Методика выполнения расчетов.

5.1. ПОСТРОЕНИЕ ГРУЗОВОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ КРАНА.

Задачу рекомендуется решать в следующей последовательности:

1. Изобразить схему башенного крана с указанием векторов и координат точек приложения действующих сил. В качестве геометрической схемы следует принять кран с поворотной башней (по такой схеме выполнена конструкция серийных отечественных башенных кранов КБ 60, КБ-100, КБ-100.1, КБ-160.2 и некоторых других). Стрелу необходимо располагать в направлении перпендикулярном к движению крана. Отметим, что центр тяжести поворотной платформы в таких конструкциях, как правило, сдвинут в сторону противовеса. Кран должен быть установлен на горизонтальном участке рельсового подкранового пути. Удельную ветровую нагрузку рабочего состояния принять равной 250 Н/м². Ветровую нагрузку, действующую на груз, для упрощения расчетов приложить к головке стрелы. Точками приложения ветровой нагрузки на элементы крана следует считать геометрические центры тяжести этих элементов. Пример геометрической схемы крана с указанием точек приложения векторов сил тяжести элементов его конструкции, а также конструктивные схемы некоторых распространенных кранов, приведены в Приложении.

2. Определить сумму моментов сил опрокидывающих кран, находящийся в рабочем положении при минимальном вылете стрелы. Считать, что минимальный вылет возможен при угле подъема стрелы к горизонту α = 60^о.

3. Определить сумму моментов сил удерживающих кран в рабочем положении.

4. Определить максимальную грузоподъемность крана из условий его грузовой устойчивости. Коэффициент грузовой устойчивости К можно принять равным 1, 4. При этом необходимо уметь обосновать эту величину. Схема к расчету грузовой устойчивости крана приведена в Приложении.

Коэффициент грузовой устойчивости К_ГУ определяется как:

К_ГУ = Σ М_У / Σ М_О

Σ М_У – сумма моментов удерживающих кран

Σ М_О – сумма моментов опрокидывающих кран

Для расчёта К_ГУ за Σ М_О принимается ТОЛЬКО МОМЕНТ ОТ ВЕСА ГРУЗА!!!

Все остальные моменты, действующие на кран (в том числе и от ветра), отправляются в числитель с разными знаками, знак зависит от точки и направления приложения силы относительно ребра опрокидывания крана (например, моменты от ветра и веса стрелы будут иметь отрицательный знак, момент от веса противовеса - положительный).

5. Рассчитать грузоподъемность крана при углах подъема стрелы α = 45^о, 30^о и 10^о. Построить грузовую характеристику крана.

6. Проанализировать грузовую характеристику (строится по четырём точкам при α = 60^о, 45^о, 30^о и 10^о).

7. Определить значение коэффициента собственной устойчивости крана при минимальном вылете стрелы. Давление ураганного ветра, создающего опрокидывающий момент в сторону противовеса, принять равной 600 Н/м².

Коэффициент собственной устойчивости К_СУ определяется как:

К_СУ = Σ М_У / Σ М_О

Σ М_У – сумма моментов удерживающих кран

Σ М_О – сумма моментов опрокидывающих кран

Для расчёта К_СУ за Σ М_О принимается ТОЛЬКО МОМЕНТ ОТ ВЕТРОВОЙ НАГРУЗКИ!!!

Все остальные моменты, действующие на кран, отправляются в числитель с разными знаками, знак зависит от точки и направления приложения силы относительно ребра опрокидывания крана.

Если значение К_СУ менее 1, 15, следует предложить мероприятия по повышению коэффициента собственной устойчивости.

5.2. Выбор каната грузоподъемного механизма крана.

1. Изобразить графически схему механизма подъема груза по заданным преподавателем кратности грузового полиспаста m и количеству обводных блоков n. Напомним, что кратность полиспаста определяется числом ветвей каната, на которых подвешен груз. Пример схемы механизма подъема груза приведен в Приложении.

2. Определить усилие в канате (тяговое усилие P_к), набегающем на барабан лебедки грузоподъемного механизма при подъеме груза, вес которого равен максимальной расчетной грузоподъемности крана.

P_к = G_ГР + G_КС / m * η _пол

G_ГР - вес груза, Н

G_КС - вес канатной системы, Н (массу канатной системы принимаем 300 кг)

Коэффициент полезного действия отдельного блока полиспаста или обводного блока можно принять равным η = 0, 95. КПД полиспаста с обводными блоками η _пол следует рассчитывать по формуле

.

Определить разрывное усилие S_РАЗ в канате грузоподъемного механизма. Коэффициент запаса прочности в расчетах принять равным К_к =6.

S_РАЗ = P_к * К_к

v_к = v_под * m

v_под – максимальная скорость подъёма груза.

3. Выбрать двигатель по рассчитанной мощности в Таблице 3 Приложения.

ЛИТЕРАТУРА

1. С. С. Добронравов, В. Г. Дронов Строительные машины и основы автоматизации. М., Высшая школа, 2001 г. – 575 с.

2. И. А. Доценко Строительные машины и основы автоматизации. М., Высшая школа, 1995 г. – 397 с.

3. Д. П. Волков, Н. И. Алешин, В. Я. Крикун, О. Е. Рынсков Строительные машины. Под. ред. Д. П. Волкова. М., Высшая школа, 1988 г. – 319 с.

4. Справочник по кранам. В 2-х т. Под. ред. М. М. Гохберга. Ленинград, Машиностроение (Ленинградское отделение), 1988 г.

5. Ф. К. Иванченко и др. Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин. Киев, Вища школа, 1978 г.

М. П. Александров Подъемно-транспортные машины. М., Высшая школа, 1979 г.

Приложение

Таблица 1