Расчёт башенного крана

 

     Вертикальная  проекция расстояния от оголовка рельсового пути крана до головки стрелы hгр при этом определяется как

 

              (5) 

 

     Ветровая  нагрузка на стрелу крана также зависит  от угла подъема стрелы и определяется как 

               (6) 

 

     Ветровая  нагрузка на остальные элементы крана  от угла подъема стрелы не зависит и определяется как 

                (7) 

 

      Вес элементов крана определяется как 

      , где         (8)

     g - 9,81м/с2 

 

     Плечо удерживающих сил (весов элементов, расположенных слева от вертикальной оси опрокидывания) определяется как 

      , где          (9)

     башенный  кран грузоподъемность механизм

     liид - расстояние от центра тяжести элемента до оси вращения крана;

     b - расстояние от оси вращения крана до вертикальной оси опрокидывания вперед 

 

     Момент, создаваемый ветровой нагрузкой  определяется как  

                (10)

 

     

 

     Момент, создаваемый весом элемента определяется как  

                (11) 

 

      Коэффициент грузовой устойчивости определяется как 

      , где         (12) 

     Му - удерживающий момент;

     Мо - опрокидывающий момент.

     В качестве опрокидывающего момента в расчетах принимается только момент, создаваемый весом груза. Моменты от всех остальных нагрузок, приложенных к крану, рассматриваются как удерживающие моменты с соответствующими знаками.

     При выполнении условий, приведенных в  п. 3.1, Кгу принимается равным 1,4.

     Таким образом массу поднимаемого груза  для различных углов подъема  стрелы можно определить как 

       (13) 

 

      3.3 Построение грузовой характеристики и ее анализ 

     Для построения грузовой характеристики принимается  система координат, в которой  по оси абсцисс откладывается  вылет стрелы крана (горизонтальная проекция расстояния от оси вращения крана до гака), а по оси ординат – грузоподъемность (масса груза). Полученная характеристика приведена на рисунке 3. 

     

     Рисунок 3. Грузовая характеристика крана 

     Грузовая  характеристика дает возможность оценить  грузоподъемность крана в зависимости от вылета стрелы. С увеличением вылета максимальная грузоподъемность падает (что объясняется увеличением плеча опрокидывающей нагрузки).

 

      3.4 Статический расчет на собственную устойчивость крана 

     Для определения собственной устойчивости крана рассматривается случай, когда кран стоит без груза, с максимально поднятой стрелой (α = 60°).

     Для расчетов принимается, что кран установлен на горизонтальной поверхности (γ = 0).

     Стрела  располагается в направлении  перпендикулярном к передвижению крана.

     Удельная  ветровая нагрузка принимается W = 250Н/м2.

     Кран  опрокидывается назад, ребро опрокидывания  проходит по заднему рельсовому пути. 

     

     Рисунок 4. Расчетная схема для определения  грузовой устойчивости

 

      Веса элементов крана определены в п. 3.2, формула 8

     Плечи нагрузок от весов элементов крана  определяются как 

      , где          (14) 

     liид - расстояние от центра тяжести элемента до оси вращения крана;

     b1 - расстояние от оси вращения крана до вертикальной оси опрокидывания назад 

 

     Плечо нагрузки от веса стрелы определяется как 

              (15) 

 

     Моменты, создаваемые весами элементов крана, определяются по формуле 11 

 

 

      Ветровая нагрузка определяется по формуле 7 

 

     Ветровая  нагрузка на стрелу крана определяется по формуле 6 

 

     Моменты, создаваемые ветровыми нагрузками, определяются по формуле 10 

 

     Коэффициент собственной устойчивости определяется как 

      , где         (16) 

     Му - удерживающий момент;

     Мо - опрокидывающий момент.

     В данном случае к опрокидывающим относятся моменты, создаваемые ветровой нагрузкой, а моменты, создаваемые весами элементов крана относятся к удерживающим с соответствующим знаком. 

           (17)

       

     Так как рассчитанный коэффициент собственной  устойчивости Ку = 6,76 > 1,15, можно сделать вывод что данный кран устойчив и дополнительных мероприятий по обеспечению собственной устойчивости не требуется.

 

      4. Выбор каната грузоподъемного механизма крана 

     Схема механизма подъема груза, соответствующая  заданию, приведена на рисунке 5 

     

     Рисунок 5. Схема механизма подъема грузов  

     Кратность полиспаста m = 2, число обводных блоков n = 1

     КПД канатной системы определяется как 

      , где        (18)

     η - КПД отдельного блока

       

     Натяжение каната определяется как 

      , где        (19)