TEMAT

: PROJEKT MECHANIZMU JAZDY

WCIĄGARKI .

1.

ZAŁOŻENIA DO ZADANIA

siła cie

ż

ko

ś

ci ud

ż

wigu

Q

250

kN

wzgl

ę

dny czas pracy silnika

εεεε

25

%

siła ci

ęż

ko

ś

ci zblocza

Qo

6000

N

pr

ę

dko

ść

jazdy wózka

V`j

19,2 m/min

sila ci

ęż

ko

ś

ci wózka

Gw

65

kN

pr

ę

dko

ść

obrotowa silnika

n

s

750 obr/min

0

0

a) . Przyjeto rownomierny nacisk na wszystkie koła wózka

2.

NACISK NA KOłA JEZDNE WÓZKA (Pmax)

Q +Qo+Gw

321000

Pmax =

80250,00 N

4

4

3

.

DOBÓR KOŁA JEZDNEGO

a) dobór szyny jezdnej - przyj

ę

to

szeroko

ść

szyny

K

50

mm

wysoko

ść

szyny

H

30

mm

promie

ń

zaok. główki

r1

5

mm

b) dobór

ś

rednicy nominalnej koła jezdnego Dk

max. nacisk na koło jezdne -------

Pmax =

80250

dop. nacisk powierz.koła z szyn

ą

---

Pdop =

700

(wg tabeli 6.4 )

czynna szer. styku koła i szyny ---

b

c =

40

{ bc =K - 2r1}

N

MPa

mm

wg , PN-62/H-93410 szynę dźwigową wg . PN-72/H-93202 ,profile prostokątne

33

6000

Dk = 0.2 *(Pmax / bc)*{(600/Pdop)^2 }

294,80

c) dobór zestawów kołowych wg

ZESTAW KOŁOWY NAP

Ę

DZANY --------------

D=315 mm wyk. A wg rys. 003DNk

ZESTAW KOŁOWY NIENAP

Ę

DZANY ---------

D=315 mm wyk. A wg rys. 003DNi

c 1 )parametry zestawów

Dk

315

mm

D1

350

mm

ś

rednia

ś

rednica ło

ż

yska obliczona

d

1

105

mm

b

65

mm

dw

60

mm

l

140

mm

nr ło

ż

yska tocznego

22315

c 2 ) sprawdzenie luzu obustronnego mi

ę

dzy obrze

ż

ami koła jezdnego a szyn

ą

.

{ b - K } > { (b - K)

min

}

warto

ść

( b - K )

min

podana jest w

(wg PN - 75 / M -84601)

( b - K ) =

15

( b - K)min =

10

WARUNEK SPEŁNIONY

4

. OPORY JAZDY

a ) ustrój obci

ąż

ony

(W)

wsp . tarcia koła o szyn

ę

ββββ

1,1 wg tabeli 6.5 (skrypt)

ś

rednica nominalna koła

ś

rednica wału wyj

ś

ciowego

szeroko

ść

bie

ż

ni

wg wymiarów z katalogu ło

ż

ysk

ś

rednica zewn

ę

trzna

długo

ś

ci czopa wału zestawu kół jezdn.

mm

D

k

=

BRAK

34

wsp . tarcia potoczystego

f

mm

0,3 wg tabeli 6.6 (skrypt)

wsp . tarcia w ło

ż

yskach

µµµµ

0,017 wg tabeli 6.7 (skrypt)

G = Q+Qo+Gw

G

kN

321

ś

r . nominalna koła jezdnego

Dk

mm

315

ś

r . czopa

d

mm

105

2f +

µµµµ

d

W = ( 1 +

ββββ

) * G *

5104 N

Dk

b ) ustrój nieobci

ąź

ony

(Wo)

2f +

µµµµ

d

Wo =( 1 +

ββββ

)* (Qo+Gw )*

1129 N

Dk

5

. WSTĘPNY DOBÓR SILNIKA

5 a . ) wymagane obroty koła jezdnego

(

n

k )

Vj

n

k = =

19,41

ππππ

* Dk

5 b .) przeło

ż

enie reduktora

n

s

i = =

38,64

n

k

PRZYJ

Ę

TO PRZEKŁADNI

Ę

5 c . ) sprawno

ść

nap

ę

du obci

ąż

onego

wg tabeli 6.2 (skrypt)

η= η1 ∗ η2

η= η1 ∗ η2

η= η1 ∗ η2

η= η1 ∗ η2

sprawno

ść

jednego stopnia

0,95

η =

η =

η =

η =

0,903

obr/min

ZAMKNIĘTĄ

DWUSTOPNIOWĄ

O ZĘBACH SKOŚNYCH

35

5 d . ) moment oporu zredukowany na wał silnika

( ustrój obciążony )

W * Dk

M` =

23,05

2 * i *

ηηηη

5 e . ) sprawno

ść

nap

ę

du nieobci

ąż

onego

(w zależności od wsp .

κ)

κ)

κ)

κ)

Qo + Gw

κ =

κ =

κ =

κ =

=

0,2212

Q + Qo + Gw

DLA

κκκκ

=

0,2212

ODCZYTANO WARTO

ŚĆ

Z WYKRESU

SPRAWNO

Ś

CI

( skrypt tablica 6 . 1 )

ηηηη

οοοο

====

0,78

5 d . ) moment oporu zredukowany na wał silnika

( ustrój nieobciążony )

Wo * Dk

Mo` =

5,90

Nm

2 * i *

ηηηη

οοοο

5 e . ) moment

ś

redni

2 2

M

ś

r

=

M` + M`o

=

16,83

2

5 f . ) moc

ś

rednia

P

ś

r

= 0,1047 * M

ś

r

* n

s

* 10

-3

P

ś

r

=

1,321

750 obr/min

1,321

Dla mocy

ś

r. P

ś

r =

1,321

silnik asynchroniczny pierścieniowy

parametry

typ silnika

SUDg 132 M-8A

moc znamioowa

P

3,3

kW

wzgl

ę

dny czas pracy

εεεε

25 %

wsp. przeci

ąż

enia momentem

mr

2

-

pr

ę

dko

ść

obrotowa

n

670 obr/min

pr

ę

dko

ść

obrotowa

silnika

Nm

=

=

Nm

kW

36

moment bezwł. silnika

Is

0,053

kgm

ś

r. czopa ko

ń

c. wału sil.

d

41 mm

6

.

DOBÓR PRZEKŁADNI ZĘBATEJ

wg katalogu PRZEKŁADNIE Z

Ę

BATE dobrano przekładni

ę

38,64

z

ę

bat

ą

o parametrach

;

przeła

ż

enie

ip

40,2

-

moc

Pt

6

kW

ś

red. czopa szybkoobr.

40

mm

ś

red. czopa wolnoobr.

75

mm

wielko

ść

przekładni

400

mm

(odległość między wałkami skrajnymi, a)

6 . a ) poprawione momenty oporu

- ustrój obci

ąż

ony

- ustrój nieobci

ąż

ony

i

i

M

= M` *

M

o

= M`o *

ip

ip

M

=

22,16

M

o

=

5,67

6 . b ) poprawiona pr

ę

dko

ść

jazdy wózka

- pr

ę

dko

ść

obrotowa kół

- pr

ę

dko

ść

wózka

n

n

k

=

V

j

=

ππππ

*D

k

* n

k

i

p

n

k =

V

j =

16,49

##

7

.

DOBÓR HAMULCA I SPRZĘGŁA SILNIKOWEGO

7 a . ) moment oporu na wale silnika przy hamowaniu przyj

ę

to

ustrój obci

ąż

onny

M =

22,16 Nm

ustrój nieobci

ąż

onny

Mo =

5,67 Nm

7 b . ) wst

ę

pny dobór hamulca i b

ę

bna hamulcowego

-moment hamowania

M

h

> M =

22,16

Nm

16,67

Przełożenie reduktora

2

Nm

Nm

obr / min

m / min

37

Dla

M

h

dobiera si

ę

hamulec szcz

ę

kowy wg

o oznaczeniu HAMULEC SZCZĘKOWY

160-DZEMz 10-S3-230 V AC/50 Hz- 262 AHM

ze zwalniakiem

DZEMz 10

( typ )

Parametry hamulca

szeroko

ść

szcz

ę

ki

50 mm

ś

r . b

ę

bna hamulcowego

D

h

160 mm

moment znamion. hamul. Mhk

63 Nm

Ze wzgl

ę

du na przyj

ę

ty hamulec i

ś

rednic

ę

czopa wału ko

ń

cowego silika d =

41

dobrano b

ę

ben ham. wg

170-160-45-41/49-40/49-004 ATB

( OZNACZENIE )

Parametry bębna hamulcowego

moment bezwł .

It

0,017 kgm

ś

r . b

ę

bna hamulcowego

D

h

160 mm

szeroko

ść

b

ę

bna

B

60 mm

7c ) dobór sprz

ę

gła silnikowego z

ę

batego

moment obliczeniowy sprz

ę

gła

M

nom

>

M

*

k

1 *

k

2 *

k

3 =

M

sp

wsp . dynamiczny

k

1

1,3 ( tabela 2 normy )

k2

1 ( tabela 3 normy )

M

nom

>

33,1

Nm

k3

1,15 ( tabela 4 normy )

Dla Msp = 33,1 Nm

dobiera si

ę

wg

ZN -81/1232 - 32356

ś

r. czopa końc. wału sil.

=

41

ś

red. czopa szybkoobr.

= 40

SPRZ

Ę

GłO Z

Ę

BATE DWUSTRONNE

170-160-45-41/49-40/49-004 ATB

o parametrach

ś

r. nominalna tarczy sprz

ę

gła

D

mm

160

moment bezwładno

ś

ci

Isp

kgm

0,017

moment nominalny

Mnom

Nm

170

przekładnia

silnik

2

wsp. uwzgl

ę

dniaj

ą

cy czas

pracy sprz

ę

gła na dob

ę

wsp. uwzgl

ę

dniaj

ą

cy liczb

ę

wł

ą

cze

ń

sprz

ę

gła na dob

ę

2

mm

mm

mm

ZN - 81 / 1232 - 32601

elektromagnetycznym

brak

38

Mnom =

170

Nm

>

M sp =

33,1 Nm

WARUNEK SPEŁNIONY

8

. SPRAWDZENIE HAMULCA NA CZAS ZAHAMOWANIA

I SPRAWDZENIE CIEPLNE

a . ) redukcja momentów bezwładno

ś

ci na wał silnika przy hamowaniu

-- ustrój obci

ąż

ony

( Q + Qo + G

w

)* D

k

I

zrh

=

δ

δ

δ

δ

* ( I

s

+ I

sp

+ I

t

) +

*

η

η

η

η

h

4 * g * i

p

wsp . uwzgl . pozostałe masy wiruj

ą

ce ( 1,06 -1,20 )

δδδδ

1,1

---

przyspieszenie ziemskie

g

9,81

m/s

z wykresu sprawno

ś

ci

ηηηη

h =

ηηηη

1h *..

.η

.η

.η

.η

nh

η

η

η

η

h

0,775

---

I

zrh

=

0,485

0,087

0,0957

0,389266238

321000

-- ustrój nieobci

ąż

ony

Dla

κ =

κ =

κ =

κ =

0,221

odczytano warto

ść

η

η

η

η

oh ---------

0,71

( Qo + G

w

)* D

k

0,07888

I

zroh

=

δ

δ

δ

δ

* ( I

s

+ I

sp

+ I

t

) +

*

η

η

η

η

oh

0,17458

4 * g * i

p

I

zroh

=

0,175

b . ) dopuszczalne maksymalne opó

ź

nienia przy hamowaniu

algorytm mechanizmu jazdy, skrypt nr 1124 - strona 64; skrypt nr 1553 - strona 70

przyj

ę

to wsp . tarcia koła o szyn

ę

µ1

µ1

µ1

µ1

=

0,18

2

2

2

2

kgm

2

2

kgm

2

39

g

4f +

µµµµ

d

a

h

max

<

∗

∗

∗

∗ µ

µ

µ

µ

1 +

a

h

max

<

0,929 m / s

2

Dk

2,985

0,00948

0,189476

c . ) dopuszczalny maksymalny moment hamuj

ą

cy ( bez po

ś

lizgu kół )

2 *

a

hmax *

i

p

* I

zroh

M

o

M

Hmax

=

-

ηηηη

o *

M

Hmax

=

39,77

Nm

Dk

1 +

ß

41,41226942

2

SPRAWDZENIE

POWINNO BY

Ć

;

M

Hmax

>

M

hk

JEST ;

M

Hmax

=

39,8

M

hk

=

63,0

HAMULEC NALE

Ż

Y WYREGULOWA

Ć

Z MOMENTU Mhk =

63

na Mhrz <

d . ) czas zahamowania

8,593786847 8,6

-- ustrój obci

ąż

ony

I

zrh

n

t

h =

*

t

h

=

3,959

s

9,55

η

η

η

η

* M

Mhrz +

1 +

ß

-- ustrój nieobci

ąż

ony

1,642802239

1,6

I

zroh

n

t

oh =

*

t

oh

=

7,455

s

9,55

η

η

η

η

o * Mo

Mhrz +

1 +

ß

--- granice czasu zahamowania

V

j

t

hmin

=

= 0,296

a

hmax

2

2

s

Nm

Nm

2

2

Nm

Nm

40

Sprawdzenie

t

hmax

=

2 ÷ 5 s

5

t

oh

7,455

t

hmin

< < t

hmax

0,30

s

< <

2 ÷ 5 s

t

h

3,959

e . ) sprawdzenie cieplne hamulca dla Vj < 60 m/min

p * V

<

( p * V )

dop

= ( 1,5 ÷ 3 ) MPa *m/s

--pr

ę

dko

ść

obwodowa b

ę

bna hamulcowego V

ππππ

* D

H *

n

V =

V =

5,61

60

-- jednostkowy nacisk powierzchniowy

p

2 *M

Hrz

1

p =

*

* 10

µ

µ

µ

µ

*

D

H

D

H

α

α

α

α

4 * b sin

40

2

2

0,69778

wsp . tarcia (hamulec / b

ę

ben)

µ

µ

µ

µ

0,3

−−−

−−−

−−−

−−−

( skrypt tablica 6 . 8 )

k

ą

t opasania b

ę

bna (80 lub 90°)

α

α

α

α

80

°

°

°

°

p =

0,00

p * V =

0,02

MPa*m/s < ( pV ) dop = ( 1,5 ÷ 3 ) MPa * m/s

HAMULEC SPEŁNIA WARUNEK CIEPLNY

9

. SPRAWDZENIE WST

Ę

PNIE PRZYJ

Ę

TEGO SILNIKA NA CZAS

ROZRUCHU I GRZANIE -

METOD

Ą

MOMENTÓW ZAST

Ę

PCZYCH

a . ) sprawdzenie silnika na czas rozruchu

--- moment rozruchowy średni

s

s

m/s

- 6

MPa

t

oh =

t

h =

41

przyjęto spadek napięcia w sieci

∆

U =

10%

30 * P

M

rśr

= 0,85 M

max

= 0,85 * M

n

* m

r

* ( 0,9 ) = 0,85 * * 10 * 2,4 * 0,81

π

π

π

π

* n

M

rśr

=

64,8

Nm

--- zredukowany na wał silnika moment bezwładności ustroju obciążonego

( Q + Qo + G

w

)* D

k

I

zr

=

δ

δ

δ

δ

* ( I

s

+ I

sp

+ I

t

) +

4 * g * i

p *

ηηηη

0,556541846

I

zr

=

0,652

--- czas rozruchu ustroju obciążonego

I

zr

n

t

r

= *

=

1,073

9,15188

154,7876

9,55 M

rśr

-

M

31,31

176,94

t

rmin

< t

r

< t

rmax

0,30

5

0,296 <

< 5

1,0731

WARUNEK SPEŁNIONY

64,79845993

--- zredukowany na wał silnika moment bezwładności ustroju nieobciążonego

1,073117412

( Qo + G

w

)* D

k

I

zro

=

δ

δ

δ

δ

* ( I

s

+ I

sp

+ I

t

) +

0,24

0,14243

4 * g * i

p *

ηηηη

oh

1,073

2

3

2

2

kgm

2

s

2

2

=

kgm

2

[s]

42

--- czas rozruchu ustroju nieobciążonego

I

zro

n

t

or

= *

=

0,28

9,55 M

rśr

-

Mo

b . ) sprawdzenie silnika na grzanie

M

max

( t

r

+ t

or

) +

( M + M

o

)

*

t

śr

M

n

> M

z

=

T

c *

εεεε

--- moment nominalny i maksymalny

30 * P
M

n

=

* 10

=

47,06

π

π

π

π

* n

M

max

=

76,23

--- średni czas trwania cyklu

52,5

39,7

T

c

*

εεεε

- t

r

- t

or

- t

h

- t

oh

t

śr

=

=

19,86

2

gdzie

T

c

=

210

-- czas trwania cyklu pracy

Stąd

7878,513475 ##

18269,5

0,25

18,65449522

347,99

M

z

=

18,65

M

z

=

18,65

< M

n

=

47,06

s

2

2

3

Nm

Nm

s

Nm

2

Nm

s

43

SILNIK SPEŁNIA WARUNEK NA GRZANIE

10

. DOBÓR SPRZ

Ę

GIEŁ Z

Ę

BATYCH NA WALE WOLNOOBROTOWYM wg

ZN - 79 /1232-32341

a . moment obrotowy na wale w ruchu ustalonym przy ustroju obci

ąż

onym

W * Dk
M

w

= =

803,86

2G

b . moment dynamiczny

Izr n
Mdyn

= * * ip *

ηηηη

9,55 t

r

c . moment nominalny sprz

ę

gła

k

1

Msp

nom

>

( M

w

+ M

dyn

)k2 * k3

k2

1

g

2

k3

1,15

1547,06

1,073

Mspnom >

1351,8

DLA

średnicy czopa wału wolnoobrotowego reduktora

d

2m7 =

75

średnicy czopa wału zestawu kół jezdnych

d

m7 =

60

długości czopa wału zestawu kół jezdnych

l

w =

140

długości czopa wału

l

2 =

140

średnica wału pędnego

d

w =

75

DOBRANO z normy

1547,06

wsp. czasu pracy sprz

ę

gła na

wsp . liczby wł

ą

cze

ń

sprz

ę

gła

na godzin

ę

M dyn =

Nm

mm

Nm

mm

mm

mm

mm

Nm

Nm

ZN - 79 / 1232-32357

44

sprzęgła zębate

jednostronne

o oznaczeniach :

od strony reduktora

wyk. 42/42 M-004 ASg

Moment nominalny

5600

od strony zestawu kołowego

wyk. 32/42 M-004 ASg

Moment nominalny

5600

sprzęgła zębate

dwustronne

o oznaczeniu :
wyk. 42/42 M-004 ASz

Moment nominalny

5600

ZN - 79 / 1232-32357

45