8.3.Опорные узлы

Fг – горизонтальные силы, действующие на опорные узлы;

Fв – вертикальная сила, действующая на опорный узел;

hп – расстояние между серединами опор, воспринимающих силы Fг.

На рис. 8.1, а, б представлены схемы кранов с вращающейся колонной с металлоконструкцией балочного типа:

на рис. 8.1, а: вылет крана – переменный, механизм поворота установлен на полу цеха; на рис. 8.1, б : вылет крана – постоянный, механизм поворота смонтирован на колонне крана.

На рис. 8.1, в, г представлены схемы кранов на неподвижной колонне с металлоконструкцией балочного типа:

на рис. 8.1, в: вылет крана – переменный, механизм поворота смонтирован на поворотной части крана;

на рис. 8.1, г: кран с противовесом, вылет крана – постоянный, механизм поворота установлен на полу цеха.

8.3Опорные узлы

8.3.1Реакции в опорах

1. Горизонтальные реакции ~ Rг

1.1Краны с постоянным вылетом Расчётная формула в данном случае

где G0i и G00i – веса отдельных узлов поворотной части крана, расположенных относительно оси вращения крана соответственно со стороны груза и со стороны, противоположной грузу;

Xi0 и Xi00 – расстояния от оси вращения крана до центров тяжести отдельных узлов поворотной части крана, расположенных относительно оси вращения крана соответственно со стороны груза и со стороны, противоположной грузу.

1.2Краны с переменным вылетом Расчётная формула в данном случае

Горизонтальные силы, действующие на опоры,

~ ~

Fг = −Rг.

2. Вертикальные реакции ~ Rв

2.1Краны с постоянным вылетом Расчётная формула в данном случае

X

Fв = FQ + Gзах + Gi.

75

Глава 8. Механизмы грузоподъемных машин. Механизм поворота

2.2Краны с переменным вылетом Расчётная формула в данном случае

X

Fв = FQ + Gт + Gi.

Вертикальная сила, действующая на опору,

~ ~

Fв = −Rв.

8.3.2Конструкции опорных узлов крана

Горизонтальную силу Fг воспринимают радиальные двухрядные сферические (шариковые или роликовые) подшипники качения (рис. 8.2; рис. 8.4, б ).

В кранах на неподвижной колонне нижняя опора, воспринимающая силу Fг может быть выполнена в виде роликов (катков), катящихся по колонне (рис. 8.3; рис. 8.4, а).

Рис. 8.2: Верхний (а) и нижний (б ) опорные узлы крана, изображенного на рис. 8.1, а, б. Обозначения: 1 – коническая шайба; 2 – сферическая шайба

Применяют два ролика (рис. 8.3), если при работе с грузом и без груза сила Fг направлена

в одну сторону (кран без противовеса), и четыре ролика (рис. 8.4, а) – если в разные стороны (кран с противовесом).

76

При ручном повороте принимают α = 30◦; при механическом приводе, расположенном вблизи нижней опоры, принимают α = 40◦ при двух роликах; α = 40◦ или α = 45◦ при четырех роликах.

Ролики выполняют бочкообразными и рассчитывают по контактным напряжениям. Оси роликов проверяют на изгиб, а цапфы осей и отверстия для них – на смятие.

77

Глава 8. Механизмы грузоподъемных машин. Механизм поворота

Вертикальную силу Fв воспринимает упорный подшипник качения (рис. 8.2, б ; рис. 8.4, б ).

Для обеспечения возможности самоустановки упорный подшипник должен опираться на сферический шарнир, состоящий из конической шайбы 1 и сферической шайбы 2 (рис. 8.2,

б; 8.4, б ).

Вкранах с вращающейся колонной нижнюю опору выполняют комбинированной (рис. 8.2, б ) с радиальным подшипником, воспринимающим горизонтальную силу Fг, и с

упорным подшипником, воспринимающим вертикальную силу Fв.

Верхняя опора – плавающая (рис. 8.2, а) с радиальным подшипником, воспринимающим горизонтальную силу Fг.

Вкранах на неподвижной колонне – наоборот: верхняя опора (рис. 8.4, б ) – комбинированная

срадиальным подшипником, воспринимающим горизонтальную силу Fг, и с упорным

подшипником, воспринимающим вертикальную силу Fв.

Нижняя опора – плавающая, воспринимает горизонтальную силу Fг. В этих кранах

нижнюю опору выполняют обычно в виде роликов (катков), катящихся по колонне (рис. 8.3, 8.4,

а), иногда – с радиальным подшипником.

8.3.3Расчет подшипников крановых опор

При частоте вращения крана nкр < 1 мин−1 подшипники крановых опор рассчитывают по статической грузоподъемности.

Условия пригодности подшипников:

радиальных

Cor ≥ ξ · Rг;

упорных

Coa ≥ ξ · Rв;

где Cor и Coa – соответственно радиальная и осевая базовые статические грузоподъемности ;

ξ = 1, 5 . . . 4, 0 – коэффициент запаса, необходимый для обеспечения плавности вращения и стабильности момента трения. Для упорных подшипников рекомендуют ξ = 4, 0.

Если радиальные подшипники дополнительно нагружены силой в зацеплении открытой зубчатой передачи (рис. 8.1), то для них принимают ξ = 2, 25 . . . 2, 50. В этом случае расчет ради-

альных подшипников уточняют после проектирования открытой зубчатой передачи. При частоте вращения крана nкр ≥ 1 мин−1 подшипники крановых опор рассчитывают на

ресурс по динамической грузоподъемности с обязательной проверкой по статической грузоподъемности.

Т.к. частота вращения крана nкр ≤ 3 мин−1 < 10 мин−1, то принимают условно nкр = 10 мин−1.

В кранах на неподвижной колонне, если нижняя опора выполнена в виде роликов, катящихся по колонне, каждый ролик установлен на двух радиальных подшипниках (рис. 8.3).

Тогда радиальная сила, действующая на один подшипник,

78