2.1.1 Вес номинального груза с крюковой подвеской

G_Q = (Q_H + m_kn)g,

где m_kn - масса крюковой подвески; по существующим аналогам принимаем m_kn = 36 кг;

При работе со стрелой минимальной длины (неподвижная секция), согласно грузовысотным характеристикам (рисунок 2.1), будем иметь:

G_Q = (1,95 + 0,036)∙9,81 = 11,8 кН - вылет R = 2 м, α = 73,4^o

2.1.2 Вес стрелы

G_c = m_сg (76)

0,35∙9,81 = 3,43 кН.

Определим значения изгибающих моментов в вертикальной плоскости. Для удлинителя стрелы 7 м определим также изгибающий момент, действующий в узле неподвижной секций. В общем случае изгибающий момент, согласно расчетной схеме (рисунок 2.1), равен:

М_Х=k_д[G_QxL_Г + G_ГxL_Г/2] = k_д[G_QL_Гcosα + G_ГL_Г/2cosα] (77)

(1) k_д - коэффициент динамичности, k_д = 1,1 [такелаж].

Изгибающие моменты, действующие в узле крепления удлинителя стрелы при работе со стрелой минимальной длины, по (77) равны:

М_Х = k_д[G_QL_Гcosα + G_Г(L_Г/2)cosα]

1,1[11,8·7·cos73,4º + 3,43·(7/2)∙cos60º] = 40,1 кНхм

Рисунок 2.1 - Расчетная схема

2.1.3 Определение изгибающих моментов в горизонтальной плоскости

Горизонтальные нагрузки складываются из равномерно распределенной ветровой нагрузки, центробежных сил, действующих на стрелу и груз при повороте платформы

Значение центробежных силы при повороте платформы определим по формулам [Соколов]:

G_сц = m_сρω² - для стрелы, (78)

G_Qц = m_Qρω² - для груза, (79)

где m_С - масса стрелы в сборе, m_С=350 кг;

m_Q - масса груза и крюковой подвески, кг;

при работе со стрелой минимальной длины:

m_Q =1986 кг;

ρ - расстояние от оси вращения до вращающейся массы, м:

- для груза при работе с удлинителя стрелы максимальной длины: ρ_Q=8 м;

- ω - частота вращения, 1/с;

, (80)

n - частота вращения, об/мин; n = 0,8 об/мин;

Значение центробежных сил при повороте стрелы максимальной длины определим по формуле (78):

G_сц = 350∙8∙0,08 = 224 Н = 0,224 кН.

Значение центробежных сил, действующих на груз, при повороте стрелы максимальной длины на разных вылетах определим по формуле (79):

G_Qц = 1986∙8∙0,08 = 1271 Н = 1,271 кН.

Определим значение равнодействующей ветровой нагрузки на удлинитель стрелы, стрелу и кран [гост, Будрин]:

W = W_C + W_K, (81)

где W_C - суммарное ветровое воздействие на стрелу, Н;

W_K - суммарное ветровое воздействие на кран, Н.

W_C = L_Гb_Cqkc, (82)

где L_Г - удлинителя стрелы, м;

L_C = 7,0 м - вылет 8 м;

b_C - ширина удлинителя стрелы, м; b_C = 0,37 м; в запас прочности принимаем ширину удлинителя стрелы обоих сторон одинаковыми;

q - скоростной напор ветра рабочего состояния, Па; q = 125 Па;

k - коэффициент, учитывающий высоту конструкции над уровнем земли [Гохб1], k=1;

с - коэффициент аэродинамической силы [Гохберг 1], с=1;

W_C = 7∙0,37∙125∙1∙1 = 323 Н = 0,323 кН;

W_К = Н_КВ_Кqkc, (83)

где Н_К - высота кран в транспортном положении, м; Н_К = 3,65 м;

В_К - база крана, м ; В_К = 5,25 м, см. п.п.1.4.

W_К = 3,65∙5,25∙125∙1∙1 = 2395 Н = 2,395 кН.

Тогда, подставляя значения, полученные по (82) и (83) в (81) получим:

W = W_C1 + W_K = 0,323 + 2,395 = 2,723 кН;

Изгибающий момент, действующий в узле крепления удлинителя стрелы в горизонтальной плоскости определим по формуле (смотрите рисунок 2.1):

М_У = k_д[G_QцL_C + G_сц(L_Г/2) + W(L_Г/2)] (84)

Изгибающий момент в узле соединения удлинителя стрелы с неподвижной секций, с учетом того, что вес стрелы и ветровая нагрузка приложены в ее середине, т.е. ниже рассматриваемого узла, равен:

М_У = k_дG_QцL_C (85)

Подставляя значения нагрузок, вычисленных по (78), (79) и (81) в (84) и (85), соответственно получим:

- изгибающий момент, действующий в узле крепления удлинителя стрелы в горизонтальной плоскости при работе со стрелой максимальной длины:

М_У1 = 1,1[1,27·7 + 0,224(7/2) + 2,723(7/2)] = 21,1 кН;

- изгибающий момент, действующий в узле соединения удлинителя стрелы секций при работе со стрелой максимальной длины, равны:

М_У1 = 1,1∙1,27·7 = 9,78 кН;