Розрахунок приводу візки - досить широко поширена завдання в інженерній практиці. Представлена методика може бути застосована не тільки при розрахунках транспортних або кранових візків, а й при проектуванні різних приводних кареток в верстатах і нестандартному обладнанні.
На розрахунковій схемі показані вихідні дані для розрахунку, наведені до колеса візка.
В даному розрахунку, поряд зі статичної потужністю приводу, врахована можливість завдання в початкових даних ухилу шляху і наближений облік сил інерції, що приводяться в рух мас. В результаті обчислень ми отримуємо розрахункову потужність двигуна з урахуванням динаміки розгону і ухилу шляху.
Знаходимо передавальне число приводу u.
де,
D - діаметр приводного колеса візка, м;
nд - частота обертання ел / двигуна, об / хв;
v - швидкість пересування візки, м / с.
Тоді частота обертання валу колеса (об / хв) буде дорівнює:
Статичну силу опору на ободі колеса (H) знаходимо за формулою:
де,
Q # 931; - сумарна вага вантажу і візки, Н;
# 956; - коефіцієнт тертя кочення коліс по рейках, м;
в залежності від матеріалу і стану рейок і матеріалу і діаметра коліс: # 956; = 0,0003 ... 0,0014 м; орієнтовний розрахункове значення для нового сталевого колеса при округленої голівці нового рейки # 956; = 0,00039. Для плоскої головки і сталевого колеса діаметром 200 мм # 956; = 0,0003 м; для округленої головки рейки і чавунного колеса діаметром 1000 мм # 956; = 0,0014 м.
f - коефіцієнт тертя підшипників маточин;
коефіцієнт тертя в опорі, приведений до діаметру d цапфи вала колеса:
- для підшипників ковзання - f = 0,08 ... 0,10;
- для підшипників кочення - f = 0,015 ... 0,020.
d - робочий діаметр підшипників коліс візка, м;
для підшипників ковзання - діаметр робочої поверхні.
для підшипників кочення - діаметр розташування центрів кульок (роликів).
kp - коефіцієнт бортових тертя;
коефіцієнт, що враховує опору тертю реборд і торців маточин коліс.
в залежності від форми і стану реборд коліс і кромок рейок: kp = 1,5 ... 2,5.
y - ухил рейкового шляху, градус;
для шляхів кранів y<0,2. 0,3°, на ж/д уклон не превышает 2,3°.
Статичний момент опору (H · м) на валу колеса знаходимо за формулою:
Тоді статична потужність двигуна (Вт):
де,
v - швидкість пересування візки, м / с;
# 951; - ККД приводу; орієнтовно - 0,5.
Час пуску (розгону) візки (с):
Бажано щоб час пуску не перевищувало tn = 5 с.
Розрахункову потужність двигуна (Вт) з урахуванням динаміки розгону знаходимо за формулою:
де,
# 968; - коефіцієнт перевантаження двигуна при пуску;
для електродвигунів серії 4А: # 968; = 1,0 ... 2,0 (див. ГОСТ 19523-81).
Тоді момент опору на валу колеса (H · м) при пуску буде дорівнює:
Ось і весь розрахунок. Застосований в розрахунку алгоритм є злегка спрощеним варіантом давно широко і успішно використовується класичної методики розрахунку приводів візків підйомно-транспортних машин. Він, звичайно ж, не претендує на «абсолютну точність». Широкі діапазони значень коефіцієнтів не мають до цього, а, скоріше, передбачається для отримання адекватного результату наявність певного інженерного досвіду у користувача.
У розрахунку визначається не навантаження на колеса, а статична потужність двигуна приводу. Вона залежить від ваги переміщуваного вантажу (разом з вагою візки), швидкості переміщення і втрат на опір пересуванню. Тому, якщо приводних коліс 4, то навантаження на 1 колесо дорівнює Q / 4, якщо 6 - Q / 6, але сумарний момент опору пересуванню при незмінному вантаж один і той же.
Використовуючи невелику таблицю в MS Excel. яку можна знайти на сайті www.al-vo.ru, можна навчитися швидко і просто визначати головні параметри приводу за лічені секунди. Змінюючи діаметри коліс, частоту обертання валу двигуна, схему приводу, за допомогою цієї програми ви за кілька хвилин зможете перебрати цілий ряд всіляких варіантів двигунів і вибрати найбільш підходящий. Розрахунок в Excel дозволяє поекспериментувати з ухилом шляху і з прискоренням при стартовому розгоні.
Результат наведеного розрахунку: щоб розігнати по рейковому шляху в підйом з ухилом 0,3 ° візок з вантажем загальною масою 1 тонна за 4 секунди до швидкості 3,6 км / год, допускаючи в цей період часу дворазову перевантаження двигуна, необхідний двигун потужністю не менше 500 Вт з частотою обертання валу 1500 об / хв. При цьому привід (редуктор і / або відкриті передачі) повинен мати передавальне число 15,7 і створювати на вихідному валу крутний момент не менше 50 Н · м. Для подальшого після розгону рівномірного руху візка з вантажем з постійною швидкістю 3,6 км / год в ухил 0,3 ° необхідна потужність двигуна - 337 Вт (67% від розрахункової і 34% від пікової потужності).
розрахунок вантажних гвинтів
приклад виконання креслення ходового гвинта