73673

Механізми пересування

Лекция

Производство и промышленные технологии

У вантажопідйомних машинах загального призначення механізми пересування по конструктивній ознаці розрізняють: а механізми пересування з ручним приводом б механізми пересування з машинним приводом електричний і ДВС. По конструкції опорноходової частини механізми пересування підрозділяються: а на рейкові б на без рейкові. За принципом роботи механізми пересування підрозділяються на дві принципові схеми: а механізми у яких переміщення здійснюється за рахунок сил зчеплення приводних ходових коліс з рейкою або грунтом б механізми у...

Украинкский

2014-12-19

351.5 KB

1 чел.

ЛЕКЦІЯ 10

ТЕМА: Механізми пересування

Механізми пересування служать для переміщення маси вантажу, що транспортується, в горизонтальній площині на невелику відстань в межах вильоту стріли і прольотів крана, цеху, естакади, будівельного  об'єкту і т.д.

У вантажопідйомних машинах загального призначення механізми пересування по конструктивній ознаці розрізняють:

а)  механізми пересування з ручним приводом,

б)  механізми пересування з машинним приводом (електричний і ДВС).

По конструкції опорно-ходової частини механізми пересування підрозділяються:

а) на рейкові,

б) на без рейкові.

За принципом роботи механізми пересування підрозділяються на дві принципові схеми:

а) механізми у яких переміщення здійснюється за рахунок сил зчеплення приводних ходових коліс з рейкою або грунтом,

б) механізми у яких переміщення здійснюється за рахунок передачі тягового зусилля гнучким елементом  канатом або ланцюгом.

По першій схемі (мал. 10.1) привід механізму пересування розташовується на рухомій частині машини і складається  з двигуна-1, гальма - 2,  як правило, триступінчатого редуктора-3,ходовых коліс -4, встановлених в буксах -5 і сполучних зубчатих муфт -6.

Малюнок 10.1-  Машинний механізм пересування візка крана.

По другій схемі (мал. 10.2) привід механізму пересування розташовується поза рухомою частиною  машини і складається з двох кінцевих елементів зірочки або барабана або блоку 1-2,огибаемых замкнутим гнучким елементом -3,соединеным з обох боків з ходовим візком рухомої частини машини -4. Залежно від напряму руху гнучкого елементу, змінюється і напрям руху рухомої частини машини. Приводна зірочка або барабан може приводиться в рух ручним приводом або машинним залежно від типу і призначення вантажопідйомної машини

Малюнок 10.2 -Механізм пересування з гнучким елементом.

10.1 Розрахунок механізму пересування за рахунок сил зчеплення

Для визначення потрібної потужності двигуна або тягового зусилля  в гнучкому елементі механізму пересування, необхідно заздалегідь знайти сили опору руху візка або вантажопідйомної машини в цілому.

Основними силами опору руху, рухомій частині будь-якої машини, є: опір від сил тертя, сил інерції, ухилу шляху і вітрового навантаження.

10.2Сопротивление від сил тертя

Опір від сил тертя, виникає при переміщенні візка або вантажопідйомної машини, складається з :

  1.  опори тертя каченія колеса  по рейці або грунту,
  2.  опори тертя каченія або ковзання в опорах підшипниках ходових коліс,
  3.  опір тертя ковзання реборд ходових коліс об рейку і торців маточини колеса об прилеглі деталі, при виникаючих перекосах крана щодо рейкового шляху.

Опір тертя каченія колеса по рейці (мал. 10.3).

Малюнок 10.3 -  Схема каченія колеса по рейці.

Розглянемо одне ходове колесо, що котиться по поверхні і навантажене силою « Р »

При каченії колеса  по рейці обидва тіла, пружно деформуючись в місцях зіткнення, викликають зсув реакції рейки на колесо у напрямі руху, на величину «f»- звану  коефіцієнтом тертя каченія, має розмірність,см. Коефіцієнт тертя каченія залежить від физико-механических властивостей матеріалу колеса і рейки, їх геометричних параметрів від термічної і механічної обробки і стану дотичних поверхонь, навантаження і т.д. Для нормально прийнятої в краностроєнії твердості і чистота поверхні колеса і рейки, коефіцієнт « f »приймається згідно (табл.10.1).

Таблиця 10.1  Коефіцієнт тертя каченія « f », см, сталевих коліс

                     по рейці

Головка рейки

Діаметр ходового колеса, мм.

200- 300

400 -630

710

800-900

Плоска

0,03

0,05

0,06

0,07

Округляюча

0,04

0,06

0,08

0,1

Зсув реакції рейки на колесо створює момент опору каченію колеса по рейці, Нсм, рівний:

При обертанні або каченії колеса, навантаженого силою «Р», по рейці також виникає момент опору тертя в опорах ходового колеса, Нсм., рівний:

  •  - приведений коефіцієнт тертя в опорах ходового колеса, приймається залежно від типу підшипника (табл.10.2)

Таблиця 10.2 - Приведений коефіцієнт тертя в

                         підшипниках ходових коліс.

Тип підшипника

Мастило

відсутній

густа

рідка в масляній ванні

Ковзання:

стали по сталі

стали по чавуну

стали по бронзі

0,14 - 0,16

0,11 - 0,13

0,1

0,09 - 0,11

0,07 - 0,09

0,06 - 0,08

0,04 -0,06

Каченія:

кулькові

роликові

голчаті

0,01 - 0,015

0,015 - 0,02

0,05 - 0,07

Опір тертя реборд ходових коліс об рейки і тертя торців маточини об прилеглі деталі ходової частини. Ці опори надзвичайно важко оцінити теоретичною залежністю, оскільки визначається великою кількістю різноманітних чинників, що виникають в результаті перекосу візка або крана щодо рейкового шляху. З другого боку, перекіс може бути викликаний сукупністю цілого ряду причин, наприклад: технологічних - відмінності в діаметрах ходових коліс в межах допуску, деякої не паралеллю осей хордових коліс або невеликим викривленням рейок, недотриманням колії рейкового шляху  і т.д.; конструкційних - конструкції самшиту, що не дозволяє  регулювати установку ходових коліс як вертикальною, так і в горизонтальній площині  і т.д.; експлуатаційних - положення вантажного візка на мосту крана, а отже,  змінного навантаження на ходові колеса кінцевих балок, залишкові деформації моста крана і  жорстке з'єднання  їх з кінцевими балками, викликають порушення правильності установки ходових коліс у вертикальній площині і т.д.

Все це приводить і інтенсивному зносу реборд ходових коліс і рейок. При важкому режимі експлуатації, таких які мають більшість металургійних кранів, реборди ходових коліс зношуються на протязі від двох тижнів до двох місяців. Заміна ходових коліс, їх відновлення або виготовлення нових вимагає витрат, витрати металу і т.д.

Тому проблема подовження термінів служби ходових коліс є найважливішою проблемою кранобудівників всіх країн світу. Цьому питанню присвячено багато наукових робіт, розроблено ряд  пропозицій і конструкцій, що дозволяють подовжити термін служби реборд ходових коліс. Це - застосування безребордних ходових коліс  з горизонтальними роликами, що ускладнює конструкцію механізму пересування, ходові колеса з тими, що самостійно обертаються ребордамі, ходові колеса із знімними сегментними ребордамі, конічні колеса сприяючі вирівнюванню рухи моста крана, встановлені із способу  «зворотний конус», мастило бічних частин рейки твердими змащувальними олівцями і багато що інше. Але до теперішнього часу загальноприйнятого і ефективного рішення поки немає.

Тому ці опори враховуються введенням коефіцієнта « До р », величина якого встановлена експериментальним шляхом і рекомендована Нормами Держнаглядохоронпраці, які приведені в таблиці 10.3

                                                                       Таблиця 10.3

Механізми пересування

Обід ходового колеса

Привід  механізму

До р

Примітка

Крани

Конічні

Центральний

Роздільний

1,2

1,1

З бічними 

направляющиміролікамі 

Опорні

Циліндрові

Центральний

Роздільний

1,5

1,1

Циліндрові без реборд

Центральний

Роздільний

1,1

1,1

Крани підвісні

Конічний

Односторонній

1,5

2,0

Підшпилька качен.

Підшпилька. ськольж.

Двосторонній

2,0

1,8

Підшпилька. Качен.

Подшип.скольж.

Крани

візки

Циліндрові

Центральний

2,0

Токоподвод

троллейний

2,0

Токоподвод

кабельний

Таким чином, сумарний опір від сил тертя при каченії одного колеса, буде:

Для вантажного візка крана, Нсм.

Для  механізму пересування крана, Нсм.

P=  

де d - діаметр цапфи валу ходового колеса, див.

Для консольних кранів,  кранів з горизонтальними роликами:

тут   H - навантаження на горизонтальні ролики,  що сприймають перекидаючий момент, H.

   - для консольних кранів

 - для монорельсових кранів

де  G kр  - вага крана, Н,

      G т  - вага візка, Н,

      G пр- вага противаги, Н.

а, b, з, h  відповідна  відстань від центру візка, вантажу і крана до осі повороту або до осі рейки, (рис.10.4).

Малюнок 10.4

10.3. Розрахунок ручного приводу механізму пересування

При розрахунку використовується основний закон механикі- закон збереження енергії, на підставі якого знаходиться загальне передавальне число механізму.

, звідки знаходимо

де  Р - зусилля одного робітника,

       n  - число робітників,

      •  -коеффіциент, що враховує не одночасність додатку зусилля при спільній роботі декількох робітників ( Значення цих величин див. в розділі механізми підйому з ручним приводом)

       а  - радіус рукоятки або тягового колеса,

        0 -КПД приводу.

10.4 . Розрахунок механізму пересування з машинним приводом

Сумарний опір пересуванню, Н,  рівний:

.

Де    - сила опору пересуванню від сил тертя,

D x  - діаметр ходового колеса, визначається по Госту  залежно від величини навантаження, див. Таблиця 9.6.

W - сила опору пересуванню від ухилу шляху, Н,

W = (G гр + G т) sin  -  для вантажного візка,

W  = (G гр + G т + G кр) sin  -  для кранів

Слід враховувати, що якщо  підкрановий шлях на залізобетонній підставі, то

sin = 0,001; якщо підкрановий шлях знаходиться на шпальній або щебеневій підставі, то sin = 0,002

Таблиця 10.4

Максимальні статичні навантаження на колесо, кН.

Діаметр доріжки катання колеса, D хк, див.

Від 30   до  50

20; 25

Понад  50  до 100

32;40

Понад 100  до 200

40;50

Понад 200 до 250

50;56;63

Понад 250 до 320

63; 71

Понад 320 до 500

71;80

Понад 500 до 800

80;90;100

Понад 800 до 1000

90;100

W в - опір пересуванню від вітрового навантаження.

Вітрові навантаження робочого стану (перший випадок навантаження)  дивися розділ навантаження на ГПМ.

W і - сила інерції маси візка або крана з вантажем, Н.

тут m -  маса візка або крана з вантажем, кг.

V пер - швидкість пересування візка або крана, м/с.

t p - час розгону візка або крана, з, яке можна орієнтовно приймати  рівним: t p =( 7,0 - 9,0) V пер.

Статична потужність двигуна при сталому русі, кВт, рівна :

де  W ст = W т + W  + W в - повний статичний опір пересуванню крана або візка, Н.

V пер - швидкість пересування крана або візка, м/мін,

м - КПД механізму пересування крана або візка.

По знайденому значенню величини потужності двигуна вибирається по каталогу відповідний електродвигун  марки МТF або МТН.

Необхідно мати зважаючи на, що при виборі по каталогу  електродвигуна  потрібно враховувати, що один і той же двигун при різних режимах роботи може розвивати різні  потужності. Тому, при необхідності виробляється перерахунок потужності двигуна, якщо режим роботи двигуна не відповідає режиму роботи механізму, по наступному виразу:   

 

      де  N р - розрахункова потужність двигуна,

             ПВ хутро - група режиму роботи механізму

           ПВ д  - група режиму роботи двигуна

За відсутності вітру і ухилу шляху для швидкохідних механізмів пересування, потужність електродвигуна визначається з урахуванням інерційних сил, кВт,

- коефіцієнт перевантаження двигуна при розгоні, що визначається відношенням максимального моменту, що обертається , до номінального  при ПВ= 25%

= 2,3 - 2,8 залежно від типу і потужності двигуна

Частота обертання ходових коліс при заданій швидкості пересування і прийнятому діаметрі, буде:

.

Передавальне число приводу механізму пересування, рівно:

По передавальному числу і передаваній потужності вибирається тип і розміри редуктора. Залежно від кінематичної схеми приводу механізму пересування редуктор може бути вертикального виконання типа ВКУ, ВК  для візків кранів і мостів крана, а також горизонтального виконання типа Ц 2, Ц 3 для механізмів пересування мостових, козлиних кранів і черв'ячні редуктора застосовуються  для механізмів пересування консольних кранів.

10.5 Перевірка двигуна механізму пересування на пусковий момент

Вибраний електродвигун по потужності сталого руху з постійною швидкістю пересування, повинен бути перевірений на пусковий момент. В період пуску двигуна йому доводиться долати окрім статичних сил опору пересуванню -інерционниє сили в період несталого пересування по розгону поступально рухомих мас візка або крана з вантажем, а також мас приводу механізму пересування, що обертаються.

Малюнок 10.5

Таким чином, пусковий момент приводу механізму пересування, складається з:

М пус= М ст + М и1 + Ми2

тут М ст  -  статичний момент, необхідний для подолання сил тертя при пересуванні візка або моста крана з вантажем, приведений до валу двигуна.

      u про - передавальне  число приводу механізму пересування,

про - КПД приводу механізму пересування.

М и1 - додатковий момент  необхідний двигуну для розгону поступательно- рухомих мас візка або крана з вантажем.

Згідно принципу Д*Аламбера  в період несталого руху виникає сила інерції « Р і », необхідна двигуну для повідомлення візка або крану з вантажем в перебігу часу  « t р » і швидкості «Vпер»,т.е.

Момент цієї сили щодо осі  обертання ходового колеса, рівно:

Для  подолання цього моменту  двигун повинен розвинути момент, рівний:

  

Підставляючи в цей вираз значення Vпер, рівний:

Після перетворень, остаточно набудемо значення додаткового моменту двигуна, необхідного для розгону  маси візка або крана з вантажем,( при обліку маси крана),  тобто

Орієнтовно час розгону, «с», яке можна приймати рівним :

для візків  t p = ( 8 - 10 ) Vт/60

для крана      t р = ( 5 -7 ) Vт /60

Необхідно мати на увазі, що час розгону не повинен перевищувати:

для візка t p (5 - 6 ) з

для крана      t p ( 8 - 10 ) з                       

М и2 - додатковий момент двигуна, необхідний для розгону мас приводу, що обертаються, складається з динамічних моментів  на всіх валах  механізму, приведених до валу двигуна, тобто

М и2 = М я + М 2/я + М 3/я + М 4/я + ....+ М n/я

Момент  М я для розгону маси на першому валу двигуна

М я = I

де I - момент  інерції мас першого валу, кгм2

r  - радіус інерції мас, м,

 -угловоє прискорення,рад/с2

Підставляючи у вираз моменту, одержимо:

Аналогічно  підраховуються  моменти, необхідні для розгону мас другого, третего і т.д. валів,

                        

Звичайно для розгону подальших мас моменти інерції в сумі не перевищують 10 -15 % від моменту інерції першого валу. На підставі цього, при практичних розрахунках звичайно обмежуються тільки  М я, враховуючи  моменти для прискорення ( розгону) мас подальших валів механізму введенням коефіцієнта  «с=1,1 - 1,15 »

Тоді, момент інерції для розгону обертаючих мас -запішется:

Підставляючи набуті значення, пусковий момент двигуна буде рівний:

Одсюда визначається час розгону двигуна:

де  середній пусковий момент двигуна,

Для двигунів з фазовим ротором:

                  

тоді

тут

- коефіцієнт короткочасного перевантаження двигуна в період пуску.

Для двигунів кранів     = 2,3 - 3,2

- номінальний момент двигуна, Нм.

Всі електродвигуни володіють здатністю розвивати короткочасний момент більше « М н» -номінального, але ступінь їх перевантаження, що допускається , залежить від типу і конструкції двигуна і умов його роботи, величина допустимих коефіцієнтів короткочасного перевантаження приводиться в каталогах електродвигунів .

Перевірка вибраного двигуна виробляється за двома показниками :

  1.  по коефіцієнту короткочасного перевантаження двигуна в період несталого руху
  2.  

  1.  по прискоренню приводу механізму пересування, що допускається , в період несталого руху з умов відсутності пробуксує приводних ходових коліс:
  2.  

10.6  Перевірка механізму пересування на буксування

Небезпека буксування приводних ходових коліс буде виключена при умові, якщо опір переміщенню в період розгону не перевищує сили зчеплення провідних ходових коліс з рейкою, тобто

F W

Малюнок 10.6

або  

Перетворюючи, одержимо:

де    G kp- вага візка або крана без вантажу, Н,

         m   - число приводних ходових коліс,

          n    - загальне число ходових коліс,

• коефіцієнт зчеплення приводних ходових коліс з рейкою,

для кранів, що працюють на відкритому повітрі   = 0,12

для кранів, встановлених в закритих приміщеннях   =0,15

для кранів, що працюють з пісочницею   =0,25

до з -коеффіциент запасу зчеплення  до з = 1,1  -  1,2

Р і - сила інерції при розгоні візка або крана, Н

W - сила опору пересуванню  візка від сил тертя, Н,

W об -сила опори пересуванню візка від сил тертя на осях приводних ходових колесах, Н

Опір переміщенню від сил тертя в цапфах ходових коліс візка або крана, тертя каченія колеса по рейку і тертя реборд об рейку - приймаються без урахування тертя на осі приводних коліс ( W - W про), які є для процесу буксування ходових коліс по рейці внутрішніми опорами і не позначаються на надійність зчеплення приводних коліс з рейкою. Оскільки сила зчеплення має менше значення за відсутності на крані вантажу, то найбільша небезпека буксування виникає  при роботі візка або крана без вантажу.

Фактичний коефіцієнт запасу зчеплення буде рівний:

Якщо виявляється, що коефіцієнт запасу зчеплення недостатній, то необхідно:

  1.  збільшити час пуску, тобто подовжити період несталого руху;
  2.  збільшити діаметр ходового колеса;
  3.  збільшити кількість приводних ходових коліс;
  4.  замінити двигун на меншій потужності.

Для нормальної роботи механізму пересування без ефекту пробуксує, необхідно, щоб фактичне прискорення, одержане при перевірці двигуна на пусковий момент, не перевищувало значення прискорення знайденої з умови відсутності буксування, що допускається, тобто

 

Максимальне прискорення при якому відсутнє пробуксує ходових коліс, рівно:

Процес гальмування крана або візка

При гальмуванні візка або моста крана може виникнути небажане явище « Юза », тобто сила інерції перевершує силу зчеплення ходових коліс з рейкою.

В цьому випадку спостерігається підвищений знос колеса і рейки.  Розрахунок несталого руху в період гальмування виробляється також без урахування маси вантажу, тобто при мінімальній силі зчеплення (рис.10.7).

Малюнок 10.7

З метою запобігання явищу  « Юза » необхідно дотримання умови:

Перетворюючи і вирішуючи, щодо уповільнення, одержимо:

Час, що допускається, гальмування з умови відсутності явища «Юза »,  буде:

10.7  Вибір гальма механізму пересування

Як було сказано вище, гальмо вибирається по гальмівному моменту.

Гальмівний момент для механізмів пересування знаходиться з умови погашення кінетичної енергії поступательно- рухомих мас візка або крана, тобто

Підставляючи раніше знайдені величини, одержимо:

де  - сила опору пересуванню від сил тертя, без урахування коефіцієнта «до р» і маси вантажу, що йде в запас.

Орієнтовно час гальмування «с», може бути знайдено:

для візка t т = (5,0 - 7,0) V пер/60

для крана      t т = (3,0 - 5,0) Vпер/60

Необхідно мати зважаючи на, що час гальмування не повинен перевищувати:

для візка  t т ( 3 - 4 ) з

для крана       t т (6 - 8 ) з

По знайденому гальмівному моменту по каталогу вибирається тип і розміри гальма, які потім перевіряються на допускається питомий тиск, що виникає між колодками гальма і шківом, а також на нагрів.

 З другого боку, гальмівний момент не повинен перевищувати моменту буксування виникаючого при пересуванні загальмованих нерухомих коліс візка або крана по рейках, тобто


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

9938. Информационная безопасность при использовании ОС Linux 57.5 KB
  Информационная безопасность при использовании ОС Linux Система ASPLinux, построенная на базе Red Hat Linux и поддерживающая стандарт IEEE POSIX (Portable Operating System Interface), обеспечивает многоуровневую систему приоритетов с в...
9939. Информационная безопасность при использовании Internet 659 KB
  Информационная безопасность при использовании Internet Характеристика сетевой технологии Internet. Основные угрозы информационной безопасности организации при использовании Internet. Основные приёмы защиты корпоративных сетей при использо...
9940. Индивидуализация правового обучения школьников в процессе использования электронного учебника 398.5 KB
  Процесс создания электронных учебников и хранения важных данных полностью автоматизирован. Происходит процесс работы с огромным объемом данных. Именно электронные учебники позволяют индивидуализировать процесс обучения.
9942. Радиоматериалы, радиокомпоненты и электроника 213.95 KB
  Предмет и задачи дисциплины Учебные, методические и воспитательные цели: 1. Изучить предмет и задачи дисциплины, назначение, параметры и особенности применения резисторов, способствовать формированию творческого мышления. 2. Прививать умение в...
9943. Электронные лампы. Особенности работы электронных приборов СВЧ 252.86 KB
  Электронные лампы. Особенности работы электронных приборов СВЧ Занятие 1. Электронные лампы Учебные, методические и воспитательные цели: 1. Изучить устройство, принцип действия и статические характеристики электронных ламп, стимулировать ...
9944. Устройство и принцип действия полупроводниковых диодов. Разновидности и особенности полупроводниковых диодов 198 KB
  Занятие 1. Устройство и принцип действия полупроводниковых диодов Учебные, методические и воспитательные цели: 1.Изучить назначение, устройство, характеристики, параметры выпрямительных, высокочастотных, импульсных и туннельных диодов, особенности...
9945. Устройство и принцип действия транзистора. Транзистор в режиме усиления. Импульсные свойства транзистора. 294.5 KB
  Устройство и принцип действия транзистора. Транзистор в режиме усиления. Импульсные свойства транзистора. Занятие 1. Устройство и принцип действия транзистора Учебные, методические и воспитательные цели: 1. Изучить устройство, принцип работы, статич...
9946. Полевые транзисторы с управляющим электронно-дырочным переходом и переходом металл-полупроводник. Транзисторы со структурой металл-диэлектрик-полупроводник. 275.31 KB
  Полевые транзисторы с управляющим электронно-дырочным переходом и переходом металл-полупроводник. Транзисторы со структурой металл-диэлектрик-полупроводник. Занятие 1. Полевые транзисторы (ПТ) с управляющим электронно- дырочным переходом и переходом...