3.Расчетная часть (Модернизация рабочего оборудования мотовоза МПТ4), страница 2

Т = 1,75+3450 = 3451,75 Н м.

3.5 Мощность гидромотора в период пуска

Мощность гидромотора определится по формуле (3.28):

P = T / , (3.28)

где =0,18 . – угловая скорость поворотной части;

- КПД механизма поворота с цилиндрическим редуктором(3.29):

, (3.29)

= 0,96 – КПД двухступенчатого цилиндрического редуктора;

= 0,95 – КПД открытой зубчатой передачи;

= 0,96 0,95= 0,912 ,

отсюда мощность гидромотора в период пуска:

Р = 3451,5 0,18/0,912 = 681,2 Вт. (0,681 кВт.).

Передаточное число редуктора U =48,67 (значение из стандартного ряда передаточных чисел для вертикальных двухступенчатых редукторов).

Выбираем гидромотор Г15-22Р, n =2100 об/мин. – частота вращения вала;

Общее передаточное число(3.30):

U= , (3.30)

U=220/0,18 = 1222.

Механизм поворота содержит: гидромотор, редуктор и открытую зубчатую передачу, следовательно (3.31):

U=U U , (3.31)

где U - передаточное число открытой зубчатой передачи.

Откуда:

U =U/U , (3.32)

Получим:

U = 1222/48,67 = 25,

Расчетный крутящий момент на тихоходном валу редуктора в момент пуска(3.33):

Т = Т U , (3.33)

Получим:

Т =112 48,67 0,96 = 5233 Нм.

Расчет процесса пуска:

Максимальное время пуска при условии минимального ускорения груза(3.34):

t = , (3.34)

Получим:

t = 0,18/0,03 = 6 c. (т.е. t = 1 … 6 c.)

Условие пуска(3.35):

Т , (3.35)

Получим:

112 ,

Условие пуска выполняется.

3.6 Расчет открытой зубчатой передачи

Принимается диаметр делительной окружности подвенцовой шестерни

d = 120 мм. (минимальное число зубьев шестерни: Z =17 … 25).

Модуль зубчатого зацепления(3.37):

m = d /Z , (3.37)

Получим:

m = 120/25 – 120/17 = 4.8 … 7.1 мм.

Примем m = 6; тогда Z = 120/6 = 20;

Диаметр делительный подвенцовой шестерни:

d = 6 20 = 120 мм;

Число зубьев зубчатого венца:

Z = Z U = 20 25 = 500;

Диаметр делительной окружности зубчатого венца:

d = m Z = 6 500 = 3000 мм;

Межосевое расстояние:

а = (d +d )/2 = (120+3000)/2 = 1560 мм;

Ширина зубчатого венца(3.38):

b = a ,(3.38)

где = 0,1 … 0.4 - коэффициент ширины зубчатых колёс (примем =0,12)

Получим:

b=0,12 1560 = 187,2 мм. (примем b = 190 мм.)

Расчет стрелы телескопической:

Задача расчета состоит в определении прогиба стрелы при максимальной её нагрузке.

Условия расчета:

Расчет телескопической стрелы и отдельных ее элементов производится по максимальным нагрузкам, возникающим при различных случаях нагружения ее и различных положениях выдвижных секций.

Расчетная схема.

Телескопическая стрела состоит из основания и верхней секции. Верхняя секция перемещается по плитам относительно основания. Максимальная длина гидроцилиндра составляет 3,4 метра. Длина стрелы в собранном состоянии составляет 5 м, при выдвижении секции – 8,4 м.

На стрелу действуют:

- вес поднимаемого груза.

- собственный вес.

- усилие в грузовом канате.

- усилия в гидроцилиндрах подъема стрелы и выдвижения стрелы.

- боковая нагрузка на оголовке стрелы.

Исходные данные.

8,4м. – максимальная длина стрелы (выдвинута секция);

= 5м. – длина собранной стрелы;

Составные части сечения стрелы подбирается таким образом, чтобы прогиб стрелы, при максимальном ее нагружении, не превышал 2% от длины стрелы. Для проектируемой стрелы мотовоза расчет прогиба не ведется из-за сложности проверки правильности расчета. Следовательно, применяем стрелу с уже существующего мотовоза, выпускаемого заводом ОАО «Тихорецкий машиностроительный завод имени В. В. Воровского».

3.7 Устройство гидравлической системы мотовоза:

Гидравлический привод механизмов мотовоза выполнен по открытой двухнасосной гидравлической схеме.

Особенностью гидравлической схемы мотовоза является применение регулируемого гидромотора для привода грузовой лебедки и наличие гидравлического привода выдвижения балок опор.

Применение в гидроприводе двухнасосной схемы и гидрораспределителя со специальной промежуточной секцией позволяет следующее совмещение рабочих операций:

- подъем (опускание) стрелы без груза с вращением поворотной части;

- подъем (опускание) груза с телескопированием секций стрелы;

- подъем (опускание) стрелы с подъемом (опусканием) груза;

- подъем (опускание) стрелы с телескопированием секций стрелы;

- вращение поворотной части с подъемом (опусканием) груза;

В качестве источника рабочего давления применены два аксиально-поршневых насоса типа 210.26 и 210.10. Насос меньшей производительности служит для привода гидроопор и блокировки, а также группы рабочих механизмов: вращение поворотной части; подъем (опускание) и телескопирование секций стрелы.

Насос большей производительности служит для привода главной лебедки. Ручной насос предназначен для приведения крана из рабочего в транспортное положение, в случае выхода из строя привода основных насосов.

Установка крана на выносные опоры, управление механизмом блокировки рессор и управление основными операциями крана производится с выносного пульта.

3.8 Описание гидравлической схемы крана

В открытой двухнасосной гидравлической схеме (рис. 5.1) источником рабочего давления являются два аксиально-поршневых насоса НА1 и НА2 типа 210.26 и 210.20 соответственно.

От насоса НА1 работают гидроцилиндры выносных опор и механизма блокировки рессор, подъема и выдвижения стрелы, а также механизм вращения поворотной части. От насоса НА2 рабочая жидкость подается через вращающиеся соединения к гидромотору грузовой и вспомогательной лебедок. Для главного и вспомогательного подъемов, вращения поворотной рамы установлены аксиально-поршневые гидромоторы 209.25 и 210.20.13. Переключением двухпозиционного крана Р2 рабочая жидкость от одного из насосов подается или к гидрораспределителям Р1 и Р4 для привода гидроцилиндров Ц1 — Ц8 выносных опор и гидроцилиндров Ц9, Ц10 механизма блокировки подвески шасси, или через вращающееся соединение СВ к гидрораспределителю Р9 для привода гидроцилиндра Ц19 механизма подъема стрелы, гидромотора Д1 механизма поворота и гидроцилиндров Ц11, Ц12 телескопа стрелы. От другого насоса рабочая жидкость через вращающееся соединение подается к гидромоторам главной и вспомогательной лебедок. Давление рабочей жидкости в системе привода выносных опор и механизма блокировки подвески шасси ограничивается первичными предохранительными клапанами КП2 и КП8, встроенными в напорные секции гидрораспределителей Р1 и Р4. Ограничение давления рабочей жидкости в приводе подъема стрелы, поворота и телескопирования производится клапаном КПЗ, а в приводах главной и вспомогательной лебедок — клапаном КП6, встроенным в напорные секции гидрораспределителей Р9 и Р10; контроль давления — по манометрам МН2 и МНЗ. Клапан КП7 служит для сброса пиковых давлений рабочей жидкости. Разгрузочные дроссели ДР1 — ДР4 предотвращают самопроизвольное перемещение штоков гидроцилиндров Ц11, Ц12 и Ц19 из-за перетечек рабочей жидкости в гидрораспределителе Р9.

Рисунок 3.1 - принципиальная гидравлическая схема крановой установки, модернизированного мотовоза МПТ-4.

Привод датчика усилий ограничителя грузоподъемности осуществлен с помощью гидротолкателя, поршневая полость которого сообщается с поршневой полостью гидроцилиндра подъема стрелы, штоковая полость соединена со штоковой полостью того же гидроцилиндра. При срабатывании приборов безопасности (ограничителя грузоподъемности и высоты подъема крана) обесточиваются электромагниты гидрораспределителей Р5, Р8 с электрическим управлением. При этом обеспечивается слив рабочей жидкости в гидробак Б и замыкание тормозов лебедок и механизма поворота.

Контроль засоренности фильтра Ф производится по показаниям манометра МН4. Давление не должно превышать 0,35 МПа (3,5 кгс/см²), за исключением показаний в моменты совмещения операций опускания стрелы с втягиванием секций стрелы. Контроль нагрева рабочей жидкости осуществляется по указателю температуры УТ; максимальная температура +75⁰ С.

При выключении задней подвески и установке крана на выносные опоры двухпозиционный кран Р2 должен находиться в изображенном на ПГС правом положении, вентиль ВН2 закрыт.

Рабочая жидкость от насоса НА1 поступает в напорные магистрали гидрораспределителей Р1 и Р4. При нейтральном положении золотников рабочая жидкость направляется через фильтр Ф на слив в гидробак Б. Для включения задней подвески шасси (блокировки рессор) крайний правый золотник гидрораспределителя Р1 должен быть установлен в нижнее по ПГС положение. При этом рабочая жидкость от насоса через секции гидрораспределителя Р1, гидрозамки ЗМЗ и ЗМ4 поступает в поршневые полости гидроцилиндров Ц9 и Ц10. Выключение задней подвески производится тем же золотником, когда он установлен в верхнее по ПГС положение.

Для установки крана на выносные опоры соответствующие золотники гидрораспределитслей Р1 и Р4 управления гидроцилиндрами Ц1 — Ц4 устанавливают в нижнее по ПГС положение. Рабочая жидкость поступает в поршневые полости гидроцилиндров — происходит выдвижение опорных балок. Выдвижение штоков гидроцилиндров Ц5—Ц8 обеспечивается установкой соответствующих золотников гидрораспределителей Р1, Р4 в нижнее по ПГС положение. Горизонтирование крана на опорах производится движениями соответствующих золотников, при которых рабочая жидкость от гидрораспределитслей поступает в поршневые или штоковые полости гидроцилиндров Ц5—Ц8, обеспечивая движение штоков в нужном направлении. При приведении крана в транспортное положение золотники управления гидроцилиндрами выдвижения опорных балок и горизонтирования должны быть установлены в верхнее по ПГС положение, что соответствует втягиванию штоков гидроцилиндров опор и опорных балок. Наибольшее давление в системе при блокировке подвески шасси и установке крана на выносные опоры ограничивается предохранительными клапанами КП2 и КП8, настройка которых производится при минимальных оборотах двигателя, и не должно превышать 14 МПа (140 кгс/см²). Телескопирование секций стрелы выполняется гидроцилиндрами Ц11 и Ц12. Раздельное выдвижение и втягивание секций стрелы в определенной последовательности обеспечивается применением в гидропередаче клапанного блока БК и размыкателей Ц13, Ц14, управляемых гидрораспределителем с электрическим управлением Р6. Для выполнения операций выдвижения секций стрелы крайний слева золотник гидрораспределителя Р9 должен быть установлен в нижнее по ПГС положение.