Расчет привода перемещения тележки excel

Обновлено: 06.07.2024

Выбранная принципиальная кинематическая схема механизма передвижения тележки показана на рисунке 6 . Механизм имеет привод к валу ходового колеса от электродвигателя переменного тока через вертикальный цилиндрический редуктор типа ВК, широко применяемый в механизмах передвижения крановых тележек. Двухколодочный короткоходовой нормально-замкнутый электромагнитный тормоз установлен на валу двигателя .

Содержимое работы - 1 файл

Механизм передвижения тележки.doc

4 РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ТЕЛЕЖКИ

4.1 Выбор кинематической схемы

Рисунок 6 – Кинематическая схема передвижения тележки.

4.4 Определение сопротивлений передвижению

Сопротивление передвижению тележки с номинальным грузом, приведенное к ободу ходового колеса, определяется по формуле

где Q – вес номинального груза;

G_т – собственный вес тележки;

D_х.к – диаметр поверхности катания ходового колеса тележки;

d – диаметр цапфы вала ходового колеса;

μ – коэффициент трения качения;

f – коэффициент трения в опоре вала колеса;

k_р – коэффициент, учитывающий сопротивление трения реборд ходовых колес и торцов ступиц колеса; для крановых тележек принимается по таблице 22; для нашего случая

k_р = 2,5.

Для нашего случая G_т = 2 т

По нормали на ходовые колеса принимаем ходовое колесо диаметром 250 мм. Диаметр цапфы принимается примерно равным (0,25 – 0,30) D_х.к. Примем d = 70 мм.

Таблица 22 – Коэффициент k_р

качения и скольжения

Для механизмов передвижения с машинным приводом рекомендуется изготовлять ходовые колеса стальными с твердостью поверхности катания и реборд не ниже HB 285 – 300.

При плоском рельсе μ = 0,03 см.

При установке ходовых колес на шариковых подшипниках f = 0,015.

Сопротивление передвижению тележки :

при работе с номинальным грузом

W_тр = (Q + G_т) / D_х.к · (2 μ + f d) k_р = (5000 + 2000) / 25 · (2·0,03 + 0,015·7) · 2,5 = 250 кг (63)

при работе без груза

W_тр.о = 250· 2000 / 5000 = 84 кг

4.5 Выбор двигателя

4.6 Выбор передачи

Выбор электродвигателя для механизма передвижения крановых тележек и кранов производят по максимально допустимому пусковому моменту двигателя, при котором обеспечивается надлежащий запас сцепления ходового колеса с рельсом, исключающий возможность буксования при передвижении тележки без груза в процессе пуска.

При пуске максимально допустимое значение ускорения тележки, при котором обеспечивается заданный запас сцепления 1,2, определяется по уравнению

где n_пр – число приводных ходовых колес;

n_к – обще число ходовых колес; в нашем случае тележка имеет четыре ходовых колеса, из них два приводных ;

φ – коэффициент сцепления ходового колеса с рельсом, принимаемый для кранов, работающих в закрытом помещении, равным 0,2;

P_в – ветровая нагрузка на кран в рабочем состоянии; при работе в помещении P_в = 0;

g – ускорение силы тяжести;

a_max = [ 2 / 4· ( 0,2 / 1,2 + 0,015 ·7 / 25) – ( 2·0,03 + 0,015 · 7) 2,5 / 25] · 9,81 = 0,675 м / сек 2 .

Необходимый пусковой момент электродвигателя

В этой формуле неизвестными величинами кроме М_пуск , являются маховой момент ротора двигателя GD 2 _дв , число оборотов электродвигателя n_дв , передаточное число редуктора и к. п. д. механизма. Так как нами принят в качестве передачи цилиндрический зубчатый редуктор типа ВК, то к. п. д. передачи при установке ходовых колес на подшипниках качения можно принять равным η_о = 0,9.

Определим мощность двигателя по статическому сопротивлению при перемещении тележки с номинальным грузом :

N_ст = W_тр υ_т / 102 · 60 η_о = 250 · 0,3 / 102 · 60 · 0,9 =1,82 квт (66)

В каталоге на крановые двигатели наименьшую мощность, равную 2,2 квт, имееи двигатель МТ 11 – 6 ( 885 об / мин при ПВ = 25%). Маховый момент ротора GD 2 _дв = 0,17 кг·м 2 . Кратность максимального момента 2,3. Число оборотов ходовых колес

n ‘ _х.к = υ_т / π D_х.к = 0,3 / 3,14 · 0,25 = 51 об / мин (67)

Передаточное число редуктора

i ’ _о = n_дв / n ‘ _х.к = 885 / 51 = 17,4 (68)

По нормали на редукторы выбираем редуктор типа ВК. Наиболее подходящим для установки на тележке является редуктор ВК400 с передаточным числом i _о = 14,67. Этот редуктор рассчитан на передачу мощности 3,5 квт при числе оборотов ведущего вала 1000 в минуту.

Тогда фактическое число оборотов в минуту ходовых колес

n_х.к = n_дв / i _о = 885 / 14,67 = 60,5 об / мин (69)

Фактическая скорость передвижения тележки

υ_т = π D_х.к n_х.к = 3,14 · 0,25 · 60,5 / 60 = 0, 42 м /с (70)

Фактическая скорость отличается от заданной на 18%, что является допустимым для крановых тележек.

Требуемая при этом мощность двигателя

N_с.треб = 250 · 0,42 / 102 · 60 · 0,9 = 2,16 квт

что соответствует мощности выбранного двигателя.

4.7 Выбор тормоза

Чаще применяют двухколодочные тормоза с шарнирно-закрепленными на рычагах колодками и с пружинным или грузовым замыканием. Для размыкания тормоза используются электромагниты (длинноходовые и короткоходовые), электрогидравлические и электромеханические толкатели.

На рисунке 7 представлена схема колодочного тормоза с коротко-ходовым электромагнитом. Основная пружина 1 используется для замыкания тормоза, а вспомогательная пружина 2 обеспечивает отход колодок от тормозного шкива. На каждый из рычагов действует результирующая сила F = F₀ — Fв, где F₀ — усилие основной пружины, Н; Fв — усилие вспомогательной пружины (обычно принимается в пределах 20. ..60 Н). Требуемая результирующая сила при заданных тормозном моменте Т_т и размерах тормоза определяется по формуле

F = Т_т / f D η · l₁ / l

где f — коэффициент трения между колодкой и шкивом (табл. 1.38); η — КПД рычажной системы тормоза (η = 0,9.. .0,95); D — диаметр тормозного шкива, м; l , l₁ — длины плеч рычагов тормоза (см. рисунок 7), м.

Требуемое усилие основной пружины F₀ = F + Fв

Рисунок 7 – Схема двухколодочного тормоза с пружинным замыканием и короткоходовым электромагнитом

Давление между шкивом и колодкой

p = Т_т / f D A ≤ [p] (71)

p = 3,59 / 0,15 · 0,2 · 26516 = 0,9 ≤ [p] = 1,5

где Т_т – тормозной момент, развиваемый тормозом, Н·м;

A – площадь рабочей поверхности одной тормозной колодки, м 2 :

А = π D β / 360 · B; (72)

где B – ширина колодки ( принимается на 5…10 мм меньше ширины шкива ), м;

β – угол обхвата шкива одной колодкой : β = 60…100°;

[ p] – допускаемое давление, МПа (таблице 23)

А = 3,14 · 200 · 80 · 190 / 360 = 26516 м 2

Таб лица 23 Допускаемое давление [p] и коэффициент трения f в колодочных тормозах

Расчет требуемого усилия редуктора
Здравствуйте! Подскажите пример расчета требуемого усилия редуктора (Нм и т.д.), для передвижения.

Расчёт требуемого объёма памяти
Привет! не пойму как сделать эадание : Нестандартное хранилище информации содержит 20 ячеек.

Посоветуйте опорно-поворотное устройство для тележки
Тележка г/п 500 кг с передней поворотной осью. Думаю как поворачивать ось относительно рамы.

Пакетный файл для выбора из меню на запуск одного из нескольких редакторов для редактирования требуемого файла
Разработать пакетный файл для выбора из меню на запуск одного из нескольких редакторов (notepad.

Силы трения качения катков и силы трения в подшипниках.
Если планируете подобрать двигатель к тележке, то нужно ещё учесть силу инерции. требуется рассчитать, хватит ли человеку сил выдвигать и задвигать полностью загруженную тележку. По металлическим, горизонтальным рельсам и дистрофик закатит.

Решение

Вот грубый расчёт.

Сопротивление от трения при движении тележки:
, кг

Сопротивление от уклонов путей:
, кг
где
кг - масса тележки с грузом;
, мм - диаметр ходового колеса;
, мм - условный диаметр подшипника;
, мм - плечо трения качения;
- коэффициент трения в подшипниках ходовых колёс;
- коэффициент, учитывающий трение реборд;
- уклон путей.

Общее сопротивление движению тележки:
, кг ( Н).

Диаметры колёс и подшипников взял с потолка, коэф. трения близкие к максимуму.

также интересует, как рассчитать максимальный прогиб тележки при максимальной нагрузке?
и как провести расчет твердости колес и направляющих? также интересует, как рассчитать максимальный прогиб тележки при максимальной нагрузке? Тут либо методами сопромата, если конструкция тележки позволяет использовать упрощённые расчётные схемы. Либо МКЭ, но здесь нужен навык работы в таких программах.
и как провести расчет твердости колес и направляющих? Главный параметр - это напряжение смятия в месте контакта. Твёрдость выбирается исходя из требуемых допускаемых напряжений. IgoryaN_, Скажите а перевод ньютоны в килограммы например для расчета сил сопротивления движению при расчёте ленточного конвейера это корректно. например ответ получается 350 как я понял это в Н, для перевода в килограммы надо умножить на 0,1, не так ли. Nikolaits, если более точно - на ускорение свободного падения (9.8) нужно делить. Опять же, не понятно в какой размерности получался ответ. В СИ у Ньютона размерность - [кг*м/с^2] Есть возможность проанализировать подобные эксперименты)
Есть много видео, когда челы тащат вагон. То зубами, то ещё как. Зная примерно возможности человека и видя под каким углом они прикладывают силу, можно оценить усилие сдвига)
P.S.
В случае подобных вопросов так и хочется спросить - а на кой это вам?! Но я не буду спрашивать)

titan4ik, топикстартер не появлялся здесь с 2015 года (видимо задача о ручной тачке под двухтонный груз отпала). А тему поднял Nikolaits, пытающийся понять результаты чужих расчётов ленточного конвейера.

Добавлено через 5 минут
P.S. 1.5-тонная отцовская "24ка" вполне поддавалась переталкиванию на ровном полу гаража даже на пневматических шинах. А ещё как-то пришлось 3-тонный станок на двух рохлях таскать по бетону, катился вполне легко. На ровных рельсах, думаю, каталось бы ещё легче.

TRam_, спасибо - а я не обратил внимания на дату)
Тащить тележку (вагон) по рельсам - это тема вечная)

Ошибка при разборе ресурса, требуемого для обслуживания этого запроса
Клянусссьььь. УЖЕ ДОСТАЛО ЭТО! ПОМОГИТЕ! ЗАпускаю сайт и: Менял одну страницу на CodeFile.

Функция для сдвига строки
Необходимо написать функцию для сдвига стринговой строки на n-е количество элементов.

Шаблонная функция для побайтового сдвига
Добрый день. Есть функция для побайтового сдвига для элементов из массива:template<typename T, int.

Механизм передвижения тележки предполагается выполнить по кинематической схеме, показанной на рисунке.

Рис. 2.1. - Кинематическая схема передвижения тележки

Для передачи крутящего момента от двигателя к приводным колесам использован вертикальный редуктор типа ВКН. Вал двигателя соединен с быстроходным валом редуктора втулочно-пальцевой муфтой, на одной половине которой установлен колодочный тормоз с электрогидротолкателем.

Расчет сопротивления передвижению тележки

Сопротивление передвижению тележки с номинальным грузом при установившемся режиме роботы определяют по формуле

где - номинальный вес поднимаемого груза;

- собственный вес крановой тележки; из графиков построенных по характеристикам выпускаемых кранов, принимаем

- диаметр ходового колеса тележки. Для данной грузоподъемности предварительно можно выбрать диаметр колеса, используясь рекомендациями 2, табл. 25 Принимаем двухребордные колеса с цилиндрическим профилем обода, диаметром 2, табл. прил. LIX, LVI , шириной рабочей дорожки 60 мм (ГОСТ 3569- 74).

- диаметр цапфы, принимаем

f =0,015 - коэффициент трения в подшипниках колес; подшипники выбираем сферические двухрядные 2, табл. 26;

м=0,03 см - коэффициент трения качения колеса по плоскому рельсу. изготовляем колеса из стали 65Г (1050-64), твердость поверхности катания НВ 320…350;

- коэффициент, учитывающий сопротивление от трения реборд колес о рельсы и от трения токосъемников о троллеи 2, табл. 28;

- сопротивление придвижению от уклона пути,

расчетный уклон подкранового пути:

- для подтележечных путей мостового крана. Уклон незагруженной главной балки принимаем равным нулю;

- сопротивление передвижению от действия ветровой нагрузки. При расчете мостовых кранов, работающих в закрытых помещениях, принимаем . Наибольшее сопротивление передвижению тележки с номинальным грузом при установившемся режиме

Расчет мощности двигателя и выбор редуктора

Двигатель механизмов передвижения тележек и кранов выбираем по пусковому моменту. Значение пускового момента должно быть таким, при котором отсутствует пробуксовывание ведущих колес незагруженной тележки (крана) по рельсам, а коэффициент запаса сцепления должен быть не менее 1,2.

Для предварительного выбора двигателя определяем сопротивление передвижению загруженной тележки в пусковой период

- среднее ускорение тележки при пуске, м/с 2 ,

Мощность предварительно выбираемого двигателя

где - средняя кратность пускового момента, - средний коэффициент перегрузки для двигателей с независимым возбуждением.

Расчетная мощность двигателей механизмов передвижения определенная с учетом инерционных нагрузок, должна удовлетворять условию

По каталогу 2, табл. прил. XXXIV предварительно выбираем электродвигатель с фазовым ротором типа MTF 011 - 6 мощностью N=1,7 кВт (при ПВ=25%), n=850 мин -1 (щ=89 рад/с), J_p=0,0216 Н•м•с 2 , М_п.мах=40 Н•м, М_н=19,5 Н•м.

Определим средний пусковой момент двигателя для разгона незагруженной тележки из условия отсутствия буксования приводных колес и наличия необходимого запаса сцепления:

Чтобы получить численное значение , следует предварительно выбрать не только двигатель, но и редуктор механизма передвижения тележки, затем произвести расчет привода и окончательно выбрать двигатель. Определим частоту вращения колеса:

Расчетное передаточное число редуктора

По каталогу 2, табл. прил. LXII принимаем редуктор типа ВКН -280 (с передаточным числом ; схемой сборки 1).

Фактическая частота вращения колеса:

Фактическая скорость передвижения тележки с номинальным грузом

Минимальное время пуска двигателя незагруженной тележки

где - максимально допустимое ускорение незагруженной тележки.

Для обеспечения запаса сцепления (k_сц=1,2) при пуске незагруженной тележки ускорение ее должно быть не более значения, вычисленного по формуле

где - коэффициент сцепления ведущего колеса с рельсом; для кранов, работающих в закрытых помещениях;

где - общее число ходовых колес; - число ведущих колес.

Статический момент сопротивления передвижению незагруженной тележки, приведенный к валу двигателя:

где к.п.д. механизма передвижения тележки.

Момент инерции подвижных масс тележки, приведенный к валу двигателя:

где момент инерции ротора двигателя и муфт, в том числе с тормозным шкивом,

Масса тележки с крюковой подвеской:

Средний пусковой момент определяем по формуле (3.5)

Для привода механизма передвижения тележки окончательно принимаем электродвигатель MTF 011 - 6 .

Средний пусковой момент двигателя MTF 011 - 6:

Фактическое время пуска двигателя незагруженной тележки:

Фактический коэффициент запаса сцепления приводных колес с рельсами:

Фактическое ускорение при разгоне незагруженной тележки:

Проверка двигателя на нагрев по эквивалентной нагрузки

Эквивалентную мощность двигателя механизма передвижения тележки определим по методике ВНИИПТмаша.

Мощность, необходимая для перемещения тележки с номинальным грузом,

Среднее время пуска привода тележки при перемещении грузов Q; 0,5Q; 0,25Q и незагруженной

Среднее время рабочей операции передвижения тележки

где - средний рабочий путь тележки, 2, табл. 17

Отношение среднего времени пуска к среднему времени рабочей операции

По графику 2, рис.45,кривая Б находим значение коэффициента:

А затем вычисляем

Для легкого режима роботы эквивалентная мощность двигателя

где - коэффициент, принимаемый в зависимости от режима роботы , выбираем для среднего режима 2, табл. 30

Ранее выбранный двигатель удовлетворяет условию нагрева.

Расчет тормозного момента

При торможении тележки без груза допустимое максимальное ускорение, при котором обеспечивается запас сцепления колес с рельсами 1,2; определяем по формуле

В формуле принято k_р=1, что идет в запас при определении .

Время торможения тележки без груза исходя из максимально допустимого ускорения

Допускаемая величина тормозного пути

где - скорость передвижения тележки.

Минимально допустимое время торможения

Время торможения тележки в общем виде находят по формуле

Откуда тормозной момент

где - статический момент сопротивления передвижению тележки при торможении, приведенный к валу двигателя.

Статический момент сопротивления передвижению незагруженной тележки при торможении, приведенный к валу двигателя,

Принимаем колодочный тормоз с гидротолкателем типа ТТ-160 с наибольшим тормозным моментом 100 Н•м, диаметром тормозного шкива 160 мм, шириной колодки 75 мм; тип гидротолкателя ТЭГ-16 с тяговым усилием 160 Н.Тормоз отрегулированный на необходимый тормозной момент.

Расчет ходовых колес

Нагрузка на одно ведущее колесо при условии их одинакового нагружения

Расчетная нагрузка на колесо

Выбор кинематической схемы, размеров ходовых колес и типа рельса

Механизм передвижения тележки выполнен по схеме, показанной на рис. 12.

Рис. 12 - Кинематическая схема механизма передвижения тележки

Вращающий момент от электродвигателя 1 через редуктор 2 и зубчатые муфты ведомого вала 3 и передается к приводным колесам 4, которые перемещаются по рельсам 5. На одной из полумуфт установлен колодочный тормоз 6.

При грузоподъемности Q= 6 т принимаем диаметр колес тележки Dк=250 мм [1, табл.25].

Колеса имеют реборды, предотвращающие сход тележки с рельсов. Профиль колес - цилиндрический, ширина дорожки качения В= 100 мм [1, прил. LП].

Диаметр цапф ходовых колес d= 60 мм. В качестве ходового пути принимаем крановые рельсы типы КР70 со скругленной головкой. Ширина головки рельса b= 30мм. Условие свободного передвижения Д=100-70=30мм соблюдается.

Рельсы закреплены на главных балках моста и имеют ограничители- упоры перемещения хода тележки.

Определение сопротивления передвижению

Сопротивление передвижению тележки с номинальным грузом при установившемся режиме работы определяется по формуле:

где Кр - коэффициент сопротивления от трения реборд колес о рельсы: Кр=2,0 [1, табл.28],

f - коэффициент трения в подшипниках колеса для сферических роликоподшипников f=0,020 [1, табл.26],

d - диаметр цапфы подшипников; d =60мм;

Gт - вес крановой тележки; Gт= 25000 Н [1, рис.42];

м - коэффициент трения качения колеса по рельсу: м=0,4 мм [1, табл.27];

Wук - сопротивление от уклона пути:

где - б - расчетный уклон подтележечного пути б=0,002- для тележки крана.

Wук= (58860+25000)0,002=168 Н.

Wв - сопротивление от ветровой нагрузки, Н; Wв=0, т. к. кран работает в помещении цеха.

Выбор электродвигателя и редуктора

Двигатель механизма передвижения тележки крана выбираем по пусковому моменту. Значение пускового момента должно быть таким, при котором отсутствует пробуксовка ведущих колес незагруженной тележки относительно рельсов, а коэффициент запаса сцепления должен быть не менее 1,2.

Для предварительного выбора двигателя определяем сопротивление передвижению загруженной тележки в пусковой период:

а - среднее ускорение тележки при пуске привода; а=0,2 м/с (1,табл 29).

Мощность предварительно выбираемого двигателя:

Vт=0,67 м/с - скорость передвижения тележки;

шср - средняя кратность пускового момента=1,6.

Принимаем электродвигатель типа МТF011-6 мощностью N= 1,7 кВт; nдв= 850об/мин. с максимальным моментом Мmax= 39 Нм, моментом инерции ротора Iр= 0,021 кгм2.

Угловая скорость вала двигателя:

Номинальный момент двигателя:

Число оборотов приводных колес:

Передаточное число редуктора:

Выбираем редуктор вертикальный типа ВКН- 280-16 с передаточным числом iр= 16 и мощностью на быстроходном валу Nр= 3,0 кВт [1, прил. LVШ] (рис. 13, табл.7), схема сборки 1.

Читайте также: