2.5 Проверка двигателя на время разгона

Наибольшее время разгона тележки наблюдается, когда она нагружена, а уклон пути препятствует движению:

6 с,

где – приведенный к валу двигателя момент инерции при разгоне всех движущихся частей механизма передвижения, включая поступательно движущиеся массы, кг·м²; – среднепусковой момент двигателя механизма передвижения, Н·м; – момент статических сопротивлений при разгоне механизма передвижения, приведенный к валу двигателя, Н·м.

Значение определяют по формуле

Н·м,

где – номинальный момент двигателя механизма передвижения тележки, Н∙м.

Значение момента инерции полумуфты с тормозным шкивом определяется по приближенной формуле

кг∙м²

где =4,5 кг – масса тормозного шкива механизма передвижения (таблица 1.7 [1]); – диаметр тормозного шкива механизма передвижения (таблица А.6.1), м.

Момент инерции муфты механизма передвижения определим как

кг·м²,

где – момент инерции ротора электродвигателя механизма передвижения, кг·м²; – момент инерции тормозного шкива механизма передвижения, кг·м².

Момент инерции при разгоне поступательно движущихся частей тележки, приведенный к валу двигателя, будет равен:

кг∙м²,

где m_т – масса тележки, кг.

Значение равно:

кг∙м².

Момент статических сопротивлений при разгоне, приведенный к валу двигателя

Н·м.

Наибольшее время разгона тележки будет равно:

<6 с.

Значение фактического ускорения при пуске a_пер, м/c², соответствует следующему условию:

0,1…0,2 м/c².

Электродвигатель по времени разгона подобран правильно.

2.6 Проверка времени торможения

Время торможения должно быть примерно равно его фактическому значению :

,

где – момент статических сопротивлений при торможении тележки, приведенный к первому валу механизма, Н∙м; – момент инерции всех движущихся масс механизма и поступательно движущихся объектов при торможении, приведенный к первому валу механизма, кг·м².

Величина определяется по формуле:

кг·м².

кг·м².

Значение равно:

кг·м²,

где – момент инерции при торможении поступательно движущихся частей тележки, приведенный к валу двигателя, кг·м².

Определим сопротивление от трения при торможении :

Н.

Статическое сопротивление при торможении тележки

Н,

где W_у = 450 Н – статическое сопротивление от уклона.

Момент статических сопротивлений при торможении, приведенный к валу двигателя

Н·м.

< 6 с.

Время торможения тележки примерно равно времени ее разгона и укладывается в допустимые пределы.

2.7 Проверка запаса сцепления колес с рельсами

Проверка запаса сцепления колес тележки с рельсами при пуске двигателя производится по формуле

,

где =0,2 – коэффициент сцепления в закрытом помещении; – число приводных колес; – число холостых колес; =1,2 – наименьший допустимый запас сцепления.

.

Запас сцепления колес тележки с рельсами достаточен.

3 Компоновка тележки

Расположение механизмов подъема груза и передвижения тележки хорошо изложено в методических указаниях № 2141 [1]. Пользуясь вышеуказанными рекомендациями, нанеся координатные оси х и y (рисунок 3.1), помещаем центр барабана механизма подъема в начало координат.

В связи с тем, что межцентровое расстояние редуктора маленькое, размещаем установку верхних блоков в противоположную сторону от оси быстроходного вала редуктора. Примем место схода канатов со стороны быстроходного вала редуктора, избегая тем самым S-образного перегибa каната.

Устанавливаем редуктор, непосредственно соединив его тихоходный вал с полумуфтой барабана.

Двигатель механизма подъема располагаем ближе к правой хребтовой балке тележки, применяя промежуточный вал-вставку.

Тормоз механизма подъема устанавливаем таким образом, чтобы в качестве его тормозного шкива можно было использовать одну из полумуфт.

Хребтовые балки тележки, образуемые вертикальными листами (пунктирные линии), располагаем из условия опирания на них барабана и центра тяжести редуктора механизма подъема. Расстояние между листами l₁ = 200 мм берем из выбранной колесной установки, т. е. равной расстоянию L=200 мм (таблица А.8.1) между осями букс, на месте которых имеются приспособления для крепления к торцам балок.

Намечаем пунктиром поперечные листы рамы тележки таким образом, чтобы они воспринимали вертикальную нагрузку от верхних блоков, двигателей и тормозов.

Привод механизма передвижения располагаем со стороны установки верхних блоков.

Ориентировочно намечаем положение неприводных колес и контур рамы тележки (длина рамы составит 2526 мм). Геометрический центр рамы принимаем за центр тяжести – точка G_р на рисунке 3.1. Вес рамы определяется разностью между ранее принятым весом тележки и весом оборудования, установленного на ней.

G_р= G_т – G_∑ = 34 – 27,89 = 6,11 кН.

Определяем координату у_гp центра тяжести груза (точка G_гр), находящегося на крюке главного подъема по положению крюковой подвески (ее центр располагается посередине между сбегающими ветвями каната с барабана и с верхних блоков). Tаким образом, у_гp = 307,5 мм.

На виде сверху (рисунок 3.1) отмечаем центры тяжести всего оборудования и проставляем габаритные размеры.

Определяем координаты центра тяжести порожней тележки и их значения заносим в таблицу 3.1 и на рисунок 3.2.

Определяем положение неприводных колес, т. е. базу тележки, из условия одинаковой нагрузки на приводные и холостые колеса:

м,

где у' и у'' – расстояния от равнодействующих веса порожней тележки и груза соответственно до оси приводных колес, мм (рисунок 3.2); G_т=∑С_j – вес порожней тележки, Н.

Принимаем базу тележки 2000 мм, и поскольку база изменилась (относительно принятой 2166 мм) менее чем на 5 %, то уточнений в положении центров тяжести тележки и груза не производим.

Соответственно от веса груза

Статическая нагрузка на ходовые колеса в груженом положении:

Рисунок 3.1 – Схема расположения механизмов на раме тележки

Рисунок 3.2 – Координаты расположения механизмов на раме тележки

Таблица 3.1 – Координаты центров тяжести оборудования тележки

Оборудование		Масса, кг	Вес GJ, Н	Координаты, мм		GJ XJ, Н·м	GJYJ, Н·м
				ХJ, мм	YJ, мм
Механизм подъема	Барабан в сборе G1	700	G1 = 6867	0	0	0	0
	Редуктор, муфта G2	510+15,2= =525,5	G2 = 5152	–798	18	–4111,5	91,4
	Тормоз, полумуфта, тормозной шкив G3	93+7,6+ +25 =125,6	G3 = 1232	–243,5	–696,5	–300,0	–858
	Электродвигатель G4	280	G4 = 2747	335	–515	920,2	–1414,6
	Верхние блоки G5	90	G5 = 880	0	590	0	520,9
	Канаты G6	46	G6 = 451	0	0	0	0
	Крюковая подвеска G7	223	G7 =2188	0	307,5	0	672,8
Механизм передвижения	Двигатель, полумуфта G8	79+3,4= =82,4	G8 = 808	580	1217,5	468,6	983,6
	Тормоз, тормозной шкив, полумуфта G9	12+4,5+ +3,4=19,9	G9=192	270	1135	52,66	221,4
	Редуктор G10	330	G10 =3240	0	1217,5	0	3941,4
	Приводные колеса: правое G13 левое G14	85,02 85,02	G13 = 834 G14 = 834	703,5 –798	1217,5 1217,5	586,7 –665,5	1015,4 1015,4
	Неприводные колеса: правое G11 левое G12	77,16 77,16	G11=757 G12=757	703,5 –798	–948 –948	532,6 –604,1	–717,6 –717,6
	Трансмиссионные валы с муфтами G15	100	G15 = 981	0	1217,5	0	1194
	Все оборудование G∑	2842,96	27890	–	–	–	–
Рама тележки Gр		622,8	6110	–53,25	135	–325,4	825
Всего: Gт=∑Сj		3465,85	34000	–0,101	0,169	–	–

Как уже отмечалось в методике выполнения курсового проекта, при компо­новке тележки следует стремиться к равно­мерному распределению нагрузок на колеса. Поэтому, если разница в ста­тической нагрузке на колеса состав­ляет более 20 %, изменяют располо­жение неприводных ходовых колес или верхних блоков. Наиболее су­щественное перераспределение нагру­зок на ходовые колеса может быть осуществлено за счет изменения мес­та расположения верхних блоков, опоры которых воспринимают на­грузку от веса груза примерно в (и_п –1) раз больше, чем опоры бара­бана (и_п – кратность полиспаста).

В нашем примере разница в статической нагрузке на колеса составляет около 47 %. Поэтому для перераспределения нагрузки производим одновременное смещение механизма подъема и установки верхних блоков на 200 мм в сторону неприводных колес. Также сместим электродвигатель с тормозом механизма подъема на 100 мм в сторону правого неприводного колеса, так, чтобы одна из его опор полностью заходила на правые хребтовые балки. Эти смещения приведут также к изменению координаты груза у_гp=107 мм и к увеличению длины рамы тележки на 197 мм со стороны неприводных колес (до размера 2726 мм).

Значения координат центров тяжести оборудования после перекомпоновки содержатся в таблице 3.2 и на рисунке 3.3.

Производим перерасчет координат центра тяжести тележки.

Определяем положение неприводных колес, т. е. базу тележки, из условия одинаковой нагрузки на приводные и холостые колеса:

м,

где у' и у'' – расстояния от равнодействующих веса порожней тележки и груза соответственно до оси приводных колес, мм; G_т=∑С_j – вес порожней тележки, Н.

Принимаем базу тележки B_Т =2300 мм, и поскольку база изменилась (относительно принятой 2366 мм) не более 5 %, то необходимости в уточнении положений центров тяжести тележки и груза нет.

Размеры колеи 1502 мм тележки становятся известны после окончания размещения колес. Принимаем L_Т =1500 мм.

Соответственно от веса груза

Таблица 3.2 – Координаты центров тяжести оборудования тележки (после перерасчета¹)

Оборудование		Масса, кг	Вес GJ, Н	Координаты, мм		GJ XJ, Н·м	GJYJ, Н·м
				ХJ, мм	YJ, мм
Механизм подъема	Барабан в сборе G1	700	G1=6867	0	–200	0	–1373,4
	Редуктор, муфта G2	510+15,2= =525,5	G2=5152	–798	–182	–4111,5	–937,7
	Тормоз, полумуфта, тормозной шкив G3	93+7,6+25= =125,6	G3=1232	–143,5	–896,5	–176,8	–1104,5
	Электродвигатель G4	280	G4=2747	435	–715	1195	–1964
	Верхние блоки G5	90	G5=880	0	390	0	343,2
	Канаты G6	46	G6=451	0	–200	0	–90,2
	Крюковая подвеска G7	223	G7=2188	0	107,5	0	235,2
Механизм передвижения	Двигатель, полумуфта G8	79+3,4= =82,4	G8=808	580	1217,5	468,6	983,6
	Тормоз, тормозной шкив, полумуфта G9	12+4,5+ +3,4=19,9	G9=192	270	1135	52,66	221,4
	Редуктор G10	330	G10 =3240	0	1217,5	0	3941,4
	Приводные колеса: правое G13 левое G14	85,02 85,02	G13=834 G14=834	703,5 –798	1217,5 1217,5	586,7 –665,5	1015,4 1015,4
	Неприводные колеса: правое G11 левое G12	77,16 77,16	G11=757 G12=757	703,5 –798	–1148 –1148	532,6 –604,1	–869 –869
	Трансмиссионные валы с муфтами G15	100	G15=981	0	1217,5	0	1194
	Все оборудование G∑	2842,96	G∑=27890	–	–	–	–
Рама тележки Gр		622,8	Gр=6110	–53,25	35	–325,4	214
Всего: Gт=∑Сj		3465,85	34000	–0,090	0,046	–	–

Статическая нагрузка на ходовые колеса в груженом положении

В нашем примере разница в статической нагрузке на колеса составляет около 19 %. Поэтому перераспределения центров тяжести узлов больше не производим. Окончательно прорабатывают ра­му тележки, при этом обязательно должно быть обеспечено отсутствие задевания канатов за вертикальные листы рамы. Проставляют габариты и установочные размеры, определяющие положение механизмов на раме.

Чертеж крановой тележки грузоподъемностью 15 т и высотой подъема груза 15 м приведен далее.

Рисунок 3.3 – Координаты расположения механизмов на раме тележки (после перерасчета)