Проектирование и расчет механизмов передвижения

1.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МСХА ИМЕНИ К.А. ТИМИРЯЗЕВА
Профессор Ерохин М.Н.
Ассистент Грибкова Е.В.
Грибкова Е.В.
1

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМОВ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ

Общие сведения
Механизм
передвижения
предназначен
перемещения груза в горизонтальной плоскости.
для
Схему механизма выбирают в зависимости от:
назначения;
грузоподъемности;
режима работы погрузочно-разгрузочного устройства.
Различают механизмы передвижения безрельсового
транспорта и механизмы передвижения по рельсовым
путям.
2

3. МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ДЛЯ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ

3

4. МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ДЛЯ БЕЗРЕЛЬСОВОГО ПУТИ

4

5. МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ДЛЯ КАНАТНОГО ПУТИ

5

6.

6

7. СХЕМЫ МЕХАНИЗМОВ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ КРАНОВ

1 – электродвигатель;
2 – муфта;
3 – редуктор;
4 – вал;
5 – тормоз
а – с тихоходным валом;
б – с быстроходным валом;
в – с раздельным приводом
7

8. СХЕМА КАНАТНОГО МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ

1 – барабан; 2 – тяговый канат; 3 – поддерживающие ролики; 4 – отклоняющие блоки;
5 – пружина; 6 – блоки механизма подъема; 7 – грузовая тележка; 8 – ходовые колеса;
9 – рельсовый путь
8

9. КОНСТРУКЦИЯ И РАСЧЕТ ХОДОВЫХ КОЛЕС

Зависит от типа грузоподъемной машины.
Колеса выполняют из стали, чугуна или алюминия
штампованными, литыми или сварными.
Стальные колеса применяют при работе в тяжелых
условиях.
Для смягчения ударов, вибрации и шума на колесах
устанавливают резиновые шины.
9

10. КОЛЕСА ТЕЛЕЖЕК БЕЗРЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТА

а – гладкое металлическое; б – металлическое с канавкой;
в – с резиновой шиной
10

11. ФОРМЫ ОБОДОВ ХОДОВЫХ КОЛЕС, ПЕРЕМЕЩАЮЩИЕСЯ ПО РЕЛЬСОВЫМ ПУТЯМ

а – коническая; б – бочкообразная; в - цилиндрическая
11

12. ПОРЯДОК РАСЧЕТА РАСЧЕТА ХОДОВЫХ КОЛЕС

1. Выбирают конструкцию колеса.
2. Определяют наибольшую нагрузку на колесо. При равномерном
распределении нагрузки на колеса
Rmax
G Gкр .( тел.)
Z кол.
3. По Rmax определяют основные размеры:
• стандартные по справочникам;
• индивидуальные с учетом прототипов и рекомендаций
Dкол. 1,7 Rmax
4. Ходовые колеса проверяют по напряжениям в зоне контакта
колеса и рельса.
12

13. СХЕМА КОНТАКТА ХОДОВОГО КОЛЕСА С РЕЛЬСОМ

а, б – линейный контакт;
в, г, д, е – точечный
13

14. НАПРЯЖЕНИЯ В ЗОНЕ КОНТАКТА КОЛЕСА С РЕЛЬСОМ

Линейный контакт
к. л. a1
Точечный контакт
10 K v Rmax
2K v Rmax
К .Т . ,
к. л. , К .Т . a2 3
2
b Dкол.
( Dкол. / 2 r )
где a1 и a2 - коэффициенты пропорциональности, для стальных колес
a1 = 190, a2= 400;
Кv = 1 + 0,2 · Vк - коэффициент влияния скорости;
Vк - скорость передвижения крана или тележки, м/с;
b - ширина рельса, мм;
r - радиус закругления головки рельса или обода колеса/
14

15. ДОПУСТИМОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ДЛЯ КОВАННЫХ И ШТАМПОВАННЫХ КОЛЕС

При числе оборотов N ≤ 104 за весь срок службы
где
к. л. 0 9
0 - допустимое напряжение при N ≤ 104 (табл.), МПа;
10 4
,
N
N Q NC - приведенное число оборотов колеса за срок службы;
Q - коэффициент приведенного числа оборотов (справочник);
Полное число оборотов колеса за срок службы
где
Vср. V
N C 3600
Vср.
Dкол.
ТС ,
- средняя скорость передвижения колеса, м/с;
β - коэффициент, зависящий от отклонения времени неустановившегося
движения tн к полному времени передвижения (табл.);
Тc - ориентировочный срок службы колес. Устанавливают в зависимости
от группы режима работы механизма.
15

16. СОПРОТИВЛЕНИE ПЕРЕДВИЖЕНИЮ МЕХАНИЗМА С ПРИВОДНЫМИ КОЛЕСАМИ, ВЫЗЫВАЕМОЕ ТРЕНИЕМ

где
Gгр. – вес груза;
G – вес тележки или крана;
d – диаметр цапфы;
f – приведенный коэффициент трения;
ϻ – коэффициент трения качения колеса
по рельсу.
Dк
Тс W
2
Т с Т Тр .ц Т к
Т Тр .ц (G GТ ( кр .) ) f
Tк (G GТ (кр .) )
d
2
G GТ ( кр .)
2 fd К р
W
16
D
х.к .

17. ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ПЕРЕДВИЖЕНИЮ ПРИ УСТАНОВИВШЕМСЯ ДВИЖЕНИИ

W W Wук Wв ,
Wук . (G GТ ( кр .) )
где
- на рельсовом пути;
Wук . (G GТ ( кр .) ) sin
- для кранов,
перемещаемых по покрытиям
17

18. ВЕТРОВАЯ НАГРУЗКА НА КРАН

Wв в ( Аг Акр ),
где ωв - ветровая нагрузка на 1 м2 поверхности груза или крана.
По ГОСТ 1451
в q0 к с ,
где q0 – скоростной напор ветра на высоте 10 м от поверхности земли, Па;
К – поправочный коэффициент в зависимости от высоты конструкции;
с – аэродинамический коэффициент;
ɣ – коэффициент перегрузки;
β – коэффициент, учитывающий динамический характер приложения ветровой
нагрузки, для с.х. кранов β=1;
Аг , Акр. – расчетная площадь поверхности груза или крана соответственно.
18

19. ПОДБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ДЛЯ МЕХАНИЗМОВ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ

Электродвигатели механизмов передвижения подбирают с учетом инерционных
нагрузок по среднему значению пусковой мощности
Рп.ср
Рп
п.ср.
, где п .ср . - кратность среднего пускового момента, для двигателей:
МТ п.ср. 1,5...1,6 ; МТК п.ср. 1,3...2,6 ; АИРС п.ср. 1,65...1,8
Необходимая пусковая мощность
Рп
W Vкр ( тел.)
,
где
η = 0,8…0,9.
Сопротивление передвижению с учетом инерционных нагрузок
W W (1,1...1,2) Fu .
Инерционная нагрузка
Fu ma m
V
,
tn
где
[tn] – допустимое время пуска.
19

20. ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ

m D n
2
1. По времени пуска
2. По ускорению
tn
0
дв.
38 Т н
V
an a
tn
3. По коэффициенту запаса сцепления
К сц .
где
.
Rпр
tпо tn
сц
Rпр
a
d
. (Gк ( тел.) ) Z пр f
Wуст
g
Z
D
к
к
1,2,
– суммарная нагрузка на приводные колеса;
φ – коэффициент сцепления приводных колес;
W уст
– . – сопротивление передвижению в установившемся режиме без груза;
Zпр. и Zк – число приводных и общее число колес.
20

21. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ С КАНАТНОЙ ТЯГОЙ

W уст. Wтр Wкан.
Wкан.
Ft Wуст. Fсб .
q g l2
Fcб
8 y
3
G (1 бл
.)
S 4 S1
(1 бл ) бл.
Ft Vтел.
РС
бл. м.п.
Для обеспечения сцепления тягового каната с барабаном необходимо
соблюдение условия
f
Усилие пружины
Fнб. Fсб. е
Fнб.
Fпр Fсб . f
е
2 Z тр.
21

22. ПОДБОР РЕДУКТОРОВ И МУФТ

Для механизма передвижения применяются редуктора типа ВК; ВКУ; ЦЗВК и др.
Их подбирают по мощности или моменту с учетом необходимого передаточного
отношения и компоновки механизма.
Муфты подбирают по расчетному моменту
Т М Т Р К1 К 2 К3 Т Н ,
[ТМ] - допустимый момент, который может передать муфта;
К1 - коэффициент, учитывающий режим работы механизма;
К2 - коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма
К3 - коэффициент углового смещения.
22

23. ПОДБОР ТОРМОЗОВ ДЛЯ МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ

ТТ ТТ
tТ
V
aТ max
Dкол. (mD2 ) от nТ
Т Т (Wук . Wв Wтр. мин. )
2U
38 tТ
; aТ max
Z пр
(2 f d )
d
f
g
D
кол.
Dкол.
Z кол К сц
ПРОВЕРКА ТОРМОЗОВ ДЛЯ МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ
nТ (m D 2 )O.T .
tТ
tT
38(TT TC .T . )
[tT] = 6…8 c – для кранов;
[tT] = 3…4 c – для тележек
аT ≤ [аT]
23