1.5. Пример составления расчётной схемы стрелы

При проектировании стрелы необходимо прежде всего составить её расчётные схемы в вертикальной и горизонтальной плоскостях с указанием необходимых размеров:

сечения башни и высоту её оголовка,

расстояние от оси пяты стрелы до центра башни;

расстояние от оси пяты стрелы до оси вращения крана;

длину стрелы;

размеры панелей ферм (длину и высоту);

количество панелей;

точку крепления расчала, то есть определить длину пролётной и консольной части,

положение направляющих блоков каната механизма подъёма груза на оголовке башни,

угол наклона расчала к оси стрелы,

положение обводных блоков на стреле грузоподъемного каната и направление его действия согласно выбранной схеме запасовки,

базу ходовых колес тележки,

расстояние от центра грузовой тележки на максимальном вылете до оси крайнего шарнира стрелы.

Число панелей на расчётной схеме и тип решётки должны точно соответствовать действительной ферме. При конструировании типа решетки и назначении числа панелей производят одновременно и разбивку стрелы на отдельные секции - сборочные единицы.

Исходные данные:

тип башни крана – поворотная;

грузоподъёмность крана - m_q1=8 т, m_q2=3,6 т на максимальном вылете (Q₁= 80 кН, Q₂= 36 кН);

высота подъёма груза - H=32 м;

максимальный вылет груза - R = 28 м;

скорость подъёма груза – v_п = 23 м/мин (0,38 м/с);

скорость поворота крана – n_в=0,8 об/мин;

режим работы крана – А5.

Определяем размер поворотной квадратной башни крана по формуле 1.1.

а_б = (0,9...1,1) = (0,9…1.1) 1,51…1,85 м.

Принимаем а_б = 1,6 м.

Рекомендуемую высоту оголовка башни крана определим по формуле 1.3.

h_г = (0,8...1,2) =(0,8…1,2) 6,2…9,4 м

Принимаем высоту оголовка башни равной h_г =9 м.

Расстояние от оси башни до оси пяты стрелы (формула 1.4.) X_с = 0,5 a_б + 0,2 =0,5·1,6+0,2=1 м.

Расстояние от оси вращения крана с поворотной башней до оси пяты стрелы x_п=(0,55...0,6)а_б+x_с =1,9 м (формула 1.5).

Рекомендуемую высоту вертикальной фермы стрелы определим по формуле 1.6.

h = (0,9...1,1) =(0,9…1,1) =1,15…1,4 м.

Принимаем высоту фермы стрелы равной h=1,2 м.

Поперечное сечение стрелы принимаем треугольной формы углом вверх, рис.1а. Ширину стрелы у её основания принимаем равной размеру башни – b₁= а₆=1.6 м, а в остальной части равной

Принимаем предварительно расстояние от середины грузовой тележки, при её положении на максимальном вылете, до центра последнего шарнира вертикальной фермы a_г=1,6 м, а расстояние между ходовыми колёсами 4-х опорной грузовой тележки d=1,2м.

Необходимая длина стрелы будет равна

L = R – x_п + a_г =28-1,9+1.6 = 27,7м.

Основываясь на выше изложенных рекомендациях принимаем предварительно длину панели фермы равной =2,1м. Тогда число панелей фермы будет равно

n =

Принимаем число панелей фермы равным n =13. В этом случае длина панели фермы будет равна

Принимаем окончательно длину панели фермы равной Тогда длина стрелы будет равна

Расстояние от середины грузовой тележки до центра последнего шарнира фермы будет равно

a_г= L – R + x_п=27,95-28+1,9=1,85 м.

Назначаем тип соединительной решётки вертикальных ферм – треугольную без стоек. С целью уменьшения усилия в расчале стрелы, принимаем схему запасовки канатов механизма подъёма груза, при которой конец каната крепится у пяты стрелы. Рис. 4.

Длину консольной части стрелы принимаем равной 5 панелям фермы по нижнему поясу, а длину пролётной части равной 8 панелям, то есть l=8·2,15=17,2м, а l₁=5·2,15=10,75 м. Рис.3. В точке крепления расчала к верхнему поясу стрелы проектируем стойки, соединяющие его с нижними поясами.

Для учёта в дальнейших расчётах массы и веса стрелы, грузовой тележки и крюковой обоймы, определим массу крана по формуле 1.13.

М_к =0,335×Т_гр ×(H/m_q2)^0,34=

=0,335×100,8×(32/3,6)^0,34=70,9 т,

где Т_гр = R×m_q2 = 28×3,6 = 100,8 тм – грузовой момент.

Основываясь на вышеприведенных рекомендациях масса стрелы будет равна m _с= 0,05М _к= 0,05·70,9 = 3,55 т, масса грузовой тележки – m_т = 0,01·70,9 = 0,71 т, масса крюковой обоймы – m _о = 0,005М_к = 0,355 т.

Вес стрелы будет равен G _c= 9,81·3,55 = 34,83 кН, вес грузовой тележки - G_т = 9,81·0,71 = 7 кН, вес крюковой обоймы - G_o = 9,81·0,355 = 3,5 кН.

Так как вес стрелы является равномерно распределённой нагрузкой определим её нормативное значение

q_сн = G_С/ L = 34,83/27,95 = 1,25 кН/м.

Расчётная схема стрелы для данного примера представлена ниже на рис. 7.

Рис.7. Расчётная схема стрелы.