Расчет и выбор привода агрегата

1 234 5 6

Исходные данные и выбор схемы механизма.

Кинематическая схема (рисунок 6).

Рисунок 6- Кинематическая схема

Для возможности расчёта механизма передвижения сталевоза необходимы следующие исходные данные:

m = 200000 кг – грузоподъёмность сталевоза;

V = 40 м/мин – скорость передвижения сталевоза;

ПВ = 15% (лёгкий) – режим работы.

На реконструируемом сталевозе применена схема с боковым расположением привода. Данная схема исключает трудоёмкую работу по выверке и центровке редуктора и не требует устройства специальных опор площадок под редуктор на раме сталевоза.

Сопротивление передвижению сталевоза определяется по формуле:

где – коэффициент, учитывающий трения реборд колеса о головку рельса,

=2.3,

–диаметр колеса, м;

m_об– общая масса груза и сталевоза, кг;

– коэффициент трения качения колеса по рельсу, =0.12,

f– коэффициент трения в подшипниках колёс, f=0.15,

d– диаметр цапфы, м.

Общую массу определим по формуле:

m_об=m_с+m

где m_с– масса сталевоза, кг;

m– масса груза, кг.

Диаметр цапфы ориентировочно определим по формуле:

Принимаем диаметр цапфы равным 0.14 м.

m_об=50000+200000=250000

Определим мощность двигателя, необходимую для преодоления сопротивлений передвижению по формуле:

где W– сопротивление перемещению, Н;

V– скорость передвижения, м/с;

– КПД привода, 0.8.

кВт

Соответственно принимаем мотор-редуктор «Bauer» BF60-04/D11LA4-FV-S/Z015B9HA мощностью двигателя 20 кВт, передаточным числом редуктора -34, с встроенным тормозом (рисунок 7).

Рисунок 7 - мотор-редуктор «Bauer»

Конструктивно мотор-редуктор будет выполнен в полым тихохдным валом, с шпоночной канавкой.

Определим крутящий момент на валу редуктора:

где –мощность двигателя, кВт;

– частота вращения вала двигателя, .

Подбор муфт

Для соединения валов ходовых колёс принимаем зубчатую муфту МЗП–430 ГОСТ 5006–65; проверим муфту по крутящему моменту, который определяется по формуле:

Н·м

Максимальный крутящий момент, передаваемый муфтой равен: 40000 Нм; выбранная муфта имеет следующие характеристики:

– максимальный крутящий момент, Н·м 40000

– диаметр соединяемых валов, не более, мм 100

– момент инерции, 0,21

– масса, кг 179

Проверка промежуточного вала

Материал - сталь 40Х, термообработка – улучшение.

Т.к. промежуточный вал посредством муфты соединяется с валом приводного колеса, которое в свою очередь непосредственно соединяется с редуктором то необходимо согласовать их диаметры, принимая диаметр выходного конца вала редуктора из интервала

d_в1 = (0,8…0,9)·D_р,

где D_р = 100 мм – диаметр приводной втулки мотор-редуктора;

d_в1 = (0,8…0,9)·120 = (96…108) мм

Окончательно принимаем d_в1 = 100 мм,

Диаметр вала при [τ]_кр = 15 МПа

Что в данном случае допустимо.

Расчет центрирующих роликов

Расчет усилия на узел центрирующего ролика

Исходные данные:

1. Масса сталевоза m = 50000 кг.

2. Масса груза m = 200000 кг.

3. Скорость передвижения сталевоза V = 40 м/мин = 0,66 м/с.

4. Срок службы до кап. ремонта 3 года. Что равно 25992 часам.

Рассмотрим кинематическую схему(рисунок 8):

Рисунок 8 - Кинематическая схема.

где: F - радиальное усилие на рельс;

F - осевое усилие на центрирующий ролик возникающее при движении сталевоза.

Q - максимальная масса сталевоза (груженного).

Q = m + m = 50000 + 200000 = 250000 кг

Рама сталевоза спроектирована таким образом, что центр тяжести Q находится в центре и равномерно распределена на 4 колеса.

Определим радиальное усилие на рельс:

где: g = 9,81 м/с - ускорение свободного падения.

Определим осевое усилие на рельс:

Выбор и расчет подшипника качения центрирующего ролика

Согласно рекомендациям, для подобного типа узлов предпочтителен подшипник по ГОСТ 5721-75, тип 3000.

Ввиду эксплуатационных характеристик подшипник необходимо выбирать по радиальному усилию с коэффициентом 1,5. Тогда требуемая грузоподъемность подшипника равна: