5. Расчет процесса пуска механизма поворота

5.1. Максимальное время пуска из условия минимального ускорения груза (см. п. 4.1) составит

Минимальное время пуска т.е. 1–5,3 с.

Если время пуска превышает 3 с, то пуск короткозамкнутого двигателя общего назначения осуществляют без его перегрузки относительно номинального момента. Во время действия пускового момента проскальзывает фрикционная муфта, настроенная на номинальный момент электродвигателя.

5.2. Условие пуска

(3)

где — номинальный момент электродвигателя (при длительном пуске), — заданное (максимальное) время пуска; — момент инерции масс на первичном валу:

Коэффициент 1,2 в уравнении (3) учитывает инерционность вращающихся частей механизма, приведенную к выходному валу редуктора; коэффициент 1,3 в уравнении (3) учитывает момент инерции стрелы (без противовеса и груза).

Из уравнения (3) получим

или

Заметим, что первое слагаемое в скобках (момент инерции масс, вращающихся на первичном валу) в 30 раз меньше, чем второе слагаемое (момент инерции крана, приведенный к первичному валу). Заметим также, что число 1,03 (момент трения в подшипниках) мало по сравнению с числом 17,5 (тормозной момент).

Получим

Фактическое время пуска меньше заданного (максимального) и удовлетворяет условию , т.е. больше минимально допустимого времени пуска. Считаем, что пусковой процесс механизма поворота будет протекать нормально — без чрезмерного раскачивания груза и перегрева электродвигателя.

6. Расчет процесса торможения

Целесообразно принять время торможения меньшим или равным времени пуска. Примем В отличие от процесса пуска трение в подшипниках и потери в механизме поворота способствуют торможению:

Получим

Укажем на чертеже механизма поворота техническое требование — «тормоз отрегулировать на момент 10 Н·м».

7. Расчет муфты предельного момента

Во избежание перегрузки двигателя и механизма в период пуска применяют дисковую муфту предельного момента на выходном валу редуктора, настроенную на момент срабатывания

Сила сжатия трущихся поверхностей

где — количество пар трущихся поверхностей, — средний радиус дисков; — коэффициент трения. По найденной силе сжатия выберем тарельчатую пружину 231 (прилож. 7): наружный диаметр внутренний диаметр ее деформация на 20% от допустимой величины ( ) создает усилие Материал — сталь 60С2А. Для уменьшения зависимости силы сжатия от износа трущихся поверхностей поставим 4 тарельчатые пружины. Укажем в технических требованиях: «Гайку (рис. 3) затянуть на усилие 12–13 кН».

Рис. 3. Муфта предельного момента

8. Расчет открытой зубчатой передачи

Примем диаметр делительной окружности подвенцовой шестерни (рис. 3), минимальное число зубьев шестерни 17–25.

Модуль зубчатого зацепления

Примем мм;

Диаметр делительной окружности подвенцовой шестерни

Число зубьев зубчатого венца

Диаметр делительной окружности зубчатого венца

что приемлемо по габаритам.

Межосевое расстояние

Ширина зубчатого венца

где 0,1–0,4 — коэффициент ширины зубчатых колес.

Примем

Желательно выполнить расчет зубьев на прочность. Возможно потребуется увеличить значение и ширину открытой зубчатой передачи.

Список литературы

1. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. — М.: ПИО ОБТ, 2000. — 266 с.

2. Александров М.П. Грузоподъемные машины. — М.: Высшая школа, 2000. — 552 с.

3. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 томах. Т. 1. — М.: Машиностроение, 1982. — 756 с.

4. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 томах. Т. 3. — М.: Машиностроение, 1982. — 556 с.

5. Коросташевский Р.В., Нарышкин В.Н., Старостин В.Ф. и др. Подшипники качения: Справочник-каталог / Под ред. В.Н. Нарышкина, Р.В. Корасташевского. — М.: Машиностроение, 1984. — 280 с.

6. Казак С.А., Дусье В.Е., Кузнецов Е.С. Курсовое проектирование грузоподъемных машин / Под ред. С.А. Казака. — М.: Высшая школа, 1983. — 320 с.

7. Кузьмин А.В., Марон Ф.Л. Справочник по расчетам механизмов ПТМ. — Минск: Высшая школа, 1983. — 352 с.

8. Яуре А.Г., Певзнер Е.М. Крановый электропривод: Справочник. — М.: Энергоиздат, 1988. — 344 с.

9. Приводы машин: Справочник / Под ред. В.В. Длоугого. — Л.: Машиностроение, 1982. — 384 с.

10. Анфимов М.И. Редукторы. Конструкции и расчет: Альбом. — М.: Машиностроение, 1993. — 464 с.

11. Поляков В.С., Барбаш И.Д., Ряховский О.А. Справочник по муфтам. — Л.: Машиностроение, 1979. — 344 с.

12. Справочник по кранам: В 2 томах. Т. 2 / Под ред. М.И. Гохберга. — М.: Машиностроение, 1988. — 560 с.

Приложение 1

Рис. П1. Подшипники шариковые упорные. Средняя серия: — диаметр отверстия тугого кольца; — диаметр отверстия свободного кольца; — диаметр наружной цилиндрической поверхности колец; — номинальная высота подшипника

Таблица П1

Средняя серия

Обозначение подшипника					H	Масса, кг
8305	25	25,2	52	18	5,00	0,18
8306	30	30,2	60	21	6,65	0,27
8307	35	35,2	68	24	8,35	0,39
8308	40	40,2	78	26	10,70	0,55
8309	45	45,2	85	28	13,00	0,69
8310	50	50,2	95	31	16,10	1,00
8311	55	55,2	105	35	21,30	1,34
8312	60	60,2	110	35	21,30	1,43
8313	65	65,2	115	36	24,90	1,57
8314	70	70,2	125	40	29,00	2,06
8315	75	75,2	135	44	34,00	2,68
8316	80	80,2	140	44	34,00	2,82
8317	85	85,2	150	49	34,00	3,66
8318	90	90,2	155	50	44,50	3,88
8320	100	100,2	170	55	48,00	5,11

Приложение 2

Рис. П2. Подшипники шариковые радиальные однорядные (ГОСТ 8338-75)

Таблица П2

Особолегкая серия

Условное обозначение	мм	мм	мм	Н	Масса, кг
120	100	150	24	4,15	1,60
121	105	160	26	5,10	1,80
122	110	170	28	5,70	2,00
124	120	180	28	6,10	2,05
126	130	200	33	7,80	3,70
128	140	210	33	8,30	3,53
130	150	225	35	9,65	4,20
132	160	240	38	11,20	6,40
134	170	260	42	13,40	8,60
136	180	280	46	15,60	11,0
138	190	290	46	16,60	11,4
140	200	310	51	19,00	14,4
144	220	340	56	22,80	19,8
148	240	360	56	24,50	22,4

Таблица П3

Легкая серия

Условное обозначение	мм		мм	мм	Н	Масса, кг
215	75	130		25	4,10	1,18
216	80	140		26	4,50	1,40
217	85	150		28	5,30	1,80
217А	85	150		28	5,60	1,80
218	90	160		30	6,20	2,20
219	95	170		32	6,95	2,70
219А	95	170		32	7,40	2,70
220	100	180		34	7,90	3,20
221	105	190		36	9,00	3,60
222	110	200		38	10,00	4,50
224	120	215		40	11,20	5,20
226	130	230		40	11,20	7,72
228	140	250		42	12,20	9,80
230	150	270		45	15,00	12,3
232	160	290		48	16,50	15,0
234	170	310		52	20,90	15,0
236	180	320		52	19,60	16,0
238	190	340		55	23,20	23,3
244	220	400		65	29,00	32,4

Приложение 3

Таблица П4

Стальные бесшовные горячекатаные трубы (ГОСТ 8732-78)

Наружный диаметр*1	Толщина стенки*2	Наружный диаметр*1	Толщина стенки*2
25–42 45 50 54 57 60; 63,5 68; 70 73; 76 83 89–102 108–121	2,5–4,0 2,5–5,0 2,5–5,0 3–11 3–12 3–14 3–16 3–18 3,5–18 3,5–22 4–28	127 133 140–159 168–194 203; 219 245; 273 299–351 377–426 450 480–530	4–30 4–32 4,5–36 5–45 6–50 7–50 8–75 9–75 16–75 25–75

Примечание.^*1 В указанных пределах брать из ряда: 25; 28; 32; 38; 42; 89; 95; 102; 108; 114; 121; 140; 146; 152; 159; 168; 180; 194; 299; 325; 351; 377; 402; 426; 480; 500; 530 мм. ^*2 В указанных пределах брать из ряда: 2,5; 2,8; 3,0; 3,6; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12; 14; 16; 18; 20; 22; 25; 28; 30; 32; 36; 40; 45; 50; 56; 60; 63; 65; 70; 75 мм.

Таблица П5

Механические свойства труб (ГОСТ 8732-78)

Марка стали	Временное сопротивление разрыву, кгс/мм2	Предел текучести, кгс/мм2
10 20 35 45	36 42 52 60	22 25 30 33

Приложение 4

Рис. П3. Электродвигатели серии 4АС

Таблица П6

Размеры электродвигателей 4АС

Тип
									Без тормоза	С тормозом
4АС90	50	56	125	90	140	175	260	24	350	505
4АС100	60	63	112	100	160	200	265	28	365	520
4АС112	80	70	140	112	190	230	310	32	452	630
4АС112	80	70	140	112	190	230	320	32	472	650
4АС132	80	89	140	132	216	265	350	38	480	690

Таблица П7

Технические данные электродвигателей 4АС

Тип	Мощность, кВт	Частота вращения, об/мин	Максимальный момент, Н·м	Пусковой момент, Н·м	Момент инерции, кг·м2	Тормозной момент, Н·м	Масса, кг
90LE6	1,2	930	37	33	0,0073	16	29
100LE6	2,6	940	55	50	0,009	30	36
112MAE6	3,2	920	69	63	0,017	40	56
112MBE6	4,2	910	92	82	0,021	40	62
132SE6	6,3	930	134	123	0,04	80	77

Приложение 5

Рис. П4. Редукторы червячные типа Ч: ряд передаточных чисел U: 8; 10; 12; 16; 20; 25; 31; 40; 50; 63; 80; P_т — допускаемая консольная нагрузка; М_т — допускаемый крутящий момент при n_э = 1000 об/мин; U = 10–63, при этом КПД η = 0,9–07

Таблица П8

Редукторы червячные типа Ч

Размеры, мм	Ч-100	Ч-125	Ч-160
		125	160
	200	230	300
	140	190	230
	175	230	280
	100	111	140
	312	396	500
	225	261	345
	225	230	280
	243	280	355
	45	60	70
	150	176	206
	120	135	157
	32	32	40
	29,10	29,10	35,90
	80	80	110
	58	58	82
	6	6	10
	3,5	3,5	5,0
	6	6	8
	45	55	70
	40,90	50,90	64,75
	110	110	140
	82	82	105
	12	14	18
	5,0	5,5	7,0
	8	9	11
Масса, кг	47	88	170
	0,56	0,8	1,12
	440	700	1300

Приложение 6

а

б

Рис. П5. Муфты упругие втулочно-пальцевые: а — тип I (с цилиндрическим отверстием ГОСТ 12080-66); б — тип II (с коническим отверстием ГОСТ 12081-72)

Таблица П9

Муфты упругие втулочно-пальцевые

Н·м	мм	d(H7)	d1(H9)	, не более											Момент инерции, (кг·м2)×103		Смещение валов
																	радиальное	угловое
				тип
				I		II			I				II
				Исполнение
		1 ряд (2 ряд)		1	2		1	2		1	2	1		2
16	75	12		63	53		63	–		30	25	20		–		1,0	0,2	1,5º
		14
		16		83	59		83	59		40	28	30		18
31,5	90	16		84	60		84	60								1,25
		18
		(19)
63	100	20		104	76		104	76		50	36	38		24		2,0	0,3
		22
		(24)
125	120	25		125	89		125	89		60	42	44		26		6,25
		28
		(30)		165	121		165	121		80	58	60		38
250	140	32														13,5		1º
		(35)
		36
		(38)
		40		225	169		225	169		110	82	85		56
		(42)
		45

Условное обозначение. Муфта упругая втулочно-пальцевая 125-25-II.2-24-I.2-У3 ГОСТ 21424-75.

После значений крутящего момента указывают обозначение полумуфты, имеющей пальцы.

Примечание. Допускается уменьшать отверстие полумуфты до значений, установленных таблицей, и длину посадочной части в соответствии с ГОСТ 12080-66.

Приложение 7

Рис. П6. Пружины тарельчатые ГОСТ 3057-79

Таблица П10

Пружины тарельчатые ГОСТ 3057-79

Номер пружины	Сила	мм	мм		Усилие при прогибе
					Н	Н	Н	Н
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
221	3,55	100	40	2,3	8,23	1,56	2,26	2,92	7,3	5,0
222		120	50	3,5	1,00	1,82	2,52	3,13	8,5	5,0
223		125	50	3,1	8,88	1,66	2,34	2,97	8,4	5,3
224		140	71	4,2	1,07	1,90	2,54	3,08	9,2	5,0
228	4,00	100	50	2,5	9,67	1,83	2,63	3,37	7,5	5,0
229		110	50	3,0	9,70	1,82	2,56	3,24	8,0	5,0
230		125	63	3,2	1,00	1,87	3,62	3,33	8,5	5,3
231		160	80	5,2	1,34	2,32	3,03	3,55	10,5	5,3
232		200	100	7,5	1,91	3,09	3,73	4,00	13,0	5,5
236	4,50	100	40	2,1	9,8	1,90	2,78	3,63	7,7	5,6
237		112	45	2,7	1,04	1,98	2,85	3,68	8,3	5,6
238		125	71	3,3	1,17	2,16	3,04	3,82	8,6	5,3
239		140	56	3,4	1,11	2,09	2,96	3,77	9,4	6,0
240		150	50	4,0	1,18	2,18	3,03	3,78	10,0	6,0
241		220	100	8,0	2,04	3,32	4,02	4,34	14,0	6,0

Продолжение табл. П10

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
243	5,00	100	50	2,2	1,13	2,18	3,17	4,12	7,8	5,6
244		112	56	2,7	1,18	2,21	3,19	4,10	8,3	5,6
245		120	40	2,8	1,33	2,17	3,12	4,03	8,8	6,0
246		125	50	3,0	1,19	2,26	3,24	4,14	9,0	6,0
247		140	71	3,4	1,23	2,30	3,26	4,13	9,4	6,0
248		150	60	4,5	1,46	2,64	3,61	4,44	10,0	6,0
249		160	80	4,5	1,41	2,55	3,48	4,27	10,5	6,0
250		180	90	5,7	1,66	2,87	3,78	4,44	11,7	6,0

— сила, Н, необходимая для прогиба пружины на указанную долю от (0,2–0,8) максимального прогиба

Усилие — предельное; — рабочее.

Обозначение. Пружина тарельчатая Н — нормальной точности; С — статического действия с размерами; номер

Содержание

Общие сведения 3