Расчет и выбор параметров основных элементов механизма поворота крана.

 

Цель работы: Определение общего статического момент сопротивления повороту крана. Определение мощности электродвигателя, общего передаточного числа редуктора.

 

Исходные данные:

 

Поворот осуществляется при вылете стрелы                         L = 14 м

 вес поднимаемого груза                                                         G_г = 49кН

 вес поворотной части крана без стрелы                                          G_п^’ = 222кН

вес стрелы                                                                                 G_стр = 15кН

вес поворотной части со стрелой                G_п = G_п^’ + G_стр = 237000Н = 237кН

Опорно – поворотное устройство                                           шариковое

диаметр круга вращения                                                D = 2,1м (R=1,05м)

диаметр шарика                                                                                 d_ш = 0,05 м

частота вращения                                                                     n_к = 2 об/мин

угол наклона пути                                                                     = 4,5⁰

                                                                  Решение.

 

       Определяем момент сопротивления повороту крана, создаваемый силами трения, по формуле , принимая f = 0,001 м; к = 1,3:

Для определения момента сопротивления, создаваемого ветром M_в принимаем p = 250 Н/м²; F_г = 9 м²; F_стр = 1,6 м²; F_п = 12 м²; b = 8 м; l_п = 0,7 м; L = 14м.

        

Тогда момент по формуле составит

        

Момент от горизонтальной составляющей веса, Нм

 Н

        

    Находим общий статический момент сопротивления повороту крана

 

    Определяем мощность электродвигателя по формуле, предварительно принимая, что КПД механизма = 0,88:

 

    По каталогу подбираем двигатель MTF-411-6У2 (ГОСТ 185-70) мощностью 27 кВт при ПВ = 25%, n_д = 955 об/мин. Передаточное число передачи:

    Зная передаточное число, выбирают редуктор и проектируют остальные элементы передачи.

 

Рис.5 Расчетная схема механизма поворота крана КЖДЭ-16.

 

                          Практическое занятие № 7

              Расчет устойчивости стреловых кранов.

Цель работы: Определение коэффициента грузовой устойчивости К₁.Опре-

деление грузовой статической устойчивости крана. Определение коэффициента собственной устойчивости крана.

 

 

Исходные данные

 

Вес крана без груза в                                                                              G_K =52400 кг Расстояние от центра тяжести крана до оси вращения крана            с =1,15 м

Расстояние от оси вращения до ребра опрокидывания                           b= 0,815 м

Угол крена крана (угол наклона местности) в градусах                     α =2⁰ Расстояние от уровня головки рельса до центра тяжести крана            h₀ =2,55 м

Максимальный вес поднимаемого груза (грузоподъемность)                Q= 10000 кг

Скорость опускания груза                                                                          V= 0,15 м/с

Время торможения груза                                                                        t= 5 c

Ускорение свободного падения                                                                  g = 9,81 м/с²

Вылет крана                                                                                                  L= 12 м Ветровая нагрузка крана                                                                             W₁₌   4500 Н

Расстояние от уровня головки рельса до направления действия

силы W₁                                                                                                         h₁ =2,55 м

Ветровая нагрузка на поднимаемый груз                                                  W₂₌ 2000 H

Расстояние от уровня головки рельса до вершины стрелы                      h₂₌ 9 м Расстояние от груза да вершины стрелы                                                    H=4,7 м

Количество оборотов крана                                                                    n = 2 об/мин;                   

Решение.

Грузовую устойчивость рассчитывают при положении крана с грузом Q при максимальном вылете стрелы L, установленной поперек пути.

Уклон местности и ветровую нагрузку принимаем способствующими опрокидыванию крана в сторону груза. Расчет ведем при торможении спускаю­щегося груза и повороте крана.

 Определяем  коэффициент грузовой устойчивости К₁:

                                                                                                               

                           (1)

где

М_к — момент, создаваемый весом крана относительно ребра опрокидывания и противодействующий всем опрокидывающим моментам;

 М_тг, Мв, Мц — опрокидывающие моменты соответственно от сил инерции при тор­можении груза, ветровой нагрузки, центробежной силы груза при вращении;

 М_г — опрокидывающий момент, создаваемый весом поднимаемого груза.

 

Нормами Госгортехнадзора предусмотрена также проверка грузовой стати­ческой устойчивости, т. е. без учета динамических сил при торможении спуска­емого груза и повороте крана, а также без ветровой нагрузки. В этом случае К_{ст1 ≥ 1.4,т.е.}

Определяем грузовую статическую устойчивость крана:

 

гдеG_к= 52400 кг-  вес  крана без груза,   

Н = 4,7 м- расстояние от груза да вершины стрелы;                                                    

с=1,15- расстояние от центра тяжести крана до его оси вращения, м;

в=0,815 - расстояние от оси вращения до ребра опрокидывания, м;

α=2º- угол, крена крана (угол наклона местности), град; h₀=2,55-расстояние от уровня головки рельса до центра тяжести крана, м.

 

Рис.6. Расчетная схема грузовой устойчивости крана.

Собственная устойчивость рассматривается, когда кран стоит без груза с максимально поднятой стрелой (вылет минимальный) и имеет крен в сторону противовеса. При этом на него оказывает воздействие ветровая нагрузка в сто­рону опрокидывания        

            

Рис.7. Расчетная схема собственной устойчивости крана.

Определяем коэффициент собственной устойчивости равный отношению суммы моментов всех сил относительно линии опрокидывания, кроме ветровой нагрузки, к мо­менту относительно линии опрокидывания от ветровой нагрузки:

 

где      W1´=4500Н - сила давления ветра, действующая параллельно плоскости, на

     которой установлен кран;

h₁ =2,55 м´- расстояние от линии действия силы W1´ до ребра опрокидывания, м.

Подставляя значения отдельных моментов в уравнение (1), получим

где W₁ ^‘=4000Н- сила давления ветра параллельно плоскости, на которой установлен кран;h₁^’ =2,55 м- расстояние от линии действия силы W₁ ^‘до ребра опрокидывания .Условия устойчивости выполнены.

Для обеспечения устойчивости кранов при повышенных расчетных на­грузках используют специальные устройства - дополнительные опоры. У ав­томобильных и гусеничных кранов это откидные опоры (аутригеры), у железно­дорожных - рельсовые клещи.