Сопротивления от трения в элементах механизмов

с цилиндрическими без-ребордными колесами и горизонтальными направляющими роликами . . с коническими ведущими колесами (отсутствует износ беговой дорожки колес) ..........

козловой, перемещающийся по путям: уложенным иа бетонный

фундамент......

уложенным иа песчаный или гравийный балласт .........

подвесной мостовой: перемещающийся по путям с наклонными полками ........

с параллельными полками .....Ч . .

с ребордиыми колесами с безребордными колесами и горизонтальными направляющими роликами .......

грузовые тележки:

опорные .......

подвесные......

При работе привода механизма передвижения только одной стороны крана

w=(Wo + Aw)a, (3.14)

где а - коэффициент; а = 1,4 для кранов с направлением движения одной стороной моста, в том числе для козловых кранов с одной жесткой, а другой гибкой опорами; а = 1,2 для кранов с направлением движения обеими сторонами моста.

Рис. 3.3. Схема канатных блоков:

а, б - блок соответственно с неподвижной и подвижной осями

Сопротивления в каиатно-блочвых системах. При вращении огибаемого канатом блока возникают сопротивления в подшипниках блока и при входе его на блок и сходе с него в результате изгиба каната.

Коэффициент сопротивления от, трения в подшипниках блока

ftx = 2sin-J-n, (3.15)

где (X - коэффициент трения в подшипниках; da - диаметр оси блока; бл- диаметр блока (по оси каната); а - угол обхвата канатом блока (см. рис. 3.3, а).

В соответствии с рекомендацией Б. С. Ковальского для . блока (рис. 3.3, а) коэффициент, учитывающий сопротивление каната изгибу.

где - диаметр каната; С - коэффициент, зависящий от напряжения растяжения ар= S/£jAn (здесь S - натяжение каната; - расчетная

площадь сечения всех проволок каната).

Для канатов крестовой и односторонней свивки с органическим сердечником при Ор < 100-V-300 МПа соответственно (7 = 4 и С = 3,5; при Ор 100 МПа рекомендуется принимать для тех же канатов соответственно С = 7 и С = 6. При благоприятных условиях (температура окружающего воздуха 15...20°С и наличии смазочного материала на канате) значения коэффициента ka можно уменьшить в 1,5 ... 3,0 раза.

Коэффициент полезного действия блока (рис. 3.3, б)

Лбл = I - + *и)-

В расчетах при обычных coOTHOiiftei ниях диаметров оси подшипника и блока dolDf = 0,2-f-0,15 и угле обхвата блока канатом а = 180° значения Т(5л можно принимать по данным табл. 3.2.

При углах обхвата блока канатом менее 180° значения t)gjj, приведенные в табл. 3.2, следует делить на коррек-

Сопротивления от трения в элементах механизмов

3.2. Расчетные значении КПД блока

Примечание. Приведенные меньшие значения Dajdj относятся к кранам, эксплуатируемым при низких температурах.

тирующий коэффициент k, принимаемый по рис. 3.4.

Для неподвижного блока (см. рис. 3.3, а) натяжения сбегающей Scg, и набегающей Sj, ветвей канатов связаны соотношением

5п = 5сбЛбл- (3.16) Для подвижного блока (рис. 3.3, б) Vбл = 0 + ад2 (3.17)

При определении КПД полиспаста следует вводить в расчет среднее значение КПД блока

Чбл = (1 + Зт1е )/4. (3.18)

При последовательном расположении блоков с неподвижными осями общий КПД

tliti,ti3

где %, т)2, т)з ... - КПД отдельных блоков, определяемых с учетом угла обхвата каждого блока канатом.

Значения т)с при а = 180° приведены в табл. 3.3.

Коэффициент полезного действия полиспаста с числом ветвей п

Ппол -

1-11бл П(1-11бл)

(3.19)

Значения Г]аоп приведены в табл. 3.4.

Натяжецие ветвей каната, Набегающего на барабан, при подъеме груза

весом Grp: Sh= Огр/пт)по ; натяжение ветвей кaнaтa€&гaющeгo с барабана, при опускании rpj 5сб = Gppnon/f-Натяжение нейшвижной ветви каната соответственно при подъеме и опускании груза \

5о = ОгрПпол/; So = Огр/птпол-

В канатных тяговЬк механизмах передвижения грузовЬй тележки возникают следующнепротивления (Н):

при провисание тягового каната

W=qPm; (3.20)

при установке грузовой лебедки на мосту и при перекатывании Грузового каната по блокам полиспаста

ГблЛбл, (3-21)

где q - распределенная весовая нагрузка тягового каната, Н/м; / - пролет, по всей длине которого сво-

Рис. 3.4. Зависимость коэффициента k от угла а обхвата блока канатом

Сопротивления от трения в элементах механизмов

3.3. Значения КПД системы последовательно расположенных блоков с неподвижными осями при а = 180°

Число блоков

3.4. Значения КПД полиспастов

непо-

Кратность полиспаста п

бодно провисает канат, м; Л - высота провисания каната, м; rjg - КПД входного и выходного блоков тележки

с углом обхвата а - 90°; rjg- КПД

п остальных блоков полиспаста при а = 180°.

4ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Стальные коиструкции кранов следует рассчитывать по методу предельных состояний.

Первое предельное состояние. Целью проверки по этому состоянию является обеспечение несущей способности конструкции (предотвращение разрушения, обеспечение устойчивости формы и положения) при возможных неблагоприятных условиях эксплу-атац1и, а также в период испытаний, транспортирования и монтажа, при действии повторяющейся хотя бы один раз нагрузки.

Первому предельному, состоянию в общем случае соответствует условие

(4.1)

где Отах - приведенное расчетное напряжение, определяемое с учетом коэффициентов перегрузки и устойчивости; R - расчетное сопротивление материала, определяемое, исходя из нормативного сопротивления, с учетом коэффициента однородности материала Vm! Те - коэффициент условий работы рассматриваемого элемента конструкции, учитывающий возможные отклонения элементов конструкций от их проектных размеров, а также несовершенство используемых методов расчета:

(4.2)

[здесь - коэффициент условий работы отдельных элементов конструкций; - коэффициент условий работы узлов крана (см. гл. 12, 13); Ус - коэффициент условий работы, учитывающий возможные отклонения толщины профилей, износ вследствие коррозии и повреждения металла].

Значения коэффициентов у условий работы различных элементов конструкций следующие.

Элементы коиструкции: \

сжатые элементы решетки \ (кроме опорных): \

из уголков составного та- \ врового сечения при гибкости X > 60...... 0,80

из одиночных равиополоч-иых уголков (или нерав-иополочйых, прикрепленных большой полкой) раскосы раскосной ре- /

шетки и перекрестной / решетки с совмещенными / узлами в смежных гра- /

иях..........0,85

раскосы н стойки решеток с несовмещенными узлами в смежных гранях.......... 0,90

раскосы и стойки решет- , ки при креплении к поясам только через фасои-ку, без дополнительных

подкреплений ..... 0,75

из одиночных неравно-полочных уголков, прикрепленных меньшей

полкой........0,75

Сжатые трубчатые и коробчатые элементы решетки и поясов .............1,0

Затяжки, тяги и подвески, выполненные из прокатной стали 0,90 Растянутые элементы решетки

и поясов..........0,95

Растянутые и сжатые элементы поясов из одиночных уголков 0,85 Сплошные балки при расчетах на общую устойчивость. . . 0,95

Для элементов, не указанных в приведенных выше данных, у следует принимать с учетом конкретных осо-

беииостей работы, но не более единицы.

Значения коэффициента условий работы в зависимости от профиля элемента следующие. Профиль элемента: открытый прн толщине полки (стейки) менее 6 мм и замкнутый прн толщине полки менее 5 мм ......0,90

все виды профилей и листы (включая коробчатые сечения), кроме указанных выше: прн отсутствии данных о фактических значениях технологических допусков

на изготовление.....0,95

прн налнчнн гарантированных данных расчета по вероятным размерам н фактических значений допусков........... 1,0

Второе предельное, состояине. По

этому предельному состоянию проверяют сопротивление усталости конструкции. В этом случае должно быть выполнено следующее условие:

Offlax<oVo. (4.3)

где Ощах - приведенное расчетное напряжение, учитывающее переменность нагрузки, действующей на любой элемент конструкции за срок службы; - расчетное сопротивление усталости.

Третье предельное состояине. Критериями для этого предельного состояния могут являться статические деформации конструкции н дннамнче-скне, характеризующиеся показателями, колебательного процесса.

Прн расчете стальных конструкций учитывают группу режима крана. Прн этом конструкции кранов, предназначенных для транспортирования грузов, нагретых до температуры более 300 °С, нлн расплавленного металла, шлака, ядовитых, взрывчатых веществ н других опасных грузов, должны рассчитывать с учетом условий, соответствующих группе режима крана 6К.

Прн расчете стальных конструкций следует базироваться на данные ОСТ 24.090.72-83 Нормы расчета стальных конструкций мостовых и

козловых кранов ; для расчета отдельных элементов конструкций рекомендуется испо1ЬЗОвать данные СНиП П-23-81 Стальные конструкции. Нормы проектирования , а также работ [22, 31, 60, 64].

При использовании нормативов и методик, разработанных применительно к строительным конструкциям (в том числе СНнП 11-23-81), следует иметь в виду, что для стальных конструкций грузоподъемных кранов пластические деформации не допускаются.

4.2. РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ

Силовые факторы в элементах металлических конструкций грузоподъемных кранов определяют с учетом весовых нагрузок от массы груза и конструкции крана и динамических нагрузок, возникающих прн переходных режимах работы механизмов кра-йов. Для мостовых кранов следует также учитывать динамические нагрузки прн движении по стыкам, осевые нагрузки на ходовые колес , возникающие прн перодвнженни кранов, а для козловых кранов - нагрузки перекоса прн установившемся движении.

Для стальных конструкций кранов отдельных типов н прн определенных условиях нх эксплуатации, монтажа н транспортирования учитывают также нагрузки ветровые, дннамнческне прн ударе крана о буфер, сейсмические, транспортные н технологические.

Прн проверке отдельных элементов, преимущественно настилов, ограждений н узлов крепления кабнн, учитывают нагрузки от массы находящихся на кране людей н массы используемых прн эксплуатации н ремонте кранов материалов н оборудования.

Нагрузки прн расчете стальных конструкций определяют с учетом особенностей принятого метода расчета - по предельным состояниям.

Весовые нагрузки от массы груза. Прн работе кранов практически невозможно избежать подъема грузов, масса которых в той нлн иной степени не превышала бы номинальную грузоподъемность крана.

Вероятность возникновения н значение такого превышения хотн и слу>

4.1. Значения fcq для крюковых краиов

чайны, но в определенной мере обусловлены видом транспортируемых грузов н технологией перегрузочных работ. С увеличением ннтенснвностн работы вероятность перегрузки обычно возрастает, причем у кранов относительно небольшой грузоподъемности она больше. Эта вероятность учитывается коэффициентом перегрузки kq.

Расчетная весовая нагрузка на металлоконструкцию от массы груза

Р = гр, (4-4)

где kq - коэффициент перегрузки (табл. 4.1); Gpp - вес груза.

Коэффициент kq для грейферных и магнитных кранов, работа которых сопряжена с дннамнческнмн нагрузками, следует увеличивать.

Соответственно статистическим данным о вероятности возникновения перегрузки допускается изменять значения kq, приведенные в табл. 4.1.

Вертикальные дннамнческне нагрузки. Онн возникают прн работе механизма подъёма груза н действуют на грузозахватный орган

д.в = (ОгрЧ-0.*д. (4.5) где Grp - вес груза; Gn - вес грузозахватного органа; - динамический коэффициент.

Значения д находят по рнс. 4.1; для некоторых особых условий значе- нне следует умножать на корректирующий коэффициент т (табл. 4.2).

У козловых и консольных поворотных кранов на колонне прн работе механизма подъема груза кроме вертикальных нагрузок возникают горизонтальные динамические нагрузки, которые в козловых кранах действуют

в продольном направлении относительно моста, а в консольных кранах в продольном направлении относительно стрелы (рнс. 4.2, а, б). Горизонтальная динамическая нагрузка

д. г - гд. в.

(4.6)

где f д. в - вертикальная динамическая нагрузка, определяемая по формуле (4.5); fep - геометрический коэффициент.

Для козловых кранов значения kj, можно принимать по данным табл. 4.3. Для консольных кранов

(4.7)

где Sj., by - соответственно горизонтальные н вертикальные перемещения головкн стрелы прн действии веса груза.

Вертикальная динамическая нагрузка, возникающая прн прохожде-

0,и 0,6 Q,Sv,nlc Рнс. 4.1. Зависимость динамического коэффициента йд от скорости подъема груза:

/ - двигатель с короткозамкнутым ротором; 2 - двигатель с контактными коль-дами; 3 - система плавного регулирования