ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ И ТРАНСПОРТИРУЮЩИЕ МАШИНЫ НА ЗАВОДАХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ОСНОВЫ РАСЧЕТА КРАНОВ

При эксплуатации крапов на заводах строительных материалов возникает необходимость выполнять расчеты грузоподъемных ма­шин. К таким расчетам относятся: проверка мощности двигателя механизмов подъема и передвижения, проверка устойчивости пере­движных поворотных кранов, а также определение продолжи­тельности рабочего цикла кранов и производительности их, при­менительно к которой по заданному объему грузопереработки опре­деляют необходимый крановый парк.

Внешние нагрузки, действующие на кран, определяют для двух различных случаев состояния крана: рабочего и нерабочего.

Для рабочего состояния крана по методике ВНИИПТМАШа расчет выполняют для двух случаев — А и Б.

Расчетный случай А — нормальные нагрузки рабочего со­стояния. В этом случае расчетными нагрузками являются: соб­ственный вес конструкции, номинальный вес груза и грузозахват­Ных приспособлений, инерционные нагрузки при пуске и тормо­Жении механизмов.

Расчетный случай Б — максимальные нагрузки рабочего со­Стояния, которые вызываются собственным весом конструкции, номинальным весом груза и грузозахватного приспособления, пре-

И

Дельной ветровой нагрузкой рабочего состояния (по ГОСТу 1451 — 42) (для кранов, работающих на открытом воздухе), резким пуском или применением интенсивного электрического торможения (про­тивовключением) или внезапным выключением тока в подводящей сети.

Для нерабочего состояния крана определяются максимальные нагрузки этого состояния (расчетный случай В). В этом случае расчетными нагрузками являются собственный вес конструкции и сила ветра при нерабочем состоянии, принимаемая по ГОСТу 1451—42.

Механизм передвижения

При установившемся движении общее сопротивление передви­жению колесных кранов (или крановых тележек) слагается из:

1) основного сопротивления W0, возникающего вследствие трения в подшипниках и трения качения колес по рель­сам; при этом учитывают также сопротивление от трення реборд колес о рельсы;

2) дополнительного сопротивления Wdon — сопротивление ветра (для кранов, работающих на открытых пло­щадках) и уклона пути.

Основное сопротивление передвижению равно

Г0 = (G 4- G0) и/р = (G + G0) ( + 2k ) р н, (119)

Где Gjl — вес груза в н;

G0 — собственный вес крана в н; F — коэффициент трения в подшипниках, принимаемый для подшипников скольжения 0,1, а для подшипников ка­чения 0,015—0,03; K — 0,05 см — коэффициент трения качения колес по рельсам; D4 — диаметр цапфы в см; DK —диаметр ходового колеса в см; Р — коэффициент, учитывающий дополнительно сопротивле­ние от трения реборд колес о рельсы, принимаемый при подшипниках скольжения 1,25—1,4, а при подшип­никах качения 2,5—3,0.

Дополнительное сопротивление от ветра и уклона

= (F, + F2) р + (G1 + G0) i н, (120)

Где

Fx — подветренная площадь крана (те­лежки) в м2;

F2 — подветренная площадь груза в м3, определяемая по его фактическому контуру или принимаемая при предварительных расчетах по табл. 20 в зависимости от грузо­подъемности крана;

Р — 150 н! м~ (15 кгс('м-у_— расчетное давление ветра;

Ij— уклон пути (i tg (3), где — угол наклона.

Таблица 20

Момент от статических сопротивлений па валах ведущих ходо­вых колес для кранов, работающих на открытых площадках, равен

TOC o "1-3" h z Мпп -(^0+ ww-ir нм■ <121>

Мощность двигателя в период установившегося движения

Л = ит' П22)

Для кранов, работающих в закрытых помещениях на горизон­тальных путях, например, мостовых кранов, сопротивление пере­движению

«V-fOx! Р «. (123)

А мощность двигателя такого крана

J» = (C. T0j(Ј! Ur»)p14ir«»,. (124)

Где V — скорость передвижения в м! сек Т] = 0,8ч 0,85 — к. п. д. механизма. По формуле (124) определяют сопротивление передвижению крановых тележек мостовых кранов, имея в виду, что в этом слу­чае G0 — вес крановой тележки.

Момент на валу двигателя механизма передвижения при пуске

У. к ' М-ап —- ^д'Ш. пост ! ^дин-врищ* (125)

Где Мвт -- 9550 ^------- момент на валу двигателя от статиче­ских сопротивлений в нм Мдин пост = ^ I —динамический момент от поступательно

' п/Л Л-' М

Движущихся частей в нм;

I — передаточное число механизма привода; GD~ П

Мдин. епащ = о7 с*---- динамический момент от вращающихся

' 4 oi^tnycK

Масс в нм;

GDP = (1,15-И,20) {GDiom + G&iy<p) — приведенный махо­вой момент вращающихся частей в GDp0M — маховой момент ротора электродвигателя в кгм2,

Принимаемый по каталогу; GD2M!J(P — маховой момент муфты, соединяющий вал двигателя

С редуктором, в кем2. Перегрузка двигателя

LHWM

Торможения ходового механизма производят при выключен­ном двигателе, т. е. когда край движется по инерции. Момент, создаваемый тормозом,

Мт = М'дин — Ма„ нм, (126)

Где М'дин = М'дин. поа» - f М'оин.„ращ — динамический момент от поступательно движущихся и вращающихся масс, возникаю­щий при торможении;

М'дин. пяс, п - (G + G0)^f нм, (127)

ImaD&l

37,51,

К

П

Нию краиа в нм N' — мощность двигателя в кет, затрачиваемая на преодоление статических сопротивлений передвижению (без учета тре­ния реборд колес о рельсы р = 1).

Если при расчете задано расстояние Lm, которое должен пройти кран или тележка после начала торможения, то при равно­мерно замедленном движении и скорости движения V м! сек время торможения

, 2 Lm

Imop — сек.

Торможение должно производиться так, чтобы не было юза, Т. е. край не двигался по инерции прн застопоренных колесах.

Сила сцепления колес с рельсами, когда половина колес яв­ляются приводными и тормозными

Рец= Gl 2 °° (129)

Где у) ^ 0,12 — коэффициент сцепления колес с рельсами.

Э Евневич 129

Минимальный путь торможения из условия отсутствия юза можно определить, приравнивая кинетическую энергию крана (тележки) работе силы сцепления F(H на пути торможения Lm

FT -( М xhT - (G-GO)C Т- У) У'

Г сц*-т — I 2 ) т ~ 2 '

Откуда

= (130)

Где у — коэффициент, учитывающий кинетическую энергию вра­щающихся масс.

Пример. Определить мощность электродвигателя механизма передвижения крановой тележки мостового крана грузоподъемностью G — 50 ООО н (5 тс), Если собственный вес тележки G0 24 ООО н (2,4 тс), скорость передвижения V — 0,75 м! сек, диаметр ходового колеса D 0,3 м, диаметр цапфы ходового колеса йц = 0,06 м. Ходовые колесы смонтированы на шарикоподшипниках F — — 0,03; коэффициент трения качения K ^ 0,05 см Р = 3,0; к. п. д. привода ориентировочно равен 0,85. Путь горизонтальный. Режим работы крана средний, время пуска (пуск ~ 3 сек.

Мощность двигателя в период установившегося движения

- (С. + еЛ э ••

D, с / ' 1000г|

Этой мощности при ПВ 25% ближе всего соответствует по каталогу дви­гатель МТ-11-6 мощностью 2,2 кет, п — 885 об! мин (92 рад/сек). Маховой момент

Ротора GD2 = 0.17 кем*; [K] - 2,3.

Lvl Ном

Угловая скорость ходовых колес

V2 0,75-2

Передаточное число привода

Ю г

5 ^ .

Номинальный момент двигателя

МнВм ^ 9550 = 9550 = 23,5 нм. ,

Н()в ооО

Момент на валу двигателя от статических сопротивлений

Мст = 9550 = 9550 = 19,4 нм. Пдв оо5

Динамический момент от поступательно движущихся частей Мдин. пост = (Gi + Go) ^ = (50 000 - f 24 000) = 14,3 нм.

Динамический момент от вращающихся частей

4

.. ' Л РDill I,1J'U, U - UHJ _

^ 37J5W = 37,5-3 " 1|54 Н"И'

Общий момент при пуске

Мпуск = Мст - Г Мдин-пост Н Мдин. вращ = 19,4 - f 14,3 + 1,54 = 35,24 нм. Перегрузка двигателя при пуске

И _ М«чск = 35,24 _ Мном ~ 23,5 ""

Что меньше допускаемой 2,3.

Мощность двигателя механизмов передвижения самоходных кранов на автомобильном ходу при скоростях движения до 3,3 м! сек (до 12 км/час) определяют аналогично кранам на рель­совом ходу с той только разницей, что в расчетные формулы (119)—(124) вводят другие значения коэффициента сопротивления движению W', принимаемые по табл. 21, в зависимости от харак­тера дороги.

Таблица 21

Так как кран может двигаться и по наклонной поверхности, то необходимо учитывать составляющую веса крана.

Сопротивление передвижению крана иа автомобильном ходу при неустановившемся движении будет равно

^пуск ~ (G + G0)(a;'±t) 4- WdUH ■ ПОГ/71 • вращ

+ WeempaH, (131)

Где (G - Ь G0) — полный вес крана (вес брутто) в н;

I — тангенс угла наклона пути в град-, Wветра — сопротивление движению от давления встречного ветра в н;

■ пост

.вращ—сопротивление от сил инерции В период трогания с места в н

Во избежание буксовании сила сцеплеиия ведущих колес с поверхностью дороги должна быть больше силы сопротивления передвижению

ЧГ<ТСЦ,

W<(G + G0)q>i|>t (132)

Где Тщ = (G + Gft) (pip — сила сцепления ведущих ходовых колес

Крана с поверхностью дороги в н; ip — коэффициент сцепления, выбирае­мый по данным табл. 21.

(G -+- G0) <р — вес крана, приходящийся на веду­щие колеса, в «;

Мощность двигателя определяют с учетом динамических на­грузок, возникающих при пуске [формула (131)1 и по пусковому моменту выбирают номинальную мощность двигателя.