Выбор редуктора и муфты предельного момента

Так как общее передаточное число механизма

то необходимое передаточное число редуктора

где – передаточное число открытой зубчатой передачи

где и - число зубьев зубчатого венца (колеса) и шестерни.

Для цевочной передачи

где – число цевок цевочного колеса;

– число зубьев звездочки.

Можно задаваться числом зубьев (цевок) колеса и шестерни (звездочки), при этом необходимо, чтобы

Передаточное число открытой передачи обычно находится в пределах

Расчетная мощность, подводимая к редуктору , кВт

Редуктор выбирается в соответствии с рекомендациями, изложенными в п.3.9. Редуктор может быть коническо-цилиндрическим или червячным, для которых расчетная мощность , кВт

Они изготавливаются для кранов некоторыми заводами в специальном исполнении – с вертикальным выходным валом и муфтой предельного момента /29/.

Коническо-цилиндрический редуктор можно выбирать из каталога /4/. Он выполнен с вертикальным выходным валом, но без муфты предельного момента. Поэтому ее необходимо предусмотреть в соединительной муфте с тормозным шкивом. Кроме того, к выходному валу редуктора дополнительно присоединяется с помощью зубчатой муфты вертикальный вал, уложенный в двух опорах со сферическими роликоподшипниками (рисунок 4.5).

Из каталога /4,16/ можно выбрать также червячный редуктор (общепромышленный), но в этом случае он требует конструктивных изменений: червяк должен быть с боковым расположением, а в редукторе или соединительной муфте должна предусматриваться муфта предельного момента (рисунок 4.6).

Нежелательна схема с двумя редукторами - цилиндрическим и коническим - из-за значительных габаритов и меньшей надежности.

В последнее время в нашей стране разработаны новые прогрессивные конструкции редукторов с волновыми передачами, которые могут быть успешно применены в механизмах поворота кранов.

После выбора редуктора указывается его техническая характеристика. Момент, на который рассчитывается муфта предельного момента, определяется по формуле

где – номинальный момент электродвигателя, Н ^. м;

– передаточное число между валом электродвигателя и валом, на котором находится муфта;

– кпд.

Если муфта предельного момента вмонтирована в соединительную муфту, то = 1 и =1, а если муфта находится на выходном валу редуктора, то

Если же муфта предельного момента находится на промежуточном валу редуктора, то и определяются расчетом. Муфта предельного момента может быть многодисковой (рисунок 4.7), а также в виде двух конических дисков (рисунок 4.8).

Более детально можно ознакомиться с конструкциями муфт предельного момента или с предохранительными фрикционными муфтами в работе /27/, (с. 310 и 311)

 

4.5.1 Расчет многодисковой муфты предельного момента

(рисунок 4.7)

 

К одной группе дисков с двух сторон прикрепляется тормозная лента (для увеличения коэффициента трения).

Необходимое усилие F, Н, сжимающее диски, определяется из выражения

откуда

 

1 - электродвигатель; 2 - соединительная муфта типа МУВП с тормозным шкивом и дисковой муфтой предельного момента; 3 - тормоз двухколодочный педальный; 4 - редуктор коническо-цилиндрический; 5 - муфта зубчатая; 6-вал вертикальный; 7 - шестерня; 8 - зубчатый венец

Рисунок 4.5 - Кинематическая схема механизма поворота

1- электродвигатель; 2 - муфта; 3 - тормоз двухколодочный (педальный); 4 - червячный редуктор (с дисковой муфтой предельного момента); 5 - звездочка; 6 - цевочное колесо

Рисунок 4.6 - Кинематическая схема механизма поворота

 

1 – вал промежуточный; 2 – зубчатое колесо; 3 – кожух с направляющим пазом; 4 и 5 – диски (ведущий и ведомый); 6 - пружина

Рисунок 4.7 – Схемы многодисковой муфты предельного момента: а) встроенной в редуктор; б) встроенной в тормозной шкив.

 

1 – шестерня (звездочка); 2 – вал; 3 – нижний диск; 4 – венец червячного колеса; 5 – верхний диск; 6 – пружина; 7 - гайка

Рисунок 4.8 – Схема муфты предельного момента (червячного редуктора) с коническими дисками

 

 

где – коэффициент трения между дисками /27, табл. V.2.19, с. 276/;

– число трущихся пар (необходимо задаваться);

– средний радиус, на котором приложена сила трения между дисками, м.

;

где - диаметр вала; - диаметр зубчатого (червячного) колеса /29/.

Величина принимается с учетом размеров присоединительных деталей – диаметра вала и диаметра тормозного шкива или диаметра зубчатого (червячного) колеса или диаметра тормозного шкива.

Параметры пружины, создающей необходимый момент определяется по величине усилия . Для ограничения удельного давления q между дисками необходимо выполнить условие:

где [q] - допускаемое удельное давление между тормозной обкладкой и металлическим диском, Мпа /27, табл. V.2.19, с. 276/;

- радиусы, определяющие площадь контакта между дисками, мм.

 

 

4.5.2 Расчет муфты предельного момента

с коническими дисками

 

Необходимое усилие F, Н, сжимающие диски (усилие пружины, см. рисунок 4.8),

Величина N определится из выражения

откуда

Удельное давление q между дисками не должно превышать допустимое [q],т.е.

где А- площадь соприкосновения диска с венцом червячного (зубчатого) колеса, .

Величина А определяется по формуле:

где в - размер опорной части диска (см.рисунок 4.8).

Для того, чтобы не произошло заклинивания дисков, необходимо выполнить условие: , т.е. угол должен быть больше угла трения , значение которого определяется из выражения

 

или