Пример расчета механизма поворота

Рассчитать механизм поворота стрелового крана с неподвижной колонной (Рис.1. 27). Грузоподъемность крана Q = 10 т, вылет R = 8 м, высота крана 20 м, частота вращения n_кр = 1 об/мин. Масса вращающейся части крана (без противовеса) G = 2,5 т, расстояние от центра тяжести поворотной части крана до оси его вращения l = 3,8 м, расстояние от центра тяжести противовеса до оси вращения l _пр = 5 м, расстояние между верхней и нижней опорами h = 4,2 м. Режим работы — сред­ний ПВ 25%. Кран установлен на открытом воздухе. Возможное от­клонение оси колонны от вертика­ли α ≈ 1°.

Вес противовеса G _ПР определим из условия равенства изгибающих моментов М₁ и М₂, действующих на колонну при наличии груза на крюке и при отсутствии груза, М₁ = —М₂

При отсутствии груза

Откуда

И ли

Вертикальная реакция В Примем: площадь контура противовесной консоли (с учетом расположенного на ней балласта и механизмов) 1,2 м2, наветренную площадь груза 10 м2 (табл. 1.8), наветренную площадь контура стрелы 6,4 м2. Примем: расстояние от точки приложения ветровой нагрузки на стрелу до оси вращения крана р = 4 м; расстояние от точки прило­жения

ветровой нагрузки на противовесную консоль по оси враще­ния крана р₁ = 2,5 м.

Г оризонтальная реакция в верх­ней опоре определяется исходя из уравнения моментов сил относи­тельно опоры А (считаем, что горизонтальные силы отсутствуют, т. е. W= 0, так как ветровая нагрузка незначительна — см. ниже).

Горизонтальная реакция в опоре А

Из каталога на подшипники выбираем для верхней опоры (табл. 140) по величине полученной статической нагрузки В = 22,5 тс (при n _кр = 1 об/мин) упорный однорядный шарикоподшипник легкой серии 8218Н (ГОСТ 7872—89) с допускаемой осевой статической нагрузкой 25500 кг с, внутренним диаметром 90 мм, наружным диаметром 135 мм. По величине горизонтальной реакции С = 9,4 тс (табл. 126) выбираем радиаль­ный однорядный шарикоподшипник 314 (ГОСТ 8338—75) с допускаемой радиальной статической нагрузкой 10400 кгс, внутренним диаметром 70 мм и наружным диаметром 150 мм.

Примем для упорного подшипника средний диаметр

мм

для радиального подшипника средний диаметр

мм

коэффициент трения в обоих под­шипниках —0,03.

Н ижнее опорное устройство (см. рис. 1.27) воспринимает горизонталь­ную силу А = 9,4 тс, которая приходится на два ролика, расположен­ных друг к другу под углом β = 60°. Усилие, действующее на каждый ролик,

По этой нагрузке выбираем для роликов радиальные шарикопод­шипники 310 с допускаемой радиальной статической нагрузкой 6180 кгс, с внутренним диаметром d_Н = 50 мм и наружным диамет­ром 110 мм.

Приняв диаметр цилиндрической части колонны, по которой пе­рекатываются ролики, D_А = 320 мм, найдем частоту вращения роли­ков (при частоте вращения поворотной части крана

n _кр = 1 об/ми н)

где D_K = 160 мм — наружный диаметр ролика.

Учитывая, что при этом продолжительность включения меха­низма вращения крана невелика (ПВ 25%), можем допустить выбор подшипника по статической нагрузке. Коэффициент трения качения ролика по колонне примем равным f =0,05.

Момент сопротивления вращения от сил трения в опорах относительно оси вращения крана

где М_А , М_В и М_с — моменты трения в соответствующих опорах.

Момент трения в опоре А

кгс·м

где f = 0,05 — коэффициент трения качения ролика по колонне; μ = 0,03 — коэффициент трения в подшипнике. Момент сил трения в упорном подшипнике верхней опоры

кгс·м

Момент сил трения в радиальном подшипнике верхней опоры

кгс·м