Подъёмно-транспортные машины (стр. 2 из 2)
Определение опорных реакций.
Вертикальную RV и горизонтальную RH реакции (кН) в опорах определяют путем составления уравнений статики.
Длина АС равна
Из подобия треугольников AD=1,615 м; DC=3,77 м.
отсюда β = 68,2о, α = 21,8о.
Рассмотрим узел С.
Внешними силами будут являться G, внутренними – усилия в стержнях S1,S2.
Составим два уравнения равновесия:
Рассмотрим узел В.
Из рис. 5 видно, что реакция опоры Вх равна усилию в стержне ВС, поэтому Вх=S1=112.19 kH.
Рассмотрим узел А.
 |
Чтобы определить АХ и АУ составим два уравнения равновесия.
Выбор подшипников.
Так как частота вращения кранов обычно не более 1 об/мин, а угол поворота, как правило, меньше 360° то подшипники выбирают по статической грузоподъемности.
Типы подшипников. Для восприятия горизонтальных (радиальных) нагрузок применяют радиальные сферические двухрядные шариковые подшипники с цилиндрическим отверстием (тип 1000) по ГОСТ 720-75 или (реже) роликовые радиальные сферические двухрядные с цилиндрическим отверстием (тип 3000) по ГОСТ 5721-75. Для восприятия (вертикальных (осевых) нагрузок применяют шариковые упорные одинарные подшипники (тип 8000) по ГОСТ 16874-75. При нагрузках, превышающих значения допускаемой статической грузоподъемности, можно применять нестандартные подшипники качения.
Типоразмер подшипника. Выбирают по условию: максимальная статическая нагрузка на подшипник, равная реакции в опоре, не должна превышать базовой статической радиальной грузоподъемности Сor, (для сферических подшипников) или базовой статической осевой грузоподъемности Сoa (для упорных подшипников).
Выбрав типоразмер подшипника, необходимо выписать его основные параметры: обозначение типоразмера; внутренний и наружный диаметры; ширину (для сферических) или высоту (для упорных); базовую статическую грузоподъемность.
Определение момента сопротивления повороту.
Момент сопротивления повороту (кН*м) крана, действующий в период разгона механизма, равен
где Ттр - момент сил трения в опорно-поворотном устройстве;
Тв - момент ветровой нагрузки рабочего состояния (если кран работает на открытом воздухе);
Тин - момент сил инерции, действующих на груз, медленно поворачивающиеся части крана (металлоконструкция поворотной части, противовес и т.д.) и вращающиеся части механизма поворота (ротор двигателя, тормозной шкив, муфты и т.д.).
Момент сил трения в опорно-поворотном устройстве. Равен сумме моментов сил трения в верхней (Ттр.в) и нижней (Ттр.н) опорах:
Момент сил трения в верхней опоре. Для настенного крана и крана с вращающейся колонной момент равен
где ƒ - приведенный коэффициент трения скольжения в подшипнике; для подшипников качения ƒ=0,015.
Момент сил трения в нижней опоре для настенного крана и крана с вращающейся колонной равен
Момент ветровой нагрузки рабочего состояния.
Предполагая, что кран работает в закрытом помещении, примем ветровую нагрузку равной нулю.
Момент сил инерции.
Тин=J*ε,
где J - момент инерции (относительно оси поворота крана) медленно поворачивающихся частей крана, груза и вращающихся частей механизма поворота, т*м2;
ε - угловое ускорение крана, рад/с2.
Момент инерции
J=γ*Jм.п.ч,
где γ = 1,2... 1,4 - коэффициент учета инерции вращающихся частей механизма поворота;
Jм.п.ч - момент инерции (относительно оси поворота крана) груза и медленно поворачивающихся частей крана, т*м2;
Jм.п.ч=ξΣmϳ*xϳ,
где mϳ - масса ϳ-й медленно поворачивающейся части (груз, противовес, стрела и т.д.);
xϳ - расстояние от центра массы ϳ-й медленно поворачивающейся части до оси поворота крана, м;
ξ = 1,3... 1,4-коэффициент приведения геометрических радиусов вращения к радиусам инерции.
Расстояния от центров массы груза и поворотной части до оси поворота крана равны: xгр=L=5 м; хпов=0,3L=1,5 м. Масса груза G=40 kH =4 т, масса крана G1=0,4G=1,6 т.
Угловое ускорение при разгоне найдем по допустимому линейному ускорению груза [а]:
для кранов грузоподъемностью от 3,2 до 12,5 т при перевозке штучных грузов и ручной строповке, [a]=0.15 м/с2.
Определение мощности двигателя.
Мощность двигателя N (кВт) определяют по формуле
где ωкр - угловая скорость вращения крана, рад/с, примем
ηпр - предварительное значение к. п. д. механизма при использовании в механизме червячной передачи ηпр = 0,75;
Значение ψп.ср зависит от типа двигателя, для двигателя типа 4АС ψп.ср=1,65…1,8 принимаем ψп.ср=1,7 .
Расчет металлоконструкций крана с поворотной ферменной
консолью.
Общая схема исполнения крана с постоянным вылетом и поворотной ферменной консолью показана на рис. 9.
Собственный вес консоли можно считать сосредоточенным и приложенным в точке F. Усилие в канате механизма подъема необходимо разложить по узлам в соответствии со схемой рис. 9,б.
Расчетное значение полезной нагрузки определяют так же, как и для мостовых кранов.
Возникающие при вращении крана центробежная (в плоскости консоли) сила Рг. ц и тангенциальная (по касательной к окружности, описываемой концом консоли) сила Рг. т от инерции массы груза считаются приложенными через канат к концу консоли. Значение этих сил:
mQ - масса груза;
L - вылет консоли;
ω, ε - угловые скорость и ускорение вращения консоли, рад/с и рад/с2.
Подбор стержней ферм консоли производят в соответствии с формулами:
условия прочности растянутых стержней
условия прочности сжатых стержней
Так как кран имеет постоянный вылет, прогиб конца консоли у него не нормируется и, следовательно, проверка статической и динамической жесткости не является обязательной.