ПТМ Семинар упр-N4 (март 2020) (1175737)
Текст из файла
Пример расчета механизма передвижения тали, упр.№4,2020Упражнение № 4Пример расчета привода механизма передвиженияоднорельсовых тележек электроталиСписок литературы:[1]- Снесарев Г.А., Тибанов В.П. Расчет механизмов кранов.[2]- Атлас конструкций. Подъемно-транспортные машины.Под ред. Александрова М.П.[3]- Учебное пособие по курсовому проектированию средствмеханизации машиностроительного производства. Байков Б.А.и др.
Под ред. Решетова Д.Н.Исходные данные:1Пример расчета механизма передвижения тали, упр.№4,2020Грузоподъемная сила FQ=10000Н.Скорость передвижения тележки v=20 м/мин.Ресурс t∑=8000 час.Режим работы механизма 4М.Продолжительность включения ПВ 25% (табл.2 к упр.№3[1]).Коэффициент эквивалентности КНЕ=0,63 (табл.1 к упр.№3[1]).Описание привода:Весь механизм передвижения размещен на однорельсовой тележке, котораяимеет 4 ходовых колеса, приводными являются только два.
Выбор схемы механизмапередвижения (см. рис.44 в лекциях) определяется для каждой конструкции с учетомрекомендаций и уточняется расчетным путем. Для решения задачи выбираем приводпо схеме (а). Вращение передается от электродвигателя 1 на редуктор 2. Натихоходном валу редуктора установлена шестерня 3, с которой вращающий моментпередают на зубчатые венцы ходовых колеса 4.
В приводе не используют муфты,так как быстроходная шестерня закрытой зубчатой передачи установлена на валуэлектродвигателя. Электродвигатель можно выбрать со встроенным тормозом.Ходовые колеса 5 перемещаются по направляющей, размещенной на стреле илипо ходовой балке. Рассматриваем случай, когда груз размещен не симметричноотносительно ходовых коле, при размещении груза вблизи одной пары колес.Назначение привода преодолеть сопротивление движению колес под действием весагруза, веса механизма подъема, веса механизма передвижения и веса тележки.Вес тележки GТЕЛ≈0,25 FQ.Примечание.Вес тележки складывается из веса металлоконструкции, на которой установленыходовые колеса, механизм передвижения и электроталь, (Gмет), веса механизмаподъема (электротали)Gпод , веса механизма передвижения (Gпер) и весагрузозахватного устройства.Решение1.
Расчет диаметра ходовых колес.1.1. Согласно рекомендациям, в п.32 [1] вес тележки GТЕЛ≈0,25∙ FQGТЕЛ=0,25∙ FQ=0,25∙10000=2500 Н.1.2. Наибольшая нагрузка на одно колесо. +10000+2500Fmax= тел=∙=6250 H.221.3. Выбираем колесо с точечным контактом.1.4. Расчет предварительный диаметра ходового колеса.Принимаем материал колеса сталь 55Л.
Для стальных колес выбираем коэффициентпри точечном контакте -1,7, при линейном контакте -1,2([1] на стр.37).DK≈1,7∙ √ =1,2 ∙ √6250=134,4мм.Из ряда Ra40 принимаем DК=140ммОриентировочный диаметр колес в мм по табл.1Таблица 12,55,010 16 20 25 32 50FQ, кН2Пример расчета механизма передвижения тали, упр.№4,2020D, мм80100125 140 160 160 180 1801.5. Рассчитываем контактные напряжения при точечном контакте для стальныхколес [1] на стр.383σн = 3600 ∙ m ∙ √ ≤2 [σ] H,где m - коэффициент, определяется в зависимости от отношенияметодом линейной интерполяции.0,41 /2 0,3m0,176 0,1570,50,1430,60,1370,70,1330,80,11712по табл.2,Таблица 20,91,10,113 0,1111,20,113r1 – радиус колеса r1 = DК/2=70 мм.r2 - радиус кривизны боковой поверхности колеса r2≥ DК.Принимаем r2 =140мм, тогда m=0,143.FHE -эквивалентная нагрузкаFHE= Fmax ∙ γ ∙ KHV , где:γ -коэффициент эквивалентности,31 = √ ∙ [1 +12(1+ )∑3] , γ=0,8…0,92 не менее;∑ - вес груза, тележки и электротали.31 = √ ⋅ [1 +2Fmax= +тел2110000 3(1+)12500=∙] =1,14,10000+25002=6250 H.KHV -коэффициент динамичности,KHV=1+2,5 ∙0,001 ∙v=1+2,5 ∙0,001 ∙20=1,05FHE= Fmax ∙γ∙ KHV=6250∙1,14∙1,05=7482H.Тогда действующее контактное напряжение:3σн = 3600 ∙ m ∙ √23= 3600 ∙ 0,143 ∙ √74821402= 373,7 МПа.1.6.
Расчет допускаемых контактных напряжений:9[σн]=[ σно] ∙ √9104 ,∑где:104√ ≤ 1, ограничено из условия обеспечения контактной прочности.∑3Пример расчета механизма передвижения тали, упр.№4,2020σно - базовое допускаемое напряжение при наработке 104 циклов нагружений (длясталей).Выбираем материал колес по табл.3.Таблица3ЗаготовкаМатериалТвердость[ σно]Н/мм2ОтливкаСч35Отбеливание не допускается 320ОтливкаСталь 55ЛСтпль35ГЛНВ 190НВ 210560600Поковка илиштамповкаСталь45Сталь50Сталь75Сталь65ГПрокатСталь 75 и 65ГНВ 200НВ240НВ 300НВ 330НВ 350НВ350610700800860890920При машинном приводе колеса из чугуна не применяют. Выбираем самуюдешевую сталь 55Л ( таблица 3 приведена в [1] на стр.39, табл.12).При твердости 210 НВ базовое допускаемое напряжение [σ]но =560МПа;N∑ - требуемая наработка колеса в циклах нагружения,N∑=t∑∙60∙nk∙β, где:nk - частота вращения колеса,20nk= 1000 ∙=1000∙=45,47 об/мин.∙∙140β - 0,85-коэффициент, учитывающий уменьшение средней частоты вращения колесапри пусках и торможении,N∑ = t∑∙60∙nk∙β = 8000∙60∙45,47∙0,85=1,8552∙107,9[σн]=[ σно] ∙ √104∑9= 560 ∙ √1041,8552∙107=243 <σн = 373,7 МПа.1.7.
Так как действующее напряжение (σн=373,7 Мпа) оказалось большедопускаемого ([σно] = 243 МПа), то чтобы выполнялось условие σн≤[ σ]H надовыбрать более прочный материал или увеличить диаметр колеса или одновременно ито, и другое. Чтобы не применять дорогостоящие стали и не увеличивать чрезмернодиаметр колес, принимают третий вариант.Назначаем сталь 75, для которой [σ]H0=800 МПа, твердость 300 МПа и увеличиваемдиаметр колеса, принимая DК =160мм.Проведя повторно расчеты по п.1.5, получим: r2 =160 мм, 1 = 0,5.m = 0,143, σн = 287,4 МПа.Проведя повторно расчеты по п.1,6, получим:20nk= 1000 ∙=1000∙=39,8 об/мин.∙2∙1603σн = 3600 ∙ m ∙ √23= 3600 ∙ 0,143 ∙ √74821602= 341,7 МПа.4Пример расчета механизма передвижения тали, упр.№4,2020N∑ = t∑∙60∙nk∙β = 8000∙60∙39,8∙0,85=1,624 ∙107,9[σн]=[ σно] ∙ √104∑1049= 800 ∙ √1,624∙107=352Условие [σн] > σн выполнено:[σн]= 352 МПа> σн=341,7МПа.Можно было использовать сталь50, для которой [σ] H0=700 МПа, твердость 240 МПа ([1] на стр.39, табл.12) иувеличиваем диаметр колеса, принимая DК =180мм.Проведя повторно расчеты по п.1.5, получим: r2 =180 мм, 1 = 0,5.2m = 0,143, σн = 287,4 МПа.Проведя повторно расчеты по п.1,6, получим:20nk= 1000 ∙=1000∙=35,4 об/мин.∙∙1803 2σн = 3600 ∙ m ∙ √3 74821802= 3600 ∙ 0,143 ∙ √= 316 МПа.N∑ = t∑∙60∙nk∙β = 8000∙60∙35,4∙0,85=1,4443 ∙107,9 104[σн]=[ σно] ∙ √∑1049= 700 ∙ √1,4443∙107=312 <σн = 316МПа.Здесь условие [σн] > σн не выполнено:[σн]= 312 МПа> σн=316МПа.2.Выбор электродвигателя.2.1.
Предварительный расчет мощности электродвигателя.В предварительном расчете определяем мощность с учетом сил инерции при пуске имощности при установившемся движении.2.1.1. Номинальная частота вращения электродвигателя.n ′Н = 0,9 ncОриентируемся на двигатель с nc =1500 об/мин.n ′Н = 0,9 ∙1500 =1350 об/мин.2.1.2. Частота вращения колеса20nk= 1000 ∙=1000∙=39,8 об/мин.∙∙1602.1.3. Передаточное отношение редуктора./ред =//=135039,8= 34Ориентируемся на цилиндрический двух ступенчатый редуктор и открытуюзубчатую передачу. Так как передаточное отношение открытой зубчатой передачиможно изменять в большом диапазоне, не округляем его до стандартных значений.2.1.4.
КПД открытой зубчатой передачи ηОЗП=0,95. КПД закрытой зубчатой передачиηЗП =0,962.1.5. КПД механизма передвиженияη= ηподш4 ∙ ηОЗП ∙ η 2з.п.=0,994 ∙0,95 ∙0,962=0,84.2.1.6. Приведенный момент инерции при пуске/пр.п= 1,12( +)∙4∙∙( / )2 ∙/; пр.п =1,1∙/(10000+2500)∙0,1624∙9,81∙31,52 ∙0,692= 0,0108 кг ∙ м22.1.7. Предварительное относительное время пуска.Ориентируемся на двигатель с короткозамкнутым ротором серии 4АС [3] .Для двигателя с короткозамкнутым ротором:5Пример расчета механизма передвижения тали, упр.№4,20201/по =∙(/ − / ).В предварительных расчетах принимаем для двигателей серии АС:Т/ =0,75, ρ – коэффициент, зависящий от отношения ст.α=РстРнТнТстили α= ; α′=0,5 – коэффициент загрузки электродвигателя (кратностьТнзагрузки), = , m′=2,2 - коэффициент максимальной перегрузочной способностиэлектродвигателя./по = / / / = ∙( − )10,75∙(2,2−0,5)= 0,7843./2.1.8.
Предварительное время пуска рассчитываем по допускаемому ускорению: п =20== 1,33(3)с.60[∙]60∙0,25[а]- допускаемое значение ускорения (м/сек2) при пуске и торможении длямеханизмов передвижения выбирают по таблице для технологических кранов дляобеспечения нормальной работы.[а]=0,25м/сек2.Таблица 3Назначение крана и типГрузоподъемность FQ, кНгрузозахватного устройстваДо 3232…125Свыше 125Крюковые краны с ручной строповкой 0,250,20,15Краны для транспортировки жидких0,150,10,05металловКраны с грейферными, магнитнымизахватами, с автоматическими0,3захватами, например, вакуумными2.1.9.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
