Рис. 6.3. Схема крана для определения его центра тяжести (М. 1:150)
91
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.1 |
|
|
|
|
|
|
Определение координат центра тяжести крана |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
элемента№ на рис. 2 |
|
|
|
|
|
Массаm |
тяжестиСила G |
,м |
,м |
момент.Статичпо оси Х М |
момент.Статичпо оси Y М |
|
|
|
|
|
|
Координатацентра потяжестиоси Х: Х |
Координатацентра потяжестиоси Y: Y |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
т , |
кН |
i |
i |
м · кН |
м · кН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i, |
i, |
|
||
|
|
Наименование |
i |
, g · |
|
|
Х · |
Y |
|
|||
|
|
элементов крана |
|
i |
|
|
i |
· |
|
|||
|
|
|
m= |
|
|
G= |
G= |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
х ст |
y ст |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
Ходовые тележки |
3,6 |
35,3 |
0 |
0,3 |
0 |
11,772 |
|
|||
2 |
|
Ходовая рама |
6,3 |
61,8 |
0 |
0,6 |
0 |
56,5 |
|
|||
3 |
|
ОПУ |
|
|
0,9 |
83 |
0 |
0,75 |
0 |
9,195 |
|
|
Суммарные параметры |
10,8 |
106 |
|
|
0 |
77,47 |
|
|||||
неповоротных частей |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
4 |
|
Платформа поворотная |
5,4 |
53 |
-1,0 |
1,1 |
-83,38 |
91,72 |
|
|||
5 |
|
Контргруз |
|
31,5 |
309 |
-3,25 |
2,2 |
956,47 |
647,46 |
|
||
6 |
|
Лебедка стреловая |
1,35 |
13,24 |
-2,56 |
1,88 |
-37,66 |
27,655 |
|
|||
7 |
|
Лебедка грузовая |
1,35 |
13,24 |
-2,04 |
1,8 |
-30 |
26,48 |
|
|||
8 |
|
Механизм поворота |
0,45 |
4,4 |
-1,4 |
2,1 |
-5,49 |
8,23 |
|
|||
9 |
|
Башня |
|
|
14 |
137,34 |
1,4 |
18,55 |
175,8 |
2329,3 |
|
|
10 |
|
Оголовок |
|
3,5 |
34,35 |
0,94 |
34,5 |
41,5 |
1522,8 |
|
||
|
Стрела |
|
горизонтальная |
3,5 |
34,35 |
13 |
32,6 |
510,12 |
1279,22 |
|
||
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
Стойка распорная |
0,45 |
48 |
-1,9 |
32 |
-9,31 |
156,8 |
|
|||
13 |
|
Кабина управления |
1,35 |
13,24 |
1,5 |
31 |
14,715 |
304,11 |
|
|||
14 |
|
Полиспаст грузовой |
0,2 |
1,96 |
25 |
30 |
55 |
66 |
|
|||
15 |
|
Грузовая каретка |
0,4 |
3,92 |
25 |
32,5 |
110,25 |
143,325 |
|
|||
16 |
|
Лебедка тяговая |
0,6 |
5,9 |
4,3 |
32,5 |
26,66 |
201,5 |
|
|||
17 |
|
Полиспаст стреловой |
0,24 |
2,35 |
-3,60 |
10 |
-15,9 |
44,1 |
|
|||
Сумма пово- |
|
Вылет макс. |
|
|
|
|
-204,2 |
6848,7 |
|
|||
ротных частей |
|
64,2 |
629,8 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
крана |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Суммарные |
|
Вылет макс. |
|
|
|
|
-204,2 |
6926,17 |
|
|||
параметры |
|
|
75 |
735,75 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
крана |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полученные координаты центров тяжести крана и его поворотной части представлены в табл. 6.2.
Таблица 6.2
Координаты центров тяжести крана и его поворотной части
Координата Хцтп |
Х |
|
М х |
/ G = - |
Координата Уцтп |
У |
|
М у |
|
/ G = |
|
поворотной части |
|
цтп |
ст п |
|
н |
поворотной части |
|
цтп |
ст п |
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
крана |
204,2/629,8 = - 0,324 м |
крана |
6848,7/629,8 = 10,9 м |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Координата Хцтк |
|
Хцтк Мстх |
к / Gн = |
Координата Уцтк |
Уцтк Мсту |
к / Gн = |
|||||
всего крана |
-204,2/735,75 = - 0,277 м |
всего крана |
6926,17/735,75 = 8,679 м |
||||||||
|
|
||||||||||
92
|
6.6. Проверка устойчивости крана против опрокидывания |
|
|
|||||||
|
Проверка устойчивости крана против опрокидывания производится после определения |
|||||||||
координат центра тяжести крана. Проверку проводим в полном соответствии с методикой, |
||||||||||
изложенной ранее в разделе 5.6 в примере расчета крана с неповоротной башней. Для пояс- |
||||||||||
нения расчетов по определению ветровых и инерционных сил в настоящем разделе приведе- |
||||||||||
ны шаблоны таблиц ветровых (табл. 6.3) и инерционных (табл. 6.4) сил, действующих на |
||||||||||
кран. Показан пример определения |
этих сил на один из элементов крана. Для примера вы- |
|||||||||
бран контргруз. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Устойчивость крана должна быть проверена при подъеме испытательного груза, при |
|||||||||
действии рабочих нагрузок, при действии максимального ветра нерабочего состояния (соб- |
||||||||||
ственная устойчивость крана). |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.3 |
|
|
Определение фронтальных сил ветра рабочего состояния при q = 125 Па |
|
||||||||
|
|
|
|
|
Коэффициент сплошности, ψ |
|
|
|
,м |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
ЦТ узла |
|
|
|
|
|
|
= b·h, м |
|
|
·ψ·n·с, Н |
Н·м |
||
|
Наименование |
|
|
|
|
i, |
||||
|
|
|
|
|
·у |
|||||
|
узлов |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
б |
|
|
ф |
i |
ф |
||
|
крана |
|
|
|
|
|
·S |
|
=F |
|
|
|
|
|
|
|
|
= q |
|
вк |
|
риспозна№2.. |
|
Ширинаузламb, |
Высотаузламh, |
контурнаяФронтальная площадьS |
Коэффициентвысотыn, |
Аэродинамический Коэффициентс, |
ф |
Координатау |
Фронтальныймоментветра М |
|
|
Фронтальнаяветрасила F |
|||||||||
1 |
Ходовые тележки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Ходовая рама |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
ОПУ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Платформа поворотн. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Контргруз |
6,0 |
1,9 |
11,4 |
1 |
1 |
1,2 |
1770 |
2,2 |
3894 |
6 |
Лебедка стреловая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
Лебедка грузовая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
Механизм поворота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Башня 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
Башня 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Башня 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
Оголовок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
Стрела балочная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
Стойка распорная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
Кабина управления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
Полиспаст грузовой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
Грузовая каретка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
Лебедка тяговая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17 |
Полиспаст стреловой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сумма фронтальных сил |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ветра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Силы давления ветра |
|
|
6 |
1,0 |
1,55 |
1,2 |
1395 |
30 |
41850 |
|
на груз |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
93
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.4 |
|
|
|
Определение инерционных сил и моментов |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
на.поз№рис. 2 |
|
|
узлаМассаm |
вращенияРадиус массцентраузла r |
,H |
Координатау тяжестиузла, м |
Опрокидывающий центробежныхмомент Мсил |
Опрокидывающий силмоментинерции М |
|
|
|
Центробежнаясила Fинерции |
|
||||||
|
|
|
i |
i |
i |
центра |
y |
i |
|
|
|
|
кг , |
м , |
ω |
|
м · H , |
м · H |
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
Наименование узлов |
|
|
m = |
|
i |
, |
|
|
|
|
|
i |
F |
y · |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
крана |
|
|
i |
|
= |
=m·а |
|
|
|
|
|
|
|
ц |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
ин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
Ходовые тележки |
|
0 |
0 |
|
0 |
|
|
2 |
|
Ходовая рама |
|
0 |
0 |
|
0 |
|
|
3 |
|
ОПУ |
|
0 |
0 |
|
0 |
|
|
Сумма сил инерции, действующих |
|
- |
- |
- |
- |
|
|
||
на неповоротную часть крана |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
4 |
|
Платформа поворотная |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
Контргруз |
31500 |
-3,7 |
-318,8 |
2,68 |
-854,38 |
12663 |
|
6 |
|
Лебедка стреловая |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
Лебедка грузовая |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
Механизм поворота |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
Башня |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
Оголовок |
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
Стрела |
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
Стойка распорная |
|
|
|
|
|
|
|
13 |
|
Кабина управления |
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|
Полиспаст грузовой |
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
Грузовая каретка |
|
|
|
|
|
|
|
16 |
|
Лебедка тяговая |
|
|
|
|
|
|
|
17 |
|
Полиспаст стреловой |
|
|
|
|
|
|
|
Сумма сил инерции, действующих |
|
- |
|
- |
|
|
|
||
на поворотную часть крана |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Сумма сил инерции, действующих |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
||
на весь кран |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Сумма сил инерции, действующих |
|
|
|
|
|
|
|
||
на груз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание: Угловую скорость крана вычисляем по формуле ω ≈ πnкр/30 = 3,14·0,5/30 = 0,0523 с-1.
Нормативное ускорение при передвижении крана принимаем а ≤ 0,15 м/с2.
94
7. ПРИМЕР РАСЧЕТА МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА ГРУЗА
Исходные данные для расчета механизма подъема груза (грузовой лебедки) приняты в соответствии с вариантом задания и учетом параметров, полученных в результате общего расчета крана.
Максимальная грузоподъемность на минимальном вылете Qном – 6 т. Высота подъема крюка макс. H – 45 м + 5 м ниже уровня головки рельсов. Скорость подъема груза макс. Vгр – 0,25 м/с.
Грузооборот П – 20 т/час.
Номер нагрузочного графика – 5. Занятость крана – двухсменная.
Нормативный срок службы крана Zн =15 лет.
Qi/Qн= p =1
5
0,7
0,5
0,2
Сi/С0 0 0,25 0,5 0,75 1,0
Нагрузочный график № 5
7.1. Определение группы классификации (режима работы) лебедки
Режим работы механизма подъема определяем в соответствии с Федеральными нормами и правилами. Для этого предварительно определяем коэффициент распределения нагрузки Кр согласно заданному нагрузочному графику по формуле
|
|
|
Сi |
|
Qi |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,25∙13+0,5∙0,53+0,25∙0,23 |
|
||||
К |
|
|
|
|
= 0,3145. |
|||||
|
|
|
|
|||||||
|
р |
|
С |
Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
ном |
|
|
|
|
|
Число циклов нагружений при восьми часовом рабочем дне (nч = 8), двухсменной работе (пс = 2) и числе рабочих дней в году (прд = 260) за нормативный срок службы (Z = 15) определяем по формуле
С0 [ ( Сi / С0 )П ] nч пс nрд Z = [0,25(20/6∙1)+0,5(20/6∙0,5)+0,25(20/6∙0,2)]×
Q р
×8∙2∙260∙15 = 519996 ≈ 520∙10³ циклов.
Полученный коэффициент распределения нагрузок относится к режиму нагружения Q3. Число циклов нагружений соответствует классу использования U5. Группа классификации механизма подъема груза определяет в целом режим работы крана. Полученные величины соответствуют режиму работы крана А6 (табл. П.11).
95