1.2. Расчётная схема стрелы
При составлении расчётной схемы геометрическими размерами стрелы и точек ее крепления относительно башни необходимо предварительно задаться, основываясь на существующих типах конструкций и исходя из следующих эмпирических соотношений, которые получены на основании статистической обработки размеров выпускаемых типов кранов (рис. 3):
– поперечное сечение башни (квадрат):
поворотной
аб =
(0,9...1,1)
,
м (1.1)
неповоротной
а6 =
(0,9...1,1)
, м, (1.2)
– высота оголовка башни от шарнира пяты стрелы
hг
= (0,8...1,2)
,
м, (1.3)
– расстояние от оси башни до оси пяты стрелы
Xс = 0,5 aб + 0,2 , м, (1.4)
– расстояние от оси вращения крана с поворотной башней до оси пяты стрелы
xп = (0,55...0,6)аб + xс , м (1.5)
– высота вертикальной фермы стрелы
h
= (0,9...1,1)
,
м. (1.6)
В выше приведенных соотношениях приняты следующие условные обозначения:
Н – максимальная высота подъема груза, м;
L – длина стрелы, м;
R – максимальный вылет груза, м.
В кранах с неповоротной башней ось вращения крана совпадает с осью башни.
Ширину горизонтальной фермы у пяты стрелы необходимо принять равной по размеру башни – b1= а6. На практике применяются два типа горизонтальных ферм – с параллельными поясами на всей длине (b1= b) и с трапециидальной частью у пяты стрелы (рис. 3.). Во втором случае стрела и металлоконструкции грузовой тележки получаются более компактными и обладают меньшей массой, а ширину стрелы в горизонтальной плоскости b принимают равной
b = (0,65...0,8) b1, м. (1.7)
|
Рис. 3. Схема к расчёту геометрических размеров стрелы
в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Длина консольной части стрелы назначается в зависимости от длины стрелы и максимальной грузоподъемности крана (по графику грузоподъёмности в техническом задании на проектирование)– в пролётной части и на конце стрелы. Для существующих типов кранов она колеблется в пределах
l1 = (0,3...0,5)L. (1.8)
При увеличении длины стрелы (вылета груза) могут назначаться две точки её подвеса к башне крана.
Окончательный выбор длины консольной части стрелы производится из условия, чтобы максимальные значения изгибающего момента в середине пролётной части (от оси пяты стрелы до точки крепления расчала) и в точке крепления расчала имели бы примерно одинаковую величину при различных положениях грузовой тележки и массах поднимаемых грузов (рис. 8).
Точку крепления расчала назначают в узлах ферм по верхнему поясу (одном или двух) или в середине панели фермы с назначением дополнительной стойки, связывающей пояса стрелы.
С целью обеспечения технологичности изготовления стрелы длина всех панелей ферм должна быть одинаковой. Число панелей ферм и их длина будут зависеть от требуемого вылета груза – длины стрелы.
Необходимая длина стрелы для крана с поворотной башней будет равна
L=R – xп + aг, м. (1.9)
Для крана с неповоротной башней длина стрелы для обеспечения заданного вылета груза будет равна
L=R – Xс + aг, м, (1.10)
где aг=1,6…2 м – расстояние от центра подвеса груза (центра грузовой тележки) при максимальном вылете до центра последнего шарнира фермы.
В тоже время, длина стрелы будет определяться как произведение числа панелей ферм на их длину
L=n × a, (1.11)
где n – число панелей фермы,
a – длина панелей.
Длиной панелей ферм необходимо предварительно задаться в пределах 1,4…2,5 м. Большие значения следует принимать для треугольной соединительной решётки со стойками. Длину панели фермы необходимо также увязать с её высотой таким образом, чтобы угол наклона раскосов находился в пределах 350…600. При угле наклона раскоса равного 450 высота фермы h будет равна половине длины панели а.
Задавшись предварительно длиной панели фермы, определяют число панелей исходя из требуемой длины стрелы. Округляя полученное число панелей в большую или меньшую сторону до целого числа, находят длину панели. Все округления числа и длины панелей в небольших пределах следует свести к длине aг, которую окончательно следует определить по формуле
aг= L – R + xп, м. (1.12)
Расстояние от центра грузовой тележки (каретки) до центра последнего шарнира ферм aг необходимо также увязывать с её размерами – базой, расстоянием между ходовыми колёсами d. Базой 4-х опорной грузовой тележки предварительно также следует задаться в пределах 1…1,4 м.