Кран на неподвижной колонне

Пример расчетной схемы стационарного крана на неподвижной колонне показан на рис. 1.7.

Рис. 1.7. Поворотный кран

Значения основных геометрических параметров можнопри­нять по соотношениям:

• х = (0,25...0,30)L;

• = (0,8...2,0)м - большие значения при грузоподъемностивыше 5т;

• d₂ = 0,07 h;

• d₃=(0,6-0,7) d₂;

• b=0,3L;

• =(0,25-0,35) ;

• =(0,5-0,6) .

Диаметр D_к, м, кованой колонны, имеющей круглоесплош­ное сечение, следует принимать по условию

где М_и- момент, изгибающий колонну, кНм; М_и=R_н

[ ]_и - допускаемое напряжение при изгибе по симметричному циклу нагружения, МПа [10];

R_н -горизонтальная реакция опоры, кН.

Значение R_н находится из уравнения статики (уравнения моментов сил относительно какой-либо точки А или В из опор). Для этого необходимо знать вес поворотной части крана G_пов, включающий в себя вес тележки G_тел (или вес электротали) и вес противовеса G_пр. Вес поворотной части можно принять равным 0,9 веса крана G_кр, кН. Вес кранов с электроталью грузоподъемностью 0,5...3,2 т можно определить по ГОСТ 19811. Вес крана большей грузоподъемности и больших вылетов можно определить по удельной металлоемкости

где - масса крана (без противовеса), т. Значение m_уд можно принять равным 0,5 т/(тм).

Рекомендации по определению веса тележки (или электро­тали) приведены выше. Вес противовеса G_пр определяют по усло­вию равенства момента, изгибающего колонну крана, когда тележ­ка (электроталь) с номинальным грузом находится на максималь­ном вылете. Расчетная схема консольного крана приведена на рис. 1.8.

Рис. 1.8. Расчетная схема консольного крана

Велосипедный кран

Расчетная схема велосипедного крана при расположении стрелы вдоль подкранового пути показана на рис. 1.9. При распо­ложении стрелы поперек подкранового пути горизонтальные реак­ции уменьшаются, так как нагрузка от опрокидывающего момента воспринимается в основном горизонтальными направляющими роликами. Схемы верхней и нижней опор те же, что и у стационар­ных кранов на неподвижной колонне.

Велосипедные краны имеют постоянный вылет. Расстояние между опорами h можно принять равным (0, 58. ..0,75)H. Значения х, d₂, d₃ и b можно принимать по тем же соотношениям, что приведены выше для стационарных кранов на неподвижной колонне. Диаметр оси ролика нижней опоры можно определить по формуле

где М_ир - максимальный изгибающий момент, действующий на ось ролика;

[ ]_и- допускаемое напряжение при изгибе по симметричному циклу нагружения, МПа.

Рис. 1.9. Схема велосипедного крана

Для конструкционных углеродистых сталей 45 и 50 можно [10] принять: [ ]_и = 81,6...102,0 МПа, расстояние между опорами оси ро­лика l_o.р. = 2,5 , максимальную нагрузку на ролик , угол =30°. Значения D_р и D_кол можно принимать равными D_р = (2,5...3,5)d_р; D_коп = (5,5...6,5)D_р. Колонну, как правило, выполня­ют сварной, и она имеет сложное поперечное сечение [10]. При ее проектировании следует проверить значение D_кол по условию изгиба, определив момент сопротивления сечения изгибу. Вес пово­ротной части крана G_пов можно брать равным 0,5 G_кр. В вес крана G_кр не входит вес противовеса G_пр. Как и в случае крана на непод­вижной колонне, вес крана можно определить по удельной метал­лоемкости, принимая т_уд = 0,35 т/(тм). Вес противовеса G_пр оп­ределяют из равенства моментов М_И1 и М_И2, изгибающих колонну:

.

Определение опорных реакций и выбор подшипников. Верти­кальную и горизонтальную реакции в опорах определяют путем составления уравнений статики. Так как частота вращения кранов обычно не более 1 об/мин, а угол поворота, как правило, меньше 360°, то подшипники выбирают по статической грузоподъемности.

Типы подшипников. Для восприятия горизонтальных (ради­альных) нагрузок применяют радиальные сферические двухряд­ные шариковые подшипники с цилиндрическим отверстием (тип 1000) по ГОСТ 5720 или (реже) роликовые радиальные сфериче­ские двухрядные с цилиндрическим отверстием (тип 3000) по ГОСТ 5721. Для восприятия вертикальных (осевых) нагрузок при­меняют шариковые упорные одинарные подшипники (тип 8000) по ГОСТ 6872. При нагрузках, превышающих значения допускаемой статической грузоподъемности, можно применять нестандартные подшипники качения.

Типоразмер подшипника. Выбирают по условию: максимальная статическая нагрузка на подшипник, равная реакции в опоре, не должна превышать базовой статической радиальной грузоподъемно­сти С_ог (для сферических подшипников) или базовой статической осе­вой грузоподъемности С_оа (для упорных подшипников).

Выбрав типоразмер подшипника, необходимо выписать его основные параметры: обозначение типоразмера; внутренний и на­ружный диаметры; ширину (для сферических) или высоту (для упорных); базовую статическую грузоподъемность.