Сопротивление в опорах при повороте крана

Сопротивление повороту крана в установившийся период определяется трением в опорах, зависящих от конструкции опорно-поворотного устройства, ветровых нагрузок и отклонения оси колонны от вертикали.

Опорно-поворотные устройства бывают:

- на подшипниках при вращающейся колонне крана;

- на роликовой опоре и подшипниках в кранах с неподвижной колонной;

- на ролико-шариковых опорных кругах;

- на ходовых колесах в передвижных и других типах кранов.

Сопротивление в подшипниковых опорах крана с вращающейся колонной (рисунок 9.2).

Статический момент сопротивления повороту в общем случае равен сумме моментов сил трения в опорах , ветровых нагрузок М_В и уклона крана М_УК (кН×м)

(9.2)

где d₁, d₂, d₃ — диаметры верхней и нижней опор и подпятника; f₁, f₂, f₃ — коэффициенты трения в верхней и нижней опорах; f = 0,015…0,020 для подшипников качения, , - горизонтальная и вертикальная реакции, воспринимаемые подпятником.

Рисунок 9.2 – Расчетная схема крана с поворотной колонной

Момент от ветровых нагрузок

(9.3)

где j - угол поворота стрелы, - ветровая нагрузка, - расстояние от оси вращения крана до центра действия ветровой нагрузки.

Момент сил от возможного отклонения оси колонны крана от вертикали на угол y:

(9.4)

Сопротивление в роликовой опоре и подшипниках крана с неподвижной колонной (рисунок 9.3).

Рисунок 9.3 – Расчетные схемы крана с неповоротной колонной

Статический момент сопротивления повороту равен сумме моментов от сил трения, ветра и уклона:

(9.5)

Момент сил трения в верхней опоре и нижнем опорно-поворотном устройстве:

(9.6)

Момент сил трения в нижнем опорно-поворотном устройстве:

(9.7)

где R_Р — радиус ролика, R_K — катающий радиус колонны, k — коэффициент трения качения ролика по колонне.

Момент от ветровых нагрузок, действующих на кран и груз:

(9.8)

Момент сил, возникающих при отклонении пути от вертикали:

(9.9)

Статическая мощность двигателя механизма поворота:

(9.10)

где - угловая скорость поворота крана.

Сопротивление в ролико-шариковых опорных кругах (рисунок 9.4).

В шариковых и роликовых опорно-поворотных устройствах все действующие силы можно привести к вертикальной силе , приложенной в центре опоры, горизонтальной силе R_H, приложенной по центру тел качения, и моменту М= r+ R_Hh.

Рисунок 9.4 – Расчетная схема роликового опорно-поворотного устройства

Момент сил сопротивления вращению в шариковых и роликовых опорах определяют по эмпирической формуле

(9.11)

где D_СР – средний диаметр круга катания роликов или шариков; w=0,005…0,01 – коэффициент, учитывающий сопротивление от качения и трения шаров или роликов о сепаратор.