Грузоподъемные машины Александров (1004169), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Метод расчета по предельным состояниям наиболее широко применяют при расчете строительных конструкций. Использование этого метода, основанного на статистическом учете условий работы конструкции, позволяет отказаться от недостаточно обоснованного коэффициента запаса прочности и открывает широкие возможности устанавливать необходимые размеры и формы сечения металлоконструкции, исходя из конкретных условий ее эксплуатации. В течение заданного срока службы в элементе конструкции могут возникать различные нагрузки.
Разрушение элемента может произойти в результате однократного и многократного приложении нагрузки. При сравнительно малом числе нагружений достаточна проверка прочности и устойчивости элемента при действии однократной наибольшей нагрузки, возможной в течение заданного срока службы. Состояние, при котором однократное приложение нагрузки приводит к разрушению вследствие потери прочности или устойчивости, является первым предельным состоянием. Для металлоконструкции крана такое состояние может, например, наступить при действии ураганного ветра.
За начало разрушения при расчете по первому предельному состоянию принимают превышение предела текучести в каком-либо одном волокне сечения. Нагрузки при этом расчете считают статически действующими. Целью расчета по первому предельному состоянию является обеспечение несущей способности (неразрушимости, устойчивости формы и положения) конструкции в возможных неблагоприятных условиях работы в период эксплуатации кранов, при их транспорти- 82 ровании и монтаже, а также ограничение чрезмерных пластических деформаций.
Если число нагруженнй достаточно велико, то необходима проверка на сопротивление усталости (расчетный случай (). Состояние, при котором происходит разрушение элементов крана вследствие усталостной потери прочности, также считается как первое предельное состояние. Для правильно спроектированных, изготовленных и эксплуатируемых машин, оно наступает к концу заданного срока службы конструкции или ее части в результате суммарного действия всех нагружений за этот срок.
Дпя многих конструкций проверка на прочность н сопротивление усталости может оказаться недостаточной. Иногда вследствие наличия больших деформаций, но при сохранении прочности и устойчивости„ конструкция теряет работоспособность, так как появляющиеся деформации или колебания препятствуют ее нормальной эксплуатации. Это состояние является вторым предельным состоялием крана. Достижение второго предельного состояния не исключает дальнейшую эксплуатацию и является фактором, ограничивающим использование металлоконструкции крана в условиях нормальной эксплуатации. Целью расчета по второму предельному состоянию является ограничение деформаций или перемещений из условий обеспечения необходимой точности работы, устранение неблагоприятных физиологических воздействий на обслуживающий персонал, обеспечение выполнения рабочих движений в условиях нормальной эксплуатации кранов.
При проверке по второму предельному состоянию определяют расчетный прогиб и сравнивают его с допускаемым прогибом. Развернутое выражение первого предельного состояния конструкции по условию прочности получается из предпосылки, что расчетное (наибольшее) усилие в элементе не должно превышать предельного усилия, соответствующего несущей способности элемента: где иг — уснлне в элементе конструкция от нагрузкн Ггн = 1; Ры — нормативные нзгруэкн, приложенные к элементам конструкцнн, в качестве которых прнввмэют макснмальные нагрузки рабочего состояннв нлн аварийные нагрузкн в соответствнн с расчетным случаем н возможной нх комбннацней; К~н — козффнцненты перегрузкн„учнтывающне возможное превышенне нормативного значення каждой нз действу|ощнх нагрузок; значения зтнх козффнцнентов устанавлнвают на основания результатов опытов с учетом назначения кранов н условна нх эксплуатацнн (второй н третий случаи сочетания расчетных нагрузок).
Прн расчете яа сопротнвленне усталости, когда в качестве нормативных нагрузок прнннмают зквнвалентные вагрузкн. козффнцнент Кгн прнннмают равным 1; А — геометряческий фактор сечения (площадеч момент инерции, момент сопротнвлення); ль— козффнцнент условий работы, учнтывающнй особенности конструкции (условна зксплуатацнн, нзготовлення, расчета н т.
и.), лч = ш,льтз (здесь козффнцнент ж, = 0,6 ... 1,0 учитывает ответственность элемента н влияние отказа на безопасность крановщнка н людей, работающих в зоне крана; козффнцнент ше учнтывает несовершенство расчета вследствие возможных отклонений принятой расчетной схемы от условнй действкгельной работы конструкцнн н ее элементов, а также возможных отклонений геометрнческнх размеров от проектных; для плоских 63 статически определимых систем глз = 0,9; для плоских статически неопределимых систем гнз =.
1,0; для пространственных систем пьз = 1,1; коэффициент глз = = 0,8 ... 1,0 учитывает возможные повреждения элементов конструкции в про. цессе эксплуатации, монтажа, транспортирования); гт = Каями — расчетное сопротивление, которое при расчете на прочность равно произведению нормативного сопротивления -11н иа коэффициент однородности материала (для стали СтЗ Ке = = 0,9 н длн легированных сталей Кз = 0,85); при расчете на сопротивление уста- ласти оно равно произведению предела выносливости (с учетом концентрации напряжений, числа циклов нагрузки и асимметрии цикла) на коэффициент однородности по усталостным испытаниям, который равен 0,9 )8); при расчете на устойчивость оно равно произведению расчетного сопротивления на прочность иа козффицяент е понижения несущей способности продольно сжимаемых влементов.
В этой формуле левая часть выражает силовое воздействие с учетом коэффициентов перегрузки, а правая — действительную несущую способность конструкции. Для второго предельного состояния по развитию чрезмерных деформаций или колебаний предельное условие имеет тот же вид, что и при расчете по методу допускаемых напряжений, т. е.
~)1 ~ [~/1 ] нли (р ~ [(р)е где гlь и [ггт'.) — расчетное и допускаемое значение относительного прогиба; г"— прогиб; 1. — длина рассматриваемого элемента; 1, и [Гв) — расчетное и допуска. емае значения времени затухания колебаний конструкции. Для второго предельного состояния расчет ведут при грузе номинальной массы и коэффициенте перегрузки, равном единице. Законы распределения действующих нагрузок (масса груза, ветровая нагрузка, динамические нагрузки и т. п,) для всех видов грузоподъемных машин в настоящее время еще не достаточно изучены. Поэтому конструкции грузоподъемных машин методом предельных состояний можно рассчитать только после получения практических данных по работе конструкции в реальных условиях эксплуатации. Наиболее глубоко метод расчета по предельным состояниям разработан для башенных [4) и некоторых типов мостовых [81 кранов.
ГЛАВА 3 ПРИВОД ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МАШИН ЗЛ. ОВЩИВ СВЦ~ВНИЯ Под приводом понимается система, состоящая из двигателя, аппаратуры управлении и промежуточной передачи от двигателя к рабочему механизму. Привод можно разделить на силовой, при помощи которого приводятся в движение рабочие органы машины, и привод управления, осуществляющий управление двигателями, тормозами, муфтамп и т. п. По виду энергии, используемой для создания движущего момента или усилия, привод бывает ручной, электрический, гидравлический, пневматический, от двигателей внутреннего сгорания, паровой.
Кроме того, в грузоподъемных машинах часто используют комбинированный привод: электрогидравлический, электропиевматический, привод от двигателей внутреннего сгорания в сочетании с электроприводом и др. Тип привода выбирают с учетом его особенностей и конкретной грузоподъемной машины. Основные факторы, влияющие на выбор типа привода, следующие: 1) соответствие свойств приводного двигателя заданному режиму работы грузоподъемной машины (циклический характер работы, совмещение работы нескольких механизмов, возможные перегрузки механизмов, необходимость реверсирования и регулирования скорости, частота включении н т. п.); 2) характер действующих внешних нагрузок на машины (независимость внешних нагрузок — веса, сил трения и др.
— от скорости, широта диапазона изменения нагрузок, наличие инерционных нагрузок и т. д.); 3) стоимость изготовления и эксплуатации машины с данным видом привода; 4) возможность использования того или иного вида энергии; 5) удобство управления машиной; 6) особенности эксплуатации машины (взрыво- и пожароопасность рабочей среды). В грузоподъемных мапшнах наибольшее распространение получил электропривод, основными преимуществами которого являются: низкая стоимость, особенно двигателей переменного тока; высокий КПД; большая перегрузочная способность и возможность пуска под нагрузкой; простота управления.
К недостаткам кранового электропривода можно отнести следующие: затруднения в подаче зб электроэнергии к передвижным грузоподъемным машинам; громоздкость аппаратуры управления систем электропривода с регулированием скорости; относительно большая масса на единицу мощности. В самоходных и плавучих кранах, незавнснмых от стационарных источников энергии применяют привод от двигателей внутреннего сгорания.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
