Грузоподъемные машины Александров (1004169), страница 60
Текст из файла (страница 60)
Во втором периоде кран вращается с установившейся скоростью, преодолевая только нагрузки установившегося движения. Третий период соответствует периоду торможения, когда замедление движущихся масс происходит под действием тормозного момента, развиваемого механическим или электрическим тормозным устройством, и под действием момента от сил сопротивления.
В пер. вый и третий периоды, являющиеся периодами неустановившегося движения, на элементы механизма и крана действуют статические и динамические нагрузки. К расчетным постоянно действующим нагрузкам периода пуска (разгона) следует отнести прежде всего сопротивления трения скольжения и качения в опорах поворотной части крана, значения которых зависят от нагрузок на опоры, конструкции н состояния опор.
Кроме того, при рабате на открытых площадках механизм поворота преодолевает момент от ветровой нагрузки (см. гл. 2), действующей на кран и груз в направлении, перпендикулярном к плоскости вылета крана. Эту нагрузку иа кран рассматриваем приложенной к центрам тяжести подветренных площадей, а нагрузку на груз, вследствие его гибкой подвески, рассматриваем приложенной к блокам стрелы (см. гл. 13). В кранах, допускающих отклонение осн вращения поворотной части от вертикали, к статическим нагрузкам следует отнести составляющую веса груза б„р з!и сс, направленную параллельно опорной поверхности крана н приложенную к блокам головки стрелы (здесь б„р — вес номинального груза; сс — угол отклонения оси вращения крана от вертикали, который в расчетном случае принимаем расположенным в плоскости, перпендикулярной к плоскости вылета крана).
Необходимо также учитывать составляющую веса поворотной части крана би з1п сс (здесь бк — вес поворотной части крана), приложенную к центру тяжести поворотной части крана. Моменты от ветровой нагрузки, веса груза и поворотной части крана при его вращении (вследствие определенной направленности ветра и уклона) изменяются по значению и характеру воздействия, т. е. на одной половине окружности моменты могут быть положительными, а на другой — отрицательными. Однако при расчете механизма поворота крана наибольшие моменты от всех нагрузок относительно осн вращения крана принимают действующими совместно: Ме — Мтв + Мук + Мат где дт; — момент от статических сил сопротинления поворотной части крана относительно его оси вращения: ти" — момент от сил трения поворотной части кратр кз; лт — момент, создаваемый весом груза и поворотной части крана при наук личин уклона, "М вЂ” момент, создаваемый ветровой нагрузкон, действующей на груз и поворотную часть крана.
В период разгона все нагрузки принимают направленными в сторону, противоположную вращению крана. Динамические нагрузки периода пуска (разгона) обусловлены влиянием сил инерции ускоряемых масс и направлены в сторону, Юй противоположную направлению ускорения вращающихся элементов крана. Момент двигателя в процессе разгона Мл — — Мс + Мин = (Мс/(цт))] + Мни~ где Мк — момент, развиваемый двигателем в рассматриваемый момент пусиоваго периода; Мс — момент статических сопротивлений, приведенный к вазу двигателя; Мии — момент снл инерции вращающихся масс, приведенный к вазу двигателя; и — передаточное число механизма поворота; Ч вЂ” коэффициент полезного дей.
стана механизма. Характер разгона поворотной части крана с грузом в период пуска зависит прежде всего от момента, создаваемого двигателем, а также от значения вращающихся масс и расположения этих масс относительно соответствующих осей их вращении. Прн создании двигателем момента, превышающего момент статических сопротивлений, избыточный момент (т. е. разница моментов, создаваемых двигателем и статическими сопротивлениями) вызывает соответствующее угловое ускорение вращающихся масс механизма пово.
рота, поворотной части крана и груза. Таким образом, момент двигателя, необходимый для преодоле. ния сил инерции вращающихся масс, = Мт + Мв + Мз. где Мм Мз н Ма — моменты, приведенные к валу двигателя соответственно от сил инерции вращающихся масс механизма поворота крана, силы инерции массы груза и снл инерции масс поворотной части крана. Момент М, определяют с учетом инерционных нагрузок вращающихся элементов механизма. Вращающиеся массы на второй, третьей и последующих ступенях передачи оказывают незначительное влияние на суммарный момент от сил инерции вращающихся масс механизма поворота, поэтому принято включать в расчет только массу ротора двигателя. массу привода с частотой вращения ротора, несколько увеличив этот момент: М, = (1, 1 ...
1, 2)Ух — ', где аг — момент инерции ротора, муфты и первого вала редуктора; оы,М1 — угло. вое ускорение ротора двигателя в период пуска. Вследствие изменения частоты вращения якоря двигателя в пе. риод пуска по линейному закону угловое ускорение можно принять постоянным: М, = (1, 1 ... 1, й).(..
г"х, где и, — частота установившегося вращения ротора двигателя об1мищ 1п — время разгона (пуска) механизма да установившейся частоты вращения механизма, с Для определения момента М, следует определить момент от силы инерции груза массой 1;) относительно оси вращения крана .
лш М „в — У век ~(.з лг нли, если принять угловое ускорение постоянным„то гле»г — ма~са груза; Угв — момент ннерцнн груза отнссятельно оса вращения крана; ! — угловое ускорение крана; Š— вылет крана; о» вЂ” уста!»овнвшаяся угловая скорость крана; л„— установнвщаяся частота вращения крана, об/мня. Выразив л„через чзстоту вращения двигателя, получим М„н,„= (",ЧРп»~(9„55!ни~. После приведения н валу двигателя йтм». гр»ь!Ези! М, =- — ' 9.автои»»Ч где и и т! — передаточное число и КПД механизма поворота крана.
Момент М, определюот аналогично предыдущему расчету, при этом выразив сначала момент М„„„от снл инерции поворотной части крана, противовеса н механизмов относительно осн вращения ирана: .н=Х! — Г+ уз — + ° ° +1 —,= — сУ гг, »» гп " тв сн Л ! »' ! гае у», .гз, ..., у„— моменты наерцнн масс поворотной настя крана; .г! — момент инерции»-го злемента поворопюй частя крана. Следует иметь в аиду, что определение момента инерции в пред- положении, что масса элемента сосредоточена в центре тяжести элемента, может быть допущено только для элементов небольшой протяженности в радиальном направлении от оси вращения крана, хан. например, электродвигатель, редуктор и др.
Момент инерции элементов, имеющих значительные размеры, должны определять с учетом распределения массы (см. гл. 3), Выразив угловую скорость поворотной части крана через частоту вращения п, двигателя, получаем Е= »» ! л пи, %'э и, Мнн.к = — — — 7 А! = — 7 г! Зпс„й,~ ! 9,басни З' ! г-! ! н момент. приведенный к валу двигателя, !Инн. н иа »' ! Таким образом, момент двигателя, необходимый для преодоле.
вня снл сопротивления в период пуска, ! л М -. ((, ( ... (, й~ — + ( — + —, + — р„Х, (-. «»ап! ( Ме яЕзп! пз %.1 ! 1 297 Выбор двигателя механизма поворота крана с учетом изменяющейся нагрузки, режимов работы механизмов, системы управления и других показателей является сложной задачей, рассматриваемой в специальных курсах, поэтому ограничимся несколько упрощенной методикой определения мощности электродвигателя. Момент М; от статических сил сопротивления состоит из постоянного момента М;р от сил трения поворотной части крана и переменных моментов М;,„ и М; от сил сопротивления от уклона и ветровой нагрузки рабочего состояния крана, изменяющихся в зависимости от положения поворотной части крана относительно направления этих нагрузок. Для получения среднеквадратичных переменных значений моментов в пределах поворота крана на угол 90в можно принять среднеквадратичный момент сил сопротивления от сил сопротивления от уклона крана относительно оси вращения крана Мгн „„рл ж 0,7М х „(здесь М „„„— наибольшее значение момента от сил сопротивления от уклона крана относительно той же оси) и среднеквадратичный момент М„,, = 0,7М в от сил сопротивления, создаваемых ветровой нагрузкой относительно той же осн (здесь М,х, — наибольшее значение момента от сил сопротивления ветровой нагрузке относительно той же оси).
Среднеквадратичная мощность двигателя, необходимая для вращения поворотной части крана, Мтр + Меи. ук + Мек, в 9550ч где и„— установившаяся частота вращения поворотной части крана; Ч вЂ” КПД механизма поворота. При отсутствии ветровой нагрузки и уклона (закрытое помещение) мощность двигателя предварительно можно определить по формуле М, +0,)... ЦЗ)мхк 9550г)ф Я' где Мки — момент сил инерции масс поворотной части крана с грузом относи- тельно оси вращения крана; ф — коэффициент перегрузки двигателя прн пуске.
По полученной в последних формулах мощности подбирают дви- гатель, для которого следует проверить время разгона (пуска), пх ~ут+ ~ у~/(изй) гп х х=! '5'Р~ср. в — (М~р + Ммах в+ Мкмх ух))Дай) где Мс „ — средний пусковой момент двигателя. р. Для кранов, грузоподъемность которых не зависит от вылета крана, время пуска 1„ для механизмов поворота обычно рассчиты- вают в зависимости от режима работы крана гп = 60)т)(пля), где )) — рекомендуемый угол поворота крана за время пуска (разгона); лля )М, 2М и ЗМ групп режима работы механизмов, )) =- пlБ рздл для 4М группы и = = я/9 рад; для 5/й группы 5 = и/12 рад; для кранов с грузоподъемностью, зависащей ог вылета, время пуска можно принимать Гп — 3...5с при отсутствии ветровой нагрузки и Го =- 4 ...!Ос при наличии ветровой нагрузки.
При ручном приводе крана вследствие небольших скоростей поворота динамические нагрузки не учитывают. Передаточное число в этом случае мо = Мс/(/И от)), гае й4р — момент от усилия, приложенного к рукоятке привода рабочим; Ме— вемент ог статических сил сопротивления поворотной части крана; и — КПД механической передачи. Другим периодом неустановившегося движения механизма поворота является торможение. В период торможения поворотной части крана действуют следующие нагрузки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
