Материал: Передвижные башенные краны. Калинин Ю.И., Жулай В.А

тко = Σтi = т1+т2+…+т17 ≈75,1 т.

Окончательно для дальнейших расчетов примем конструктивную массу крана ткк= 44 т при общей массе тко = 75 т. После определения геометрических параметров крана возможна корректировка масс отдельных элементов в соответствии выбранными унифицированными элементами.

При проверке устойчивости крана против опрокидывания также возможна корректировка массы балласта или массы контргруза.

6.4. Разработка расчетной схемы проектируемого крана

Расчетную схему крана согласно заданию на проектирование принимаем по рис. 6.2. Как и в предыдущем примере расчета, расчетную схему крана с поворотной башней строим в координатах Х-У-Z, руководствуясь указаниями раздела 2.2. Ось Х располагаем на уровне опорных точек крана на головки рельсовых нитей в плоскости чертежа. Ось У располагаем в плоскости чертежа на оси ОВ вращения крана. Ось Z перпендикулярна плоскости чертежа.

Размеры элементов вдоль оси Х называем "длина" и обозначаем l, вдоль оси У называем "высота" и обозначаем h, вдоль оси Z – "ширина" b. Геометрические параметры крана определяем в следующем порядке.

1. По графику на рис. 2.2 определяем базу и колею крана по рельсовым нитям в зависимости от произведения грузового момента на высоту до шарнира стрелы

Мгр Н0∙10-3= 125∙35∙10-3 = 4,375 т∙м2.

Для полученной величины колея К на графике составляет ≈ 5,5 м. Эмпирическая формула (2.6) дает величину К

К = 3,7+ 2,9 lg(MгрН0/1000) = 3,7+2,9 lg(120∙35/1000) ≈ 5,5 м.

Сравнивая полученные величины с аналогичным параметром прототипа (табл. П.6), где

К= 6 м, принимаем К = 6 м. Базу Б крана принимаем равной колее Б = 6 м.

2.Параметры унифицированных ходовых тележек выбираем с учетом массы крана, максимальной грузоподъемности и грузового момента, определив предварительно ориентировочную опорную реакцию по формуле:

Rоп = [(mkp +Qмакс)/4 +Mгр/(2Б0)]g = [(75+8)/4 + 125/(2∙6)]9,81 ≈ 306 кН.

При такой нагрузке на опору в ней может быть установлено одно колесо диаметром Dк = 630 мм, или два колеса диаметром Dк = 500 мм (табл.V.2.47. [8]).

Для механизма передвижения применим унифицированные двухколесные тележки с диаметром колес 500 мм [5]. Допустимая нагрузка на тележку составляет 40 т. Две из них комплектуем приводным агрегатом ПК-6.3. Масса такой тележки составляет 1060 кг (табл. 2.4). Неприводные тележки имеют массу 680 кг. Общая масса механизма передвижения составит ≈ 3,5 т.

86

Рис. 6.2. Расчетная схема крана с поворотной башней

3. Ходовую раму крана принимаем согласно рис. 2.3 кольцевого типа с флюгерными балками. Высоту hхр ходовой рамы кольцевого типа из стали марки 09Г2С при действующем на кран грузовом моменте определяем по формуле (2.7)

hхр = 58+375Mгр/σ = 58 +375∙125/2600 = 76 см.

Принимаем hхр= 800 мм. Нижний лист ходовой рамы должен отстоять от уровня головки рельса не менее 200 мм. Высота ходовой рамы над уровнем головки рельса ухр = hхр+200 мм = 1000 мм. Наружный диаметр ходовой рамы принимаем больше диаметра опорноповоротного устройства на 200÷250 мм.

87

Dхр= Dопу+ 0,25 = 1900+250 = 2150 мм.

4. Стандартное опорно-поворотное устройство выбираем по вертикальной нагрузке и действующему грузовому моменту. Вертикальная нагрузка, действующая на ОПУ

Vопу= (т4+т5+т6+т7+т8+т9+т10+т11+т12+т13+т14+т15+т16+т17)g =

=(5,4+31,5+1,35+1,45+0,45+14+3,5+3,5+0,45+1,35+0,2+0,4+0,6+0,24)9,81 ≈ 631 кН ≈

≈ 0,63 МН.

Грузовой момент

Мгр= 125 ∙9,81 ≈ 1226 кН∙м ≈ 1,226 МН∙м.

Для башенных кранов при выборе ОПУ вертикальную нагрузку и грузовой момент принимаем на 20 % больше расчетной статической нагрузки.

Тогда

Vопу= 0,63∙1,2 = 0,756 МН; Мгр= 1,226 ∙1,2 =1,47 МН∙м

По графику на рис. VI.4.10 и табл. VI.4.1 [8] выбираем роликовый опорно-поворотный круг № 7, который имеет следующие параметры:

–диаметр Dопу = 1900 мм;

–высота Нопу = 130 мм;

–масса т = 900 кг;

–число зубьев Z = 122;

–модуль т = 12;

–максимальное допустимое окружное усилие Fomax=133 кН.

5.Размеры поворотной платформы по длине определены расстояниями от оси враще-

ния крана: задним габаритом lзг и передним свесом lпс. Задний габарит платформы определяем по графику на рис. 2.4 в зависимости от произведения

Мгр∙Н0 ∙10-3= 125∙35∙10-3 = 4,375 тс∙м2.

Принимаем lзг ≈ 4,3 м. Передний свес платформы будет

lпс = Dопу/2 +450 мм= 1900/2 + 450=1400 мм =1,4 м.

Ширину платформы bпл определяем по возможности размещения лебедок по результатам их предварительного выбора по табл. 2.7 и обеспечения возможности прохода по платформе обслуживающего персонала. При ориентировочной ширине лебедки bл ≈ 1800 мм и ширине проходов не менее 500 мм с каждой стороны поворотная платформа должна иметь ширину не менее

Впл = bл +2×500 =1800+2×500 =2800 мм.

Высоту поворотной платформы принимаем hnл= 0,4 м.

6. Контргруз размещаем на платформе на максимальном удалении от оси вращения крана. Размеры железобетонного контргруза определяем с учетом размера колеи крана. При расчетной массе контргруза т5 = 31,5 т, его длину принимаем l5 = 1,2 м и ширину b5 = 6 м высота железобетонного контргруза с плотностью ρ = 2,2 т/м3 составит

88

h5= т5 / (b5× l5×ρ) = 31,5/(6×1,2 ×2,2) ≈ 1,9 м.

7. Ориентировочные размеры механизмов принимаем по таблицам 2.7 и 2.8. Для этого предварительно тяговое усилие грузоподъемной лебедки при двухкратном грузовом полиспасте принимаем не менее 25 кН, стрелоподъемной – не менее 30 кН.

Размеры механизмов крана ограничиваем прямоугольниками с габаритными размера-

ми:

–для стрелоподъемной лебедки l6×b6×h6=1380×2500×665 мм;

–для грузоподъемной лебедки l7×b7×h7=1042×1785×590 мм;

–для механизма поворота l8×b8×h8=700×530×1218 мм.

8. Ось башни размещаем на линии переднего свеса поворотной платформы. Размер поперечного сечения поворотной башни выбираем по графику на рис. 2.6 . При грузовом моменте 125 т·м и высоте башни 35 м внешний размер lб×bб поперечного сечения башни принимаем 1,8×1,8 м. Собственная высота колонны башни

H9 = Н0 - yхр- Нору-hnn = 35000-1000-130-400= 33470 мм.

9. Координаты оголовка башни определяем по формулам (2.16)

hог=Ψ∙L0 , Хог = ξ ∙L0 ,

где ψ – безразмерный коэффициент, вычисляемый по формуле

Ψ= 0,35 - 0,003 L0 + (0,3 - 0,004 L0)0,001Мгр - 0,00125Н0 =

=0,35 - 0,003∙25 + (0,3 - 0,004 ∙ 25)0,001 ∙ 125 - 0,00125 ∙ 35 = 0,2562,

тогда

hог= 0,2562∙25 = 6,4 м.

Вершину оголовка башни смещаем относительно оси башни в сторону, противоположную стреле, на величину

Хог = ξ∙ L0 = 0,04∙25 = 1 м.

Оголовок имеет треугольную конфигурацию на боковой проекции расчетной схемы. 10. Стрела крана в боковой проекции имеет трапециевидную форму. Максимальную

длину нижнего пояса lc стрелы вычисляем по формуле

lc = L0 - lпс- lб/2 - 0,2 +1 м = 25 - 1,4 - 1,8/2 - 0,2 + 1 = 23,5 м.

Стрелу в поперечном сечении принимаем треугольной формы. Ширину bc нижней (ездовой) панели стрелы принимаем

bc ≈ 0,7 bб = 0,7∙1,8 ≈ 1,25 м.

Высоту стрелы принимаем

hc ≈ 1,45 bc = 1,5∙1,25 ≈ 1,8 м.

Минимальный вылет грузового крюка назначаем за пределами окружности, в которую вписывается опорный контур крана

89

Lмин = (0,5Б/0,707)+1,5 м =(0,5∙6/0,707) +1,6 ≈ 6 м.

11. Длина распорной стойки

lpc = 0,7 lзг- lб/2 = 0.7 ∙ 6,4 ≈ 4,5 м.

12. Размер кабины крановщика принимаем по нормам, установленным Ростехнадзором. Объем кабины должен быть не менее 3-х м3. Высота кабины – h13 = 2 м; ширина – b13= 1,2 м; длина – l13= 1,5 м. При таких габаритных размерах объем кабины составляет

Vкб = 1,5 ×1,2×2 = 3,6 м³

13. Размеры блоков грузового и стрелового полиспастов по наружному диаметру Dбл и ширине Bбл предварительно принимаем

Dбл × Bбл = 0,4 × 0,1 м.

6.5. Определение координат центра тяжести (ЦТ) крана

На расчетной схеме крана, выполненной по результатам определения геометрических размеров в рациональном масштабе для чертежа формата А1, обозначаем центры тяжести элементов крана, как центры тяжести плоских геометрических фигур, отражающих соответствующие элементы крана.

Полученная расчетная схема крана показана на рис. 6.3.

Определение координат центра тяжести проектируемого крана выполняем в следующем порядке. В макет табл. П.3 в соответствующие строки и столбцы заносим координаты Хi, Yi центров тяжести элементов в принятых осях и обозначенных на расчетной схеме 6.3. Далее для каждого элемента вычисляем величину статического момента относительно осей X и Y по формулам, приведенным в заголовке табл. П.3. Результаты этих действий для крана с балочной стрелой представлены в табл. 6.1.

Координаты центра тяжести всего крана и координаты его поворотной части подсчитаны по формулам

Хцт = Σ Мхст / Gкр ; Yцт = Σ Мyст/ Gкр .

90