Зведення моментів опору та інерції до вала ротора двигуна

Привід механізму кантування ротора повинен подолати статичні моменти опору обертанню від ваги ротора, піввагона, матеріалу і від сил тертя в роликових опорах, а також динамічні моменти обертових мас в періоди пуску і гальмування двигуна. Всі розрахункові дані представляють у вигляді таблиці.

Графічним або розрахунковим шляхом знаходять координати центрів ваги обертових частин вагоноперекидача: ротора, піввагона і матеріалу щодо вісі обертового ротора при різних кутах його повороту (наприклад, через 10 град) з урахуванням переміщення і висипання матеріалу з піввагона при перекиданні і поверненні ротора до вихідного положення.

Для деталей або вузлів складної форми, якими є ротор і піввагон, центри ваги визначають за формулами:

(2.7).

де G_i — вага найпростіших фігур, на які розчленовані ротор та піввагон; і - відстані від їх центру ваги до вибраної вісі.

Знаючи положення центрів ваги всіх частин обертового ротора, визначають його загальний центр ваги за формулами (2.7), (2.8):

(2.9).

(2.10).

де ваги : — ротора, — піввагона та — матеріалу; та — відстані від їх центру ваги до осей ротора.

Отримані координати загальної ваги всіх частин: позначимо x₀ і y₀. Тоді статичний момент для прийнятих кутів повороту при перекиданні і поверненні ротора:

(2.11).

де — плече (відстань по горизонталі від центру ваги загальної ваги до вертикалі, що проходить через вісь обертання ротора).

При великих статичних моментах на роторі встановлюють противаги для їх зниження і здійснюють розрахунок з урахуванням моментів від їх ваги.

Моменти сил тертя в роликових опорах. Як в разі розрахунку статичних моментів, моменти сил тертя в роликових опорах визначають для різних кутів повороту ротора при його перекиданні і поверненні у вихідне положення.

Загальний момент сил тертя, приведений до вісі ротора, складається з моментів сил тертя в підшипниках опорних роликів М_тр1 і сил тертя кочення бандажів ротора по опорних роликах М_тр2 (рисунок 2.2):

де — реакція (навантаження) ролика (кН):

де , — кути, що визначають положення опорних балансирів і роликів;

— число опорних роликів;

— радіус бандажа ротора, м;

— радіус опорного ролика, м;

— радіус цапфи, м;

k — коефіцієнт кочення ролика по бандажу, м;

— наведений коефіцієнт тертя підшипників кочення опорних роликів:

— коефіцієнт, що дорівнює 1,4 або 1,6 для кулькового або роликового підшипника, відповідно;

— коефіцієнт тертя кочення кульки по обоймі підшипника;

— діаметр бігової доріжки (внутрішньої обойми) підшипника, м;

— радіус кульки або ролика підшипника, м.

Рисунок 2.2 — Схема до розрахунку механізма кантування.

Сумарні статичні моменти, приведені до валу двигуна:

(2.15).

де — загальне передаточне число приводу;

— к. к. д. привода При роботі двигуна в генераторному режимі:

За отриманими значеннями складають таблицю, будують графік статичних моментів на валу двигуна в функції часу і визначають еквівалентний момент М_е.пр.

Динамічні моменти. Попередньо визначають потужність одного двигуна по еквівалентному моменту М_е.пр вибирають за каталогом двигун і значення для нього моменту інерції ротора J_p і кутової швидкості .

Загальний динамічний момент, який визначається окремо для періодів пуску та гальмування (і), на валах двигунів (двох). Під час пуску:

(2.17).

де — приведений до валу двох двигунів сумарний момент інерції всіх обертових мас приводу;

— момент інерції деталей на валу двигуна;

— коефіцієнт, враховує моменти інерції решти деталей приводу;

— сумарний момент інерції всіх обертових мас вагоноперекидача (ротора, піввагона і матеріалу) щодо вісі обертання ротора вагоноперекидача.

Моменти на валу двигуна для заданих кутів повороту (кН· м):

(2.18).

За отриманими значеннями будують навантажувальну діаграму і розраховують потужність двигуна, що працює в повторнокороткочасному режимі. Для цього визначають еквівалентний момент на валу двигуна, потужність одного двигуна при фактичній тривалості включення, за якою обирають двигун по каталогу і перевіряють його на перевантаження по максимальному моменту.