1.6.2.Особенности расчета опу
Расчет ОПУ заключается в определении давлений на катки и момента сил трения при вращении крана. Для ОПУ кранов с поворотной колонной и на опорно-поворотном круге эти вопросы освещены в общем курсе грузоподъемных машин [1, 15]. Рассмотрим решение этой задачи для кранов с ОПУ с плоским или коническим круговым рельсом (см. рис. 1.32).
Задача об определении давлений на катки многократно статически неопределима. Рассмотрим определение давлений на катки, вызываемых действием вертикальной нагрузки G и момента Мy (рис. 1.33).
Допустим, что до нагружения все работающие катки касаются обоих рельсов и опорные поверхности абсолютно жесткие. При больших диаметрах поворотная платформа опирается на два многокатковых сектора с общим числом работающих катков n.
Давление на i-й каток, расположенный на расстоянии ri от оси вращения, равно Ni = NG + NМi, где NG и Nмi — соответственно давления от центрально приложенной нагрузки G и момента My.
При принятых допущениях нагрузка G равномерно распределена между всеми работающими катками, т.е. NG = G / n. Распределение давлений Nмi подчиняется линейному закону (рис. 1.33) и определяется из выражения NМi = Nм ri/R, где NM – давление на каток, удаленный от оси вращения на наибольшее расстояние R; R – радиус кругового рельса. Момент всех давлений Nм равен моменту внешней нагрузки Мy и определяется по формуле
.
Давление на наиболее нагруженный каток
определяется по выражению
,
а на наименее нагруженный — по формуле
.
При нормальной работе должно быть Nmin
> 0, т.е.
.
Выполнение этого условия обеспечивается уравновешиванием поворотной части. При возрастании момента Мy задние катки последовательно выходят из работы. При отрыве всех задних катков вступает в работу центральная цапфа и момент Мy уравновешивается ее реакцией и давлениями на передние катки. Это происходит при особых нагрузках и при нормальной эксплуатации не должен иметь места. Для уменьшения динамических нагрузок при случайных перегрузках удерживающее усилие центральной цапфы передается через тарельчатые пружины (рис. 1.32,а).
-
Рис. 1.33. Схемы к определению давлений на катки опорно-поворотного устройства
Если на поворотную часть дополнительно действуют горизонтальные внешние силы, перпендикулярные плоскости качания стрелы и создающие дополнительно момент Мx, то плоскость действия суммарного вертикального момента М смещается от плоскости качания стрелы на соответствующий угол. При этом расчет давлений на катки можно выполнять как указано выше, но расстояния ri для всех работающих катков берут относительно оси О XO в плоскости действия момента М.
1.7.Системы изменения вылета
1.7.1.Общая характеристика и параметры
В портальных кранах изменение вылета является рабочим, а не установочным движением, т.е. выполняется с грузом при высоких скоростях его горизонтального перемещения. Изменение вылета совершается, как правило, в каждом цикле и существенно влияет на производительность крана. Рабочий характер изменения вылета определяет два важнейших требования к системе изменения вылета.
1. Груз должен перемещаться по траектории, незначительно отличающейся от горизонтали. В этом случае его потенциальная энергия мало изменяется и незначительно влияет на нагружение привода механизма изменения вылета. Для выполнения этого требования соответствующим образом спроектированны стреловые системы.
2. Стреловая система должна быть уравновешена относительно оси качания стрелы, что достигается за счет использования различных типов уравновешивающих устройств.
Компоновочно-конструктивное объединение стреловой системы (СС), уравновешивающего устройства (УУ) и механизма изменения вылета (МИВ) образует систему изменения вылета (СИВ) портальных кранов, структура, которой представлена на рис. 1.34.
Рис. 1.34. Структура системы изменения вылета портальных кранов
Анализ опыта отечественного и зарубежного краностроения показывает, что в каждой из основных частей элементов СИВ имеются в зависимости от типа крана и его основных параметров (грузоподъемности, величины вылета, размеров опорного контура и т.п.) наиболее часто встречающиеся конструкции, что объясняется, очевидно, устоявшимися принципами проектирования и желанием снизить себестоимость крана.