Расчет крутящего момента и мощности для поводкового электротягача.

[YNA]

Интересно, а какой коэффициент трения колёс вагонов. Даже если будет 0,01, то для 500 тонн сила сопротивления будет ~5400 кг. Это очень много для человека. Скорее всего трение ещё меньше, измеряется тысячными долями. 

[Starik]

рекордсмены-силовики, они когда че-то таскают, они не один вагон дергают, они составы тягают)))
рекорд - 7 вагонов, 500 тонн
https://www.rostov.kp.ru/daily/27516/4779215/

А зачем тогда этот буксировщик. Нанять таких мужиков, и пусть таскают            (шутка)

[СВ]

Интересно, а какой коэффициент трения колёс вагонов.

https://studopedia.su/5_52790_sila-treniya-kacheniya.html#:~:text=%D0%A2%D0%B0%D0%BA%20%D0%BA%D0%B0%D0%BA%20%D1%81%D0%B8%D0%BB%D0%B0%20%D0%BD%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE%20%D0%B4%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F,%D0%9F%D0%BE%D1%8D%D1%82%D0%BE%D0%BC%D1%83%20%D0%BA%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%82%D1%8C%20%D0%BB%D0%B5%D0%B3%D1%87%D0%B5%2C%20%D1%87%D0%B5%D0%BC%20%D1%82%D0%B0%D1%89%D0%B8%D1%82%D1%8C
  По экспериментальным измерениям, результирующий коэффициент сопротивления μ сопр при качении стального колеса по рельсу, находится в пределах 0,003 – 0,008
- - -
https://forum.ascon.ru/index.php?topic=23259.0

Вот. нарыл:
Енохович А.С. Справочник по физике и технике. 3-е изд. М.:Просвещение, 1989.
с.66
Колесо со стальным бандажом по стальному рельсу 0,05 см

Курсовое проектирование грузоподъёмных машин/ С.А. Казак, В.Е.Дусье, Е.С. Кузнецов и др. М.:Высш. шк., 1989.
с.40
μ- коэффициент трения качения колеса по рельсу, мм
(плоская головка рельса)
Диаметр колеса, мм
200..320 -  0,3
400..560 -  0,5
630..700 -  0,6
800 -  0,65
900..1000 - 0,7

[Kirilius83]

Интересно, а какой коэффициент трения колёс вагонов. Даже если будет 0,01, то для 500 тонн сила сопротивления будет ~5400 кг. Это очень много для человека. Скорее всего трение ещё меньше, измеряется тысячными долями. 

мне попадались значения 0,001..0,005 для стального шарика.
но там еще коэф как-то по хитрому считается, не вникал, не как скольжение:
https://studfile.net/preview/1728789/page:3/

[IgorT]

...
  По экспериментальным измерениям, результирующий коэффициент сопротивления μ сопр при качении стального колеса по рельсу, находится в пределах 0,003 – 0,008
- - -

Не совсем понятно каким образов увеличение диаметра колеса увеличивает коэф. трения? И что-то 0,7 слишком много...
Там очепятки нету случайно?

[Kirilius83]

Не совсем понятно каким образов увеличение диаметра колеса увеличивает коэф. трения? И что-то 0,7 слишком много...
Там очепятки нету случайно?

похоже, там еще на радиус делить надо.

[Warlock-72]

Не совсем понятно каким образов увеличение диаметра колеса увеличивает коэф. трения? И что-то 0,7 слишком много...

Вот еще материал:
https://studfile.net/preview/1728789/page:3/,
из которого следует, что коэффициент трения качения прямо пропорционален радиусу колеса.

[алексst]

Тормозов не будет. Бюджет. Полы ровные.

Дальше читать не стал.
НЕМЕДЛЕННО ПРЕКРАТИТЕ ВСЕ РАБОТЫ ПО ЭТОМУ ИЗДЕЛИЮ.
ВЫ НА ПРЯМОМ ПУТИ К ЧЕЛОВЕЧЕСКИМ ЖЕРТВАМ!
1. Прежде, чем мы будем что-то разгонять, всегда решаем вопрос как мы будем это останавливать, даже если надо "только один раз попробовать".
2. Спросите у любого профессионального шофёра. Задайте ему два вопроса. Первый: он поедет куда-нибудь на машине с "плохо тянущим" двигателем? Скорее всего он ответит: «Без проблем". Второй: он поедет куда-нибудь на машине "без тормозов" (с неисправными тормозами)? Он точно ответит: «Нет. Я не сумасшедший". Даже, если "очень надо".
3. Рассмотрим Ваш случай. Сила тяги 2460кг. Масса 4000кг. Скорость 5км/ч (1,4м/с), поверьте, это скорость быстро идущего человека (по прямой, лицом вперёд). Это изделие будет работать тягачом. Рассмотрим состав этого поезда.
Далее все цифры примерные, взяты из интернета.
Сравним это устройство с тракторами. По силе тяги (2460кг). Трактор с такой силой тяги относится ко второму тяговому классу. С такими тракторами агрегатируется прицеп грузоподъёмностью 10000кг. и собственным весом 2900кг. И тащить его этот трактор может по всем видам дорог и в полевых условиях. А на ровной площадке можно и побольше зацепить.
Итого: вес всего поезда будет состоять из тягача (4000кг) и прицепа (10000+2900=12900кг) и равен 16900кг (исходя из тяговых возможностей. Раз заказали такую силу тяги, значит собираются её использовать по полной).
И движутся эти килограммы со скоростью полтора метра в секунду. БЕЗ ТОРМОЗОВ!
А перед ними идёт «рулевой», например, Вы. У него в руках «дышло» длиной, пусть будет 1,5м.
И, вдруг, он споткнулся, отвлёкся, его окликнули и он замедлил шаг. В его распоряжении одна секунда, чтобы не оказаться под колёсами. Даже, если он «отпрыгнет в сторону» и не попадёт под колёса, дальше этот поезд полетит неуправляемый. Кто будет его догонять и ловить руками это дышло на ходу?
Ну, это совсем уже крайний случай. Рассмотрим обыкновенную эксплуатацию этого «поезда». Стронули мы его с места, поехали. Приезжаем к нужной точке. Надо остановиться. Как? Подъезжать «накатом»? Мало у кого это получается. Посмотрите вокруг. Автобусы, троллейбусы, трамваи, теплоходы – все тормозят, останавливаясь на остановках. Никто не подъезжает к остановке «накатом», все пользуются тормозами, хоть остановка и запланированная, и водитель подъезжает к ней несколько раз в день. А без тормозов не получается. Без тормозов в этом мире никуда.

[СВ]

Дальше читать не стал.
НЕМЕДЛЕННО ПРЕКРАТИТЕ ВСЕ РАБОТЫ ПО ЭТОМУ ИЗДЕЛИЮ.
...

Написано очень дипломатично, а можно и пожОстче:
- Как можно доверять такой проект специалисту, задающему такие вопросы и принимающему такие решения.
Но так сказать я не имею права, у нас тут строго, так что спасибо смелому человеку!
- - - - -
К самому Андрею претензий нет, ему приказали, и он "играет как может", вопрос к его руководству Андрея.
(Думаю, в процессе работы тормоза неизбежно появились бы.)

[алексst]

Сила тяги 2460 кгс. Масса тягача 4000 кг. Диаметр колес 584,2 мм. Колеса на покрышке из литой резины. Скорость 5 км/ч.

 

Посчитаем не обходимый крутящий момент: М=Силу тяги умножаем на радиус колеса. 2460*0,2921=718,566 кгс *м. Приму следующее условие два колеса будут ведущими. Тогда 718,566/2=359,283 кгс*м. Выходит не малый крутящий момент.

Согласен. Итак, М=718,566кгс*м=7042н*м.
Число оборотов колеса при 5км/ч будет равно n=45,5 об/мин.
Считаем мощность на колесе из следующей формулы: P(квт)= M(Н*м)*n(об/мин)/9550 =7042*45,5/9550=33,56квт. Плюс КПД привода, и придём к 40квт.

А двигатели хотелось бы использовать из наличия есть два таких: 3400 об/мин; 25 Нхм. 10кВт. 

Почему бы и не использовать? Только четыре штуки. Да ещё и синхронизировать, а то сгорят по очереди.

Очень хотелось видеть там цилиндрические редуктор F87 с передаточным 76,39 - как раз выхожу на 5 км/ч примерно. А по моменту он не проходит 109,054.

Наверно, не судьба.
У этого редуктора при таком передаточном отношении число оборотов выходного вала 18об/мин, крутящий момент 3000Н*м.
Это всего 5,7 квт! А у Вас каждый двигатель по 10квт.
А с оборотами что делать? Вам то надо 45об/мин. Будете крутить редуктор в три раза быстрее номинала, чтобы использовать имеющиеся двигатели? Он вообще тогда "не жилец".
Ну, и насчёт тормозов. Если решите оборудовать своё изделие тормозами, всё равно много не "утащите". У нас есть постановление правительства (правда, оно касается автотранспорта), в котором говорится, что вес прицепа, не оборудованного тормозами, не может быть больше половины веса тягача. На закрытой площадке можно не обращать на это внимания, но, в случае чего, это будет лишней зацепкой для следователя.

[СВ]

 Про прицеп - это вряд ли, наверняка относится только к ТС на дорогах общего пользования. А здесь явно технологический транспорт.
Только без тормозов всё равно никак!
- - - - -
Мы так и не знаем назначение сего буксира - на продажу или для себя. Скорее всего - второе. Тогда 2х10 квт могут справиться: во-первых, двигатели допускают кратковременный перегруз (который только при разгоне); во-вторых - максимальная нагрузка гарантированно не встретится, самое большое - 80%.

[алексst]

Под горку небось? 

Конечно. Он же сказал, что на сортировочной горке. А на сортировочной горке горизонтальных путей нет по определению. Там все пути идут под уклон. Вся горка разделена на участки. Для каждого участка свой уклон. И только последний участок длиной 100м идёт на подъём. А горизонтальных нет.
А, вот на станционных путях (в зоне выгрузки) пришлось катать вагоны. Пустой вагон на подшипниках качения десять солдат с трудом способны сдвинуть с места. А, на подшипниках скольжения, фигушки, и двадцать человек не могли справиться.

[алексst]

Про прицеп - это вряд ли, наверняка относится только к ТС на дорогах общего пользования. А здесь явно технологический транспорт.
Только без тормозов всё равно никак!
- - - - -
Мы так и не знаем назначение сего буксира - на продажу или для себя. Скорее всего - второе. Тогда 2х10 квт могут справиться: во-первых, двигатели допускают кратковременный перегруз (который только при разгоне); во-вторых - максимальная нагрузка гарантированно не встретится, самое большое - 80%.

Спорить не буду. Мне "с дивана плохо видно" что там происходит. Просто, если всё-таки попадётся случай, что они потащат этим устройством прицеп массой в три раза большей, чем тягач, то при торможении только тягача, этот прицеп может просто "снести" эту букашку. И заторможенные колёса волоком потащатся по полу.
Ну, а насчёт того, что постановление относится только к дорогам общего пользования, так это только в качестве "опыта других", который стоит перенять, а можно и не перенимать. Я думаю, что это случай как уставы в армии. Написано кровью и жизнями других людей.

[СВ]

 Не переживайте так сильно, явно больше, чем автор проекта. Всё будет хорошо!

[алексst]

А я, вот, взял и последовал совету СВ из первого ответа. Взял и набрал в поисковике "в лоб". И вот что вылезло. Вот откуда черпает вдохновение автор! Там много разных вариантов по мощности. Я приложил один из них. Стоило ради этого "огород городить"? Надеюсь, меня не забанят за рекламу. Я постарался всё стереть с картинок.

[СВ]

Что-то нигде не нахожу у них силу тяги, наверное, для потребителя достаточно (и естественно) знать вес буксируемого груза



Анализ показал, что масса тележки - 1/10 от массы груза, энерговооружённость 0,2...0,4 квт/т.

[LoserCrane]

Топик-стартеру книжку "Машины напольного транспорта" Мачульского ещё не советовали почитать? Где-то валялась методичка кафедральная про ентот самый напольный, можно отсканировать.

[LoserCrane]

Дальше читать не стал.
НЕМЕДЛЕННО ПРЕКРАТИТЕ ВСЕ РАБОТЫ ПО ЭТОМУ ИЗДЕЛИЮ.
ВЫ НА ПРЯМОМ ПУТИ К ЧЕЛОВЕЧЕСКИМ ЖЕРТВАМ

В линейке приводов любой конторы есть обычно электродвигатели со встроенным тормозом. Будь это почивший SEW евро драйвер или какой-нить элком или ещё что-то кетайскоподобное. Движок немного длиннее обычного и чуть дороже.

[LoserCrane]

нужно применять
двигатель постоянного тока, который умеет плавно трогаться и изменять скорость движения.

Плавно изменять обороты может и асинхронные с инверторным управлением. И шаговым двигателем. Для аккумуляторного транспорта лучше конечно на пост токе, с драйвером.

[алексst]

В линейке приводов любой конторы есть обычно электродвигатели со встроенным тормозом. Будь это почивший SEW евро драйвер или какой-нить элком или ещё что-то кетайскоподобное. Движок немного длиннее обычного и чуть дороже.

Вы, наверно, не обратили внимания на слова автора: "Тормозов не будет. Бюджет. ...".
То есть, тормозов не будет никаких, ни в каком виде. ЭКОНОМИЯ. Так они решили.