![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Оглавление
- •Раздел I. Грузоподъемные машины 4
- •Глава 1. Исходные данные для расчетов грузоподъемных машин 4
- •Глава 2. Расчеты механизмов грузоподъемных машин 52
- •Глава 3. Примеры расчетов механизмов грузоподъемных машин 81
- •Предисловие
- •Раздел I. Грузоподъемные машины Глава 1. Исходные данные для расчетов грузоподъемных машин
- •1.1. Параметры и режимы работы грузоподъемных кранов
- •1.2. Основные положения расчета грузоподъемных кранов
- •1.3. Ветровая и снеговая нагрузки
- •1.4. Статические сопротивления механизмов кранов
- •1.5. Сопротивления в механизмах грузоподъемных машин в периоды неустановившегося движения
- •1.6. Ручной привод грузоподъемных машин
- •1.7. Выбор, проверка и обозначение электродвигателей
- •1.8. Выбор и обозначение редукторов
- •1.9. Выбор и обозначение соединительных муфт
- •1.10. Выбор и расчеты стопорящих и тормозных устройств [2]
- •Глава 2. Расчеты механизмов грузоподъемных машин
- •2.1. Расчет механизма подъема груза
- •2.2. Расчет механизма передвижения
- •2.3. Расчет механизма изменения вылета
- •2.4. Расчет механизма поворота
- •Глава 3. Примеры расчетов механизмов грузоподъемных машин
- •3.1. Пример расчета механизма подъема груза
- •3.2. Пример расчета механизма передвижения
- •3.3. Пример расчета механизма изменения вылета стрелы
- •3.4. Пример расчета механизма поворота
2.3. Расчет механизма изменения вылета
Изменение вылета стреловых кранов осуществляется наклоном стрелы или передвижением грузовой тележки по ее направляющим балкам. В первом случае общий расчет механизма изменения вылета состоит в определении усилия в канате полиспаста, выборе и расчете каната и барабана, выборе двигателя, редуктора, муфт и тормоза.
При изменении вылета передвижением грузовой тележки расчет аналогичен расчету механизма передвижения с учетом разности натяжений конечных ветвей грузового каната, сопротивления вследствие провисания хвостовой части тягового каната и центробежной силы инерции массы груза и тележки при повороте крана (для поворотных кранов).
При изменении вылета наклоном стрелы усилие в канате стрелового полиспаста у барабана
F |
(2.68) |
где F
— см. формулу (2.70); и
— кратность стрелового полиспаста; о
— КПД стрелового полиспаста и обводных
блоков [см. (2.2)].
Момент статического сопротивления на валу двигателя при подъеме стрелы
Тс
= F
|
(2.69) |
где
—
расчетный диаметр барабана лебедки
изменения вылета [см. (2 33)]; и,
б,
пр
— см. пояснения к формуле (1.30).
Статическая мощность двигателя определяется по формуле (133).
Усилие в стреловом полиспасте (Н) (рис. 2.13)
F
=
|
(2.70) |
где Q
— масса груза при номинальной
грузоподъемности (см. параграф 1.1), кг;
тс —
масса стрелы, кг;
— масса стрелового полиспаста, кг;
—
длина горизонтальной проекции стрелы,
м;
— кратность грузоподъемного полиспаста;
—
КПД грузоподъемного полиспаста;
—
ветровая нагрузка на груз (см. параграф
1.3), Н;
—
ветровая нагрузка на стрелу, Н;
—
центробежная сила от груза и грузового
полиспаста, Н;
— центробежная сила стрелы, Н;
—
центробежная сила от стрелового
полиспаста (учитывается половина его
массы), Н;
—угол наклона полиспаста стрелы от
горизонтали (рис. 2.13); Н,
,
d
— длина плеч сил (рис. 2.13).
Знак плюс перед вторым слагаемым знаменателя принимается, когда стреловой полиспаст наклонен от головки стрелы вверх, знак минус — при обратном наклоне.
Рис 2.13. Схема для определения усилия в стреловом полиспасте
Для стрел с вылетом до 25 м у кранов с частотой вращения до 1 мин-1 центробежные силы могут не учитываться.
Максимальное усилие в стреловом полиспасте будет при наибольшем вылете стрелы. Расчетное усилие в стреловом полиспасте для определения необходимой мощности двигателя можно принимать равным полусумме усилий в полиспасте при крайних положениях стрелы.
Центробежная сила (Н) от массы груза
F |
(2.71) |
где nпов — частота вращения поворотной части крана, мин-1; R — вылет стрелы, м.
Центробежная сила (Н) от массы стрелы
F |
(2.72) |
где r, L, — см/ рис. 2.13
Ордината центробежной силы F (рис. 2.13)
h
=
|
(2.73) |
Ход стрелового полиспаста (м)
L = Lmax - Lmin, |
(2.74) |
где Lmax, Lmin — длина стрелового полиспаста при наибольшем и наименьшем вылетах стрелы.
Длина каната, наматываемого на барабан стреловой лебедки,
lк = L u , |
(2.75) |
Рис 2.14. Расчетная схема канатного механизма передвижения грузовой тележки
Средняя скорость навивки каната на барабан
к = lк/t, |
(2.76) |
где t — заданное время наклона стрелы при переходе из одного крайнего положения в другое, с.
Момент статических сопротивлений на валу тормоза при торможении определяется по (2.37), в которой Fб = F [см. (2.68)].
Далее расчет производится так же, как и для механизма подъема (см. параграф 2.1).
Коэффициент запаса торможения kT для механизма изменения вылета подъемом и опусканием стрелы принимают не менее 1,5.
При изменении вылета посредством перемещения грузовой тележки по направляющим балкам стрелы с помощью тягового каната (рис. 2.14) усилие в этом канате
Fт = Fпер + Fц + Fн + Fпр, |
(2.77) |
где Fпep — сопротивление передвижению тележки от трения, уклона пути и ветровой нагрузки [см. (2.39)], Н; Fц — центробежная сила инерции, создаваемая массой груза и тележки при повороте крана, Н:
Fц
=
|
(2.78) |
Q — номинальная грузоподъемность (см. параграф 1.1), кг;
тт — масса тележки, кг; Fн — разность натяжений ветвей грузового полиспаста, Н:
Fн
=
F1
– Fi
= Qg |
(2.79) |
F1,
Fi
— натяжение первой и конечной ветвей
каната грузового полиспаста (рис. 2.14);
бл
—КПД канатного блока (см. табл. 2.1); z
— количество ветвей каната в системе
грузового полиспаста: z
= и
+2;
и
—
кратность грузового полиспаста; Fпр —
сопротивление от провисания хвостовой
ветви тягового каната, Н:
Fпр
=
qкg |
(2.80) |
qк — погонная масса хвостового каната, кг/м; l — длина (наибольшая) хвостовой ветви тягового каната, м; h — провисание, допускаемое для хвостовой ветви тягового каната, м: h = (0,01...0,02) l.
Далее расчет привода лебедки механизма передвижения тележки производится так же, как и привода механизма передвижения мостового крана (см. параграф 2.2).
Примерная последовательность расчета механизма изменения вылета наклоном стрелы:
1) определяется усилие в стреловом полиспасте для крайних положений стрелы [см. (2.70)];
2) определяется максимальное и минимальное усилие в канате стрелового каната у барабана [см. (2 68)];
3) определяется среднее усилие в канате Fl cp, равное полусумме максимального и минимального усилий;
4) определяется средняя скорость навивки каната на барабан по (2.76);
5) определяется
необходимая мощность двигателя согласно
(2.42) при Fперпер
= F
к
и
= бпр,
где б
— КПД барабана (cм.
табл. 1.18); пр
— КПД привода механизма. По табл. III.3
выбирается двигатель;
6) производится расчет каната на прочность по (2.6) и выбирается канат по табл. III.1.1...III.1.7;
7) пределяются диаметры барабана по (2.9) и (2.33);
8) определяется частота вращения барабана согласно (2.35) при гuп = к, где к — см. (2.76);
9) определяется общее передаточное число привода по (2.36) и составляется кинематическая схема механизма;
10) определяется расчетная мощность редуктора по (1.101) или (1.102) и выбирается редуктор (см. параграф Ш.4);
11) определяются
расчетные моменты соединительных муфт
при максимальных нагрузках стрелового
полиспаста согласно (1.30) при F
= F
;
12) проверяется двигатель на время пуска по (1.71) при максимальном и минимальном усилии в канате. Полученное время должно соответствовать данным табл. 1.20;
13) определяется
момент статического сопротивления на
валу тормоза при торможении Т
по
(2.37), принимая F
= F
;
14) определяется тормозной момент, необходимый по правилам Госгортехнадзора, по (2.38) при Т = Т и выбирается тормоз по табл. Ш.5.П... Ш.5.14;
15) определяется время торможения по (1.72) при максимальном силии в канате и проверяется его соответствие данным табл. 1.20;
16) проверяется правильность выбора двигателя по пусковому моменту при наибольшей нагрузке F (т.е. при крайнем нижнем положении стрелы) из условия Тmax Тср.п, где Тmax — максимальный момент на валу двигателя согласно (2.69) при F = F , Тср.п — среднепусковой момент двигателя [см. (1.89)]. Проверка двигателя на нагрев может не производиться, так как его мощность определена по средней нагрузке, которая при приближенных асчетах принимается как среднеквадратичная. Более подробно см. [12].
17) производится расчет на прочность отдельных элементов механизма (барабана, крепления концов каната и др.).
При изменении вылета посредством передвижения грузовой тележки последовательность расчета механизма передвижения тележки аналогична такому же расчету механизма передвижения крана (см. параграф 2.2). При этом усилие в канате лебедки определяется по (2.77).