Кран козловой

Кран козловой: определение и расчёт возможных нагрузок.

Содержание

1. Цель, задачи и исходные данные для выполнения работы : *

2. Устойчивость крана в рабочем и нерабочем состоянии: основные моменты при проверке *

3. Внешние нагрузки на кран: классификация и способы расчёта. *

Ветровая нагрузка в в рабочем состоянии *

4. Определение опорных давлений. *

5. Расчёт и подбор механизма подъёма груза. *

6. Расчёт металлоконструкции крана. *

7. Расчёт металлоконструкции при динамическом действии нагрузки. *

8. Оборудование механизма перемещения крана. *

9. Механизм передвижения тележки: подбор и необходимые расчёты. *

Приложение 1 *

Приложение 2 *

1. Цель, задачи и исходные данные для выполнения работы :

В качестве цели данной работы принимается освоение основных расчётов грузоподъёмных машин. Пример — бесконсольный козловой кран общего назначения (обозначение по ГОСТ: Кран козловой 540−33 ГОСТ 7352–75), применяемый для реализации одной из следующих операций:

  • обслуживания открытых складов и погрузочных площадок
  • монтажа сборных строительных сооружений и оборудования, промышленных предприятии
  • обслуживания гидротехнических сооружений
  • перегрузки крупнотоннажных контейнеров и длинномерных грузов.

Следует отметить, что в зависимости от типа моста, краны делятся на одно- и двухбалочные.

В процессе написания данной работы выполняются следующие задачи:

  • Изучение конструкции козлового крана
  • Определение основных массовых и геометрических характеристик козлового крана
  • Проверка устойчивости крана
  • Определение внешних нагрузок на кран
  • Определение опорных давлений
  • Расчет и подбор механизмов подъема груза, передвижения тележки и крана.

Исходные данные для выполнения работы :

тип крана

без консолей

грузоподъемность

50 тонн

ширина обслуживаемой площадки

29 метров

высота подъема грузов

20 метров

скорость передвижения тележки

скорость передвижения крана

режим работы

4 м

2. Устойчивость крана в рабочем и нерабочем состоянии: основные моменты при проверке

Устойчивость в рабочем состоянии оценивается коэффициентом, который определяется отношением удерживающего момента, создаваемого массовыми силами крана и груза с учётом влияния допустимого при работе уклона, к опрокидывающему моменту, создаваемому внешними нагрузками, относительно ребра опрокидывания. Это отношение во всех случаях должно быть не менее 1. 15.

Все расчёты приведены ниже в таблице.

1-е расчётное состояние

2-ое расчётное состояние

Нерабочее состояние

сумма удерживающих моментов

уд=10Gк(Б/2соs-yкsin)+(10Q-Pгр)*(Б/2cos-yгsin)=5062. 94

(для козловых кранов максимально допустимое =00101 )

=10(Б/2соs-sin)=3163. 72

å=10(Б/2cosasina)=3163. 72

сумма опрокидывающих моментов

опр=Pкукгрупг+ру+Wгрупг=1301. 62

Рассмотрим сумму опрокидывающих моментов :

å=y=790. 12

åy=2101. 5

Проверка устойчивости

К=5062. 94/1301. 62=3. 9

К=3163. 72/790. 12=4

К=3163. 72/2101. 5

Примечание: при втором расчётном состоянии также предусмотрено условие — кран движется под углом к горизонту с углом a, ветровая нагрузка направлена в сторону движения крана.

3. Внешние нагрузки на кран: классификация и способы расчёта.

Все нагрузки на кран можно разделить на ветровые и инерционные. Причём инерционные нагрузки определяются для периодов неустановившегося движения крана, рагона и торможения крана в целом, его грузовой тележки, а также механизма подъема. Инерционные нагрузки также подразделяются на горизонтальные и вертикальные.

3. 1. Определение ветровых нагрузок (ГОСТ 1451−77)

Для рабочего состояния:

Wp=0. 15*F**c*n, где F-наветренная площадь, -коэффициент сплошности, с-аэродинамический коэффициент, n-высотный коэффициент

Площадь моста :

Fm=lhm=36. 8*3. 2=117. 76 m2

Площадь жёсткой опоры :

Fжо=0. 5lж(h-hm)=0. 5*4. 16*(28−3. 2)=51. 58m2

Площадь гибкой опоры :

Fго=lго(h-hm)=0. 8*(28−3. 2)=19. 84

Ветровая нагрузка в в рабочем состоянии

элемент

F

n

c

Wp

x

y

Wpx

Wpy

мост

117. 76

0. 45

1. 37

1. 4

15. 25

13. 92

18. 70

212. 28

285. 20

ж. о.

51. 58

0. 45

1. 25

1. 4

6. 1

1. 39

16. 53

-8. 50

100. 80

г. о.

19. 84

0. 45

1. 25

1. 4

2. 34

32

12. 4

80

29

23. 96

283. 78

415

груз

25

1

1. 25

1. 2

24. 8

139. 50

Поскольку опоры лежат в разных ветровых с мостом, то и значение n выбираем соответственно.

Для нерабочего состояния :

Wнр=0. 7*F**n*c*

Ветровая нагрузка в нерабочем состоянии :

элемент

F

n

c

Wнр

x

y

Wнрx

Wнрy

мост

117. 76

0. 45

1. 37

1. 4

78. 26

13. 92

18. 70

1089. 4

1463. 5

ж. о.

51. 58

0. 45

1. 25

1. 4

31. 28

1. 39

16. 53

43. 48

488. 55

г. о.

19. 84

0. 45

1. 25

1. 4

12. 03

32

12. 4

384. 9

149. 18

121. 57

1430. 8

2101. 5

3. 2. Определение инерционных нагрузок.

Для погрузочно-разгрузочных козловых кранов принимаем допустимое ускорение а=0. 3м/с2. Координату точки подвеса груза принимаем равной h, поскольку грузовая тележка движется по верхней панели моста.

Горизонтальная инерционная нагрузка направленная поперёк подкрановых путей она возникает при разгоне и торможении тележки с грузом

Рт=(Gт+Q)a=(7. 5+50)*0. 3=17. 25

Вертикальная инерционная нагрузка направленная поперёк подкрановых путей возникает при поднимании и опускании, раразгоне и торможении груза

Ргр=1. 1Qа=1. 1*50*0. 3=16. 5

Инерционные нагрузки, действующие в направлении подкрановых путей :

движущаяся масса: кран

сила инерции Р: Рк=Gка=24

координата силы у: 15. 63

опрокидывающиймо момент: 375. 12

движущаяся масса: груз

сила инерции Р: Ргр=Qа=15

координата силы у: 24.8

опрокидывающиймо момент: 372

4. Определение опорных давлений.

4.1. Опоры крана устанавливаются на ходовые тележки, движущиеся по рельсам. Опоры козловых кранов выполняют двухстоечными равной жёсткости, или одну -жёсткой, другую -гибкой (шарнирной). Все расчёты по определению Максимальной нагрузк на одну из четырёх опор приведены ниже :

Для рабочего состояния :

Для нерабочего состояния :

4. 2. Расчётная нагрузка на одно колесо.

Поскольку грузоподъёмность расчитываемого крана 50 т., принимаем число колёс в каждой опоре равной 2.

Выбираем двухребордное колесо, конического исполнения по ГОСТ 3569–74 с нагрузкой на рельс 320kH, диаметром D=710 мм, шириной В= 100 мм, рельс КР-80, радиус r=400мм

4. 3. Выбор материала крановых колёс.

где  — контактное напряжение смятия

mk — безразмерный коэффициент, зависящий от соотношения D/2r, по таблице принимаем 0. 47

Принимаем сталь 40ХН с =2200мПа

5. Расчёт и подбор механизма подъёма груза.

Краткая характеристика и задачи расчёта.

Механизм подъёма груза предназначен для перемещения груза в вертикальном направлении. Он выбирается в зависимости от грузоподъёмности. Для нашего случая механизм включает в себя сдвоенный пятикратный полиспаст.

Привод механизма подъёма и опускания груза включает в себя лебёдку механизма подъёма. Крутящий момент, создаваемый электродвигателем передаётся на редуктор через муфту. Редуктор предназначен для уменьшения числа оборотов и увеличения крутящего момента на барабане.