Расчёт механизма вращения

3.            Расчёт механизма вращения

3.1 Общий расчёт

Расчёт механизма вращения включает: выбор типового опорно-поворотного устройства (ОПУ); определение полного сопротивления вращению; выбор электродвигателя, редуктора, тормоза.

Расчёт производится в положении минимального вылета при максимальном грузе (Рисунок 4).

Выбор ОПУ производится по трём расчётным нагрузкам: вертикальной нагрузке G, горизонтальной нагрузке Р, опрокидывающему моменту М.

Рис. 4. Схема нагрузок, действующих на ОПУ

Вертикальная нагрузка G, кН определяется как сумма всех действующих на ОПУ вертикальных нагрузок:

G = Q + G_пк, (27)

где G_пк - вес поворотной части крана;

G_пк = (0,55*G_к) =(0,55*204) = 112 кН

G = 196 + 112 = 308 кН.

Определим горизонтальную нагрузку Р, кН:

Р = W_пк + W_с + W_гр + Р_с*sin(φ_min) + G*sin(α), (28)

где W_с = 4,6 кН - ветровая нагрузка на стрелу;

W_гр = 0,4 кН - ветровая нагрузка на груз;

Р_с = 8 кН - горизонтальная составляющая реакции опоры стрелы;

W_пк – ветровая нагрузка на торцевую часть крана;

W_пк = p*F_с*K_спл, (29)

где p – распределённая ветровая нагрузка на единицу расчётной площади, Н/м²;

p = q_o*k*c*γ*β, (30)

где q_o = 25 Н/м² – скоростной напор ветра на высоте 10 м от поверхности земли для умеренного характера ветра;

k = 1,5 – поправочный коэффициент возрастания скоростного напора, для h = 20…30 м;

с = 1,2 – аэродинамический коэффициент для кабин кранов;

γ = 1,1 – коэффициент перегрузки;

β = 1 – коэффициент, учитывающий динамический характер приложения ветровой нагрузки;

p = 25*1,5*1,2*1,1*1 = 49,5 Н/м²; (31)

 F_с – наветренная площадь, 6,5;

K_спл = 0,9 – коэффициент сплошности для кабины и механизмов крана;

W_пк = 49,5*6,5*0,9 = 28,9 кН.

φ_min = 15^о – угол наклона стрелы;

α = 1^о30^/ - угол наклона плоскости ОПУ к горизонту;

Р =28,9 + 4,1 +52,32 + 8*sin(15^о) + 318*sin(1^о30^/) = 82,62 кН.

Определим опрокидывающий момент относительно центра тел качения ОПУ М, кН:

, (32)

где R_min = 5 м – минимальный вылет;

h₂ = 2 м;

h₃ = 15 м;

r = 1 м – расстояние от центра тяжести поворотной части крана до оси вращения;

 кН.

Момент сопротивления вращению в период пуска относительно оси вращения:

М_вр = М_укл + М_тр + М_в + М_ин, (33)

где М_укл – момент сопротивления вращению от веса поворотной части крана и груза при нахождении крана на уклоне;

М_укл = (-G_пк*r + Q*R_min)*sin(α); (34)

М_укл = (112*1 + 196*5)*sin(1^о30^/) = 18,1 кН*м;

М_тр – момент сопротивления вращению от сил трения;

где μ = 0,005 – приведённый коэффициент трения качения для роликовых ОПУ;

k = 4 – коэффициент, зависящий от типа ОПУ;

D_ср = 1,1 м – средний диаметр дорожки катания;

θ = 55^о – угол между направлением реакции тела качения и плоскостью, перпендикулярной оси вращения;

М_в – момент сопротивления вращению от ветровой нагрузки;

М_в = W_гр*R_min + W_c*r_c + W^/_пк*r₁ + W^//_ПК*r₂, (35)

где W^/_пк = 127 кН – ветровая нагрузка на боковую часть крана, препятствующая вращению;

W^//_пк = 159 кН – ветровая нагрузка на боковую часть крана, способствующая вращению;

r_с = (L/2)*sin(φ_min) + f = 19/2*sin(15^о) + 2,5 = 5 м; (36)

r₁ = f/2 = 2,5/2 = 1,25 м;

r₂ = c/2 = 3/2 = 1,5 м;

М_в = 0,4*12,5 + 4,6*5 + 127*1,25 + 159*1,5 = 425,25 кН*м;

М_ин – момент сопротивления вращению от сил инерции;

, (37)

где n = 2,2 об/мин – частота вращения поворотной части крана;

t_n = β/3*n = 30/3*2,2 = 4,5 с – время пуска механизма вращения;

β = 30^о – наибольший допустимый угол поворота при пуске;

I = 550 кг/м² – момент инерции отдельных элементов поворотной части крана;

кН*м.

М_вр = 18,1 + 10,2 + 425,25 + 28,1 = 481,7 кН*м.

Тогда суммарный момент инерции от вращающихся частей пределяяется по формуле:

, (38)

где S = 4,5 м;

f = 2,5 м;

 кН*м.

Рис. 5. Расчётная схема для определения момента сопротивления вращению от ветровой нагрузки

Похожие работы

Автомобильный кран

Скачать

100345

15

29

... ограждена из-за возможности нанесения им вреда перемещаемыми грузами и разрушающимися конструкциями. Оценка эргономических характеристик условий труда крановщика при эксплуатации автомобильного крана Эргономические условия труда определяются совокупностью психофизиологических факторов, возникающих в процессе трудовой деятельности. Психофизиологические опасные и вредные производственные ...

Автотранспортные средства с гидроманипуляторами

Скачать

32328

1

9

... грейферным захватом. Транспортировка металлолома и самосвальная разгрузка. Возможна установка гидроманипуляторов: E90Z79 EPSILON –PALFINGER (Австрия), Синегорец 75, ЛВ-185-14 «Атлант» (г.Майкоп) и HIAB (Швеция) 3)Эвакуатор Эвакуаторы предназначены для перевозки (эвакуации) автотранспортных средств. Погрузка и разгрузка осуществляется с помощью крано-манипуляторной установки. Платформа ...

Эксплуатация современных моделей автомобильных кранов

Скачать

23567

0

0

зопасность эксплуатации современных моделей автомобильных кранов во многом зависят от умелого их использования по назначению в технологическом процессе монтажных и погрузочно-разгрузочных работ, поэтому непрерывно повышаются требования к квалификации машиниста крана автомобильного. Только обладая хорошими знаниями современных конструкций автомобильных кранов и технологии их применения, можно стать ...

Технология возведения одноэтажного промышленного здания

Скачать

24576

4

47

... грузоподъемности и вылета крюка крана. В качестве монтажных механизмов используются стреловые самоходные краны, специально оборудованные самоходные краны. Применение башенных кранов на монтаже одноэтажных промышленных зданий зачастую нерентабельно - велики затраты труда и средств на устройство подкрановых путей. Наиболее сложным вопросом в организации работ по монтажу стен промышленных зданий ...