Построение грузовой характеристики башенного крана.

Рис. 2. Расчетная схема грузовой

устойчивости башенного крана (α=60^°)

• Определим сумму моментов сил удерживающих кран, находящийся в рабочем положении при минимальном вылете стрелы. Минимальный вылет стрелы возможен при угле подъема стрелы к горизонту α=60⁰:

• Определим сумму моментов сил опрокидывающих кран в рабочем положении, α=60⁰:

_,

где Q – вес груза (грузоподъемность крана).

• Максимальная грузоподъемность крана при α=60⁰ определяется из условия его грузовой устойчивости:

Согласно правилам Госгортехнадзора, коэффициент запаса грузовой устойчивости принимаем равным 1,4 , так как в расчете учитываем только основные нагрузки (вес поднимаемого груза и вес частей крана) и пренебрегаем влиянием уклона и дополнительных нагрузок(силы инерция и силы ветра)

.

Вылет стрелы L: L = r + L_стр∙сos(α) = 2,5 + 18∙cos(60 ͦ) = 11,5 м.

• Грузоподъемность крана и вылет стрелы при углах подъема стрелы α=45⁰; 30⁰; 10⁰ приведены в таблице 1:

Таблица 1

угол подъема стрелы α	Вылет стрелы L, м	грузоподъемность Q, кг
60	11,5	14690
45	15,23	10400
30	18,09	8450
10	20,23	7350

Определение коэффициента собственной устойчивости

• Определим значение коэффициента собственной устойчивости крана при минимальном вылете стрелы α=60⁰. Давление ураганного ветра, создающего опрокидывающий момент в сторону противовеса, примем равным 600 Н/м² (60 кг/м²).

Рис. 3. Расчетная схема собственной

устойчивости башенного крана

Кран является устойчивым при действии ураганного ветра.

Выбор каната грузоподъемного механизма крана.

• Определим усилие в канате, набегающем на барабан лебедки грузоподъемного механизма при подъеме груза, вес которого равен максимальной расчетной грузоподъемности крана:

, где

m – кратность грузового полиспаста;

η_общ – коэффициент полезного действия полиспаста с обводными блоками.

КПД полиспаста с обводными блоками следует рассчитать по формуле:

, где

ηⁿ - коэффициент полезного действия n обводных блоков

η_пол – коэффициент полезного действия полиспаста, определяемые по формуле: ; где

m – кратность грузового полиспаста, шт;

n – количество обводных блоков, шт;

η – коэффициент полезного действия одного отдельного блока полиспаста или обводного блока (принимаем равным η=0,95).

Тогда усилие в канате будет равно:

• Определение разрывного усилия в канате грузоподъемного механизма:

, где

к_зап – коэффициент запаса прочности (принимаем равным 6).

• Выбираем канат для грузоподъемного механизма по ГОСТ 2688-80:

канат типа ЛК-Р, 6×19 проволок с одним органическим сердечником;

диаметр каната d_к=22,5 мм;

расчетная площадь сечения всех проволок S=188,78 мм²;

ориентировочная масса 1000 м смазанного каната m=1850 кг;

предел прочности проволоки при растяжении R=1666 МПа=170 кгс/мм²;

разрывное усилие каната в целом Р_раз=267 кН.

Выбор двигателя грузоподъемного механизма.

• Определим максимальную скорость каната, навиваемого на барабан лебедки по заданной максимальной скорости подъема груза с учетом кратности и КПД полиспаста:

, где

m – кратность грузового полиспаста;

V_п - максимальная скорость подъема груза, м/с.

• Определим необходимую мощность электродвигателя:

, где

Р – тяговое усилие в канате, кН;

V_k – скорость навивки, м/с;

η_ред – коэффициент полезного действия редуктора (принимаем равным 0,85)

• Выбираем двигатель по рассчитанной мощности:

тип электродвигателя – МТН 711-10 (50 Гц, 220/380 В),

номинальная мощность на валу (при тяжелом режиме работы ПВ=40%) - 100 кВт,

скорость вращения n – 584 об/мин.

1. Определим передаточное отношение редуктора лебедки:

где

ω_дв – скорость вращения двигателя;

ω_бар – скорость вращения барабана.

Радиус барабана R_бар принимаемым равным 280мм (диаметр барабана принимается от 18∙d_к (405 мм) до 25∙d_k (562,5 мм))