Розрахунок Баштового крану (стр. 2 из 3)
Фактична швидкість підйому вантажу:
Статичний момент на валу двигуна при підйомі номінального вантажу:
де Sп1 – зусилля в навиваємому на барабан канаті при підйомі вантажу; Sп1=16460 Н;
а – число гілок, навиваємих на барабан; а=2;
hм – ККД механізму підйому, що приймається залежно від вантажу, що піднімається, по експериментальному графіку; hм=0,85 [1. табл. II.1.7.]
Зусилля в канаті, звиваємому з барабана, при опусканні вантажу:
Статичний момент на валу двигуна при опусканні номінального вантажу:
Момент інерції рухомих мас механізму, приведених до валу двигуна, при підйомі вантажу:
де Jр.м. – момент інерції ротора двигуна; Jр.м.=1,172 кг м[5];
d - коефіцієнт, що враховує моменти інерції мас деталей, що обертаються повільніше, ніж вал двигуна; d=1,2 ;
m – вага вантажу, що піднімається; m=87500 Н;
Uм – загальне передавальне число механізму:
Uм=Uр´U=20´2=40;
hм – ККД механізму підйому; hм=0,85 [1. табл. II.1.7.];
Rб – радіус барабана по центру намотуваного каната; Rб=0,31125 м
Час пуску при підйомі номінального вантажу:
w - кутова швидкість двигуна;
Час пуску при опусканні номінального вантажу:
Прискорення при пуску номінального вантажу, що піднімається:
Середньоквадратичний момент:
де Stп – сумарний час пуску протягом одного циклу; Stп=41 с
Stу – загальний час сталого руху; Stу=147 с;
b - коефіцієнт, що враховує погіршення умов охолоджування під час пауз; b=0,85
Еквівалентна потужність по нагріву:
Отже, вибраний двигун задовольняє умові нагріву (Nэ £ Nн).
2.1.8. Розрахунок гальма
Гальмо встановлюється на швидкохідному валу редуктора. Розрахунковий гальмовий момент:
де kт – коефіцієнт запасу гальмування; kт=1,75 для легкого РР [3. табл.. 18];
Мст.т – статичний момент на валу двигуна при гальмуванні:
По каталогу вибираємо гальмо двохколодочні ТКГ-500м з найбільшим гальмовим моментом 2500 Н м, відрегульований на розрахунковий момент [2. табл. V.2.23.].
2.1.9. Вибір сполучних муфт
Виходячи з діаметру гальмового шківа між двигуном і редуктором встановлюємо втулково-пальцеву муфту МУВП з гальмівним шківом Dт=400 мм, з найбільшим моментом, що передається, 8000 Н м [2. табл.. V.2.41.].
Сполучна муфта перевіряється по номінальному моменту:
де k1 – коефіцієнт, що враховує ступінь відповідальності муфти; k1=1,3 для механізму підйому [2. табл. V.2.36.];
k2 – коефіцієнт, що враховує умови роботи; k2=1,2 [2. табл. V.2.37.]
Між барабаном і редуктором встановлюємо зубчату муфту. Що крутить момент, що передається муфтою:
де Smax – максимальне натягнення гілки каната;
hб – ККД барабана;
З каталогу вибираємо стандартну зубчату муфту №10 з модулем m=6мм, числом зубів z=56, шириною зуба b=40 мм, найбільшим моментом, що передається муфтою 50000 Н м [2. табл. V.2.39].
2.2. Розрахунок механізму пересування візка
2.2.1 Кінематична схема механізму пересування візка:
2.2.2. Розрахунок опіру пересування візка:
Q – номінальна маса вантажу, що піднімається, з урахуванням ваги захватного органу;
Q=35000 кг;
Gт – маса візка крана; Gт=53520 кг;
Dк – діаметр ходового колеса візка;
Dк=0,63 м, колесо двохреборне, з циліндровим профілем, ширина робочої доріжки 0,125 м [2. табл. V.2.43.];
d – діаметр цапфи:
d = (0,25 ¸ 0,30)Dк = (0,25 ¸ 0,30) 0,63 = 0,1 ¸ 0,11 = 0,102 м;
Приймаємо d=0,102 м;
f – коефіцієнт тертя в підшипниках коліс; f = 0,015; підшипник сферичний дворядний;
m - коефіцієнт тертя кочення колеса по плоскій рейці; m = 0,06; колесо із сталі [2. VI.3.2.];
kр – коефіцієнт, що враховує опір від тертя реборд коліс об рейки; kр = 1,5 [2. VI.3.3.];
Wук – опір пересуванню від ухилу;
a - розрахунковий кут підкранового шляху; a = 0,002 для шляхів, що укладаються на металевих балках;
,Wв – опір пересуванню від дій вітрового навантаження;
,rв – питоме вітрове навантаження;
,qo – швидкісний натиск вітру на висоті 10 м;
V – швидкість вітру, V = 15 м/с;
,nв – коефіцієнт, що враховує зростання швидкісного натиску залежно від висоти установки крана над поверхнею землі (води); nв = 1,32;
с – аеродинамічний коефіцієнт; с = 1,2 для коробчатих конструкцій;
b - коефіцієнт динамічності, що враховує пульсуючий характер вітрового навантаження; b = 1
,F – навітряна площа конструкції візка і вантажу; F = 65 м2;
Опір пересуванню візка складає 34900 Н.
2.2.3. Потужність двигуна і вибір редуктора
Розрахунок приведеного опору пересування візка:
де Wст – статичний опір пересуванню візка;
Gт – маса кранового візка;
Q – Номінальна маса вантажу, що підіймається;
а – середнє прискорення візка при пуске, а=0,25 м/с2;
hм – загальне ККД механізму, hм = 0,9; [1. табл. II.1.7.]
yср – середня кратність пускового моменту, yср = 2,0;
Потужність електродвигуна складає:
Потужність двигунів механізму пересування візка складає 59,4 кВт, отже, один двигун має потужність N=14,85 кВт.
Заздалегідь по каталогу вибираємо електродвигун типа 4А160М6ОМ2, потужністю N=15 кВт, частотою обертання n=975 об/хв., w=102,5, моментом інерції ротора Jр=0,073 кг м. [5]
Частота обертання колеса візка:
Розрахункове передавальне число редуктора:
По каталогу приймаємо редуктор типа ВКН-630 з передавальним числом U=100, виконання по схемі 2. [2. табл. V.1.51.]
Фактична частота обертання колеса:
Фактична швидкість пересування візка з номінальним вантажем:
Мінімальний час пуску двигуна ненавантаженого візка:
де ап.мах – максимально допустиме прискорення ненавантаженого візка;
де j - коефіцієнт зчеплення ведучого колеса з рейкою;
j=0,12 для кранів, що працюють на відкритому повітрі [3. c. 110];
Статистичний момент опору пересуванню ненавантаженого візка, приведений до валу двигуна:
Момент інерції рухомих мас візка, приведений до валу двигуна:
