Практическое занятие № 11. Проверочные расчеты механизмов поворота

Цель работы: приобрести умения и навыки проведения проверочных расчетов механизмов поворота крана.

Порядок выполнения работы. После получения исходных данных проводится расчет механизма поворота крана в представленной ниже последовательности.

Исходные данные (задаются преподавателем): заданы в практическом занятии № 10.

Проверочные расчеты механизма поворота .Выбранный по формуле двигатель проверяется на время разгона t _р до номинальной скорости

(11.1)

где J _р и J _м – моменты инерции ротора двигателя и соединительных муфт, находящихся на валу двигателя, кг×м²;

Т_ср.п – средний пусковой момент двигателя, Нм;

n _дв – частота вращения ротора, мин^–1.

Т_ср.п = y · Т_дв.н, (11.2)

где Т_дв.н – номинальный момент двигателя.

Время разгона t_p должно находиться в пределах 3…5 с. Если время разгона окажется существенно больше (на 20 % и более) указанных выше значений, необходимо выбрать другой, более мощный двигатель. Двигатель так же проверяется на нагрев.

Выбранный тормоз должен обеспечить время торможения, примерно равное времени разгона t _т = t _р.

Время торможения определяется для крана с грузом по формуле

(11.3)

При невыполнении условия проверки (если время торможения значительно больше времени разгона) увеличивают тормозной момент.

Контрольные вопросы

1 Как определить средний пусковой момент двигателя?

2 Как определить время торможения механизма поворота крана?

3 Как определить время разгона механизма поворота крана?

4 Что необходимо сделать, если время торможения значительно больше времени разгона?

5 Что необходимо сделать, если время разгона окажется существенно больше рекомендованных значений?

Практическое занятие № 12. Расчет механизма изменения вылета

Цель работы: приобрести умения и навыки проведения расчетов механизма изменения вылета.

Порядок выполнения работы. После получения исходных данных проводится расчет механизма изменения вылета в представленной ниже последовательности.

Исходные данные (задаются преподавателем): группа режима работы механизма; максимальный вылет L, м. Остальные заданы в практическом занятии № 4.

Расчет механизма изменения вылета за счет изменения угла наклона стрелы.

Вылет может быть минимальным – крайнее ближнее к оси вращения крана положение грузозахватного органа и максимальным – крайнее дальнее к оси вращения крана положение грузозахватного органа. У кранов, имеющих горизонтальную стрелу, изменение вылета достигается перемещением грузовой тележки вдоль стрелы. Второй способ изменения вылета состоит в выдвижении входящих друг в друга секций (телескопические стрелы). Третий способ – это изменение вылета за счет подъема и опускания стрелы (изменение угла наклона стрелы). Четвертый способ – изменение взаимного расположения отдельных секций шарнирно-сочленённой стрелы.

При изменении вылета крюка передвижением каретки по стреле вылет крюка отличается от вылета стрелы, который остается неизменным. Во всех других случаях вылет крюка и вылет стрелы адекватны, так как крюковая обойма с крюком подвешена к головным блокам стрелы. При этом изменение вылета, т. е. изменение абсциссы крюка, приводит и к изменению его ординаты, т. е. изменению положения крюка по высоте.

Это приводит к неудобству производства монтажно-перегрузочных работ, а также к повышенной затрате энергетических ресурсов на ненужный по условиям рабочего процесса подъем груза.

Поэтому механизм изменения вылета целесообразно выполнять по такой схеме, при которой при изменении вылета стрелы и крюка ордината положения крюка остается неизменной; это достигается как использованием комбинированной запасовки канатов грузоподъемного и стрелоподъемного механизмов, так и применением шарнирно-сочлененных стрел, причем в некоторых конструкциях последних с уравновешиванием переменным моментом, создаваемым специальным подвешенным подвижным противовесом.

Натяжение стрелового полиспаста S _п (узел I рисунка 12.1), опорные реакции в пяте стрелы X и Y (узел II рисунка 12.1) и усилие в стреле S_c определяют путем составления и решения трех уравнений статики:

, , . (12.1)

Рисунок 12.1 – Расчетная схема подъема стрелы

За начало принимают точку О – ось пяты стрелы. Внешними нагрузками для стрелы являются: веса груза Q_c и подвесных приспособлений q _с; натяжение концевой ветви каната грузового u _п-кратного полиспаста , направленное вдоль стрелы; вес стрелы G _с и половина веса стрелового полиспаста 0,5 G _п (для упрощения расчета принимают, что вес стрелового полиспаста G _п распределен поровну между головкой стрелы и головкой остова крана); ветровые нагрузки, действующие на груз P _в.г. и на стрелу Р_в.с., а также инерционные силы: центробежные Р_ц.с. и Р_ц.г., возникающие при вращении поворотной части крана, или нормальные Р_ин при торможении движущегося крана.

Все горизонтальные силы, включая ветровую нагрузку, приложенные к подвешенному на гибком канате грузу, следует считать приложенными к головке стрелы. Инерционная сила от половины массы стрелового полиспаста также может быть приложена к головке стрелы. Нормальная инерционная сила Р_ин.с. от массы стрелы приложена в ее середине.

Центробежная сила Р_ц.с. от массы стрелы приложена к средней части стрелы на расстоянии l _ц от пяты. Приложив все нагрузки к стреле и решив уравнения (12.1) можно найти натяжение стрелового полиспаста S _п и составляющие реакции в пяте стрелы X и Y, при этом знак плюс относится к положению стрелы, когда стреловой полиспаст имеет наклон от головки стрелы вниз, знак минус – при обратном наклоне

, (12.2)

, (12.3)

. (12.4)

Реакция, действующая вдоль стрелы

(12.5)

При постоянной скорости наматывания каната на барабан скорость изменения вылета будет переменной, она зависит от продолжительности t перевода стрелы из положения наименьшего вылета в положение наибольшего вылета.

Определяя длину полиспаста Е для R_max и R_min, находим ход полиспаста

(12.6)