3. Основы расчёта

3.1. Расчёт параметров грузовой лебёдки

для кранов, у которых подвешивается к двум траверсам (рис. 4.1), нагрузку R₂ ,Н на переднюю тележку можно найти из уравнения моментов относительно точки 1:

Поскольку при изменении направления укладки звеньев канаты перепасовывают с одной тележки на другую и задняя тележка становится передней, канат для второго барабана принимают таким же, как и для первого. Звено захватывается одной длинной траверсой (L_tp =12,8 м), которая подвешивается к передней и задней грузовым тележкам на двух четырёхкратных полиспастах, центр тяжести подвешенного звена смещён от середины траверсы по направлении к крану на f = 0,5 м, а расстояние межlу полиспастами составляет Ь₂ =7м.

Рис. 4.1. Расчётная схема подвески звена к укладочному крану УК-25/9.

Нагрузка от подвешенного звена на четырехкратные полиспаст, Н:

п ередний полиспаст

(4.1.2)

задний полиспаст

(4.1.3.)

здесь R₁ > R₂, поэтому канат рассчитывают на усилие R₁, а усилие в канате будет равно:

(4.1.4)

где а — кратность полиспаста (а = 4);

кпд блока на подшипниках качения ( 0,97—0,98).

Крутящий момент на выходном валу редуктора лебёдки от двух барабанов, H м,

(4.1.5)

Скорость наматывания каната, м/с,

(4.1.6)

Мощность электродвигателя привода лебёдки, кВт,

(4.1.7)

где кпд, двукратного полиспаста и двух обводных блоков;

. барабана ( =0,97) и редуктора.

3.2. Растёт параметров тяговой лебедка

Усилие в тяговом канате преодолевает сопротивления, возникающие при движении грузовых тележек с подвешенным звеном, и сопротивление в обводных блоках тягового каната.

Сопротивление, Н: от сил трения на уклоне

(4.2.1)

от подъёма на уклоне

(4.2.2)

в грузовых блоках при перекатывании по ним грузового каната

(4.2.3)

от провисания тягового каната из-за разницы натяжений тягового каната с одной и другой сторон тележки

(4.2.4)

Натяжение тягового каната, н, , где — масса 1м каната, кг/м; — максимальная длина свободно висящего тягового каната, м; — провисание тягового каната:

Сопротивление силы давления ветра на торец звена, Н,

(4.2.5)

где — давление ветра 490 Па;

— площадь торца звена с учётом его провисания, м², ( =0,7—0,8).

С учётом к.п.д. обводных блоков тяговое усилие, Н,

(4.2.6)

где — масса звена, траверсы двух грузовых тележек, кг;

— диаметр колеса тележки, см;

— коэффициент трения качения колеса о беговую дорожку стрелы ( = 0,04—0,06);

— коэффициент зрения в подшипниках качения колёс ( =0,02);

— диаметр цапфы колеса, см;

— коэффициент увеличения трения реборд колёс о полки стрелы ( = 1,5—1,8);

i— руководящий уклон пути (i = 0,12);

а— кратность полиспаста;

— к. п. д. блока.

Мощность электродвигателя привода лебёдки для установившегося движения, кВт

(4.2.7)

где — скорость наматывания каната, м, ( =1,5м/с);

— к. п. д. барабана ( =0,97—0,98) и редуктора ( =0,9—0,92).

При разборке пути на подъёме нужно учитывать сопротивление передвижению грузовых тележек от прогиба стрелы, Н,

(4.2.8)

где — прогиб стрелы в месте расположения передней тележки, см;

(а+b) — длина консоли стрелы, см.

3.3. Устойчивость укладочного крана в рабочем режиме

Устойчивость укладочных кранов должна быть достаточной в наиболее неблагоприятных условиях, то есть в тот момент, когда на платформе нет звеньев, а укладываемое звено выдвинуто вперёд и подвешено к стреле. По правилам Гостехнадзора определяют коэффициенты грузовой устойчивости и собственной устойчивости . Коэффициентом грузовой устойчивости называют отношение удерживающего момента, создаваемого нагрузками от веса частей крана относительно ребра опрокидывания (УК-25/9 относительно подпятника передней тележки) за вычетом моментов от сил инерции и ветровой нагрузки, к опрокидывающему моменту, создаваемому грузом, траверсой и грузовыми тележками. Коэффициент грузовой устойчивости

( 4.6.1)

Для крана УК-25/9 момент. Нм,

(4.6.2)

где М_G— момент от веса частей крана, Нм;

0,5G_Tl)—удерживающий момент, создаваемый половиной веса задней ходовой тележки.

Суммарный момент от сил инерции, возникающих при торможении грузовых тележек вместе со звеном,

(4.6.3)

где — масса грузовой тележки, траверсы и звена, кг;

— замедление тележек со звеном при их торможении в конце

хода, м/с: =2—2,3;

— высота центра тяжести грузовой тележки над горизонтальной плоскостью подпятника, м ( = 4,56 м ).

Суммарный момент от ветровой нагрузки для укладочных кранов

(4.6.4)

где — давление ветра, которое по нормам расчёта вагонов принимается равным 490 Па;

— подветренная площадь стрелы, двух стоек одного портала, траверсы и звена, м²;

— высота центра давления ветра от плоскости подпятника до стрелы, стоек, траверсы и звена, м.

Грузовой момент для крана УК-25/9-18, Н м,

(4.6.5)

где — масса звена, кг;

— длина звена, ( =25 м);

f – несоосность центров тяжести звена и траверсы, f = 5 м

По правилам Гостехнадзора коэффициент устойчивости определяется без учёта сил инерции и ветровой нагрузки

(4.6.6)

Собственную устойчивость крана проверяют без груза (звена) на стреле, причём опрокидывающий момент создаётся противовесом вокруг подпятника задней тележки и ветровыми нагрузками. Коэффициент собственной устойчивости:

(4.6.7)

где М_пр — момент от противовеса, Н.м ( );

М_В — момент от ветровой нагрузки, действующий в ту же сторону опрокидывания, что и противовес, Н м.

3.4 Производительность укладочного крана

Производительность П укладочного крана, м/ч зависит от времени укладки звена ’, с, и длины звена , м

(4.8.1)

Для прямого участка пути ,где — время строповки звена; — время подъёма звена на высоту = 0,З-0,4 м ( = / );

— средняя скорость подъёма, м/с; -время передвижения тележки со звеном, с, ( = — путь разгона тележек со звеном ( 0,5—0,8 м); — путь движения тележек со звеном с установившейся скоростью, м; — тормозной путь ( =0,5 м); —установившаяся скорость ( =1,35—1,5 м/с); время опускания звена со средней высоты, с ( = / ); средняя высота, м; — скорость опускания звена, м/с ( =0,35— 0,45 м/с); — время стыковки заднего конца звена, окончательного опускания звена, расстроповки звена, подъёма траверс на среднюю высоту, с ( ) — скорость подъёма траверс, м/с ( = 0,35—0,45 м/с); —время передвижения порожних тележек на длину , с ( = / ); — длина передвижения порожних. тележек, м; — скорость движения порожних тележек, м/с ( =1,7—1,8 м/с); — время опускания, с.

Укладочный кран с рабочей секцией поезда передвигается на длину уложенного звена одновременно с передвижением грузовых тележек, опусканием траверс и строповкой звена. Пакет звеньев передвигается также одновременно с укладкой последнего звена и при хорошей организации работы дополнительного времени на передвижение не требуется. Время цикла укладки можно представить в виде циклограммы (рис. 4.8.1.). Цикл укладки звена на кривом участке пути увеличивается на время, затрачиваемое на сдвиг переднего конца укладываемого звена на ось пути и его изгиб. Остальные операции такие же, что и в цикле на прямом участке пути.

Рис. 4.8.1. Циклограмма укладки звена

На прямом участке

=6+3+19+8+8+5+8+8+18+3=86

На кривом участке

=6+3+19+9+10+5+8+8+18+3=89