Определение сопротивлений передвижению кранов

Крановых тележек

При передвижении тележки или крана по рельсам двига­тель механизма передвижения преодолевает сопротивление сил трения, инерции, ветровой нагрузки, а также сопротивления, ко­торые могут появиться при движении вверх по наклонному пути. Однако ветровая нагрузка появляется только при работе на от­крытом воздухе, а составляющую силу тяжести при движении по наклонному пути учитывают только в тех случаях, когда известно, что подкрановый путь имеет уклон на значительном протяжении. Рассмотрим определение сопротивления передвижению, вызываемое трением. Передвижение крана сопровождается трением в опорах колес. При качении по рельсу колес (рис. 2.3), нагруженных силой , в опорах колеса возникает момент трения, равный , где - вес транспортируемого груза; G-собственный вес тележки или крана; d- диаметр цапфы; f - приведенный коэффициент трения.

Рис. 2.3. Схема нагружения колеса

Материал колес по своим физическим свойствам не является идеально упругим, поэтому при его движению по жесткому основанию оказывается, что сумма нормальных давлений в точках, выходящих из-под контакта, меньше, чем в точках входящих в контакт, так как восстановление первоначального объема происходит с некоторым запаздыванием по отношению к снятию нагрузки. Поэтому нормальная равнодействующая реакции смещается от линии, проходящей вертикально через ось колеса на размер (см рис. 2.3), называемый коэффициентом трения качения колеса о рельсу. При этом возникает момент сопротивления от качения колеса по рельсу, равный .

Общий момент сопротивления передвижению

Сопротивление передвижению, приведенное к окружности качения колеса диаметром D_к (см. рис. 2.3):

Как уже указывалось, при движении кранов мостового типа по различным причинам, в том числе из-за неточностей укладки подкранового пути, из-за различия в диаметрах поверхности каче­ния ходовых колес, различной загрузки концевых балок при распо­ложении грузовой тележки не в центре пролета моста, из-за раз­личия в характеристиках электродвигателей при раздельном при­воде происходит отставание.- или забегание одной стороны крана относительно другой и может образоваться перекос моста. При движении крана с перекосом плоскости качения ходовых колес не совпадают с направлениями движения и происходит поперечное скольжение ободов ходовых колес по рельсу. Перекос вызывает появление поперечных горизонтальных нагрузок, которые воспри­нимаются или ребордами ходовых колес, или направляющими ро­ликами при безребордных ходовых колесах (рис. 2.4). Перекос крана с двухребордными колесами может ограничиваться обычно ребор­дами колес, расположенных по диагонали моста, а иногда реборда­ми колес на одной стороне моста или ребордами одного колеса.

Рис. 2.4. Установка колес с опорными роликами

Для тележек и кранов, имеющих ходовые колеса с реборда­ми, сопротивления, создаваемые силами трения, определяют по формулам:

- для тележки

- для крана

где - коэффициент трения качения колеса по рельсу (0,04-0,05 см);

-коэффициент трения в подшипниках колес ( =0,015);

-определяемых в основном трением реборд о головку рельса и трением элементов токосъемного устройства ( =2,5);

- соответственно вес тележки, крана и номиналь­ного груза;

- диаметр колеса;

- диаметр цапфы вала (оси) колеса.

Полное сопротивление передвижению тележки или крана в период разгона, приведенное к ободу колеса, может включать в себя следующие составляющие:

где - сопротивление, создаваемое силами трения;

- сопротивление, создаваемое уклоном подтележечного или подкранового пути;

- сопротивление, создаваемое ветром, если тележка (кран) работает на открытом воздухе;

- сопротивление, создаваемое инерцией вращающихся и поступательно движущихся масс тележки или крана;

- сопротивление, создаваемое раскачиванием груза на гибкой подвеске.

Сопротивление , создаваемое уклоном, определяют по формулам:

- для тележки

- для крана

где -уклон рельсового пути; для тележки равен 0,002; длякрана - 0,001.

Сопротивление, создаваемое ветром рабочего состояния, определяют по нормам ГОСТ 1451.

Мощность двигателя. Необходимую мощность двигателя ме­ханизма передвижения N определяют по формуле

где = 0,85 - предварительное значение КПД механизма пе­редвижения;

- количество двигателей в механизме передвижения.

Двигатель проверяют по нагреву, а также максимальный мо­мент выбранного двигателя проверяют на кратковременную пере­грузку по зависимости

где -максимально возможное статическое сопротивле­ние в условиях установившегося движения;

- передаточное отношение привода.

Тип двигателя выбирают исходя из следующих условий:

- Первое условие - относительная продолжительность включе­ния двигателя должна соответствовать относительной продол­жительности включения механизма.

- Второе условие - номинальная мощность двигателя должна быть равна или несколько больше значения мощности, вычис­ленного по формуле отмеченной выше зависимости.

Наиболее предпочтительно применение двигателей серий МТКР, МТКН.

Передачу выбирают исходя из кинематической схемы меха­низма, Если в схеме имеется открытая зубчатая ступень или ее необходимость вызвана большим передаточным числом механиз­ма, то вначале надо определить основные параметры открытой зубчатой ступени: передаточное число, модуль зубьев, числа зубьев шестерни и колеса и межосевое расстояние. Передаточное число следует назначать из ряда стандартных передаточных чисел (ГОСТ 2185-66):2,0; (2,24); 2,5; (2,8); 3,15; (3,55); 4,0;(4,5); 5,0; (5,6).

В дальнейшем, если заданием на проект предусмотрены конструирование и расчет сборочной единицы «Установка ходово­го колеса» и имеется открытая передача, необходимо проверить зубья открытой передачи на изгиб.