Тормозной момент определяют в предположении, что весь груз удерживается одним тормозом, хотя механизм литейного крана состоит из двух приводов и на каждом из них установлено по два тормоза.
Необходимый тормозной момент выбирают с запасом торможения Кт, исходя из условия обеспечения надежного удержания груза на весу в статическом состоянии.
– необходимый расчетный тормозной момент, где Кт=1,1 – коэффициент запаса торможения при наличии двух тормозов на каждом приводе механизма [2] по правилам Госнадзорохрантруда Украины.
Мст – статический момент от груза, приведенный к валу торможения,
, 
где 
– общий наибольший КПД механизма,
где 
– КПД одного механизма подъема;
U – общее передаточное число механизма главного подъема,
В соответствии с величиной расчетного тормозного момента и заданным режимом работы механизма по справочнику подбирают типоразмер тормоза. В механизме главного подъема литейных кранов применяют колодочные тормоза с короткоходовыми электромагнитами постоянного тока серии ТКП, обладающие наиболее высокой надежностью и износостойкостью их электромагнитных приводов.
Для выбранного тормоза выписывают основные технические характеристики и параметры: типоразмер; номинальный тормозной момент, 
; относительную продолжительность включения ПВторм, %; диаметр шкива dшк, мм; габаритные размеры тормоза: длину, ширину, высоту, мм; высоту центра оси шкива, мм; массу тормоза, кг.
Выбор соединительных муфт
Для соединения концов валов электродвигателя и редуктора механизма главного подъема применяют муфты зубчатые по ГОСТ 5006-83. Муфты подбирают в соответствии с диаметром соединяемых концов валов и проверяют по величине вращающего момента:
где: К1 – коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма, К1=1,3-1,8;
К2 – коэффициент, учитывающий режим работы (4М=1,1; 5М=1,2; 6М=1,3);
К3 – коэффициент, учитывающий угловое смещение, К3=1-1,75;
Мст – статический момент от груза при аварийной работе, приведенный к валу торможения, рассчитанный по формуле (4);
Мм – наибольший вращающий момент, допускаемый муфтой.
Муфты с тормозными шкивами используют для режимов работы 1М-4М, при этом полумуфта с тормозным шкивом должна насаживаться на вал редуктора.
Для тяжелых режимов работы 5М и 6М из-за нагрева шкива и муфты шкив размещают отдельно на втором конце вала редуктора или двигателя. Характеристики муфт по [11,12].В пояснительную записку внести сведения о выбранных муфтах..
Предварительная компоновка
В соответствии с расчетными размерами элементов проектируемого механизма и габаритами подобранных комплектующих изделий выполняют компоновку, заключающуюся в разработке компоновочного чертежа с целью рационального построения механизма, установления его основных размеров. Компоновочный чертеж (или схема) выполняется на миллиметровой бумаге с помощью чертежных инструментов строго в масштабе, при этом допускаются упрощения в изображении отдельных узлов и элементов механизма.
Предварительную, или первую компоновку механизма главного подъема (рис. 8.1) производят на основании расчетных размеров элементов привода и габаритов подобранных электродвигателя и редуктора с целью:
1) проверки возможности сборки и достаточности эксплуатационных зазоров между узлами и их элементами;
2) анализа и оценки правильности взаиморасположения узлов;
3) установления основных размеров проектируемого механизма.
В результате анализа и оценки предварительной компоновки ее либо принимают за основу для дальнейшего проектирования, либо вносят необходимые коррективы и уточнения с соответствующим пересчетом и новым подбором комплектующих. При этом уточняют и принимают окончательно для дальнейшего расчета передаточные числа полиспаста Un, открытой зубчатой пары Uon, редуктора Uред. Принятое общее передаточное число механизма U=Un·Uon·Uред должно обеспечивать при установленных параметрах механизма заданную скорость подъема груза.
Рисунок 8.1 − Предварительная компоновка
Важной задачей предварительной компоновки является проверка условия возможности компоновки барабанов, зубчатых венцов колес, редуктора и двигателя.
Может случиться, что из-за малого диаметра зубчатого колеса и малого межосевого расстояния редуктора, компоновка механизма не обеспечивается или зазоры между элементами механизма недопустимо малы.
В этом случае возможны следующие решения: уменьшить диаметр барабана, изменить (увеличить) передаточное число открытой пары, принять редуктор следующего большего типоразмера, выбрать двигатель с меньшим габаритом ширины, но с достаточной мощностью.
Во всех этих случаях предыдущие расчеты подлежат корректировке.
Расчет переходных процессов
После выполнения основных проектных расчетов, подбора комплектующих изделий и компоновки механизма производят расчет длительности и интенсивности пуско-тормозных (переходных) процессов.
Процесс пуска
Время пуска определяют методом среднепусковых моментов в предположении, что пусковой момент электродвигателя остается постоянным и равным среднеарифметическому между минимальным и максимальным пусковым моментами:
Время пуска, с.
где 
– суммарный маховый момент вращающихся и поступательно движущихся масс механизма при пуске, приведенный к валу каждого электродвигателя, 
; nдв – частота вращения вала электродвигателя (первого вала),мин-1; Мпуск – среднепусковой момент электродвигателя, ; Мдв – статический момент от груза, приведенный к валу электродвигателя (формула 3).
Суммарный маховый момент при пуске
где 
– суммарный маховый момент вращающихся масс привода, ; 
– суммарный маховый момент поступательно движущихся масс механизма при пуске, , приведенные к валу электродвигателя; m – количество электродвигателей в механизме.
где: 2 – количество приводов в механизме; δ – коэффициент, учитывающий влияние маховых масс, расположенных на втором и последующих валах; 
– маховые моменты соответственно якоря (или ротора) электродвигателя, тормозного шкива, соединительной муфты и входного (быстроходного) вала редуктора.
Маховые моменты якоря (ротора) электродвигателя и соединительной муфты принимают по каталогам, остальные – рассчитывают. Можно использовать упрощенные формулы, дающие приближенный результат:
где Gшк, Gв, dшк, dв – соответственно веса и наружные диаметры тормозного шкива и быстроходного вала редуктора.
Среднепусковой момент электродвигателя
где 
– кратность среднепускового момента; Мн – номинальный момент электродвигателя, . Можно принимать 
для электродвигателей постоянного тока, 
= 1,6 для электродвигателей трехфазного тока.
где Nн – номинальная мощность электродвигателя, кВт.
Знак минус в формуле (5) относится к пуску поднимаемого, а знак плюс – опускаемого груза.
Ускорение груза в период пуска
Процесс торможения
Время торможения, с.
где 
– суммарный маховый момент вращающихся и поступательно движущихся масс механизма при торможении, приведенный к валу каждого тормозного шкива, ; Мт – номинальный тормозной момент тормоза, , принимаемый по каталогу; 
– статический момент от груза, , приведенный к валу каждого тормозного шкива.
Суммарный маховый момент при торможении
где – суммарный маховый момент вращающихся масс привода, ; 
– суммарный маховый момент поступательно движущихся масс механизма при торможении, , приведенные к тормозному валу; i – количество тормозов в механизме, i=4.
Статический момент от груза при торможении
где Мст – полный статический момент от груза при торможении, , приведенный к тормозному валу.
Знак плюс в формуле (6) относится к торможению поднимаемого, а знак минус – опускаемого груза.
Замедление груза в период торможения
где V – установившаяся скорость подъема или опускания груза к началу торможения.
Путь торможения
Рекомендуемые значения ускорений при пуске для подъемных механизмов кранов, транспортирующих расплавленный металл, ограничены величиной до 0,1 м/с2. Однако в эксплуатируемых литейных кранах ускорения при пуске достигают значений 0,2-0,4 м/с2, а замедления при торможении – до 0,4-0,6 м/с2, что, как свидетельствуют экспериментальные данные и опыт эксплуатации, не оказывает заметного влияния на работу крана и безопасность транспортирования металла.
Уточненная компоновка
В соответствии с уточненными размерами элементов механизма, а также параметрами подобранных электродвигателя, редуктора, тормоза и соединительной муфты выполняют уточненную компоновку механизма (рис.10.1) с целью:
1) анализа и оценки рациональности построения механизма;
2) уточнение габаритных, установочных и присоединенных размеров;
3) увязки механизма с опорной металлоконструкцией.
Рисунок 10.1 − Уточненная компоновка.
Поскольку уточненная компоновка является основой для выполнения чертежа общего вида, ее делают по возможности подробней, выделяя отдельные узлы и элементы конструкции.
Расчет траверсы
Траверса литейного крана представляет собой сварную балку из листового проката. На концах траверсы с помощью осей установлены нижние блоки полиспастов.
Подъем ковша осуществляется двумя однорогими пластинчатыми крюками, установленными на траверсе на расстоянии, определяемом размерами ковша. Крепление крюков к металлоконструкции траверсы выполняется при помощи осей диаметром 160-200 мм. Пластинчатые однорогие крюки (ГОСТ 6619-73) изготавливают из отдельных пластин толщиной не менее 20 мм листовой стали, соединяемых друг с другом заклепками с потайными головками.
Пластинчатые крюки проще в изготовлении, не требуют мощного кузнечно-прессового оборудования и более надежны в работе.
Для предохранения металлоконструкции траверсы от действия высоких температур к ней подвешивается специальный лист, являющийся тепловым экраном.
После конструктивной проработки определяют основные размеры траверсы: ℓ – расстояние между осями блоков – принимают примерно равным расстоянию между осями барабанов; ℓ4 – расстояние между осями крюков – зависит от размеров ковша; δ1 и δ2 – толщина нижнего и верхнего листов траверсы – принимается равной 16 – 20 мм (рис. 11.1); в – ширина траверсы – определяется числом блоков на траверсе, для грузоподъемности 750 кН равняется ~ 650 мм (по два блока с каждой стороны), а при большей грузоподъемности и четырех блоках с каждой стороны равняется ~ 1000 мм, h = 400 – 600 мм.
При расчете металлоконструкции траверсу рассматриваем как свободнолежащую балку на двух опорах, нагруженную сосредоточенными и равномерно распределенными нагрузками.
Рисунок 11.1 − Расчетная схема нагрузок на траверсу.
Q – вес ковша с металлом; Gкр – вес крюка с деталями для крепления; Gм – вес металлоконструкции траверсы (табл.11.1).
Таблица 11.1 Параметры траверс.
| Вес, кН. | Грузоподъемность, кН | ||||||
| Gкр | |||||||
| Gм |
Расчет напряжений проводим в сечении А – А, где действует максимальный изгибающий момент.
Площади верхнего. нижнего и вертикальных листов обозначены соответственно F1, F2, F3.
Рисунок 11.2 − Сечение A – A.
Центр тяжести сечения:
Момент инерции сечения А – А:
Момент сопротивления (м3):
Нормальные напряжения в верхнем поясе, в Н/мм2:
Нормальные напряжения в нижнем поясе:
Материал траверсы сталь 09Г2С.
Предел текучести 
Н/мм2.
Запас прочности относительно предела текучести:
,
где 
– общий запас прочности;
К1 = 1,5 – коэффициент безопасности; К2 = 1,3 – коэффициент нагрузки, учитывающий режим работы механизма.
Дата: 2016-10-02, просмотров: 428.
