Методические указания по выполнению практических работ по дисциплине «Конструкции путевых машин» (стр. 9 из 13)
Расчет и выбор параметров основных элементов
механизма подъема стрелы крана.
Цель работы: Подбор канатов с учетом кратности полиспаста и усилия в стеловом расчале. Расчет всех элементов барабана. Определение мощности электродвигателя и общего передаточного числа редуктора.
Исходные данные
Кран на железнодорожном ходу КЖДЭ-16
Масса поднимаемого груза при максимальном
вылете стрелы Q = 4900 кг
Масса стрелы G = 1500 кг
Расчетное давление ветра Р = 250 Па
Подветренная площадь стрелы F = 1,6 м2
Кратность стрелоподъемного полиспаста i = 6
К.П.Д. блока на опорах качения
= 0,98К.П.Д. стрелоподъемного барабана
К.П.Д. червячного редуктора
К.П.Д. зубчатой пары
Время качения стелы (время перемещения
из нижнего в верхнее крайнее положение) t = 38 c.
Плечи действия сил L = 12.78 м
h = 3.43 м h1 = 5 м а = 0,9 м с = 2,4 мРешение
Определяем усилие в ветви грузового полиспаста
, где 
К.П.Д. грузового сдвоенного полиспаста 
Z = 6 – число загруженных ветвей полиспаста;
П = 2 – число неподвижных направляющих блоков;
i1 = 3 – кратность сдвоенного полиспаста (i
)Ветровая нагрузка на стрелу
Ветровая нагрузка на груз
, гдеFгр – подветренная площадь груза, принимается в зависимости от веса груза = 8 м2.
Усилие в стреловом расчале
Усилие в канате, навиваемом на барабан стрелоподъемной лебедки
где
- К.П.Д. стрелоподъемного полиспаста 
Разрывное усилие стрелоподъемного каната
Согласно нормам Госгортехнадзора для стреловых кранов с машинным приводом при среднем режиме работы наименьшее значение коэффициента запаса прочности n = 5
По таблице ГОСТ 2688-80 принимаем канат двойной свивки диаметром
= 22 мм. с разрывным усилием Sp = 270.5 кНС условным обозначением канат 22-Г-1-Л-О-Р-1862 ГОСТ 3077-80 конструкции ЛК-0 6x19(1+9+9)+1
Диаметр барабана
Исходя из конструктивных соображений принимаем Дб = 500 мм.
Длина каната навиваемого на барабан.
По схеме в масштабе 1:50 определить путь
, проходимый блоками при изменении вылета стрелы от наибольшего до наименьшего значения 
В данном примере
, тогда длина каната составляет 
Скорость набегания каната на барабан
Частота вращения барабана
Мощность электродвигателя
где
- К.П.Д. передачи 
По каталогу выбираем электродвигатель MKTF-412-6 мощностью 22кВт,
= 935 об/мин , что соответствует заданным условиям.Передаточное число механизма
Рис.4 Расчетная схема механизма подъема груза
Практическое занятие № 6
Расчет и выбор параметров основных элементов механизма поворота крана.
Цель работы: Определение общего статического момент сопротивления повороту крана. Определение мощности электродвигателя, общего передаточного числа редуктора.
Исходные данные:
Поворот осуществляется при вылете стрелы L = 14 м
вес поднимаемого груза Gг = 49кН
вес поворотной части крана без стрелы Gп’ = 222кН
вес стрелы Gстр = 15кН
вес поворотной части со стрелой Gп = Gп’ + Gстр = 237000Н = 237кН
Опорно – поворотное устройство шариковое
диаметр круга вращения D = 2,1м (R=1,05м)
диаметр шарика dш = 0,05 м
частота вращения nк = 2 об/мин
угол наклона пути
= 4,50Решение.
Определяем момент сопротивления повороту крана, создаваемый силами трения, по формуле
, принимая f = 0,001 м; к = 1,3: 
Для определения момента сопротивления, создаваемого ветром Mв принимаем p = 250 Н/м2; Fг = 9 м2; Fстр = 1,6 м2; Fп = 12 м2; b = 8 м; lп = 0,7 м; L = 14м.
Тогда момент по формуле составит
Момент от горизонтальной составляющей веса, Нм
ННаходим общий статический момент сопротивления повороту крана
Определяем мощность электродвигателя по формуле, предварительно принимая, что КПД механизма
= 0,88: 
По каталогу подбираем двигатель MTF-411-6У2 (ГОСТ 185-70) мощностью 27 кВт при ПВ = 25%, nд = 955 об/мин. Передаточное число передачи:
Зная передаточное число, выбирают редуктор и проектируют остальные элементы передачи.
Рис.5 Расчетная схема механизма поворота крана КЖДЭ-16.
Практическое занятие № 7
Расчет устойчивости стреловых кранов.
Цель работы: Определение коэффициента грузовой устойчивости К1.Опре-
деление грузовой статической устойчивости крана. Определение коэффициента собственной устойчивости крана.
Исходные данные
Вес крана без груза в GK =52400 кг Расстояние от центра тяжести крана до оси вращения крана с =1,15 м
Расстояние от оси вращения до ребра опрокидывания b= 0,815 м
Угол крена крана (угол наклона местности) в градусах α =20 Расстояние от уровня головки рельса до центра тяжести крана h0 =2,55 м
Максимальный вес поднимаемого груза (грузоподъемность) Q= 10000 кг
Скорость опускания груза V= 0,15 м/с
Время торможения груза t= 5 c
Ускорение свободного падения g = 9,81 м/с2
Вылет крана L= 12 м Ветровая нагрузка крана W1= 4500 Н
Расстояние от уровня головки рельса до направления действия
силы W1 h1 =2,55 м
Ветровая нагрузка на поднимаемый груз W2= 2000 H
Расстояние от уровня головки рельса до вершины стрелы h2= 9 м Расстояние от груза да вершины стрелы H=4,7 м
Количество оборотов крана n = 2 об/мин;
Решение.
Грузовую устойчивость рассчитывают при положении крана с грузом Q при максимальном вылете стрелы L, установленной поперек пути.
Уклон местности и ветровую нагрузку принимаем способствующими опрокидыванию крана в сторону груза. Расчет ведем при торможении спускающегося груза и повороте крана.
Определяем коэффициент грузовой устойчивости К1:
(1)где
Мк — момент, создаваемый весом крана относительно ребра опрокидывания и противодействующий всем опрокидывающим моментам;
Мтг, Мв, Мц — опрокидывающие моменты соответственно от сил инерции при торможении груза, ветровой нагрузки, центробежной силы груза при вращении;
Мг — опрокидывающий момент, создаваемый весом поднимаемого груза.
Нормами Госгортехнадзора предусмотрена также проверка грузовой статической устойчивости, т. е. без учета динамических сил при торможении спускаемого груза и повороте крана, а также без ветровой нагрузки. В этом случае Кст1 ≥ 1.4,т.е.