Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методичка КСПТМ-Русск.вар..DOC
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
1.01 Mб
Скачать

Параметров

Определяемый

параметр

Значения вылетов крана, мм

R1=Rmin=

R2 =

R3=

R4=

R5=

R6=Rmin=

NB, кг

Q, кг

2 Измеряется значение В.

3 При отсутствии груза на крюке для каждого вылета R по динамометру определяются значения NB и заносятся в таблицу 4.1.

4 По формуле (4.8), принимая Ky = 1,4, расчетом определяют значения Q и заносят в таблицу 4.1.

5 По полученным данным строятся графики зависимостей; NB = f(R) и Q=f(R).

4.4 Содержание отчета

1 Цель работы.

2 Принципиальная схема модели крана, кинематические схемы всех механизмов, схемы запасовки грузовых и стреловых канатов, схемы предохранительных устройств.

3 Результаты экспериментов в табличной форме (см.табл.4.1).

4 Графики зависимостей NB = f(R) и Q=f(R).

5 Выводы.

4.5 Контрольные вопросы

1 Чем отличается грузовая и собственная устойчивость стрело­вого передвижного крана?

2 Чем отличаются ограничители грузоподъемности от ограничи­телей грузового момента?

3 Что должен делать машинист крана при срабатывании ограни­чителя грузового момента?

4 Какие факторы, кроме устойчивости, сдерживают увеличение грузоподъемности крана?

5 Какие внешние силы, действующие на реальный кран, создают опрокидывающий момент?

5 Лабораторная работа 5

Изучение конструкций и определение технических

Параметров уравновешенных стреловых устройств

Грузоподъемных кранов

Цель работы: изучение конструкций уравновешенных стреловых устройств; экспериментальное определение траектории движения груза при изменении вылета; определение величины и характера изменения грузового неуравновешенного момента.

5.1 Основные теоретические положения

На стреловых кранах, у которых изменение вылета груза осу­ществляется путем качания стрелы, применяются неуравновешенные и уравновешенные стреловые устройства.

При неуравновешенных стреловых устройствах подъем или опуска­ние стрелы будет сопровождаться подъемом или опусканием груза. Кроме того, стрелы таких кранов, как правило, не уравновешиваются противовесами. Поэтому качание стрелы с грузом требует значительной мощности привода механизма изменения вылета. По этой причине на кранах с неуравновешенными стреловыми устройствами изменение выле­та стрелы является установочным движением и производится обычно при отсутствии груза. Отметим, что при качающихся стрелах вылет груза и вылет стрелы адекватны, так как крюковая подвеска подвешивается к блокам на оголовке стрелы.

Примером применения неуравновешенных стреловых устройств являются автомобильные, пневмоколесные, гусеничные и железнодо­рожные краны, за исключением тех кранов, где установлена телеско­пическая стрела.

При телескопических стрелах изменение вылета путем выдвиже­ния секций разрешается производить при подвешенном на стреле грузе. Но эти стрелы в настоящей работе не рассматриваются.

Уравновешенные стреловые устройства применяются на тех кра­нах, где изменение вылета груза является рабочим движением. Эти устройства обеспечивают идеально горизонтальную или близкую к горизонтали траекторию движения груза. При этом вес стрелы и свя­занных с ней элементов (канаты, блоки, хобот, оттяжка и т.д.) уравновешиваются с помощью подвижного стрелового противовеса.

В случае отклонения траектории груза от горизонтали или при неполном уравновешивании элементов стрелового устройства привод механизма изменения вылета преодолевает сопротивления в виде мо­мента от негоризонтальности перемещения груза Мнг и момента от неуравновешенности стрелового устройства Мну, приведенных к оси качания стрелы.

Рассматривая только устройства, обеспечивающие горизонтальную траекторию груза, различают следующие типы уравновешенных стрело­вых устройств:

1 Прямая стрела с уравнительным полиспастом.

2 Прямая стрела с уравнительным блоком.

3 Прямая стрела с уравнительным барабаном,

4 Прямая стрела с подвижным шарниром качания.

5 Шарнирно-сочлененное стреловое устройство с профилирован­ным хоботом и гибкой оттяжкой.

6 Шарнирно-сочлененное стреловое устройство с прямым хоботом и гибкой оттяжкой.

7 Шарнирно-сочлененное стреловое устройство с прямым хоботом и жесткой оттяжкой.

8 Шарнирно-сочлененное стреловое устройство с прямым хоботом, жесткой оттяжкой и подвижной осью качания стрелы (с шарнирным па­раллелограммом).

Из вышеперечисленных типов идеально горизонтальное перемещение груза при качании стрелы достигается при стреловых устройствах по и.4 (портальный кран с откатной стрелой фирмы "Кампнагель", Герма­ния [14]) и по пп.5, 8 (краны фирмы "Вабкок-Вилькокс", "Ганц", "Кампнагель [5]). Однако, при этом усложняется конструкция стреловых устройств, что ограничило их применение на стреловых кранах.

Стреловые устройства по пп.1,2,3,6,7 не обеспечивают идеально горизонтальной траектории груза, но вследствие незначительных откло­нений груза от горизонтали и упрощенной конструкции получили широ­кое распространение на портальных, плавучих, башенных и других типах кранов. Например, на 90% портальных кранов применяются следующие типы стреловых устройств: шарнирно-сочлененные (пп.6 и 7) - 47%, с уравнительным полиспастом (п.1) - 32%, с уравнительным блоком (п.2) - 10% [16]. Стреловые устройства с уравнительным барабаном (п.3) наиболее широко распространены на башенных кранах с подъемной стрехой и на стреловых самоходных кранах.

В настоящей лабораторной работе предметом изучения являются стреловые устройства по пп.1,3 и 7.

Прямая стрела с уравнительным полиспастом (рисунок 5.1) обеспечива­ет пологую траекторию движения груза вследствие изменения длины Lуп. уравнительного полиспаста, в результате чего за счет перекатывания каната изменяется длина подвеса груза li.

1 - подъёмная лебедка; 2 - уравнительный полиспаст;

3 - стрела; 4 - грузовой полиспаст

Рисунок 5.1 - Прямая стрела с уравнительным полиспастом

При качании стрелы усилием F суммарная длина каната Lк в уравнительном и гру­зовом полиспастах остается постоянной.

. /5.1/

При этом с уменьшением lуп увеличивается li , и наобо­рот.

В общем случае ордината у (см.рис.5.1) зависит от длины стрелы Lc , угла наклона стрелы φ, размеров S и , длины каната и кратности полиспастов.

Наименьшие значения имеет место при следующих значе­ниях параметров

Вариант 1

, Uy =3, Uг = 1.

Вариант 2

, Uy =5…6, Uг = 2.

Момент от негоризонтальности перемещения груза можно вычислить по формуле [14]

, (5.2)

где .

Следует отметить, что перекатывание грузового каната по блокам при качании стрелы снижает срок службы каната.

Прямая стрела с уравнительным барабаном (рисунок 5.2) также обеспе­чивает приблизительно горизонтальное перемещение груза при качании стрелы благодаря тому, что одна ветвь простого грузового полиспаста навивается на уравнительный барабан, жестко соединенный со стрелоподъемным барабаном.

При этом направления навивки грузового и стре­лового канатов являются противоположными.

.

1 - грузовой барабан; 2 - стрелоподъёмный барабан; 3 - уравнительный барабан; 4 – стрела; 5 – стрелоподъёмный полиспаст; 6 – грузовой полиспаст

Рисунок 5.2 - Прямая стрела с уравнительным барабаном

С помощью уравнительного барабана увеличивается длина подвеса груза при подъеме стрелы и наоборот, т.е. происходит перекатывание грузового каната по блокам, снижающее его долговечность,

В общем случае траектория горизонтального движения груза за­висит от кратности страхового и грузового полиспастов, длины стрелы, координат оси качания стрелы я оси неподвижных блоков, диаметра и конфигурации уравнительного барабана.

При изменении угла наклона стрелы от φmin до φmax максимальное вертикальное перемещение груза может быть определено по формуле [15]

(5.3)

,

где Lc - длина стрелы (Lc = [AB], cм. рис .5.2);

H - превышение по высоте оси неподвижных блоков над осью качания стрелы;

Uc - кратность стрелового полиспаста;

Vг и Vc - скорости соответственно грузового каната, навивающе­гося на уравнительный барабан, и стрелового каната.

Формула (5.3) получена для случая, когда канат со скоростя­ми Vг и Vс на участке от оголовка стрелы до оси неподвижных блоков параллельны между собой.

Шарнирно-сочлененное стреловое устройство с прямым хоботом и жесткой оттяжкой при проходе грузовых канатов по периметру стре­ловой системы (вдоль хобота и вдоль оттяжки) имеет эквидистантные траектории конца хобота (точка А) и груза (рисунок 5.3).

1 - прямой хобот; 2 - оттяжка; 3 – механизм подъема; 4 - стрела

Рисунок 5.3 - Шарнирно-сочлененное стреловое устройство

Поэтому при проектировании необходимо добиться приемлемой траектории конца хобота. При качании стрелы длина подвеса груза остается постоянной, поскольку перекатывания грузового каната по блокам не происходит. Значения и Мнг определяются графиче­ским или аналитическим методом [14,17,18].

Максимальные допускаемые и фактические значения для различных типов стреловых кранов приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Отклонения груза от горизонтали

Тип крана

Максимальное допускаемое

значение

Фактические

значения

Примечание

Портальные

0,15

(ГОСТ 11283 – 73)

(0,01…0,04)

-

Плавучие

перегрузочные

0,1

(ГОСТ 5534– 79)

-

-

Судовые

0,07

(ГОСТ 25938 – 83)

-

-

Башенные

0,1Rmax

(ГОСТ 13556 – 85)

0,015…0,048

При двукратном стреловом полиспасте

Самоходные

стреловые

-

(0,025…0,03)

-

В таблице 5.1 обозначено

,

где Rmax и Rmin - максимальный и минимальный вылет груза.

Неуравновешенный грузовой момент Мнг оказывает влияние на нагруженность механизма изменения вылета и элементов стрелового уст­ройства, на параметры системы уравновешивания с помощью противовеса. Характер изменения Мнг определятся характером траектории движе­ния груза при изменении вылета. На рисунке 5.4 в качестве примера показаны траектории груза и соответствующие им моменты Мнг, приведенные к оси качания стрелы.

Рисунок 5.4 - Траектории движения груза и кривые неуравновешенных

грузовых моментов до прямой стрелы с уравнительным

полиспастом (а) и для шарнирно-сочлененного

стрелового устройства (б)

При известной траектории движения груза, построенной в виде зависимости у = f(φ), где φ - угол наклона стрелы (см.рис.5.1, 5.2, 5.3), величину Мнг можно определить из уравнения работ

, (5.4)

где G - вес подвешенного груза;

и - малое перемещение грузf по вертикали и соответствующее ему малое угловое перемещение стрелы.

Тогда

, (5.5)

где - тангенс угла, образованного касательной к траектории груза с осью абсцисс (рис.5.5).

Рисунок 5.5 - Схема к определению Мнг

При решении задачи во оптимизации стреловых устройств в ка­честве критерия оптимизации принимается масса устройства [17,18]. При этом, чтобы исключить из рассмотрения неприемлемые по моменту Мнг варианты, принимают на вылете Rmax граничный момент [18] (см.рис.5.4)

для прямой стрелы с уравнительным полиспастом

Мнг = М1 = 0

для шарнирно-сочлененного стрелового устройства

Мнг = М1 = -0,25G .

Момент М2 (см.рис.5.4) определяет в ходе оптимизации.