Проектирование систем вывешивания войсковых кранов
Система вывешивания войсковых кранов предназначена для повышения их устойчивости, а также для разгрузки рамы и подвески шасси от веса поднимаемого груза.
Более 50% всех аварий, происходящих при погрузочно-разгрузочных работах, связано с потерей кранами устойчивости. Поэтому к системам вывешивания предъявляется ряд специальных требований:
исключение потери устойчивости краном вследствие воздействия статических и динамических нагрузок в реальном диапазоне их изменения;
невысокие требования к допустимым грунтовым площадкам пунктов перегрузки как по отношению к их рельефу, так и по отношению к несущей способности грунта;
обеспечение требуемой высоты вывешивания опорной рамы крана;
высокое быстродействие;
исключение приседания крана на домкратах в вывешенном положении;
обеспечение автоматизации процессов вывешивания крана и приведения в походное положение;
достаточная надежность при эксплуатации;
простота и технологичность конструкции и др.
Проектирование системы вывешивания производится по следующим этапам:
разработка принципиальной схемы системы вывешивания;
выбор опорной схемы и расчет усилий на опоры;
выбор и расчет домкратов и их привода;
проектирование систем управления, сигнализации и контроля горизонтальности;
технико-экономическая оценка.
Рассмотрим содержание основных этапов проектирования систем вывешивания (СВ).
Принципиальная схема СВ выбирается на основе анализа данных систем различных кранов и современного развития систем управления и гидропривода. В общем случае в состав СВ входят следующие элементы: исполнительные органы (домкраты) различных типов; привод домкратов; система управления вывешиванием; система контроля горизонтальности; система сигнализации.
Домкраты обеспечивают вывешивание опорной рамы крана относительно горизонта.
Привод обеспечивает приведение в действие домкратов при вывешивании крана.
Система управления вывешиванием осуществляет пуск, останов, реверс движения домкратов, автоматическое регулирование скорости и обеспечение требуемой точности горизонтирования совместно с системой контроля горизонтальности.
Система сигнализации призвана автоматически подавать сигналы о возникновении крена крана больше допустимого.
Под опорной схемой понимается количество и расположение опорных элементов СВ относительно продольной и поперечной осей шасси. Взаимное расположение опорных элементов на шасси определяет размеры и форму опорного контура.
Войсковые краны малой грузоподъемности обычно имеют четырехточечную опорную схему прямоугольной формы.
В СВ войсковых кранов обычно реализуется полное вывешивание (схема искусственного опирания). При полном вывешивании обеспечивается полный отрыв колес шасси от грунта с гарантированным зазором. При этом все массовые нагрузки и внешние силовые факторы, действующие на кран, приводятся к опорным реакциям только домкратов СВ.
Нагрузка на опоры переменная и зависит не только от веса груза, но и от положения поворотной части относительно неповоротной и вылета стрелы. Нагрузка передается через выносные опоры на грунт. Опорные элементы крана будут нагружены (рис. 134): весом неповоротной части Gнп; весом груза Q×g; весом вращающейся части GВЧ; ветровой нагрузкой на кран Pв, на стрелу крановой установки Pв2, на поднимаемый груз Pв1; силой инерции Pин груза; центробежной силой Pц при повороте вращающейся части.
Рис. 134. Схема нагрузок на кран
Инерционные нагрузки, возникающие при подъеме или торможении груза, определяются по выражению
, (148)
где
- скорость подъема (опускания) груза;
- время пуска (торможения) механизма подъема.
Центробежная сила, возникающая при повороте вращающейся части крановой установки, находится по выражению
(149)
где 
- окружная скорость груза при вращении поворотной части.
Расчет необходимо проводить для режима работы при самых неблагоприятных условиях: максимальный вес поднимаемого груза, предельный угол наклона рабочей площадки (a=3°), максимальная ветровая нагрузка; интенсивное торможение опускаемого груза, стрела расположена под углом y к продольной оси крана.
Центр масс неповоротной части (·)О находится на продольной оси x крана на расстоянии e1 (рис. 135) от центра симметрии опорного контура (·)О1.
Вертикальная составляющая P равнодействующей всех сил, действующих на поворотную часть, будет приложена к (·)О2, которая находится на расстоянии r от оси вращения крановой установки (·)О3. Ось стрелы находится под углом y к продольной оси крана.
Величина силы Р и расстояние r (рис. 134 и 135 ) находятся из следующих выражений
;
.
Рис. 135. Расчетная схема для определения нагрузок на домкраты
Горизонтальная составляющая P1 равнодействующей всех сил, проходящая на высоте h от опорной поверхности, находится следующим образом:
;
.
Перенесем действующие на крановую установку силы P и P1в точку 03.В результате переноса получим, что в точке 03 приложены силы P , P1и момент
.
Этот момент можно разложить на составляющие, действующие в продольной 
и поперечной 
плоскостях.
Вертикальная сила P и моменты Mx , My создадут нагрузки на опоры.
С допустимой для инженерных расчетов точностью можно принять, что опорные нагрузки обратно пропорциональны отрезкам, на которые точки приложения равнодействующей силы и плоскость момента делят продольную и поперечную стороны a, b опорного контура.
Реакции 
на опорах от веса неповоротной части будут равны (рис. 135)
,
.
Реакции 
на i-ю опору от вертикальной составляющей равнодействующей сил P , действующих на поворотную часть, находятся из следующих выражений:
Реакции опор 
от момента 
, 
.
Суммарная реакция опоры равна алгебраической сумме отдельных реакций, действующих на эту опору.
Анализ полученных, выражений свидетельствует, что наиболее нагруженной опорой является опора 1, а наименее нагруженной - опора 4.
Максимальная реакция R1на опору 1будет при определенном угле y поворота стрелы крановой установки. Для его определения достаточно приравнять нулю первую производную от выражения для реакции R1 .
,
.
Откуда 
, т.е. нагрузка на опору 1 имеет максимальное значение при 
.
Для нахождения 
, подставим в выражение для R1 значение .
По величине нагрузки рассчитываются домкраты СВ.
Для обеспечения требуемой устойчивости крана даже на слабых грунтах площадь Aопконтакта опорного элемента СВ с грунтом должна быть равна
,
где qГ =0,07 МПа - допускаемое давление на слабый грунт;
Dоп- требуемый диаметр опоры домкрата.
Рассмотренные этапы проектирования СВ позволяют найти основные параметры, необходимые для детальной разработки её элементов.
Дата добавления: 2019-04-03; просмотров: 414;