6.1.2. Розрахунок кранової деталі на циклічну міцність з врахуванням даних про навантаження крана за відпрацьований проміжок часу l (приклад)

Розрахувати на циклічну міцність вісь барабана в механізмі подйому вантажу мостового крана в/п Q_н = 10т (рис.6.6). Відпрацьований час L = 20 років. Проміжки часу з постійним річним напрацюванням у межах: L₁ = 5 років; L₂= 3 роки; L₃= 12 років. Кількість щорічних піднімань вантажів z_Lj та повна кількість піднімань в таблицях 6.1 і 6.2.

Q_i

Рис. 6.6. Схема установки крана на робочому місці

Таблиця 6.1

Кількість щорічних піднімань вантажів zLj на окремих проміжках часу

Рівні m	Середина інтервалу qj	zj=Σ1k Сi
		L1	L2	L3
1	0,1	0	0	0
2	0,3	1000	250	250
3	0,5	0	1000	1100
4	0,7	2000	5000	0
5	0,9	0	0	5000
Σ		3000	6250	6350

Таблиця 6.2

Повна кількість піднімань вантажів на проміжках часу l1, l2, l3 і за час l

Рівні m	Середина інтервалу qj	Lі zj			За час L
		L1	L2	L3
1	0,1	0	0	0	0
2	0,3	5000	750	3000	8750
3	0,5	0	3000	13200	16200
4	0,7	10000	15000	0	25000
5	0,9	0	0	60000	60000
Σ		15000	18750	76200	109950

Розрахункова схема навантаження осі барабана наведена на рисунку 6.7.

(Q_i)

Рис. 6.7. Розрахункова схема осі

Геометричні розрахункові розміри осі барабана:

a	0.2
b	0,12
c	0,52
l	1,2

1) Визначення опорних реакцій і згинальних моментів в осі

Реакції в опорах:

;

.

Згинальні моменти в розрахункових перерізах:

;

.

Для прикладу, що розглядається, зусилля в канаті визначаємо за формулою

,

де q_oi – середини інтервалів за рівнями навантажень, τ;

m, a, η – відповідно кратність, складність і ККД поліспасту.

У прикладі прийнято: m=2; a=2; η=0,9.

У таблиці 6.3 наведені значення q_oi для крана вантажопідйомності 10т, зусилля в канаті F_max з врахуванням діючих навантажень на кран за таблицею 6.1, значення опорної реакції R_A і згинального моменту M_1.

Таблиця 6.3

Дані розрахунку згинальних моментів у перерізі осі

qoi, Т	1	3	5	7	9
Fmax,kH	0	8,3	14	20	26
RA,kH	0	7,2	12,3	17,3	22,5
M1, kH·м	0	1,44	2,46	3,46	4,5

Наприклад:

Для першого рівня навантаження за відсутністю навантажень на кран значення F_max, R_A, M₁ дорівнюють 0.

Для наступного рівня навантаження:

;

;

;

і т.д.

2. Характеристики розрахункового перерізу

З розрахунків, що попередньо були проведені (за умови статичної міцності), призначено діаметр перерізу d=100мм. Момент опору перерізу

W=0,1d³ =0,1·0,1³ = 0,1·0,001=0,0001м³.

3) Напруження згину в перерізі

.

Результати розрахунків зведені в таблиці 6.4.

Таблиця 6.4