Разработка механизма подъема груза мостового крана по заданным характерным параметрам, типу привода и особым условиям, страница 5

а_ф  a,                                                                                      (25)

t_р  2,                                                                                        (26)

где         а_ф – фактическое ускорение подъема груза, м/с²;

а – допустимое ускорение, м/с² (а = 0,2 м/с² [5]);

t_р – время разгона механизма подъема груза до номинальной частоты вращения вала двигателя, с.

,                                                                                     (27)

где         w – угловая скорость вала двигателя, с^-1 (w = 101 с^-1);

 – угловое ускорение вала двигателя, с^-2.

,                                                                       (28)

где         Т_{ср.пуск} – средне пусковой момент двигателя, Н×м;

Т_с – статический момент сопротивлений, приведенный к валу двигателя, Н×м;

SJ_i – суммарный момент инерции вращающихся и поступательно движущихся масс, кг×м².

Для двигателей с фазным ротором [5]:

Т_{ср.пуск} = (1,5…1,6)×Т_ном,                                                           (29)

Т_{ср.пуск} = 1,5×164,89 = 247,335 Н×м.

SJ_i = d×(J_р + J_м) + J_гр,                                                               (30)

где         d - коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс привода механизма (кроме ротора двигателя и муфты) (d = 1,2 [5]);

J_р – момент инерции ротора двигателя, кг×м² (J_р = 0,387 кг×м²);

J_м – момент инерции муфты, кг×м² (J_м = 0,15 кг×м²);

J_гр – момент инерции груза, приведенный к валу двигателя, кг×м².

,                                                          (31)

где         Q – грузоподъемность крана, кг (Q = 8000 кг).

 = 0,039 кг×м².

SJ_i = 1,2×(0,387 + 0,15) + 0,039 = 0,6834 кг×м².

 = 73,43 с^-2.

 = 1,375 с.

1,375  2

Условие (26) выполняется.

,                                                                          (32)

 = 0,149 м/с².

0,149  0,2.

Условие (25) выполняется.

Условия (25) и (26) выполняются Þ двигатель подобран правильно.

4.11. Прочностной расчет элементов.

Расчету на прочность подлежат следующие узлы: крюковая подвеска, барабан, узел установки барабана.

4.11.1. Расчет элементов крюковой подвески.

Выбранный крюк проверим на прочность по условию:

,                                                                            (33)

где         s – напряжение растяжения в хвостовике крюка, МПа;

s_т – предел текучести (s_т = 250 МПа для стали 20 [6]);

[s] – допустимое напряжение, МПа;

n₀ – коэффициент запаса прочности (n₀ = 5 [5]).

[s] = 250/50 = 50 МПа.

Наибольшее растяжение в хвостовике крюка, МПа:

,                                                                                (34)

где         d₀ – внутренний диаметр резьбы хвостовика, мм (d₀ = 48,752 мм).

= 42 МПа.

42 < 50 Þ условие (33) соблюдается, крюк подобран правильно.

Высота гайки крюка из условия ограничения удельного давления в резьбе, мм:

,                                                             (35)

где         t – шаг резьбы хвостовика, мм (t = 3 мм);

р_ср – удельное давление в резьбе, МПа (р_ср = 20 МПа).

 = 45,8 мм.

Принимаем Н = 50 мм.

При грузоподъемности механизма более 30 кН для более легкого вращения крюк опирается на упорный подшипник. Подшипник подбирается по статической грузоподъемности, Н:

Q_ст = 1,2×Q,                                                                               (36)

Q_ст = 1,2×8000×9,81 = 94176 Н.

Внутренний диаметр подшипника должен быть больше диаметра ненарезанной шейки крюка. Принят шариковый упорный однорядный подшипник по ГОСТ 6874-75. Характеристики подшипника приведены в табл. 5.

Таблица 5.

Тип подшипника	Внутренний диаметр d, мм	Наружный диаметр D, мм	Высота подшипника Н, мм	Статическая грузоподъемность С0, кН
8212	60	95	26	150

Для определения рабочих напряжений в траверсе построим эпюру изгибающих моментов (рис. 8).

Расчетная схема траверсы

Рис. 8

,                                                                    (37)

 = 4414500 Н×мм.