3.2.3. Определение весовых параметров крана.

3.2.3.1. Укрупненное распределение общей массы крана:

5.2.3.2. масса металлоконструкций:

, кН, (3.2.13)

в том числе:

- вес стрелы:

, Н, (3.2.14)

- вес башни:

, Н, (3.2.15)

- вес поворотной платформы:

, Н, (3.2.16)

- вес неповоротной рамы:

, Н, (3.2.17)

где - общий вес крана, Н.

3.2.3.3. общий вес механизмов и электрооборудования:

, кН, (3.2.18)

в том числе:

- вес крюковой подвески и грузового полистпаста:

, Н, (3.2.19)

- вес механизма подъема груза:

, Н, (3.2.20)

- вес механизма изменения вылета:

, Н, (3.2.21)

- вес механизма вращения крана:

, Н, (3.2.22)

- вес механизма передвижения крана:

, Н, (3.2.23)

- вес стрелоподъемного полистпаста:

, Н, (3.2.24)

- вес ходовых тележек и колес:

, Н, (3.2.25)

- вес кабины управления:

, Н, (3.2.26)

где - общий вес крана, Н.

3.2.3.4. вес балласта (противовеса):

, Н, (3.2.27)

где - общий вес крана, Н.

3.2.4. Определение скорости рабочих движений крана.

3.2.4.1. Определяем скорость подъема груза:

Принимаем для учебных расчетов для всех вариантов v_п.г. = 0,333 м/с.

3.2.4.2. Определяем скорость передвижения крана:

Принимаем для учебных расчетов для всех вариантов v_п.кр. = 0,2 м/с.

3.2.4.3. Определяем частоту вращения крана:

Частоту вращения крана принимаем для учебных расчетов для всех вариантов n_.кр. = 0,7 об/мин.

3.2.4.4. Определяем скорость горизонтального хода груза при изменении вылета крюка:

Принимаем для учебных расчетов для всех вариантов v_{гор.ход.} = 0,17 м/с.

3.2.5. Расчет и построение грузовой характеристики.

Грузовая характеристика есть закономерность изменения грузоподъемности при изменении вылета крюка. При этом, как правило, грузовой момент остается постоянным.

3.2.5.1. После конструктивной проработки конструкции крана, исходя из геометрических и весовых параметров, а также по аналогии с существующими кранами определяем координаты центра тяжести крана (рис. 20). Кран установлен на горизонтальной площадке, стрела максимально опущена.

Расстояние от оси вращения крана до центра тяжести крана (горизонтальная координата) при установке крана на горизонтальной площадке:

, м, (3.2.28)

где - вес крана, Н;

- вес i – го элемента крана, Н;

- расстояние от оси вращения крана до центра тяжести i-го элемента крана, м.

- вес стрелы, Н;

- длина стрелы, м.

r - расстояние от оси вращения крана до оси пяты стрелы, м;

- вес крюковой подвески и грузового полистпаста, Н;

- вес башни с кабиной управления, Н;

- вес кабины управления, Н;

а₃ - расстояние от оси вращения крана до оси башни, м;

-вес поворотной платформы, Н;

- вес механизма изменения вылета, Н;

- вес механизма подъема груза, Н;

- вес механизма вращения крана, Н;

- вес стрелоподъемного полистпаста, Н;

а₁ = 2 - расстояние от центра тяжести ходовой части до центра тяжести поворотной платформы (для всех вариантов), м;

- вес противовеса, Н;

а₁ = 3,5 – расстояние от оси вращения крана до центра тяжести балласта (для всех вариантов), м.

Расстояние от оси вращения до центра тяжести крана в гори­зонтальной плоскости определяем при значениях β_min = 15º, β₁ = 25º, β₂ = 35º, β₃ = 45º, β₄ = 55º, β₅ = 65º и β_max = 70º для всех вариантов.

Знак минус показывает, что центр тяжести смещен влево от оси вращения крана.

3.2.5.2. Расстояние от плоскости, проходящей через опорный контур, до центра тяжести крана:

, м,(3.2.29)

где - вес крана, Н;

- вес i – го элемента крана, Н;

- расстояние от опорной поверхности крана до центра тяжести i-го элемента крана, м.

- вес стрелы, Н;

- вес грузового полистпаста и крюковой подвески, Н;

- высота шарнира пяты стрелы над головкой рельса, м;

-вес башни, Н;

- весстрелоподъемного полистпаста, Н;

h₂ = h/2– расстояние от плоскости, проходящей через опорный контур, до центра тяжести башни, м;

- вес кабины управления, Н;

- вес поворотной платформы, Н;

h₄ = 2,5 - расстояние от плоскости, проходящей через опорный контур, до центра тяжести поворотной платформы, м;

- вес механизма изменения вылета, Н;

- вес механизма подъема груза, Н;

- вес механизма вращения крана, Н;

h₃ = 4 - расстояние от плоскости, проходящей через опорный контур, до центра тяжести балласта, м;

- вес неповоротной рамы, Н;

- вес ходовых тележек и колес, Н;

- вес механизма передвижения крана, Н;

h₁ = 1 - расстояние от плоскости, проходящей через опорный контур, до центра тяжести ходовой рамы, м.

Расстояние от оси вращения до центра тяжести крана в вертикальной плоскости определяем при значениях β_min = 15º, β₁ = 25º, β₂ = 35º, β₃ = 45º, β₄ = 55º, β₅ = 65º и β_max = 70º для всех вариантов.

3.2.5.3. Определяем величину удерживающего момента при расположении крана на уклоне по формуле:

, Н∙м, (3.2.30)

где - вес крана, Н;

- расстояние от оси вращения крана до ребра опрокидывания, м;

- колея ходовой части крана, м;

- расстояние от оси вращения крана до центра тяжести крана в горизонтальной плоскости, м;

- расстояние от опорной поверхности крана до центра тяжести крана в вертикальной плоскости, м.

α = 3º - максимальный угол уклона опорной поверхности (для всех вариантов).

Момент удерживающий определяем при значениях h_min и с_min; h₁ и с₁; h₂ и с₂; h₃ и с₃; h₄ и с₄; h₅ и с₅; h_max и с_max для всех вариантов.

Если величины удерживающих моментов для различных положений больше в 1,5 … 2 раза принятого максимального грузового момента, считаем, что геометрические и весовые характеристики крана и их комбинации на заданном этапе расчета удовлетворяют. Если это соотношение окажется меньшим, необходимо увеличить удерживающий момент за счет изменения геометрического расположения масс крана.

3.2.5.4. Определяем ориентировочную грузовую характеристику, исходя их постоянства грузового момента:

, Н, (3.2.31)

где М_гр = Q_max·L_min – момент грузовой устойчивости, кН·м;

Q_max – максимальная грузоподъемность, кН;

L_min – минимальный вылет, м.

Данные расчета заносим в сводную таблицу 3.2.

3.2.5.5. Рассчитываем высотную характеристику по высоте головки стрелы:

, м. (3.2.32)

Высотную характеристику определяем при значениях β_min = 15º, β₁ = 25º, β₂ = 35º, β₃ = 45º, β₄ = 55º, β₅ = 65º и β_max = 70º для всех вариантов.

Окончательно величина грузоподъемности для каждого вылета уточняется после расчетов всех механизмов с учетом устойчивости крана и стрелы и прочности всех элементов, сборочных единиц и их деталей.

Для башенных кранов, как правило, при малых вылетах грузоподъемность назначают постоянной, хотя по устойчивости можно было бы назначить большую. Такое ограничение связано с прочностью деталей и элементов.

Таблица 3.2.

Значения грузоподъемности башенного крана с поворотной башней.

	βmin=15º	β1=25º	β2 = 35º	β3 = 45º	β4 = 55º	β5 = 65º	βmax=70º
Li, м
сi, м
hi, м
Муд, Н∙м
Qi, Н
Нi, м

По результатам расчетов строим грузовую характеристику крана.