Розрахунок Баштового крану

     

     Прискорення при пуску номінального вантажу, що піднімається:

     

     Середньоквадратичний  момент:

     

     де S_tп – сумарний час пуску протягом одного циклу; S_tп=41 с

     S_tу – загальний час сталого руху; S_tу=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 (N_э £ N_н). 
 

     2.1.8. Розрахунок гальма 
 

     Гальмо  встановлюється на швидкохідному валу редуктора. Розрахунковий гальмовий  момент:

     

     де  k_т – коефіцієнт запасу гальмування; k_т=1,75 для легкого РР [3. табл.. 18];

     М_ст.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 D_т=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  S_max – максимальне натягнення гілки каната;

     h_б – 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;

     G_т – маса візка крана; G_т=53520 кг;

     D_к – діаметр ходового колеса візка;

     D_к=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)D_к = (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.];

     k_р – коефіцієнт, що враховує опір від тертя реборд коліс об рейки; k_р = 1,5 [2. VI.3.3.];

     W_ук – опір пересуванню від ухилу;

     

     a - розрахунковий кут підкранового шляху; a = 0,002 для шляхів, що укладаються на металевих балках;

      ,

     W_в – опір пересуванню від дій вітрового навантаження;

      ,

     r_в – питоме вітрове навантаження;

      ,

     q_o – швидкісний натиск вітру на висоті 10 м;

     

     V – швидкість вітру, V = 15 м/с;

      ,

     n_в – коефіцієнт, що враховує зростання швидкісного натиску залежно від висоти установки крана над поверхнею землі (води); n_в = 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  W_ст – статичний опір пересуванню візка;

     G_т – маса кранового візка;

     Q – Номінальна маса вантажу, що підіймається;

     а – середнє прискорення візка при пуске, а=0,25 м/с²;

     h_м – загальне ККД механізму, h_м = 0,9; [1. табл. II.1.7.]

     y_ср – середня кратність пускового моменту, y_ср = 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  а_п.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:

     

     де  J_р.м – момент інерції ротора двигуна;

     

     Визначимо середній пусковий момент двигуна для  розгону ненавантаженого візка  з умови відсутності пробуксовування  привідних коліс і наявності  необхідного запасу зчеплення:

     

     Розрахункова  потужність:

     

     Для приводу механізму пересування  візка остаточно вибираємо електродвигун 4А 160М6 ОМ2, з номінальнім моментом М_н= 147 Нм.

     Середній  пусковий момент:

     

     Фактичний час пуску двигуна навантаженого  візка:

     

     Фактичне  прискорення при розгоні ненавантаженого  візка:

       
 

     2.2.4 Розрахунок гальмівного моменту і вибір гальма: 

     При гальмуванні візка без вантажу  допустиме максимальне прискорення, при якому забезпечується запас  зчеплення коліс з рейками 1,2, визначається по формулі:

     

     Час гальмування візка без вантажу  виходячи з максимального допустимого  прискорення:

     

     Величина  гальмівного шляху, що допускається:

     

     Мінімальний допустимий час гальмування:

     

     Гальмівний  момент розраховується по наступній  формулі:

     

     

     

     

     

     

     Приймаємо колодочні гальма з гідротовкачем  типа ТТ з найбільшим гальмовим моментом 100 Н м, діаметром гальмового шківа  160 мм, шириною колодки 75 мм, тип гідротовкача ТЕГ-16 з тяговим зусиллям 160 Н. Гальма регулюється на необхідний гальмовий момент [2. табл. V.2.23.].

 

2.3. Розрахунок механізму пересування крана 
 

     2.3.1. Кінематична схема механізму пересування перевантажувача:

     

     2.3.2. Розрахунок опору пересуванню крана:

     

     Q – номінальна маса вантажу, що піднімається, з урахуванням ваги захватного органу; Q=35000 кг;

     G_к – маса крана з візком; G_к=430000 кг;

     D_к – діаметр ходового колеса крана; D_к=0,8 м, колесо двохреборне, з циліндровим профілем, ширина робочої доріжки 0,17 м [2. табл. V.2.43.];

     d – діаметр цапфи:

     d = (0,2 ¸ 0,25)D_к = (0,2 ¸ 0,25) 0,8 = 0,16 ¸ 0,2 = 0,18 м;

     Приймаємо d=0,18 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.];