4. Основы конструирования подъемно-транспортных установок.

4.1 Общие положения.

Грузоподъемные машины по своим параметрам должны соответствовать требованиям Государственных стандартов на машины данного типа и технических условий на их проектирование и изготовление, а применяемые в них материалы, покупные изделия и комплектующее оборудование- соответствующим стандартам. Кроме того, грузоподъемные машины должны удовлетворять «Правилам устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» Росгортехнадзора, «Правилам устройства электроустановок» и требованиям технической эстетики. Более широкие конструктивные и эксплуатационные требования к грузоподъемным машинам предъявляют отраслевые и ведомственные технические условия на проектирование.

Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» включают ряд требований, выполнение которых при конструировании машин создает предпосылки для их безопасной и надежной эксплуатации.

При конструировании механизмов необходимо стремиться к тому, чтобы они были агрегатны, т.е. все входящие в механизм узлы собирались отдельно и уже в виде сборочных единиц устанавливались на машину.

В настоящее время разработан ряд унифицированных узлов подъемно-транспортных машин (редукторов, грузовых барабанов, ходовых колес, крюковых подвесок и т.д.), которые позволяют набирать из них механизмы, имеющие различные характеристики.

Агрегатирование применяют как метод компонирования механизмов, а также машины в целом из рядов унифицированных деталей, сборочных единиц и агрегатов, обладающих геометрической и функциональной взаимозаменяемостью.

Унификация конструктивных элементов дает значительный экономический эффект- сокращаются сроки и стоимость проектирования и изготовления машин, упрощаются обслуживание и ремонт. Применение унифицированных сборочных единиц позволяет унифицировать краны- создавать унифицированные ряды из

минимального количества однотипных кранов. Например, в стреловых и мостовых кранах применяют внутрирядовую и диагональную унификацию. Внутрирядовая унификация применена в механизмах главного подъема грузоподъемностью 63…200 т; все основные размеры узлов определены из условия применения каната диаметром 27…31 мм для кранов грузоподъемностью 63…160 т и диаметром 31…39 для кранов грузоподъемностью 200 т и выше. Это позволило в данных механизмах ограничиться двумя типоразмерами редукторов, тремя типоразмерами барабанов и одним типоразмером тормоза. Диагональная унификация используется в кранах грузоподъемностью от 5…50 т, при этом

модели механизмов подъема грузоподъемностью 12,5 и 20 т среднего режима работы используют соответственно как механизмы подъема грузоподъемностью 20 и 32 т в легком режиме, 8 и 12,5 т в тяжелом режиме и т.д.

Выбор материалов. При разработке конструкций подъемно-транспортных машин необходимо уделить большое внимание выбору материала, так как от этого в значительной степени зависят стоимость машины и ее масса. Выбирая марку материала, учитывают его необходимую прочность, сопротивление усталости, износостойкость, стремясь получить деталь с наименьшей массой.

В соответствии с требованиями Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов, Правил устройства и безопасной эксплуатации подъемников и действующей нормативной документации разработаны Технические условия УК 36.24.12-100-97 «Металлоконструкции грузоподъемных машин, оборудования и подъемников. Капитальный ремонт». Требования этих технических условий должны быть выполнены при выборе материала для изготовления и ремонта как несущих сварных конструкций грузоподъемных машин обычного, тропического и северного исполнения, так и вспомогательных элементов.

Для сварных конструкций применяют углеродистую сталь обыкновенного качества группы В, имеющую гарантию как по механическим характеристикам, так и по химическому составу. Основной маркой стали является ВСт3сп (ВСт3пс, ВСт3кп), обладающая высокими технологическими и механическими свойствами

(прочность, ударная вязкость и свариваемость). Наряду со сталью марки Ст3 применяется сталь марки М16С, содержащую меньше вредных примесей (фосфора, серы), а также низколегированные стали марок 09Г2С, 10ХСНД, 15ХСНД и др.

Для изготовления тяжелонагруженных деталей, а также подверженных интенсивному истиранию, применяют стали конструкционные легированные

по ГОСТ 4543-71. Литые детали подъемно-транспортных машин изготавливают из конструкционной стали марок 15Л…55Л (ГОСТ 977-75) и серого чугуна (ГОСТ 1412-79), который характеризуется хорошими технологическими свойствами и малой стоимостью.

Ответственные отливки выполняют из высокопрочного (ГОСТ 7293-79) и ковкого чугунов. В таблице 2.1 указаны рекомендуемые основные материалы для изготовления деталей и конструкций крановых механизмов.

Табл. 2.1. Материалы для изготовления крановых механизмов и металлоконструкций.

Материал	Марка	Рекомендуемое применение
Сталь ГОСТ 380-88	ВСт3кп,пс ВСт3сп	Кованые корпусы, крышки подшип-ников, втулки, платики, коуши, сварные барабаны, блоки. Вилки и щеки крюковых подвесок, барабаны, рычаги тормозов. Детали металлоконструкций
Сталь ГОСТ 1050-88	20 35, 40 45	Металлоконструкции стрел из труб; Кованые крюки, вилки и щеки крю-ковых подвесок, траверсы, гайки, болты, полумуфты. Валы и оси механизмов передвиже-ния, болты, работающие на срез в муфтах, венцах и ступицах бараба-нов. Валы всех механизмов, ответствен-*ные болты, втулки и полумуфты.
Сталь ГОСТ 4543-71	40Х 45Х, 50Х 15Г…50Г2 15ХМ, 30ХМА 20ХА, 30ХНЗА и др.	Тяжелонагруженные валы, валы-шестерни, червяки и звездочки меха-низмов. Детали, подверженные интенсивно-му истиранию, шестерни, валы-шес- тернии, диски трения.

Сталь ГОСТ 4543-71	40Х 45Х, 50Х 15Г…50Г2 15ХМ, 30ХМА 20ХА, 30ХНЗА и др.	Тяжелонагруженные валы, валы-шестерни, червяки и звездочки меха-низмов. Детали, подверженные интенсивно-му истиранию, шестерни, валы-шес- тернии, диски трения.
Стальные отливки ГОСТ 977-75	35Л 55Л	Корпуса подшипников, буксы, бара- баны, блоки, зубчатые колеса, тор- мозные шкивы.
Чугунные отливки ГОСТ 977-75	СЧ 15-32 СЧ 18 СЧ 28	Блоки (с толщиной стенок до 15 мм), крышки редукторов, корпуса редукторов. Блоки, барабаны, корпуса редукто-ров, звездочки, тормозные колодки.
Бронза ГОСТ 493-79	Бр. АЖ9-4Л	Венцы червячных колес, втулки, вкладыши подшипников.
Легированные стали ТУ УК 36.24.12-100-97	09Г2С 10ХСНД 15ХСНД 14Г2АФ и др.	Металлоконструкции стрел, мостов (для работы в условиях низких тем-ператур -40…-80˚С).