Подъемно-транспортные механизмы

 ‒ диаметр ходового колеса, = 460 мм;

 ‒ коэффициент, учитывающий  сопротивление реборд колес о  головку рельса, = 1,5

 

 

 ‒ сопротивление, создаваемое при разгоне силами инерции массы тележки, кН

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 ‒ коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся деталей привода, = 1,25;

 ‒ ускорение при разгоне,  = 0,1 м/с²

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 ‒ сопротивление на преодоление возможных уклонов пути передвижения, кН

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

α ‒ уклон  рельсового пути, α = 0,002

 

 

 ‒ сопротивление, создаваемое возможным раскачиванием подвешенного груза на гибком подвесе, кН

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

γ ‒ угол отклонения подвески груза от вертикального  положения, γ = 6° 

 

 

 ‒ сопротивление от провисания тяговых элементов, кН

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 ‒ вес 1-го погонного  метра каната, = 0,4616 кг;

 ‒ длина провисающего участка  при наибольшем удалении тележки  от концевых положений,  = 9 м;

 ‒ стрела допустимого провисания, = 0,23 м

 

 

 ‒ сопротивление перекатыванию  блоков полиспаста, кН

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

 

4.3 Выбор каната и расчет барабана

 

Выбор каната и расчет барабана будем производить в соответствии с методикой, изложенной в [6, с. 14‒18].

Необходимое тяговое усилие в канате

Разрывное усилие в канате по (3.2)

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Согласно  [3, табл. III.1.1] принимаем канат двойной свивки ЛК-Р конструкции 6×19 (1+6+6/6)+1о.с. диаметром 28 мм и разрывным усилием 473500 Н. Ориентировочная масса 1000 м смазанного каната 2910 кг, маркировочная группа 1960 МПа.

Диаметр блоков по (3.3), мм

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Принимаем ближайшее  значение = 750 мм, согласно ОСТ 28.191‒81.

Диаметр приводного барабана, мм

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Из-за большой  длины барабана примем значение диаметра барабана из нормального ряда диаметров, = 900 мм.

Установку барабана примем согласно патенту № 2297973.

Рисунок 5 – Конструкция сборочной  единицы установка барабана

 

4.4 Выбор двигателя

 

Выбор двигателя  будем производить в соответствии с методикой, изложенной в [6, с. 18].

Требуемая мощность двигателя, кВт

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Из [5, табл. XXX] выбираем асинхронный крановый электродвигатель MTB 611-10 с фазным ротором 36 кВт с частотой вращения 581 об/мин, максимальным моментом 230 Н∙м, моментом инерции ротора 0,170 кг∙м², массой двигателя 860 кг.

 

4.5 Выбор редуктора

 

Выбор редуктора  будем производить в соответствии с методикой, изложенной в [6, с. 18].

Частота вращения барабана, об/мин

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

где ‒ скорость движения тележки, = 25 м/мин

 

 

Передаточное  число привода механизма

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Расчетная мощность для выбора редуктора, кВт

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Из [3, табл. III.4.14] выбираем редуктор трехступенчатый коническо-цилиндрический КЦ2 ‒ 500 с мощностью на быстроходном валу13 кВт и передаточным числом равным 43,4.

 

4.6 Выбор муфт и тормоза

 

Выбор муфт и  тормоза будем производить в  соответствии с методикой, изложенной в [4, с. 86‒89].

Номинальный момент передаваемый муфтой, Н∙м

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

где ‒ усилие в тяговом канате, = = 83290 Н;

z ‒ число полиспастов в системе, z = 1;

 ‒ диаметр барабана тяговой  лебедки,  = 630 мм;

 ‒ КПД барабана, = 0,94;

 ‒ КПД механизма,  = 0,8

 

 

Расчетный момент для выбора муфты, Н∙м

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

где  ‒ коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма,          = 1,4;

 ‒  коэффициент, учитывающий режим работы механизма, = 1,2

 

 

Принимаем [3, табл. III.5.9] упругую втулочно-пальцевую муфту №3 с тормозным шкивом диаметром 400 мм, момент инерции муфты 2,25 кг∙м², наибольшим передаваемым моментом 5500 Н∙м.

Момент статического сопротивления на валу двигателя  при торможении механизма, Н∙м

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Необходимый по нормам Госгортехнадзора момент, развиваемый  тормозом

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Из [3, табл. XXXIII] принимаем тормоз ТКТГ‒400м с гидротолкателем и тормозным моментом 1500 Н∙м.

 

4.7 Проверочные расчеты

 

Проверочные расчеты будем вести в соответствии с методикой изложенной в [3, с. 87‒89].

 

4.7.1 Проверка двигателя на время  разгона

 

Фактическое время пуска механизма передвижения тележки, с

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

где δ – коэффициент, учитывающий  влияние вращающихся масс привода  механизма, δ = 1,1…1,25;

 ‒ средний пусковой момент  двигателя, Н∙м

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 ‒ максимальная кратность  пускового момента электродвигателя, = 3,89;

 ‒ минимальная кратность  пускового момента электродвигателя, = 1,1…1,4

 

 ‒ КПД механизма передвижения  тележки,  = 0,85;

n ‒ частота вращения двигателя, n = 581 об/мин;

 ‒ фактическая скорость  передвижения тележки,  = 0, 42 м/с

 

 

Ускорение при  пуске, м/с²

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

4.7.2 Проверка времени торможения

 

Фактическое время торможения, с

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Путь торможения, м

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Замедление  при торможении, м/с²

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

 

 

5 Расчет механизма поворота  крана

5.1 Построение схемы крана и  определение параметров необходимых  для расчета

 

Расчет будем  вести в соответствии с методикой, изложенной в [4, с. 64‒66].

Схема крана  с приложенными на ней нагрузками представлена на рисунке 6.

Рисунок 6 – Расчетная схема  крана с приложенными нагрузками

 

Определяем  и выбираем геометрические и массовые характеристики крана, при высоте подъема груза H = 20 м, максимальном вылете стрелы A_max = 9 м.

Размер поперечного  сечения башни, м

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Размер поперечного  сечения стрелы, м

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Высота от головки рельса до шарнира пяты стрелы, м

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Высота головки  башни от центра пяты стрелы до центра верхних блоков, м

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Расстояние  от оси вращения крана до оси башни, м

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Расстояние  от оси вращения башни до оси пяты стрелы, м

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Длина подстрелка от оси вращения крана до оси блока, м

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Колея и база ходовой части, м

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Расчетная длина  стрелы горизонтальной, м

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Ориентировочный диаметр опорно-поворотного круга, м

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Ширина поворотной платформы, м

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

Ширину поворотной платформы принимаем равной = 3,1 м.

Радиус хвостовой  части поворотной платформы, м

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

Общая масса  крана, т

 \* MERGEFORMAT (.)

где  – грузовой момент, кН

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

 

Масса металлоконструкций, т

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

Масса балласта, т

 \* MERGEFORMAT (.)

 

Масса стрелы, т

 \* MERGEFORMAT (.)

 

Масса башни, т

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Масса поворотной платформы, т

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Масса неповоротной рамы, т

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Масса лебедки  подъема груза, т

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

Масса лебедки  механизма изменения вылета, т

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Масса лебедки  передвижения тележки по стреле, т

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Масса механизма  передвижения крана, т

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Масса грузового  полиспаста и крюка, т

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Масса стрелового полиспаста, т

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Масса грузовой ходовой тележки и колес, т

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Масса кабины управления, т

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

Масса механизма  вращения крана, т

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

5.2 Определение момента сопротивления  повороту

 

Определение моментов сопротивления повороту будем вести в соответствии с методикой, изложенной в [4, с. 76‒79].

Момент от нормативных составляющих нагрузок, действующих на опорно-поворотный круг от относительно оси, кН∙м

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

Суммарная вертикальная нагрузка на опорный круг, кН

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

По [4, прил. 54] для значений  = 1265,59 кН∙м и  = 493,15 кН выбираем роликовый опорно-поворотный круг №7 1-го исполнения с диаметром 2240 мм.

Согласно  ГОСТ 13994-81 «Краны башенные строительные. Нормы расчета» допускается определять момент сопротивления вращению опорно-поворотного  круга по следующей формуле

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

где ;

f – приведенный коэффициент сопротивления, f = 0,012;

 – момент от нормативных составляющих нагрузок, действующий на опорно-поворотный круг, = 1265,59 кН∙м;

 – суммарная вертикальная нагрузка, = 493,15 кН∙м;

 – средний радиус опорного круга по дорожке катания, = 1,02 м

 – угол наклона к горизонтали сил, действующих на ролики опорного,  = 45°

 

Расчетный момент сопротивления повороту крана, кН∙м

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

где  – момент от сил ветра, кН∙м

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 – момент ветра, действующий на кран, кН∙м

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 – сила давления ветра на стрелу, кН

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 – теневая площадь стрелы, м²

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 – высота вертикальной грани стрелы, = 0,45 м;

 – коэффициент заполнения, = 0,4

 

 

 – динамическое давление ветра, = 125 Па;

 – коэффициент, учитывающий возрастание скоростного напора в зависимости от установки крана над поверхностью земли,  = 1,55;

 – коэффициент перегрузки, = 1

 

 

 – сила давления ветра на башню, кН

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 – теневая площадь башни, м²

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

 

 – сила давления ветра на поворотную платформу, кН

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 

 

 – сила давления ветра на балласт, кН

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 – теневая площадь балласта, м²

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 – ширина балласта, принимаем = 1,5 м;

 – высота балласта, = 2,08 м

 

 

 

 

 

 – момент от средних квадратических отклонений ветровой нагрузки, кН∙м

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 – средние квадратические отклонения ветровой нашрузки, динамической составляющей, вызванной колебаниями крана от пульсации ветра, при воздействии на стрелу, башню, поворотную платформу, балласт и груз, кН

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 – нормативная составляющая ветровой нагрузки, при воздействии на стрелу, башню, поворотную платформу, балласт и груз соответственно равна 0,40 кН, 3,07 кН, 0,75 кН, 0,91 кН и 4,07 кН;

 – коэффициент пульсации ветра, при воздействии на стрелу, башню, поворотную платформу, балласт и груз соответственно равна 0,1, 0,11, 0,12, 0,12 и 0,1;

 – коэффициент динамичности, = 2,65

 

 

 

 

 

 – момент сопротивления вращению от сил, возникающих при наклоне крана, кН∙м

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 – наклон основания строительных башенных кранов, = 0,010 рад

 

 

 

5.3 Выбор двигателя

 

Выбор двигателя будем вести в соответствии с методикой, изложенной в [4, с. 79‒80].

Расчетная мощность двигателя, кВт

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

где  – скорость вращения крана, = 0,21 рад/с;

 – среднепусковой коэффициент перегрузки, для асинхронного двигателя с фазным ротором = 1,5…1,8;

 – КПД механизма, = 0,85;

 – момент от сил инерции масс крана, кН∙м

 

 \* MERGEFORMAT (.)

 

 – суммарный момент инерции масс механизма поворота, груза, стрелы, башни, платформы, балласта на оси вращения крана, т∙м²

 

 \* MERGEFORMAT (.)