73675

Розрахунок механізму пересування з тяговим елементом

Лекция

Производство и промышленные технологии

Ходові колеса кранів і рейки У вантажопідйомних машинах загального призначення залежно від типу машини призначення а також величини навантаження і швидкості пересування ходові колеса виготовляються сталевими і чавунними з циліндровим і конічним ободом. Як рейки у вантажопідйомних машинах застосовується квадратна або смугова сталь а також залізничні рейки

Украинкский

2014-12-19

242 KB

0 чел.

ЛЕКЦІЯ 11

ТЕМА: Розрахунок механізму пересування з тяговим елементом

11.1   Опір пересуванню візка з тяговим елементом

Малюнок 11.1 -  Розрахункова схема механізму

Опір пересуванню візка з тяговим елементом складається з: опори від сил тертя ходових коліс по рейках, опори від простягання вантажного каната механізму підйому по блоках і опори від провісанія тягового гнучкого елементу.

W c= W т+ W до + W пр

Опір від сил тертя, при каченії ходових коліс по рейках, рівний:

 

Опір від простягання каната по вантажних блоках розташованих на візку.

При русі візка обертаються блоки вантажного поліспаста унаслідок простягання (прогону) вантажного каната, що приводить до виникнення додаткових шкідливих опорів руху візка, в зв'язку необхідністю подолання жорсткості каната і тертя на осях нерухомих блоків вантажного поліспаста.

Сила опори від простягання вантажного каната, буде рівна різниці  натягнення гілок вантажного каната ( див. Малюнок 115)

W до =S 4 - S 1

Розглядаючи в рівновазі вантажної поліспаст, зробивши перетин і замінивши відкинуту верхню частину силами ( S 2 і S 3), записуємо суму проекцій на вертикальну вісь.

При русі візка управо  S 3,будет більше S 2 на величину втрат зусилля на подолання жорсткості гнучкого елементу і тертя на осі блоків, тобто

S 2  S 3    або   S 2 = S 3  

Підставляючи, одержимо:

G гр= S 3  + S 3 = S 3(  + 1)

звідки

Знаходимо величину зусиль  S 4 і  S 1

тобто S 4 S3,       S 3 = S 4 , то  S 4 = S3 /

Підставимо  значення S 3,  одержимо:

оскільки S2 S 1

Підставимо знайдені значення, одержимо :

Опір від провісанія  тягового елементу.

Як відомо, провісаніє гнучкого елементу, залежить від його погонної ваги, довжини і натягнення неробочої гілки, тобто

звідки 

Цей опір руху визначається велічиной провісанія тягового гнучкого елементу, яке приймається в межах У =(1/30 - 1/50)I або   У =( 0,1 - 0,15) м.

Таким чином, сумарний опір руху візка з тяговим елементом, без урахування інерційних сил, рівний :

Натягнення набігаючої гілки приводного барабана або зірочки, рівно:

Момент на валу приводного барабана або зірочки, рівний:

а) при ручному приводі механізму пересування з тяговим елементом, використовуючи закон збереження енергії, знаходимо загальне передавальне число механізму.

звідки

б) при машинному приводі.

Окружне зусилля на приводному елементі, Н, рівне:

Р о= Т1 - То

Потужність двигуна механізму пересування при сталому русі,  кВт, буде:

Необхідно відзначити, що дякуючи розміщенням механізму підйому і переміщення  поза рухомим візком, різко змінюється її вага і габарити. Тому, звичне зусилля опору пересуванню, виконані по даній схемі, значно більше сил інерції і лише при вельми високий швидкості ( більше 2,5 - 3,0 м/с) сила інерції робить істотний вплив  на рух візка в період несталого руху.

На відміну від схеми механізму пересування першого типу, дана схема дозволяє здійснювати пересування візка по похилому шляху . Наприклад, в баштових кранах візок переміщається по похилій стрілі і т.д.

Недоліком даної схеми є підвищений знос тягового елементу і вантажних канатів, унаслідок чого застосування цього типу механізму пересування обмежується випадками переміщення по укосинам поворотних кранів і козлиних перегружателях з похилим рейковим шляхом.

Для даної схеми механізму пересування перевірку двигуна по запасу зчеплення, тобто на буксування виробляти не вимагається.

11.2. Ходові колеса кранів і рейки

У вантажопідйомних машинах загального призначення залежно від типу машини, призначення, а також величини навантаження  і швидкості пересування, ходові колеса виготовляються сталевими і чавунними з циліндровим і конічним ободом.  

Малюнок  11.2

Конічні ходові колеса автоматично вирівнюють перекоси при пересуванні моста крана  і тим самим  збільшують  термін служби ходових коліс.

Залежно від конструкції ходові колеса розрізняють - двухребордниє, одноребордниє і безребордниє .

Як рейки у вантажопідйомних  машинах застосовується квадратна або смугова сталь, а також залізничні рейки і спеціальні рейки кранів по Госту 6368-82, 7173-54, 7174-75,8161-75 і 4121-76.

У уникнення виникнення великих сил тертя між ребордамі ходових коліс і бічними поверхнями рейок, унаслідок коливання в ширині рейкової колії, викривлення рейок і перекосів візка або моста крана - відстань між ребордамі «В до» колеса виконується декілька більше ширина рейки «В р». Випробування коліс кранів показали, що довговічність їх залежить в основному від твердості поверхні катання ходових коліс по рейці. Згідно Норм Госнадзораохрантруда в краностроєнії твердість робочої поверхні колеса приймається в межах (300- 350) НВ, що викликало застосування ходових коліс з бандажами

Ходові колеса кранів при групі режиму роботи вантажопідйомної машини 5М, 6М, 6-7К, 8К служать декілька місяців, якщо вони неправильно встановлені, погано термічно оброблені, недостатня жорсткість моста крана і інших чинників, що впливають на перекіс крана і зносостійкість коліс. Тому вводяться певні вимоги: клас чистоти поверхні катання колеса повинен бути не нижчим за -5,точность виготовлення менше -4, твердість поверхні в межах (300-350) НВ.

При напруженому стані обода, що має  місце, колеса- термообробка повинна відповідати певним вимогам: поліпшення металу повинне охоплювати значний по товщині шар  до 15 мм, причому не повинно бути різкої межі між поліпшеним шаром і металом решти. Необхідно мати  зважаючи на, що високі напруги виявляються у області поліпшеного матеріалу, а відсутність різкого обмеження поліпшеної зони звільняє матеріал від значних додаткових напруг, що виникають унаслідок неоднакових умов охолоджування двох зон і різної густини матеріалу.   

Тому проста термообробка ходових коліс шляхом поверхневого гарту з нагрівом полум'ям або струмами високої частоти виявляється недостатньо ефективною. Оскільки тонкий гартівний шар різко відрізняється від основного металу, через деякий час починає руйнуватимуться і викришити, виводячи ходове колесо з ладу протягом 2-х тижнів (Донецький металургійний завод).

Підвищення зносостійкості ходових коліс досягається шляхом об'ємного гарту або сорбітізацией. Об'ємний гарт полягає у тому, що все колесо загартовується, а сорбітізация дозволяє виробляти гарт тільки поверхні катання ходового колеса. Сорбітізация  виконується на спеціальних установках (Малюнок 117). Сорбітізационная установка є ванною -1, заповнену водою, в яку вставляється ходове колесо -2 на опорні підтримуючі ролики -3. Нижній опорний ролик -4 приводний і обертається з певною частотою, яка може зміняться в певних межах. Рівень води підбирається так, щоб охолоджувався тільки обід. У нагрівальній печі ходове колесо нагрівається до температури  ( 840 - 860) про З  протягом одного-двох годинника, потім встановлюється на опорні ролики установки, охолоджується обід до температури 100 про З.  Потім процес охолоджування припиняється  шляхом підняття колеса з води. При цьому температура обода знов підвищується до 400 -500  про Із за рахунок тепла від маточини і диска колеса. Твердість обода і реборд за заводськими даними, досягає ( 300 - 400 ) НВ  і глибина термообработаного шаруючи до 20 -30 мм.

Малюнок 11.3  

11.3 Розрахунок ходових коліс 

Для розрахунку ходових коліс кранів заздалегідь необхідно знайти навантаження на ходове колесо і вибрати його по Госту 3569-74.

На малюнок 11.4 дана одна з можливих розрахункових схем вертикального тиску  на ходове колесо для чотириколісного візка крана.

При визначенні тиску на ходове колесо приймаються наступні допущення:

  1.  дана система є статично невизначною, але при цьому  розрахунку приймаємо її як статично визначна,
  2.  не враховується  якості  виготовлення і монтажу рами візка,
  3.  не враховується пружність рами візка і рейки,
  4.  не враховується стан рейкового шляху.

Відповідно до прийнятих допущень навантаження на ходові колеса візка крана, запишуться

Малюнок 11.4

По максимальному тиску  R В max вибирається по каталогу діаметр ходового колеса і тип рейки (табл. 11.1)

Таблиця  11.1

Максимальне статичне навантаження, R, кН

Діаметр доріжки катання коліс, D хк, див.

Тип рейки

Ширина плоскої рейки, В, див.

30  -  50

20,25

Р 25 (ГОСТ 6368-82)

4; 4; 5; 5

50  -100

32,40

P 43  (ГОСТ 7173 - 54)    

5; 5; 5; 6

100  -200

40,50

P 43,P 50,P70 (ГОСТ 7174 - 75)

5, 5, 5, 6

200  -  250

50, 56, 63

P 43, P50, KP 70, KP80 (ГОСТ 4121 - 76)

7; 7; 5; 8

250  -320

63, 71

P 43, P50, KP80, KP100 (ГОСТ 4121-76)

-

320 - 500

71, 80

КР 100,КР 120 (ГОСТ 4121-76)

-

500  - 800

80, 90, 100

КР 100, КР120 (ГОСТ 4121- 76)

-

800  - 1000

90, 100

КР 120, КР140 (ГОСТ 4121- 76)

-

Розрахунок ходових коліс полягає в перевірці вибраних розмірів (діаметру і ширини) поверхонь катання обода колеса по величині об'ємного стану в зоні  контакту колеса з рейкою. При цьому ефективна (приведене) напруга не повинна перевищувати напруги, що допускається, з урахуванням числа оборотів колеса за термін його служби.

Напруга , МПа в зоні контакту обода колеса і рейки з опуклою головкою знаходиться по виразу:

з плоскою головкою рейки:

де    до - коефіцієнт, залежний від відношення радіусу закруглює головки і рейки  « R » до діа   метра ходового колеса «  D xk .».

Таблиця 11.2  = f (R/D xk)

R/D xk

до

R /D xk

до

0,3

0,176

1,0

0,119

0,4

0,157

1,1

0,117

0,5

0,143

1,2

0,113

0,6

0,137

1,3

0,111

0,7

0,133

1,4

0,108

0,8

0,127

1,5

0,104

0,9

0,123

1,6

0,105

до f  - коефіцієнт, що враховує вплив дотичного навантаження на напругу в зоні контакту, приймається по таблиці 11.3 залежності від умови роботи крана (ележки) і швидкості пересування.

Таблиця 11.3

Умови роботи крана і швидкості пересування

до f

У закритому приміщенні:

при швидкості V 2 м/с

1,05

при швидкості  V 2 - 3,2 м/с

1,07

На відкритому майданчику                    

1,1

до d - коефіцієнт динамічності пари колесо- рейок

 

тут   V пер - номінальна швидкість пересування, м/с,

            а   - коефіцієнт, залежний від жорсткості шляху крана.

Таблиця 11.4

Тип шляху крана

а, с/м

Тип шляху крана

а, с/м

Рейки на шпалах на баласті

0.1

Рейки на залізобетонних  балках

0,2

Рейки на металевих балках

0,15

Рейки на масивних фундаментах

0,25

Р max - максимальне статичне навантаження  на ходове колесо, кН,  

D xk  - діаметр ходового колеса, см,

У хк  - робоча ширина плоскої рейки в см, визначається по формулі:

У хк = У 0 - 2 r з

     У 0  - ширина  рейки,

     r з   - радіус закруглює на рогах рейки,

     до н  - коефіцієнт нерівномірності навантаження по ширині рейки,

  до н  = 2.0 при балансирной візку,

          до н = 1,5  для звичної чотириколісних  візків

Значення   приведено в таблиці 11.5, залежно від марки стали і термообробки.

Таблиця 11.5

Марка стали

Вид термообробки

НВ

0, МПа

П про до про в до а

Ст 45   по  ГОСТ 1050 - 75

Ст50    по  ГОСТ1050 - 74  

 Ст Ст75    по  ГОСТ 14959 -79

Ст 65 Г по ГОСТ 14959 -79

Нормалізація

Гарт, відпустка

200

240

300

330

350

610

700

800

860

890

П р про до а т

Ст 75 і Ст 65 Г по ГОСТ 10791 - 81

Гарт, відпустка

350

320

920

860

Відливання

Ст 55 по ГОСТ 977-75

Ст 35 по ГОСТ 977-65

Відпал

190

210

560

600

Приведене число оборотів коліс за термін служби

Повне число оборотів коліс за термін служби

де   V з -усредненная швидкість, м/с, яка рівна:

V з =  V H

V H -номінальная задана швидкість пересування, м/с,

- коефіцієнт, залежний від відношення часу несталого руху « t н » ( сумарний час розгону і гальмування) до повного часу пересування « t »

при  t н = 0,2 ; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0

= 0,9; 0,8; 0,7;  0,6  0,5.

Т  - машинний час, приймається залежно від групи режиму роботи механізму по ГОСТ 25835-83.

Для 1М -2М   Т =1600 годинника

       3М -4М   Т = 3200 годин

       5М -6М   Т = 12500 годин.

 - коефіцієнт приведення числа  оборотів, приймається залежно від відношення навантаження на ходове колесо з вантажем і без вантажу (табл. 11.6).  

Таблиця 11.6

Pmin/Pmax

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6,

0,7

0,8

0,16

0,19

0,24

0,3

0,38

0,49

0,63


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

69933. Предмет и методы науки истории 41.5 KB
  Предмет и методы науки истории. Методы истории. Важнейшая задача истории обобщение и обработка накопленного человеческого опыта. Ключевский писал: Без знания истории мы должны признать себя случайностями не знающими как и зачем мы пришли в мир как и для чего в нем живем как и к чему...
69934. Предмет и задачи психофизиологии. Принципы психофизиологического исследования 41.5 KB
  Принципы психофизиологического исследования В связи с успехами изучения активности отдельных нейронов мозга животных и в условиях клинического обследования у человека психофизиология стала наукой не только о физиологических но и о нейронных механизмах психических процессов состояний и поведения.
69935. Содержание предпринимательской деятельности в жизни современного общества 233 KB
  Изучить сущность предпринимательской деятельности и ее роль в развитии общества и бизнеса цели предпринимательства условия предпринимательской деятельности. История возникновения и сущность предпринимательства. Виды и формы предпринимательства.
69936. Предмет, система курса «Основы права» 92.5 KB
  Цель лекции: ознакомить студентов с основными юридическими понятиями, основными законами которые были приняты за годы суверенитета. Рассмотреть основные этапы становления науки о правовых отношений.
69937. Введение в теорию менеджмента 141 KB
  Менеджмент сложный непрерывный динамичный и целенаправленный процесс воздействия управляющей системы субъект управления на управляемый объект при помощи различных методов и средств для достижения поставленных целей. Объект управления социально-экономическая система воспринимающая...
69938. Предмет гидроэкологии 70 KB
  Гидробиология гидроэкология наука изучающая биологические процессы происходящие в водных экосистемах взаимодействие гидробионтов со средой их роль в функционировании водных экосистем естественного и искусственного происхождения в процессах трансформации вещества и энергии...
69939. Классификация строительных материалов. Состав, структура и основные свойства строительных материалов 199 KB
  Строительными называются материалы для возведения и ремонта зданий и сооружений. Изучение строительных материалов в вузе предполагает не просто знакомство с названиями и применением материалов. В высшем учебном заведении не должно быть чисто информационных курсов.