором при горизонтальном расположении вала электродвигателя и вертикальным выходном вале редуктора или с цилиндрическим зубчатым редуктором при вертикальном расположении валов редуктора и фланцевого электродвигателя.

Некоторые механизмы поворота крана выполнены с предохранительными устройствами, ограничивающими наибольший момент, передаваемый механизмом. Наиболее часто в качестве предохранительного устройства применяют фрикционные муфты, но иногда используют другие устройства в виде срезных штифтов и т. п. ,

Наиболее часто применяют фрикционную муфту предельного момента. На рис. 10.1, б дана схема фрикционной муфты, вмонтированной в червячное колесо.

Крутящий момент от венца 4 к конусам обода 3 передается через фрикционную связь, сила трения в которой создается сжатой пружиной 2. Момент трения муфты регулируется силой сжатия пружины с помощью гайки 1. При недопустимых перегрузках происходит проскальзывание венца, что исключает аварию.

Механизмы поворота можно классифицировать по следующим признакам: п о к о н с т р у к ц и и (рис. 10.1):

с горизонтальным расположением двигателя и червячным (а) или

зубчатым редукторами, в том числе с зацеплением Новикова и с канатным приводом (в);

с вертикальным расположением двигателя и применением