Лекция 13. Лекция 13 Механизмы изменения вылета стрелы. Устойчивость кранов. Механизмы изменения вылета стрелы

• Название: Лекция 13 Механизмы изменения вылета стрелы. Устойчивость кранов. Механизмы изменения вылета стрелы
• Дата: 02.04.2023
• Размер: 478.5 Kb.
• Имя файла: Лекция 13.doc
• Тип: Лекция; #1032319

Лекция № 13

Механизмы изменения вылета стрелы. Устойчивость кранов.
Механизмы изменения вылета стрелы.

В поворотных стреловых кранах механизмы изменения вылета предназначены для перемещения груза в радиальном направлении.

Вылет можно изменить двумя способами: 1) перемещением тележки или эл/тали по стреле; 2) качением стрелы в вертикальной плоскости. (изменением угла наклона).

I-ую группу механизмов применяют в поворотных, башенных и консольных кранах; II-ую группу – в автомобильных, гусеничных, башенных ж/дорожных, портальных.

Стреловая тележка может быть обычной конструкции (с механизмами подъема и передвижения) и облегченная (с канатной тягой и выносными механизмами), обладая меньшей металлоемкостью.

Механизмы изменения вылета качением стрелы бывают следующих типов: полиспастные, гидравлические, реечные. винтовые, секторные, секторно-кривошипные, кривошипно-коромысловые.

Наиболее широко применяют полиспастные механизмы. Достоинства: простота устройства и эксплуатации; небольшая масса.

Все большее распространение получает гидравлический механизм (применяется в самоходных, мобильных кранах). Достоинства: небольшие габариты; плавность хода; возможность регулирования скорости.

Остальные механизмы устанавливают в кранах, где необходима жесткая связь со стрелой. Наиболее простыми из них является реечный и винтовой механизмы, имеющие сравнительно небольшую металлоемкость. Кривошипный механизм применяют в портальных кранах.

Полиспастные механизмы изменения вылета аналогичны механизмам подъема и состоят из двигателя, редуктора, тормоза и барабана. Натяжение каната подъема стрелы зависит от угла наклона. Для обеспечения постоянства крутящего момента двигателя применяют конические барабаны. Механизм изменения вылета стрелы должен быть снабжен тормозом, с запасом торможения <1,75, рассчитанным на максимальный крутящий момент. В кранах, предназначенных для подъема ядовитых, взрывчатых грузов, механизмы должны быть оборудованы двумя тормозами.
Механизм изменения вылета крана с канатной тягой.

Тяговый канат механизма передвижения тележки, огибая направляющие блоки, закреплен на барабане лебедки механизма передвижения таким образом, что при навивки одной ветви на барабан другая ветвь свивается. Это обеспечивает возможность поступательного движения тележки в обоих направлениях.
Механизм изменения вылета с канатным полиспастом.

Полиспастным механизм изменения вылета состоит из стреловой лебедки, отклоняющих блоков, стрелового полиспаста, неподвижная обойма которого крепится на раме поворотной части крана, подвижная – к стреле крана.

Расчет механизма изменения вылета сводится к определению натяжения стрелового полиспаста, мощности эл/двигателя, к проверке двигателя по времени разгона, определению расчетного тормозного момента и выбора тормоза.

Выбор тормоза следует производить так, чтобы он был в состоянии удерживать стрелу в любом положении в рабочем и нерабочем состояниях крана.

Коэффициент запаса тормозного момента при действии максимальных нагрузок рабочего состояния для стрел с негоризонтальным перемещением груза принимают равным < 1,5 и1,75. Для нерабочего состояния кранов .

При стреле, поднятой в крайнее верхнее положение, производится проверка устойчивости последней с учетом действия максимальных ветровых нагрузок рабочего состояния и сил инерции, действующих при торможении стрелы, движущийся по направлению к оси вращения крана. При этом натяжение стрелового полиспаста должен быть положительным.

В нерабочем состоянии канна устойчивость стрелы обеспечивается тем, что момент от ее собственного веса относительно оси вращения должен быть больше моменте от сил ветра нерабочего состояния.
Устойчивость кранов.

Для безопасной эксплуатации все передвижные краны должны иметь достаточную устойчивость от опрокидывания. Высокие требования устойчивости предъявляются к стреловым крана, где она обеспечивается силой собственного веса.

Опрокидывающими силами являются: вес груза, инерционные сила при работе механизмов крана и ветровых нагрузки. Расчет на устойчивость должен быть выполнен как для рабочего положения крана с грузом (грузовая устойчивость) так и для нерабочего состояния крана без груза (собственная устойчивость). Устойчивость крана характеризуется коэффициентом устойчивости.

Отношение удерживающего момента к опрокидывающему моменту определяет коэффициент запаса устойчивости .

Коэффициентом грузовой устойчивости крана называют отношение момента относительно ребра опрокидывания, создаваемого весом всех частей крана с учетом всех дополнительных нагрузок (ветровой, инерционных сил, возникающих при пуске и торможении механизмов подъема груза, поворота и передвижения крана) и сил от наибольшего допустимого при работе уклона, к моменту создаваемому рабочим грузом относительно того же ребра опрокидывания:



где -момент удерживающих сил относительно ребра опрокидывания; - суммарный момент сил инерции элементов крюка и груза в период пуска и торможения; - момент, создаваемый ветровой нагрузкой рабочего состояния крана; - момент, создаваемый весом номинального груза относительно ребра опрокидывания.

Коэффициент собственной устойчивости – отношение момента, создаваемого весом всех частей крана с учетом уклона пути в сторону опрокидывания относительно ребра опрокидывания, к моменту, создаваемому ветровой нагрузкой:



г
де - вес крана; - расстояние от оси вращения крана до ребра опрокидывания; - расстояние от плоскости, проходящей через ось вращения крана параллельно ребру опрокидывания, до центра тяжести крана; - угол наклона крана; - расстояние от центра тяжести крана до плоскости проходящей через точки опорного контура; -сила давления ветра для нерабочего состояния; - плечо действия силы.
Грузовая устойчивость должна быть обеспечена при следующем положении стрелы: 1) перпендикулярно пути; 2) при расположении стрелы под углом 45⁰; 3) вдоль пути. Угол наклона стреловых кранов должен быть < 3⁰.
1. Стерла расположена поперек пути.

Момент удерживающих сил:



где - вес крана; - расстояние от оси вращения крана до ребра опрокидывания; - расстояние от плоскости, проходящей через ось вращения крана параллельно ребру опрокидывания, до центра тяжести крана; - угол наклона крана; - расстояние от центра тяжести крана до плоскости проходящей через точки опорного контура; -сила давления ветра для нерабочего состояния.

Момент опрокидывающий:



где - угловая скорость вращения крана; - расстояние от оси вращения крана до центра тяжести подвешенного груза при установке крана на горизонтальной плоскости; - расстояние от головки стрелы до плоскости, проходящей через точки опорного контура; - расстояние от головки стрелы до центра тяжести подвешенного груза.

Момент, создаваемый силой инерции поднимаемого груза:



где - масса груза; - скорость подъема груза; - время установившегося движения; - расстояние от плоскости, проходящей через ось вращения крана параллельно ребру опрокидывания, до центра тяжести подвешенного наибольшего груза при установке крана на горизонтальной плоскости.

Моменты создаваемые силой давления ветра на крана и груз:



где , - силы давления ветра, действующие перпендикулярно к ребру опрокидывания и параллельно плоскости, на которой установлен кран; - расстояние от плоскости, проходящей через точки опорного контура, до центра приложения ветровых нагрузок.

Опрокидывающий момент от груза:


2. Стрела расположена под углом 45⁰ к ребру опрокидывания.

Определяют момент, вызванный резким пуском и торможением механизма поворота:



где - касательная сила.
3. Стрела расположена вдоль пути.

Момент от сил инерции груза и крана при неустановившимся периоде движения механизма передвижения:



где - скорость движения крана; - время неустановившегося режима работы передвижения крана; - масса крана.

Коэффициент грузовой устойчивости:



Козловые и полукозловые краны, перегрузочные мосты имеют высокорасположенный центр тяжести и значительную подветренную площадь, поэтому их также рассчитываю на устойчивость.

Для консольных козловых кранов коэффициент грузовой устойчивости определяют вдоль и поперек подкрановых путей. Для кранов без консолей устойчивость определяют вдоль пути.