Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1910.pdf
Скачиваний:
32
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
2.17 Mб
Скачать

ПРИЛОЖЕНИЕ

Вывод аналитической зависимости для грузовой характеристики крана и характеристики отключения ограничителя грузоподъёмности. Принципы построения ограничителей грузоподъёмности

На рис. П.1.1 представлена расчетная схема грузоподъёмного крана. На схеме условно обозначено:

α – угол наклона стрелы, отсчитываемый от крайнего верхнего положения; β – угол наклона стрелового полиспаста, отсчитываемый от вертикальной

оси;

θ – угол между верт кальной осью и отрезком прямой, соединяющим оси

вращен я стрелы

стрелового барабана;

 

l – расстоян е от оси вращения стрелы до центра масс «неизменяемой час-

С

 

 

 

ти»;

 

 

 

 

 

lЦ расстоян е от

вращения стрелы до центра масс «изменяемой части»;

lБ расстоян е от

стрелового

 

до оси вращения стрелы;

l – дл на стрелы;

 

 

 

lСП дл на стрелового полиспаста;

 

оси

 

 

тИ масса «

зменяемой части» крана;

 

b – расстоян е от ре ра опрокидывания до оси вращения башни;

с – расстоян е от оси вращения

ашни до оси вращения стрелы;

lН плечо силы веса «неизменяемой части» крана относительно ребра опро-

кидывания;

арабана

 

 

 

 

А

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

И

Рис. П.1.1. Расчетная схема грузоподъёмного крана

109

lИ плечо силы веса «изменяемой части» относительно ребра опрокидыва-

ния;

R – вылет;

ДУС – датчик усилия.

Условие устойчивости крана относительно ребра опрокидывания имеет вид

 

МУСТ>К3*МОПР,

(П.1)

где МУ Т – момент устойчивости; МОПР – момент опрокидывания; К3 – коэффи-

С

 

 

циент запаса устойчивости (в соответствии с «Правилами устройства и безопас-

ной эксплуатации грузоподъёмных кранов» для кранов, работающих со штуч-

ным грузом К3 = 1,4).

Муст=mH*g*lH-mИ*g*[lЦ*sina-(b+c)],

(П.2)

где mH, mИ – соответственно массы «неизменяемой» и «изменяемой» частей кра-

носительно K3 *[l *sina (b c)]

 

на; g – ускорен е свободного падения

 

где Q – масса груза

Мопр=Q*g*[l*sina-(b+c)],

(П.3)

Про зведем подстановку (П.2) и (П.3) в (П.1) и разрешим неравенство от-

Q:

Q

mH *lH mu [lu *sina (b c)]

,

 

 

 

 

 

(П.4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или

mH *lH

mu [lu

*sina (b c)]

 

 

 

 

 

Q

,

 

 

 

(П.5)

max

 

 

 

 

K3

*[l *sina (b c)]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где QMAX – максимальнаябмасса груза, который может поднять кран на данном

вылете R.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Связь между углом наклона стрелы и вылетом определяется выражением

(см.рис. П.1.1)

 

 

 

 

 

R = (l*sin α) + c,

 

 

 

 

(П.6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где l и с – постоянные дляАданного типа крана параметры.

 

 

 

 

 

В выражении (П.6) большему углу α (0 < α <90) соответствует большее зна-

чение вылета R.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из (17) находим

 

 

 

 

 

 

 

 

Rc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(П.7)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставим (П.7) в (П.5)

 

 

 

 

 

 

Дl

 

 

 

 

m

H

* l

H

m

[

lu

 

* (R c) (b c)]

 

 

 

 

 

l

 

 

 

Qmax

 

 

 

 

 

u

 

 

 

 

 

 

 

,

 

(П.8)

 

 

 

 

 

 

K3 *[R b 2c)]

 

 

 

В правой части выражения (П.8) все параметры (K3, mH, m

, l, lЦ, b, c), кро-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

ме вылета R, для конкретной модели крана фиксированы, т.к. являются конст-

руктивными параметрами. Следовательно,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

QMAX=f1(R),

 

 

 

 

 

 

 

(П.9)

Выражение (П.9) является грузовой характеристикой крана. Таким образом, грузовой характеристикой крана называется зависимость максимальной массы груза QMAX, который может поднять крана данном вылете R, от величины этого

вылета.

110

Qmax, т

R, м

Рис. П.1.2. Грузовая характеристика крана

Грузовая характер ст ка крана приводится в паспорте на кран в виде таблицы или граф ка (р с. П.1.2). В ограничителе отсутствуют датчики, непосред-

ственно

змеряющ е массу груза из-за низкой точности подобного отбора ин-

С

формац

. Датч к ус л я о ычно устанавливается на силовых элементах креп-

стрелы, в частности на стреловом полиспасте с помощью растяжек (см. рис. 14); пр этом одновременно

уч тывается масса стрелы. Место установки растяжек и расстояние между

ними указывается в конструкторской документации.

 

 

ления

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вылет R не может ыть измерен непосредственно, он контролируется изме-

рением угла а. Так м о разом,

при построении ограничителя грузовая характе-

ристика крана прео разуется в характеристику отключения ограничителя; дру-

гими словами, грузовая характеристика крана строится в координатах, соответ-

ствующих параметрам крана, измеряемым ограничителем.

 

 

б

 

 

 

 

Сила натяжения стрелового полиспаста Fen преобразуется в силу, прило-

женную к датчику F (см. рис. 14):

 

 

F=kП*FСП,

 

 

 

(П.10)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где kП – коэффициент преобразования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сила натяжения стреловогоАполиспаста пропорционально весу груза Q*g и

весу «изменяемой части» mИ*g (см.рис. П.1.1).

 

 

 

 

Суммарная сила тяжести груза и «изменяемой части», приведенная к

оголовку стрелы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F0

 

Qg mu g

 

,

 

 

 

(П.11)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

Fc

F0

sin a

 

 

,

 

 

(П.12)

Из рис. П.1.1

 

 

sin(b a)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

*sin l

 

*sin a

 

 

sinb

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

(П.13)

 

 

l 2 l 2

 

2*l *l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*cos(aИ)

cosb

 

 

 

 

 

l * s cos l *cosa

 

 

 

 

l 2 l 2

 

2*l *l

 

*cos(a ) ,

 

(П.14)

 

 

 

 

 

 

Произведем подстановку (П.11), (П.13) и (П.14)в (П.12) и (П.10):

 

F k *Q * g

 

m

u

* g

 

*

 

l 2 l 2

 

2 *l *l * cos(a )

,

(П.15)

 

 

 

lu

 

 

 

 

 

 

 

2 *l * cos a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Или

111

 

F max k *Q max* g

m

u

* g

*

 

l 2

l 2

2 *l *l * cos(a )

,

(П.16)

 

 

lu

 

 

 

 

 

 

2 *l * cos a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где FMAX – приложенное к ДУС усилие, соответствующее максимальной для

данного вылета массе груза.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Произведем подстановку (П.8) в (П.16)

 

 

 

 

 

F max k

m

H

l

H

m

(l

u

*sin a b c)

* g

m

u

* g

 

 

l 2 l 2 2*l *l *cos(a )

 

 

 

u

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

, (П.17)

 

 

 

K3(l *sin a b c)

 

 

 

lu

 

 

2*l *cosa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В правой части выражения (П.17) все параметры, кроме угла адля конкрет-

ной модели крана ф кс рованы, т.к. являются конструктивными параметрами.

ледовательно,

 

 

 

 

Fmax=f2(a).

 

 

 

 

(П.18)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выражен е (П.18) является характеристикой отключения ограничителя

С. Характеристика отключения ограничителя грузоподъёмности

может выглядеть -разному. Если воздействие на датчик усилия возрастает та-

ким образом, что выходной сигнал UдyC увеличивается в большей степени, чем выходной с гнал датч ка угла Uдуг, то характеристика отключения является возрастающей функц ей. Если воздействие на датчик усилия приводит к тому,

что UдyC

UдуГ возрастают в одинаковой степени, то характеристика отключе-

грузоподъёмности

ния огран ч теля представляет со ой горизонтальную линию; в этом случае

датчик угла не нужен, он в составе ограничителя отсутствует. Если же воздей-

 

б

ствие на датчик усилия таково, что сигнал УС возрастает в меньшей степени,

чем Uдуг, то характеристика отключения ограничителя является убывающей

функцией.

Вид характеристики отключения определяется модификацией ограничителя грузоподъёмности. Таким о разом, ограничитель грузоподъёмности воспроизво-

 

 

 

Д

дит грузовую характеристику крана QMAX = f1(R) в виде характеристики отклю-

чения F

MAX

=f2(α) . Для кранов с телескопической стрелой будет семейство ха-

 

 

А

рактеристик

отключения FMAX = f2(α) и семейство грузовых характеристик

QMAX=f1(R) для различных значений длины стрелы l.

 

 

 

И

112

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]