2 Расчет механизма передвижения тележки

2.1 Кинематическая схема механизма передвижения, выбор колесных установок и рельса

Как правило, механизм передвижения тележек имеет центральный привод с тихоходным трансмиссионным валом (рисунок 2.1 [1]). Общее количество ходовых колес n_х.к зависит от грузоподъемности и при Q ≤ 160 т предварительно принимается равным четырем.

Максимальная статическая нагрузка на ходовое колесо тележки определяется по формуле

Н,

где 1,1 – коэффициент неравномерности нагружения колес; G – вес груза и крюковой подвески (G=149338 Н); G_т – вес порожней тележки, определяется по таблице 2.1 (для Q = 15 т G_т = 34000 Н).

Таблица 2.1 – Вес порожней тележки G_т (кН) в зависимости от грузоподъемности

Грузоподъемность, т	5	8	10	12,5	16	16/3,2	20/5	32/5	50/12,5
Вес тележки, кН	19,6	21,6	23,5	29,4	36,3	46,1	61,8	85,3	132,4

По таблице 2.1 [1], используя значение Р_{ст. max}, выбираем диаметр колес D_к = 320 мм.

По диаметру колеса выбираем стандартные колесные установки (рисунок А.8.1; таблицы А.8.1–А.8.3) с двухребордными колесами типа К2Р и выписываем их основные параметры: диаметр качения колеса D_к= 320 мм, диаметр цапфы d_ц = 70 мм, ширина дорожки катания В = 80 мм, масса приводного колеса m_к.пр = 85,02 кг и неприводного – m_к.непр = 77,16 кг, габариты колесной установки D₁×А₁ = 360×292 мм.

Выбираем типоразмер рельса КР80 (таблицы 2.1 [1] и А.9.1) с шириной головки рельса b = 50 мм. Для тележечных двухребордных колес ширина их дорожек катания В = 80 мм должна быть больше ширины головки рельса b = 50 мм на 30 мм. Из вышеприведенных размеров видим, что данное условие выполняется. Если же его не выполнять, то не будет компенсироваться неточность установки колес и укладки рельсов.

Выписываем следующие параметры рельса (таблицы А.9.1 и А.9.2): номинальную ширину головки b₁ = 55 мм, радиус головки r = 300 мм, ширину основания рельса b₂ = 90 мм, расстояние от основания до нейтральной оси Y₁ = 4,32 мм; площадь поперечного сечения F = 38 см²; момент инерции сечения J_х = 357,54 см⁴; погонная масса рельса m_пог = 29,85 кг/м.

Рекомендуется начертить поперечное сечение рельса с указанием всех размеров.

2.2 Определение сопротивлений передвижению

Полное сопротивление передвижению тележки складывается из нескольких составляющих

,

где W_тр – сопротивление, создаваемое силами трения, Н; W_у – сопротивление, создаваемое уклоном подтележечного пути, Н; W_ин – сопротивление, создаваемое инерцией вращающихся и поступательно движущихся масс, Н.

Сопротивление от сил трения определяется по формуле

Н,

где μ – коэффициент трения качения колеса по рельсу (таблица 2.2 [1]), м; f = 0,015 – приведенный коэффициент трения скольжения в подшипниках колес; d_ц – диаметр цапфы колеса, м; D_к – диаметр колеса, м.

Сопротивление, создаваемое уклоном, находим по выражению:

Н,

где α – уклон рельсового пути, для тележки принимается 0,002.

Сопротивление, создаваемое силами инерции

Н,

где m_пост – масса поступательно движущихся частей крана (тележки 3400 кг и груза с подвеской 15233 кг); δ – коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся частей механизма (при скорости передвижения тележки менее 1 м/c δ =1,25); а – ускорение при разгоне, м/c².

Ускорение а предварительно принимаем равным

а = (0,5…1,0)[а] =1,0∙0,1 = 0,1 м/с²,

где [а] – допустимое ускорение, м/c² (предварительно принимается при грузоподъемности более 12,5 т [а] = 0,1 м/c²).

Полное сопротивление передвижению тележки составит:

W = 3198 + 443 + 2329 = 5970 Н.