Статическая нагрузка механизмов передвижения и вращения

Одним из основных конструктивных узлов большого многообразия механизмов передвижения подъемно-транспортных машин является тележка. При движении тележки возникают силы трения между колесами и рельсами, в подшипниках колес и редукторе. Эти силы трения определяют статический момент сопротивления на валу двигателя (Н·м):

, (92)

где - коэффициент трения скольжения ( - для подшипников скольжения, - для подшипников качения); - коэффициент трения качения, м; - диаметр цапфы оси колеса, м; - коэффициент, учитывающий дополнительное трение в ребордах колес ( - при групповом приводе, - при индивидуальном приводе); - к. п. д. редуктора; - передаточное отношение редуктора.

Величина коэффициента трения качения зависит от диаметра колеса и профиля рельса и находится по графику, показанному на рис. 22. Статическая нагрузка, определяемая силами трения, не зависит от направления движения. Изменение статического момента определяется массой перемещаемого груза и оно тем больше, чем меньше собственная масса механизма. Уравнение (92) справедливо для расчета установок, работающих в закрытом помещении и при горизонтальном расположении пути. При возможном действии ветровой нагрузки и наличии уклона пути возникают дополнительные активные составляющие момента нагрузки, которые могут как способствовать, так и препятствовать движению. В этом случае полезный момент:

, (93)

где - угол наклона пути; - диаметр колеса, м; - удельная ветровая нагрузка, Н/м²; - площадь, подверженная действию ветровой нагрузки, м²; - угол между направлением движения и равнодействующей силы ветра.

Рис. 21. Зависимость коэффициента трения качения от диаметра колеса:

1 – при рельсе с круглой головкой; 2 – при рельсе с плоской головкой.

В механизмах вращения подъемно-транспортных машин применяют тележки, колеса которых катятся по замкнутому круговому рельсу или поворотному кругу. Статическая нагрузка на валу приводного двигателя (Н∙м) определяется реактивными силами трения:

, (94)

где - сила трения, Н; - диаметр кольцевого рельса, м; - передаточное отношение; - к. п. д. передачи; - диаметр катка, м.

С учетом ветровой нагрузки полезный момент относительно вращения платформы:

, (95)

где - удельная ветровая нагрузка, Н/м²; - плечо равнодействующей ветровой нагрузки, м; - угол между наветренной плоскостью и направлением ветра; - площадь, м.