Расчет механизма передвижения

Максимальная нагрузка на опору:

P_max=(g∙(m_кр+Q)∙k_нр)/Z_оп =(9,81∙(270+16)∙1,6)/4=1122 кН

Где,

k_нр – коэффициент неравномерности распределения нагрузки (k_нр=1,6);

Z_оп – количество опор крана.

Допускаемая нагрузка на колесо: [P_к]=200 кН

Число ходовых колес в балансирной тележке:

Z_к≥P_max/([P_к])=1122/200=5,61

Принимаем число ходовых колес Z_к=6

Из нагрузки 200 – 250 кН на колесо, принимаем рельс КР70 (по 4, стр. 326) с параметрами:

Масса 1м рельса: m_рел=52,8 кг;

Площадь поперечного сечения рельса: s_рел=67,2 〖см〗^2.

Также принимаем двухребордное колесо (по 4, стр. 314) с диаметром колеса D_к=600 мм.

Контактное напряжение между ободом колеса и плоской частью головки рельса:

у_к=340∙K_f∙√((K_д∙K_H∙p_k)/(b_k∙D_k ))≤〖[у〗_кон]

Где:

K_f – коэффициент, учитывающий влияние касательной нагрузки (K_f=1,1 – для кранов на открытых площадках);

K_д – коэффициент динамичности пары колесо – рельс;

K_д=1+a∙V_пр=1+0,25∙0,4=1,1

Где,

a – коэффициент жесткости кранового пути (а=0,25 – рельс на массивном фундаменте);

V_пр – номинальная скорость передвижения.

K_H – коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине рельса K_H=1,5 (при опирании крана на балансирные тележки);

p_k – расчетная нагрузка колеса на рельс, кН.

у_к=340∙1,1√((1,1∙1,5∙200 )/(560∙100))=30,263 МПа≤700 МПа

Допускаемые контактные напряжения при линейном контакте, принимаются по 4, стр. 318, и для стали 40ХН и режима 6М 〖[у〗_кон]=700 МПа.

Коэффициент сопротивления движению:

f_0=(м∙d/D_к +(2∙K)/D_к )∙C=(0,02∙100/560+(2∙0,5)/560)∙2,5=0,0014

Где,

м – коэффициент трения скольжения в цапфах колес (м=0,02);

С – коэффициент, учитывающий дополнительные сопротивления в ребордах и ступицах колес при перекосах (С=2,5, для подшипников скольжения);

K – коэффициент трения качения колеса (K=0.5).

Сопротивление трения:

W_т=g∙(m_кр+Q)∙f_0=9,81∙(270+16)∙0,0014=40,069 кН

Суммарная площадь крана (площади снимались с чертежа общего вида при помощи программы AutoCAD 2010):

УA_н=A_н1+A_н2+A_н3+A_н4+A_н5+A_н6=14 +10,5+30+39,5+4,8

+36=134,8 м^2

Где,

A_н1 – наветренная площадь груза (A_гр=14 м^2, принимаем наветренную площадь грейфера);

A_н2 – наветренная площадь хобота (A_х=10,5 м^2);

A_н3 – наветренная площадь стрелы (A_с=30 м^2);

A_н4 – наветренная площадь машинного отделения (A_мо=39,5 м^2);

A_н5 – наветренная площадь противовеса (A_пр=4,8 м^2);

A_н6 – наветренная площадь портала (A_пор=36 м^2).

Ветровая нагрузка на кран:

F_вI=p_I∙УA_н=150∙(134,8+14)=20,22 кН

Где,

p_I – распределенная ветровая нагрузка на единицу расчетной наветренной площади (p_I=150 Па).

A_н1 – наветренная площадь груза (A_н1=14 м^2)

A_н – наветренная площадь крана (A_н=134,8 м^2)

Сила тяжести крана и груза с захватным устройством:

V=g∙(m_кр+Q)=9,81∙(270+16)=2805 кН

Сопротивление, вызванное уклоном пути:

W_ук=V∙sinб=2805∙0,003=7,343 кН

Где,

a – уклон пути, (a=0,15°).

Сопротивление передвижению крана на прямолинейном рельсовом пути:

W_п=W_т+F_вI+W_ук=40,069+20,22+7,343=67,632 кН

Суммарная статическая мощность электродвигателей

КПД механизма:

з=з_р∙з_оп=0,846

Где,

з_р – КПД редуктора (з_р=0,94, для редуктора КЦ – 1);

з_оп – КПД открытой передачи (з_оп=0,9).

Суммарная статическая мощность электродвигателей:

УN_ст=(W_п∙V_пр)/з=(67,632∙0,4)/0,846=31,977 кВт

Статическая мощность одного электродвигателя

N_ст=(УN_ст)/Z_э =36,151/4=7,994 кВт