1. Описание конструкции

Объектом проектирования служит однобалочный мост электрической кран-балки.

Электрическая кран-балка является мостовым краном малой грузоподъемности, у которого в качестве грузовой тележки используется электрическая таль (тельфер). Кран состоит из однобалочного моста, тали и механизмов передвижения.

Однобалочный крановый мост имеет три основные части, сечения которых определяются расчетом: ездовую балку 1, концевые балки 2 и ферму жесткости 3. Ездовая балка из прокатного двутавра перекрывает пролет цеха и опирается на концевые балки 2. По нижним полкам двутавра перемещаются катки тали 4, загружая конструкцию вертикальной подвижной нагрузкой.

Сечение балки подбирается по условию прочности, устойчивости и жесткости, а также по проходимости тали по нижним полкам профиля. Каждая концевая балка, состоящая из двух швеллеров, связанных планками, опирается на ходовые колеса 5. У ведущих колес установлены механизмы передвижения крана 6, осуществляющие горизонтальное перемещение крана вдоль цеха по крановым рельсам 7, расположенным на подкрановых балках 8. Расстояние между подкрановыми путями является пролетом крана L, а расстояние между осями ходовых колес - базой крана К. Горизонтальная ферма жесткости, состоящая из поясов, расположенных по обе стороны ездовой балки и крестовой решетки, служит для восприятия горизонтальных сил инерции, возникающих при пуске, торможении крана, а также обеспечивает горизонтальную жесткость моста, необходимую для нормальной эксплуатации крана. Пояса, раскосы и стойки выполняются обычно из одиночных уголков.

2. Расчёт основных размеров кранового моста

База крана:

К≥(1/6…1/5)L

где L=10 м – пролёт крана.

К≥(1/6…1/5)10=1,67…2м

Принимаем K= 2 м

Высоту фермы жесткости выбирают так, чтобы у ходовых колес могли разместиться стойки из прокатного швеллера, к которым крепятся пояса фермы жесткости. В связи с этим величину В следует принимать на 400…500 мм меньше размера К.

Принимаем В= К-(0,4…0,5)=2-0,5=1,5 м.

Панель фермы выбирается из условия наименьшего веса решетки так, чтобы угол α между раскосами и поясами был в пределах 30º…40º, при этом число панелей фермы обычно получается равным 4…5, т.е.

D=(1/4…1/5)L=2,5…2

Принимаем D=2,5м

В/D=1,5/2,5=0,6

31°

0,515

Длина раскосов связевой фермы:

l_р=√(В²+D²)= √(1,5²+2,5²)= √8,5=2,915м

Рис. 1. Однобалочный крановый мост

1. ездовая балка; 5. ходовые колеса;

2. концевые балки; 6. механизм передвижения;

3. ферма жесткости; 7. крановые рельсы;

4. таль; 8. подкрановые балки.

3. Определение нагрузок на конструкцию

Равномерно распределённая постоянная нагрузка от массы кранового моста:

где m_м – масса кранового моста, кг:

=[600+140(10-5)]=1300 кг

где   поправочный коэффициент (= 1 ), т.к. грузоподъёмность 3,2т

g – ускорение силы тяжести, м/с² (g=9,81);

n_q – коэффициент надёжности по нагрузке (n_q= 1,1 ).

q=1300·9.81·1.1/10=1403 Н/м

Вертикальная нагрузка – расчётное давление одного из четырёх катков тали:

Р=[(n_q·m_T+n_Q·Q)/4] ·q,

где m_Т=515 кг – масса тали, (приложение 1,табл.1)

Q =3200 кг– масса груза на крюке

Р=[(1,1·515+1,2·3200) /4] ·9,81=10811 Н

Расчётное максимальное давление катка тали, учитывающее влияние горизонтальных инерционных сил:

Р_max=n_Q· Р ^н_max·q=1,2·1260·9,81=14833 Н

где Р ^н_max=1260 Н нормативное максимальное давление на каток тали, (приложение 1,табл.1)

Горизонтальная, равномерно распределённая инерционная нагрузка от распределённой массы кранового моста:

q^гор=0.1·1300/10 ·9.81=128 Н/м

Горизонтальная подвижная инерционная нагрузка от массы тали и груза на крюке:

Т=0,1·(515+3200)/2·9,81=1822 Н

Нагрузка перекоса:

Р_пер=0,1·22752=2275,2 Н

где  наибольшее усилие, приходящееся на тормозное ходовое колесо крана, Н:

Р_торм=(1403·10)/4+2·10811·(10-1,1)/10=22752 Н

где  наименьшее расстояние от оси подкранового пути до грузового крюка, м.

а=665 мм

х _min=1100 мм

L=10000 мм