Разработка конструкции башенного крана с балочной стрелой и поворотной головкой, страница 9

На опорные части крана действует вес G_H неповоротной части центр масс которой находится на пересечении осей симметрии рамы и вертикальной составляющей Р равнодействую­щей всех сил, действующих на поворотную часть, включая вес поворотной части и груза. В произвольном положении радиус R, на котором находится точка приложения силы Р относительно оси вращения, расположенной на расстоянии х₀ от центра сим­метрии, находится под углом а к продольной оси крана. Кроме того, воздействие на опоры оказывает горизонтальная составляю­щая W, проходящая на высоте Н от основания крана.

Горизонтальная составляющая Wвключает в себя кроме ветро­вой и инерционной нагрузок со­ставляющую веса при работе кра­на на местности g уклоном.

Приложив точке О, являю­щейся проекцией оси вращения на опорную плоскость, по две равные и противоположно направленные силы Р и Wполучим силы Р и W, перенесенные в точку О, и мо­мент М = PR+ WH. Разложим силу Р по опорам обратно пропор­ционально расстояниям точки ее приложения от опор. Момент можно разложить на M₁ = Mcos а и М₂ = М sin а с расположением соответствующих пар в продоль­ной и поперечной плоскостях.

Горизонтальная сила Wвоспринимается тормозными устрой­ствами крана, а вертикальная сила Р и моменты М cos а и М sin aсоздадут нагрузки на опоры

M = P·R_max + G_ПП·x_б = 5·9,8·25 + 50,35·1,46 = 1298,5 кН·м

Для определения значений угла α, отвечающих максималь­ным значениям опорных нагрузок, достаточно приравнять нулю соответствующую производную.

Откуда:

При больших неровностях пути и жесткой раме одна из опор четырех

опорного крана теряет контакт с рельсом и опирание происходит в 3-х точках.

Расчет опорных нагрузок при отрыве одной из опор (3 опоры).

 

                                                                         

α=45	А	В	C	D
4 опоры	44,5	310	220	24,6
3 опоры	-435	0	634	123

По рисунку выбираем схему расположения колес:

Расчет проводим по нагрузке 3-х опорной схемы. На одну опору принято 4 колеса, значит давление на колесо:

 

9.Выбор ходовых колес

Крановые колеса рассчитывают на основе теории контактных напряжений, возникающих в зоне соприкосновения колес с рельсом. При точечном контакте, контактные напряжения:

 

где α₂ = 400 – для стального колеса (выбрана Сталь 65Т);

K_Т = 1 – коэффициент толчков;

D = 40 см – диаметр колеса;

R – радиус скругления головы рельса (для рельса КР-70, R=400 мм);

[σ]=800 МПа – допускаемое контактное напряжение;

Фактический коэффициент запаса:

 

10.Кинематический расчет

10.1.Расчет статических сопротивлений передвижению крана:

Статическое сопротивление передвижению:

W_C = W_ТР + W_КР + W_У + P_В

где P_В – сопротивление движению от ветровой нагрузки;

P_В1 – 63,434 кН

P_В2 – 51,12 кН

W_ТР – сопротивления от трения в ходовых частях на прямолинейном участке пути;

W_КР – сопротивления от трения в ходовых частях на криволинейном участке пути;

W_У – сопротивления от уклона пути на угол β.

Сопротивление от трения на прямолинейном участке пути:

 

где G и G_К – вес груза с грузозахватом и вес крана; ω – коэффициент сопротивления движения на прямолинейном участке пути,

по табл. 5.1.3.4. ω =0,01; при расчете двигателя ω =0,015.

          Сопротивление на криволинейном участке пути:

 

Сопротивление движению от уклона пути:

sin α = i =0,005 – т.к. уклоны очень малы.

 

Тогда: 

W_C^max = W_ТР + W_КР + W_У + P_В = 9,83+13,1+3,28+63,434 = 89,64 кН

W_C = W_ТР + W_КР + W_У + P_В = 6,55+13,1+3,28+51,19 = 74,12 кН

10.2.Расчет и выбор двигателя и тормоза:

Статическая мощность двигателя:

 

Во всем механизме передвижения 4 приводных тележки:

 

По табл. 2.1.11(3) выбираем двигатель MTF 312-6 со следующими характеристиками: N_ДВ = 15 кВт; n = 955 об/мин; М_max = 471 Н·м; J = 0,312 кг·м²;

m = 210 кг; η = 82%.