3. Описание конструкции

Объектом проектирования служит однобалочный мост электрической кран-балки.

Электрическая кран-балка является мостовым краном малой грузоподъемности, у которого в качестве грузовой тележки используется электрическая таль (тельфер). Кран состоит из однобалочного моста, тали и механизмов передвижения.

Однобалочный крановый мост имеет три основные части, сечения которых определяются расчетом: ездовую балку 1, концевые балки 2 и ферму жесткости 3. Ездовая балка из прокатного двутавра перекрывает пролет цеха и опирается на концевые балки 2. По нижним полкам двутавра перемещаются катки тали 4, загружая конструкцию вертикальной подвижной нагрузкой (рис.1).

Сечение балки подбирается по условию прочности, устойчивости и жесткости, а также по проходимости тали по нижним полкам профиля. Каждая концевая балка, состоящая из двух швеллеров, связанных планками, опирается на ходовые колеса 5. У ведущих колес установлены механизмы передвижения крана 6, осуществляющие горизонтальное перемещение крана вдоль цеха по крановым рельсам 7, расположенным на подкрановых балках 8. Расстояние между подкрановыми путями является пролетом крана L, а расстояние между осями ходовых колес – базой крана К.

Горизонтальная ферма жесткости, состоящая из поясов, расположенных по обе стороны ездовой балки и крестовой решетки, служит для восприятия горизонтальных сил инерции, возникающих при пуске, торможении крана, а также обеспечивает горизонтальную жесткость моста, необходимую для нормальной эксплуатации крана. Пояса, раскосы и стойки выполняются обычно из одиночных уголков.

4. Расчет основных размеров кранового моста

Базу крана для удобства эксплуатации принимают в пределах ,

где

К – база крана, м;

L – пролет крана, м.

Размер округляют кратно до 100 мм.

Высоту фермы жесткости выбирают так, чтобы у ходовых колес 5 могли разместиться стойки 9 из прокатного швеллера, к которым крепятся пояса фермы жесткости. В связи с этим величину В следует принимать на 400…500 мм меньше размера К.

Панель фермы выбирается из условия наименьшего веса решетки так, чтобы угол α между раскосами и поясами был в пределах 30º…40º. При этом число панелей фермы обычно получается равным 4…5, т.е.

.

Вычислив , определяют величину угла α и sinα. Если α выходит за пределы рекомендованных 30º…40º, вносят необходимые поправки в размеры B и D.

Длина раскосов связевой фермы:

Рис. 1. Однобалочный крановый мост

1. ездовая балка; 5. ходовые колеса;

2. концевые балки; 6. механизм передвижения;

3. ферма жесткости; 7. крановые рельсы;

4. таль; 8. подкрановые балки.

5. Определение нагрузок на конструкцию

Равномерно распределенная постоянная нагрузка от массы кранового моста вычисляется по формуле:

, (1)

где q – нагрузка от массы моста, Н/м;

масса кранового моста, кг, определяемая по приближенной формуле:

,

где η – поправочный коэффициент, принимаемый равным 0,9; 0,95 и 1,0

для кранов с грузоподъемностью 1; 2 и 3,2 т соответственно;

ускорение силы тяжести 9,81 м/с²;

коэффициент надежности по нагрузке (для постоянной нагрузки);

L – пролет кранового моста;

Вертикальная нагрузка – расчетное давление одного из четырех катков тали:

, (2)

где Р – нагрузка, Н;

масса тали, кг (таблица 1 Приложение 1);

η_Q – коэффициент надежности по нагрузке (для полезной нагрузке на

крюке);

масса груза на крюке, кг.

Расчетное максимальное давление катка тали, учитывающее влияние горизонтальных инерционных сил:

, (3)

где P_max – давление катка тали, Н;

нормативное максимальное давление на каток тали, принимаемого

по таблице 1, Приложение 1, Н;

Горизонтальная, равномерно распределенная инерционная нагрузка от распределенной массы кранового моста направлена вдоль подкрановых путей и рассчитывается по формуле:

, (4)

где q^гор – горизонтальная инерционная нагрузка, Н/м.

Горизонтальная подвижная инерционная нагрузка от массы тали и груза на крюке:

, (5)

где Т – подвижная инерционная нагрузка, Н;

Нагрузка перекоса, возникающая при неодинаковом сопротивлении передвижению крана по рельсовым путям (например, при опережении одной из концевых балок из-за разницы диаметров ходовых колес или других причин), учитывается в виде сосредоточенной силы, приложенной вдоль подкранового пути в плоскости касания ходового колеса и рельса. Нагрузка перекоса принимается:

, (6)

где Р_пер – нагрузка перекоса, Н;

наибольшее усилие, приходящееся на тормозное ходовое колесо

крана, Н.

Так как с каждой стороны крана расположено по два колеса, то наибольшее усилие, приходящееся на одно колесо:

, (7)

где R_В - наибольшая опорная реакция в балке (рис. 2), Н:

х_min – наименьшее расстояние от оси подкранового пути до грузового

крюка, м, (см. Таблица 1, Приложение 1);

Опорная реакция рассчитывается по формуле:

. (8)

При движении тали на кране, кроме того, возникают горизонтальные инерционные силы, направленные вдоль ездовой балки и приложенные в уровне нижнего пояса двутавра. Но возникающие при этом дополнительные напряжения в балке незначительны и потому ими пренебрегают.