73676

Механізми повороту

Лекция

Производство и промышленные технологии

Конструкція механізмів повороту визначається призначенням і конструкцією вантажопідйомної машини умовами експлуатації діючими навантаженнями і іншими особливостями крана. У вантажопідйомних машинах залежно від конструктивного виконання механізму повороту крана можуть бути дві принципово відмінні схеми приводу механізму повороту. По першій схемі прівод механізму повороту розташовується на неповоротній частині вантажопідйомної машини мал.

Украинкский

2014-12-19

471.5 KB

8 чел.

ЛЕКЦІЯ 12

ТЕМА: Механізми повороту

Механізми повороту вантажопідйомних машин служать для обертання поворотної частини крана щодо вертикальної осі - в стріловидних кранах, обертання візків кранів, в кранах штабеллера, кліщових і ін. кранах, обертання крюка при виконанні навантажувально-розвантажувальних, складських і технологічних операціях при обробки вантажів.

Конструкція механізмів повороту визначається призначенням і конструкцією вантажопідйомної машини, умовами експлуатації, діючими навантаженнями і іншими особливостями крана.

У вантажопідйомних машинах залежно від конструктивного виконання механізму повороту крана можуть бути дві принципово відмінні схеми приводу механізму повороту.

По першій схемі -прівод механізму повороту розташовується на неповоротній частині вантажопідйомної машини (мал. 12.1).

Малюнок 12.1

В процесі обертання поворотної частини крана привід механізму повороту залишається нерухомим. Приводна шестерня -“4”  приводу повороту знаходячись в постійному зачіпляючому із зубчатим або цевочним колесом жорстко пов'язаним з частиною крана, що обертається “ 5 ”, обертаючись повертає зубчате  або цевочноє колесо, а разом з ним і всю поворотну частину крана з вантажем. В цьому випадку відкрита зубчата передача працює як звична зубчата пара. Передавальне число, в цьому випадку, рівно:    

По другий схеме- привід механізму повороту розташовується на частині вантажопідйомної машини, що обертається, а зубчате або цевочноє колесо жорстко пов'язане з фундаментом або частиною крана, що не обертається (мал. 12.2).

Малюнок 12.2

При роботі приводу механізму повороту, приводна шестерня “4” знаходячись в постійному зачіпляючому з нерухомим зубчатим або цевочним колесом, обертаючись оббігає його примушує повертатися частину вантажопідйомної машини, що обертається, з вантажем.

В цьому випадку робота відкритої зубчатої передачі аналогічна роботі планетарної передачі.  Передавальне число, в цьому випадку, рівно:   

Незалежно від прийнятої схеми привід механізму повороту складається з наступних основних деталей і узлов- двигуна-1,упругой пальцевої або зубчатої муфти-2,одна з напівмуфт яких використовується як гальмівний шків-3, редуктор черв'ячний або конічний-4, для передачі моменту під кутом 90 0, що крутить, відкритої зубчатої або цевочной передачі -5.

Згідно Правил Держнаглядохоронпраці всі механізми повороту повинні бути оснащені запобіжними пристроями, обмежуючих передаваний момент, що крутить.  

Запобіжні пристрої обов'язково передбачаються в тих механізмах повороту у яких використовується черв'ячна передача, які за несприятливих умов, недостатнього мастила і забрудненні, можуть виявитися самогальмуючими. Оскільки, в обертанні крана беруть участь великі маси, то при відключенні двигуна і за наявності системи, що самогальмується, можуть виникнути надзвичайно великі навантаження, що направлені з боку мас до двигуна, що обертаються, приводять елементи механізму повороту до пошкодження.  

Звичайно як запобіжні пристрої застосовують фрикційні муфти граничного моменту, але іноді використовуються і інші пристрої у вигляді зрізаючих штифтів і т.п.

12.1  Розрахунок механізму повороту

Для визначення потужності двигуна механізму повороту або зусилля необхідного для повороту при ручному приводі потрібно, перш за все, знайти момент опору повороту вантажопідйомної машини з вантажем.

Момент опору повороту, який необхідно долати двигуну механізму складається з: моменту опору повороту від сил тертя в опорах, моменту опору від вітрового навантаження і моменту опору повороту від інерційних сил.

Момент опору повороту від сил тертя

Момент опору повороту від сил тертя залежить від конструкції опорних елементів вантажопідйомної машини. Будь-яка поворотна машина повинна мати мінімум три опорні елементи. Дві опори- для сприйняття горизонтальних реакцій створюваних поновлюючим моментом і однієї опори сприймаючої вертикальну реакцію від власної ваги поворотної частини машини з вантажем, що транспортується (мал. 12.3).

Малюнок 12.3

Радіальні зусилля виникаючі в опорних елементах сприймаючі перекидаючий момент поворотної частини крана, визначається з умови рівності перекидаючого і поновлюючого моменту.

  або       звідки  

Вертикальна реакція на наполегливий підшипник, рівна:

Таким чином, сумарна сила опору в опорних елементах від сил тертя, рівна:   

Момент опору від сил тертя залежить від конструкції опорних елементів.

Верхня опора виконується як на підшипниках ковзання,так і каченія (мал. 12.4).

Малюнок 12.4

Опір повороту від сил тертя,при підшипниках ковзання, рівно:

де Н - горизонтальна реакція у верхньому опорному елементі,

d 0 - діаметр цапфи, див.

- коефіцієнт тертя ковзання, приймається рівним      = 0,08 - 0,1

Момент опору повороту в цьому ж елементі при підшипниках каченія, рівний:

тут 1 - приведений коефіцієнт тертя віднесений до діаметру цапфи.

Нижня опора -воспрінімающая горизонтальні навантаження від поновлюючого моменту також може бути конструктивно виконана на підшипниках ковзання або каченія, тоді момент опору від сил тертя визначається аналогічно верхній опорі (мал. 12.5).

Малюнок 12.5

Як радіальний опорний елемент на нижній опорі, що сприймає горизонтальні сили від перекидаючого моменту поворотної частини крана застосовується так звана роликова коробка (мал. 12.6).

Конструкція роликової коробки, наступна - нерухома колона або нерухомий круг катання -1,охватывают три або чотири ролики -2 закріплених в литій чавунній або сталевій зварній коробці-3,которая жорстко пов'язана з поворотною частиною вантажопідйомної машини. При обертанні вантажопідйомної машини в роликовій коробці виникають наступні опори від сил тертя:

  1.  опір від тертя каченію ролика об колону або круг катання,
  2.  опір від тертя ковзання ролика об свою вісь.

Загальний опір повороту від сил тертя каченія і ковзання в роликовій коробці, запишеться:

Малюнок 12.6

Максимальне зусилля діюче на один ролик, рівно:

де Н горизонтальне  навантаження на ролик,

       - кут розташування роликів, приймається рівним - 2 = 60 0

Момент опору тертя каченія ролика об колону приведений до осі повороту, запишеться:

Момент опору тертя ковзання ролика об свою вісь, приведений до осі повороту, запишеться:

де  -коеффіциент тертя ковзання,

      f - коефіцієнт тертя каченія,

      r про -радіус вісь ролика,

      r р - радіус ролика,

      R до -радіус колони або круга катання,

Загальний момент опору повороту виникаючий в роликовій коробці, буде:

Багатороликова опора

Багато роликова опора знаходить застосування як радіальну опору для сприйняття горизонтальних навантажень (мал. 12.7).

Малюнок 12.7

Визначення навантаження на ролик багато роликової опори зводиться до рішення багато разів статично не визначної задачі. Тому, в цілях спрощення умовно приймаємо закон розподілу навантаження між роликами по косинусоїдальному закону, тоді::

тут  

 -углової крок розташування роликів.

Спроектувавши всі сили на вісь “У”, одержимо:

звідки:

Враховуючи  можливість  перекосу роликів, а також  порушення  прийнятого закону розподілу навантаження,  найбільше розрахункове  навантаження на ролик  збільшуємо  на  25 %,

Момент опору на один ролик знаходиться між двома обоймами, щодо центру ролика, буде

Сумарний приведений момент опору повороту від сил тертя в багато роликовій опорі

Нижня опора

Нижня опора сприймає вертикальне навантаження від ваги поворотної частини вантажопідйомної машини і маси вантажу, що транспортується. Конструктивно цей опорний елемент може бути виконаний у вигляді суцільної п'яти підшипника ковзання (мал. 12.8), тоді момент опору від сил тертя, буде рівний:

Малюнок 12.8

у вигляді кільцевої п'яти підшипника ковзання, момент опору від сил тертя, запишеться:

у вигляді наполегливого шарикопідшипника, момент опору від сил тертя, буде:

 

Катковиє опорно-поворотні пристрої

Ці пристрої знаходять застосування в багатьох вантажопідйомних машинах. Каток закладається між поворотною і не поворотною частиною вантажопідйомної машини (мал. 12.9).

Малюнок 12.9

Момент опору повороту каткового  опорно-поворотного пристрою приведений до осі повороту, буде рівний:

Тут =1,2…1,5 – коефіцієнт, що враховує додаткові втрати на тертя (при конічних катках), прослизання (при циліндрових).

При роботі вантажопідйомної машини на відкритій майданчики, до опору від сил тертя додається опір повороту від тиску вітру на вантаж і металоконструкцію вантажопідйомної машини, тобто

Враховуючи, що напрям вітру не змінюється при повороті крана, приймається середньоквадратичний момент опору повороту крана від тиску вітру на вантаж і на його металоконструкцію.

 

де  

При роботі крана на відкритому майданчику можливий ухил  або крен крана, який викликає додатковий опір повороту вантажопідйомної машини.

Максимальний момент від нахилу вантажопідйомної машини, буде рівний

.

Але оскільки при повному повороті крана цей ухил позначається по різному на зусилля повороту, то аналогічно приймають среднеквадратічеській момент опору від нахилу осі обертання, тобто

де - кут нахилу робочого майданчика,

      а- виліт крана,

      в- відстань від центру тяжкості крана до осі повороту,

      G гр - сила тяжіння вантажу,

      G kp -сила тяжкість поворотної частини крана.

12.2  Розрахунок ручного приводу повороту

На підставі основного закону механіки, записується рівність моментов- момент опору повороту і момент на рукоятці приведеного до осі повороту крана:

звідки знаходиться загальне передавальне число приводу:

12.3 Розрахунок машинного приводу

Статична потужність двигуна при сталому русі,кВт рівна:

За відсутності вітру і крену крана потужність двигуна визначається з урахуванням інерційних навантажень:

де - коефіцієнт перевантаження для двигуна змінного струму з фазовим ротором, приймається = 1,5.....1,6,

      M і- момент опору від сил інерції  поворотної частини крана з вантажем при рівноприскореному русі в період розгону.

- сума махових моментів елементів крана,

Q, m kpm пр -масси вантажу, крана і противаги.,

4a 2, 4b2,4c2 - діаметри інерції цих елементів крана,

u kp - частота обертання крана,

t p -время розгону поворотної частини крана, при практичних розрахунках можна приймати рівним (3....5) з у разі відсутності вітру і ( 4...10) із за наявності вітру.

Передавальне число приводу механізму повороту, рівно:

 

n д—частота обертання ротора двигуна,

n кр -частота обертання крана,

щ -КПД приводу механізму повороту.

12.4 Перевірка двигуна механізму повороту на пусковий момент

В період несталого руху, двигуну механізму повороту доводиться розвивати момент необхідний не тільки для подолання опору від сил тертя в опорах, сил вітру і крену крана., але і долати значні динамічні навантаження для прискорення вантажу і металоконструкції поворотної частини вантажопідйомної машини.

Необхідно відзначити, принципова відмінність роботи механізму повороту від механізмів підйому і пересування, яке полягає в тому,, що при повороті відсутні поступально рухомі маси - є маси вантажу і поворотної частини крана, що тільки обертаються.

Таким чином, пусковий момент двигуна механізму повороту, рівний :

Момент двигуна в період сталого руху або статичний момент двигуна необхідний для подолання опору від сил тертя в опорах, сил вітру і крену крана, буде рівний:

Додатковий момент двигуна необхідний для прискорення мас приводу механізму повороту, що обертаються, визначався раніше при розгляді механізму підйому, який рівний:

В період несталого руху, двигуну механізму повороту необхідно ще додатково розвинути момент для прискорення маси вантажу, що транспортується, і поворотної частини крана знаходилася до цього в стані спокою. Отже, додатковий момент для прискорення, в період розгону маси вантажу і поворотної частини крана щодо осі обертання, буде рівний:

де  -момент інерції вантажу і поворотної частини крана щодо осі обертання,

         -угловоє прискорення в період пуску вантажу і поворотної частини крана

Кутове прискорення вантажу і поворотної частини крана в період розгону приведене до валу двигуна:

тут, u 0 - загальне передавальне число механізму повороту,

            t p -время несталого руху приводу

             - частота обертання двигуна.

Момент інерції вантажу і поворотної частини крана, запишеться

поворотної частини крана,

Q  - маса вантажу, що транспортується,

а -вилет крана,

b - відстань від осі повороту до центру тяжкості крана.

Підставляючи знайдені значення одержимо:

Умножаючи чисельник і знаменник на 4 одержимо:

Остаточно, момент для розгону мас вантажу і поворотної частини крана, що обертаються, приведений до валу двигуна, буде:

Таким чином, повний пусковий момент двигуна необхідний для розгону мас вантажу, поворотної частини крана і частин приводу, а також для подолання сил тертя, вітрового навантаження і ухилу крана, що обертаються, що обертаються, рівний:

_

1. Перевірка на перевантажувальну здатність.

2. Перевірка за часом розгону механізму повороту.

Знаходимо час розгону приводу механізму повороту з виразу пускового моменту.

Час, що допускається, розгону знаходиться з виразу:

де  -прінімаєтся залежно від групи режиму роботи крана.

при 4М            =/ 12

      5М             = /9

      6М             = /6

Вибір гальма механізму повороту крана

Гальмо для механізму повороту крана вибирається по гальмівному моменту, який визначається з умов погашення кінетичної енергії, по виразу:

По знайденому гальмівному моменту вибирається по Госту гальмо механізму повороту, а потім гальмо перевіряється на питомий тиск, що допускається, і питому роботу тертя.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

7810. Философия эпохи Возрождения (ренесанса) 58.5 KB
  Философия эпохи Возрождения В развитых странах Европы в период 12-13 век происходит развитие торговли и ремесел. Происходит рост производительности труда. Развиваются города. Они становятся центрами экономической и культурной жизни. Это была вершина...
7811. Немецкая идеалистическая философия. Философия Гегеля 38.5 KB
  Немецкая идеалистическая философия. Философия Гегеля Развитие немецкой классической философии достигает вершин в творчестве Георга Гегеля (1770-1831). Феноменология духа, Наука логика, Энциклопедия философских наук...
7812. Гносеология - теория познания 53 KB
  Гносеология - теория познания. Теория познания рассматривает вопросы познаваемости мира, способов познания, критерии истины. Возникла в 19 веке. Основы заложил Кант. Познание - процесс целенаправленного активного отображения действительно...
7813. Иррационализм (философия жизни) 80 KB
  Иррационализм (философия жизни) Философия жизни отличается от предыдущих иррационализмом, то есть отрицанием того, что только разум, только наука может постичь действительность. Иррационализм ограничивает или отрицает возможности разума в процессе п...
7814. Истина и ее критерии 54.5 KB
  Истина и ее критерии Вопрос об истине основной вопрос гносеологии. Все человеческое познание ориентировано на достижение истины. Существует несколько концепций понимания истины: 1. Принцип экономии мышленияo у эмпириокритиков. Истинно то...
7815. Античная философия. Милетская школа 45 KB
  Античная философия Античная философия сначала только греческая, а затем и римская философия существовала в течение более чем тысячелетия (6 в. до н.э. по 6 в. н.э.). За это время она прошла, как и вся античная культура, замкнутый цикл от зарож...
7816. Немецкая идеалистическая философия или немецкий идеализм (1750-1850) 47 KB
  Немецкая идеалистическая философия или немецкий идеализм (1750-1850). К середине 18 века центр философского творчества в Европе перемещается в Германию. До этого в культурной жизни Запада лидировали Франция (Просвещение) и Англия (Новое время...
7817. Философия Нового времени. Эмпиризм 53.5 KB
  Философия Нового времени Основные черты эпохи Возрождения - индивидуализм (свобода человека), рационализм (роль разума) и натурализм (изучение природы и естественных явлений в общ. и полит. жизни). В Новое время развитие техники и естествознания...
7818. Общество в историческом развитии 50 KB
  Общество Природа и общество. Природа старше общества. Жизнь уникальна. 500 тыс. видов растений и 1,5 млн. видов животных из них 160 тыс. - морские растения и животные. - Антропосфера - жизнь биологическая - Социосфера - общество - Тех...