 |
|
|
Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника |
ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ КОМПОНОВКИКомпоновка мостов кранов общего назначения определяется как конструктивным решением пролетных частей, так и в большей степени, компоновкой узлов сопряжения пролетных балок моста, концевых балок и конструктивным исполнением ходовой части крана. Примеры компоновок механизма передвижения крана грузоподъемностью 50 т и стыка балок приведены на рис. 10.7 и 10.8. В качестве примеров на рис. 7.1 показана схема исполнения моста крана грузоподъемностью 150/32 т среднего режима работы пролетом 22 м завода Сибтяжмаш, а на рис. 7.2 и 7.3 - компоновочные схемы приводов механизма передвижения крана. Решающее значение при компоновке моста имеет схема ходовой части крана. Схемы ходовых частей показаны на рис. 7.4. В выполненных конструкциях краны грузоподъемностью до 50 т включительно имеют 4 ходовых колеса. Краны завода Сибтяжмаш грузоподъемностью 80... 120т со всеми пролетами и грузоподъемностью 160 т при пролете до 16 м имеют 8 колес, грузоподъемностью 160т при пролете более 16м и грузоподъемностью 200...320т со всеми пролетами - 16 колес (рис. 7.4). По действующим нормам база крана В≥L/6, где L — пролет крана. Узел сопряжения пролетных и концевых балок моста должен обеспечить размещение приводов механизмов передвижения крана, возможность монтажа и обслуживания привода, возможность выхода на галерею из кабины машиниста, прочность и надежность соединений пролетных и концевых балок моста. У четырехколесных кранов колесные установки монтируются непосредственно в концевых балках моста, у 8-16-колесных кранов - в сварных или литых балансирах, которые в свою очередь, монтируются на металлоконструкции моста, что определяет как конструкцию концевых балок, так и конструкции узлов сопряжения пролетных и концевых балок моста.
Рис. 7.1. Мост крана общего назначения грузоподъемностью 150/32 т: 1 — кабина машиниста; 2 — люлька осмотра троллей; 3 — тупиковые упоры; 4 — концевая балка; 5 - косынка соединения балок моста; 6 — пролетная балка; 7 — люк выхода из кабины на мост; 8,9 - площадки привода механизма передвижения
Рис. 7.2. Привод механизма передвижения крана
Рис. 7.3. Привод ходового колеса механизма передвижения крана большой грузоподъемности
Рис. 7.4. Схемы расположения колес
Основные параметры приводов механизмов передвижения [2, 10] двухбалочных кранов общего назначения грузоподъемностью 5...320 т режимных групп А4, А5 приведены в табл. 7.1. Таблица 7.1 - Параметры приводов механизмов передвижения кранов грузоподъемностью 5...320 т
Рис. 7.5. Колесо крановое на угловых буксах
Ходовые колеса кранов унифицированы, их основные присоединительные размеры приведены на рис. 7.5 и табл. 7.2.
Таблица 7. 2 - Размеры крановых колес типа I
Далее рассматриваются возможные варианты компоновки узлов сопряжения балок моста и приводов механизмов передвижения.
ЧЕТЫРЕХКОЛЕСНЫЕ КРАНЫ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬЮ 5...50 Т Концевые балки Типовая схема конструктивного исполнения концевых балок показана на рис. 7.6, установка колес в концевых балках традиционной конструкции — на рис. 7.7.
Рис. 7.6. Концевая балка
Рис. 7.7. Установка ходового колеса Надбуксовая часть концевой балки представляет собой открытое тонкостенное сечение, подверженное интенсивным изгибающим и скручивающим нагрузкам, и является одним из самых слабых элементов конструкции. Поэтому для обеспечения работоспособности требуется проведение строгого расчета. Расчетная схема надбуксового участка показана рис. 7.8.
Рис. 7.8. Расчетная схема надбуксовой части концевой балки четырехколесного крана
Расчетные нагрузки определяются для комбинации IIВ при расположении тележки с грузом у концевой балки: V—вертикальная нагрузка на колесо от веса моста, тележки и груза; W— реакция от силы перекоса крана. Обозначим площади элементов:
Полагая толщину пластин малой по сравнению с их длиной, получим приблизительные геометрические характеристики сечения: - координату центра тяжести сечения (т. О) относительно середины высоты стенки,
- моменты инерции сечения при изгибе,
- момент инерции при кручении,
- координату центра изгиба в горизонтальной плоскости (т. О1) (по аналогии с [20]),
Проверка прочности производится [13] по приведенным напряжениям в месте перехода от прямолинейной к закругленной части нижнего листа (т. а на рис. 7.8) по формуле
где kШ— коэффициент формы шва, который учитывается только при расчетах на выносливость; при тавровом соединении двухсторонним швом (рис. 9.3, а) kШ =1, при тавровом соединении односторонним швом (рис. 9.3, б) kШ =1,4. Значения коэффициентов концентрации [12, 13] kR, kτ , kQ ,kr приведены на рис. 7.9. С учетом коэффициентов концентрации Напряжения σ0 и τ0 определяются для места начала закругления (т.а) по общим формулам сопротивления материалов, как для консольной балки длиной l . Нормальные напряжения от чистого изгиба в двух плоскостях для точки а:
где Wxaи Wya — моменты сопротивления при изгибе для точки а:
Рис. 7.9. Графики коэффициентов концентрации: сплошные линии - для угла α=90°; пунктирные — для α=135°. Кривые 1 и 1’ — для h/H=0,55; 2 и 2' — для h/H=0,4; 3 и 3' — для h/H =0,25; 4, 5 и 6 — для h/H=0,6, 0,4 и 0,27 соответственно. Fнп=FЗ — площадь элемента нижнего пояса; FСТ=F'2 — площадь стенки
Касательные напряжения среза от действия поперечных сил и чистого кручения можно определять без учета напряжения поперечного среза от силы W, учитывая только усилия вертикальной нагрузки и кручения:
Для повышения надежности и работоспособности на буксовых частях концевых балок краностроительными заводами и владельцами кранов предложено использовать при ремонтах металлоконструкций много вариантов, в частности увеличение крутильной жесткости путем создания замкнутых контуров в надбуксовых частях балок. Варианты конструктивных решений [9, 20] показаны на рис. 7.10.
Рис. 7.10. Варианты усиления надбуксовой части концевой балки
При выполнении сечения как на рис. 7.10, а касательные напряжения в стенке будут
где b, h, δCT — размеры контура и толщина стенки. При выполнении сечения по рис. 7.10,б скручивающий момент реализуется как пара дополнительных вертикальных реакций на каждый контур консоли, и вместо касательных напряжений кручения в расчетном сечении будут действовать дополнительные напряжения от изгиба в вертикальной плоскости. При выполнении сечения по типу в рис. 7.10 крутящий момент будет распределяться между контурами б и в пропорционально их жесткости:
где l, b— размеры по рис. 7.10; G, Е — модули сдвига и упругости материала; Типовые варианты сопряжения пролетных и концевых балок показаны на рис. 7.11. Горизонтальные накладки 3 обеспечивают прочность и жесткость соединения поясов, накладки 4 — стыковку балок.
Рис. 7.11. Варианты стыковки балок моста: 1 — главная балка 2 — концевая балка; 3 — накладки стыковки поясов; 4 — накладки стыковки стенок
Накладки выполняют и роль компенсаторов неточностей изготовления балок (за счет размера а). В соответствии с требованиями ГОСТ 27584—88 Краны мостовые и козловые электрические. Общие технические условия для обеспечения прямоугольности моста в плане разность диагоналей, замеренных по симметричным точкам, например по точкам пересечения осей балок, не должна превышать 5 мм, что и обеспечивается с помощью накладок 3 и 4 при монтаже моста. Проверка прочности узла стыковки балок и сварных швов производится на действие комбинаций нагрузок II Б и IIВ (см. табл. 3.1). Вертикальные тавровые и нахлесточные швы приварки накладок 4 проверяются на действие вертикальных нагрузок, швы горизонтальных накладок 3 - на действие момента от силы перекоса моста. Сечение концевой балки между пролетными балками проверяется на изгиб в двух плоскостях от действия максимальных нагрузок комбинаций II А и II В при расположении тележки у концевой балки. КРАНЫ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬЮ 80...320 т Тяжелые краны имеют 8 или 16 ходовых колес, закрепленных в балансирах (см. рис. 7.4), которые, в свою очередь, установлены в металлоконструкциях моста. Балансиры выполняются либо литыми (только для восьмиколесных кранов), либо сварными для всех вариантов. Схемы конструкций балансиров показаны на рис. 7.12. В схеме рис. 7.13 оси балансиров совмещаются с продольными осями пролетных балок, если это соответствует габаритам ходовой части грузовых тележек. При такой компоновке все нагрузки воспринимаются сечением А—А, работающим на изгиб и срез в вертикальной плоскости. Расчетные нагрузки определяются по комбинации IIА при подъеме груза у концевой балки. Общий вид стыка пролетной и концевой балки на монтажных болтах или заклепках показан на рис. 7.14. При такой конструкции концевая балка воспринимает только горизонтальные нагрузки от перекоса моста, которые существенно снижаются вследствие передачи усилий перекоса через балансиры на главные балки моста. Однако трудоемкость монтажа такого стыка весьма велика, так как требуется установить 540... 600 болтов или заклепок.
Рис. 7.12. Балансиры: а — одноярусный; б — двухъярусный
Рис. 7.13. Определяющие размеры опорной части балок
Рис. 7.14. Узел соединения главной и концевой балок на монтажных болтах или заклепках В более поздних конструкциях завод Сибтяжмаш использует блочную конструкцию моста. Общая схема блочного моста показана на рис. 7.15. В этой конструкции балансиры установлены в концевых балках, как показано на рис. 7.16.
Рис. 7.15. Мост крана общего назначения блочной конструкции
Рис. 7.16. Концевая балка в сборе с балансирами
Схемы исполнения пролетных и концевых балок моста показаны на рис. 7.17 и 7.18, а схема узла соединения балок — на рис. 7.19.
Рис. 7.17. Главная балка моста блочной конструкции крана грузоподъемностью 150/30 т
Рис. 7.18. Концевая балка моста блочной конструкции крана грузоподъемностью 150/30 т
Рис. 7.19. Узел соединения балок мостов блочной конструкции: 1 - главная балка; 2 - концевая балка; 3 - сварной монтажный шов Соединения балок выполняются сварными швами на уровне верхнего пояса концевой балки. Расчет шва производится на действие момента от перекоса моста, определяемого для расчетной комбинации нагрузок II В. Прочность шва проверяется по схеме рис. 9.5 и формуле (9.26). Расчетная схема опорного сечения пролетной балки показана на рис. 7.20.
Рис. 7.20. Расчетная схема опорного сечения пролетной балки
Характер работы опорного сечения, и в частности, в точке наибольшей концентрации напряжений, а, аналогичен работе надбуксовой части концевой балки четырехколесного крана (см. п. 7.2.). Основным отличием является то, что расчетное сечение является замкнутым контуром, имеющим высокую крутильную жесткость, и его центр кручения совпадает с центром тяжести. Кроме этого, боковые нагрузки от перекоса моста практически не вызывают скручивания сечения. В связи с этим расчетное сечение А—А (точка а) рассчитывается на действие нормальных напряжений от вертикальных и горизонтальных нагрузок и касательного напряжения среза от действия вертикальных нагрузок. С этими коррективами для расчета может использоваться формула (7.7). Расчет узла стыковки балок производится на основании расчетных схем сварного шва (рис. 7. 21, а и рис. 9.5) по формуле (9.26); болтовое соединение (рис. 7.21,6) в настоящее время практически не применяется. При необходимости расчета такого соединения см. [15]. -
Рис. 7.21. Расчетные схемы узла стыковки балок: а - сварное соединение; б - болтовое Поиск по сайту: |
(7.1)
(7.2)
(7.3)
(7.4)
; (7.5)
(7.6)
(7.7)
— радиальное напряжение, отрывающее шов от стенки; 
— тангенциальное напряжение вдоль шва; 
— касательные напряжения.
(7.8)
(7.9)
, (7.10)
(7.11)
, (7.12)
— момент инерции при кручении замкнутого контура a; 
— момент инерции при изгибе в вертикальной плоскости однородного замкнутого контура б.
