3.1. Схемы

Основные конструктивные схемы механизмов передвижения приведены на рис.15: а – центральный привод мостового крана; б – раздельный привод при соединении редуктора с колесом муфтой; в – раздельный привод с навесным редуктором; г – привод с вертикальным навесным редуктором; д – центральный привод тележки; е – боковой привод тележки; ж – фрикционный тягач электротали; з - привод колес электротали.

Чаще всего используют механизмы передвижения с четырьмя колесами, при этом приводных колес не менее двух. при движении по круговому рельсу крана, имеющего одну неподвижную опору, можно применять схему с тремя и двумя колесами, обычно приводное колесо только одно. В трехколесной схеме должна быть обеспечена одинаковая нагрузка колес.

3.2 Вес крана

Для электроталей можно принимать G_таль= (0,2..0,3)F_Q

Чем меньше грузоподъемность, тем таль относительно тяжелее.

Вес крана мостового типа складывается из весов тележки, механизма передвижения и металлоконструкции. Вес тележки G_тел≈0,25F_Q; вес механизма передвижения G_мехпер≈0,1F_Q. Определение веса металлоконструкции приведено в работе [1].

3.3. Колеса

В кранах применяют двухребордные (рис. 16а), одноребордные (рис. 16б) и безребордные (рис. 16в) ходовые колеса. Безребордные колеса работают совместно с направляющими роликами, при этом требуется повышенная точность изготовления крана и подкрановых путей, иначе эффект снижения потерь на трение уменьшается. Одноребордные колеса с бочкообразным ободом (см. рис. 16б) применяют для талей, монорельсовых тележек и других кранов, передвигающихся по двутаврам. Одноребордные колеса с коническим ободом используют в тележках мостовых кранов, причем реборды устанавливают с внутренней стороны колес.

Начальный контакт колеса с рельсом может осуществляться в точке или по линии. Более распространен точечный начальный контакт (см. рис. 16).

Предварительный диаметр стальных колес D выбирают по следующим эмпирическим формулам:

при точечном начальном контакте

D≈1,2(F_max)^0,5

при линейном начальном контакте

D≈(F_max)^0,5

где D в мм, F_мах в Н.

При чугунном колесе диаметр приблизительно вдвое больше. Применение чугунных колес разрешено только для кранов с ручным приводом.

Наибольшую нагрузку на колесо Fмах(H), определяют по формулам:

а) для крана без тележки, например с траверсой для перевозки длинномеров, для тележки мостового или консольного крана, электротали, монорельсовой тележки при опоре на четыре колеса

Fmax=1,1(F_Q+G₀)/4,

где G₀ - вес крана, тележки или электротали;

б)для крана мостового типа с тележкой или электроталью

F_max=(G₀-G_тел)/4+(F_Q+G_тел)/2,

здесь G_тел вес тележки или электротали.

Рельсы для случая, показанного на рис. 16а, подбирают по табл. 10

Таблица 10.

Рельс	Диаметр колеса
	200	250	320	400
Тип	Р11	Р15	Р24	Р24
Радиус головки	95	146	200	200

При бочкообразных колесах (см. рис. 16б,в) обычно принимают r₂>=D.

Контактное напряжение при точечном контакте, Н/мм²,

где для стального колеса коэффициент С_Нк=3600; для чугунного колеса С_Hk = 2900; F_HE = F_max·γ·K_HV – эквивалентная нагрузка, Н; γ=0,8..0,92 – коэффициент эквивалентности, равный

K_HV = 1+2,5·10^-3V – коэффициент динамичности; V в м/мин; D – диаметр колеса в точке контакта, мм; m – коэффициент, зависящий от отношения r/D (обычно r₂) и принимаемый по табл. 11.

Таблица 11

r/D	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
m	0,176	0,157	0,143	0,137	0,133	0,127	0,123
1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6
0,119	0,117	0,113	0,111	0,108	0,107	0,1005

Контактное напряжение при линейном контакте, Н/мм²

где для стального колеса C_н.п.=120, для чугунного колеса C_н.п.=100; F_HE=F_max·γ·K_HV·K_НB - эквивалентная нагрузка, Н; F_max, γ, K_HV и D определяют также как при точечном контакте; K_HB=2 – коэффициент концентрации нагрузки по длине контакта; b – длина контактной линии.

Допускаемое напряжение определют по формуле

где [σ_Н0] – допускаемое напряжение при наработке N = 10⁴ циклов (табл.12)

Таблица 12

Заготовка	Материал	Твердость HB	H/мм2
Отливка	СЧ35	Отбел не допускается	320
Отливка	Сталь 55Л	190	560
	Сталь 35ГЛ	210	600
Поковка или штамповка	Сталь 45	200	610
	Сталь 50	240	700
	Сталь 75 Сталь 65Г	300	800
		330	860
		350	890
Прокат	Сталь 75 и Сталь 65Г	350	920

Наработка колеса, циклы:

N=t₀·60·n_кол·β>=10⁴,

где t₀ – машинное время работы, ч; n_кол – частота вращения колеса, об/мин (см. далее п.3.5); β = 0,85 – коэффициент, учитывающий уменьшение средней частоты вращения в периоды неустановившихся движений.