Грузоподъемные машины Александров (1004169), страница 59
Текст из файла (страница 59)
Подшипниковый узел выполнен с опорами скольжения или качения. Более часто применяют опорные узлы на подшипниках качения. Поскольку траверса крана воспринимает горизонтальную Н и вертикальную У составляющие, напряжения в среднем сечении следует определять с учетом изгиба траверсы в двух плоскостях. Траверсу следует рассматривать как двухопорную балку, нагружен. 288 браса срас г Рнс. 10.10. Узел трааерсы крана на д) колонне Сонг ную сосредоточенными силами посередине.
При этом изгибающие иоменты в среднем сечении в горизонтальной плоскости М „, = Ие/4' а вертикальной плоскости Ми,г = Иа/4. Наибольшие напряжения в среднем сечении траверсы имеются в точках ! и 2 (рис. 10.10, б), причем в точке ! — напряжения растяжения, а в точке 2 — напряжения сжатия. Абсолютные значения напряжений растяжения и сжатия в точках ! и 2 не равны между собой, так как сечение несимметрично относительно горизонтальной оси. Напряжения растяжения в точке ! прас. г = Мизг, гФЮ!и' о,, = М,й,1.у„, где 1„и 1а — ыоиенты инерции сечения относительно горизонтальной и аертннзльноа осей, ирололяши* через центр тяжести сечения; о — ширина трааерсы; Ь» — расстояние от точки ! до нейтральной оси х — х сечения. Напряжения сжатия в точке 2 осм. г = Миаг г ФI2Ир' осин а ™иаг. а11а!'!» где Ье — расстояние от точки 2 до нейтральной осн х — х сечении.
10 м. и. ллсксяалраь н ла. 289 а) игле Рис. 10,1!. Расчетиаи схема киостоаика колонны и гнезда плиты: а — ввастоеккв с пкликирическккк рвбачкик поверккасткик: б — конического каоставккв Обычно более опасными напряжениями являются напряжения растяжения. Суммарное напряжение растяжения в точке 1 орао = орео. г '! орао. а ~ (оивг1 Допускаемое напряжение для траверсы, изготовленной из стали Ст4, (о, ) == !00 МПа. Цапфы траверсы рассчитывают иа изгибающий момент и напряже.
ння изгиба от действия вертикальной и горизонтальной составляющих нагрузок: /И = (6/2) у'(Н,/2)е+ (У „/2)'! о „= /И„ /)р - (,1, где б — длииз рабочей части цапфы (см. рис. 10.10. и); Гб' — момент сопропмлеиии изгибу цапфы. Кроме того, цапфы проверяют на напряжения смятия в зоне контакта с боковыми элементами металлоконструкции: о, = !Р ((Н,/2)' 1- ()гм.т/2) ) /(!(аб), где ас — диаметр цапфы; б — тслщииа опоркой поперхиости металлокоиструиции. Нижняя часть колонны имеет хвостовик конической или ступенчатой цилиндрической формы (рис.
10.11). Хвостовик колонны закрепляют на фундаментной плите, которая воспринимает со стороны поворотной части крана с грузом вертикальное усилие (г от веса крана с грузом и колонной. Если хвостовнк колонны и гнездо фундаментной плиты выполнены цилиндрической формы (рис. 10.11, а), то в них определяют напряжения смятия от усилия р' со стороны колонны на плиту, кото. рос передается буртом колонны: 4!' аа „(, .к:(о ). Момент М со стороны колонны воспринимается плитой в зонах верхней и нижней цилиндрических проточек, которые нагружаются одинаковыми усилиями Н„образующими пару сил (см.
рис. 10.11, а): Н, =Мйо, где Ье — расстояние между срединами ирсточек. Напряжение смятия в зоне верхней проточки о,, = Нт/(бтг(х); нижней проточки о, = Н,/(баба), где бг, Не, б, и ба — соответственно диаметры н высота нижней и верхней рабочих поверхностей хвостовика. Вследствие того, что нижняя проточка имеет меньший диаметр„ напряжения смятка в ней при одинаковой высоте рабочих поверхностей проточек будут ббльшими.
Напряжения смятия на коническом хвостовике определяют с некоторыми условными упрощениями. При определении давлений на рабочих поверхностях условно считают конический хвостовнк цилиндрическим с диаметром цилиндра, равным среднему диаметру г(ер конического хвостовнка (см. рис. 10.11, б): г) в = (г(т + Ин)/2.
Напряжение смятия ги бгийг =Ф т 1 н„(л, —,) где )р — момент сопротивления диаметральной площади соприкасагсщнхся поверх- настей хвостовика и плиты условного цилиндра: В =б.,(йн,— йта)фй,). Нормальная сила Ф, действующая иа рабочую поверхность ко- нуса, передается в виде составляющих, направленных перпендику- лярно к образующим конуса: И = )т'(2 сон гх), где а — угол между осью и сбрааующей конуса.
Напряжение смятия от этих нагрузок оем = УДЫер(ггг — Ьа) Сова), где дер ри — Ьа) — условная площадь Р рабочей конической поверхности, вос- принимающей силу дГ. С учетом принятых допущений расчетное напряжение смятия конического хвостовика М Дг бюйт р а-- у+ г — д .63,4)+24 (з-ь);--а1а-) ° г ен (й1 где )нем) — допускаемое напряжение для более слабого влемеита контактнруемой пары.
1О' 29) 1яаигннй1И! ИПИ! 11161! 166! !!!!!! Н Рис. Ю.!2. Расчетнан схема фундамента крана на коланне и анюрм давления на грунт е Расчет нагрузок иа фундамент. Фундаменты (рис. 10.12) в стационарных кранах предназначены для обеспечения необходимой устойчивости крана и более равномерного распределения нагрузок крана, передаваемых на грунт. Устойчивость крана обеспечивается в том случае, если равнодействующая всех нагрузок крана, действующих на фундамент, вместе с весом фундамента будет проходить внутри ядра сечения подошвы фундамента.
При атом распределение давлений на грунт должно быть таким, чтобы действующие напряжения не превы~пали допустимых напряжений между подошвой фундамента и грунтом. Таким образом, расчет фундамента сводится в основном к определению его веса и размеров подошвы основания. Исходными данными для расчета фундамента являются внешние нагрузки, действу- 292 ющне на кран: вертикальные усилия — вес груза, металлоконструкции крана, противовеса, механизмов; инерционные силы от веса поднимаемого или опускаемого груза и др.; горизонтальные усилия — ветровые нагрузки, действукпцие на кран н груз; инерционные силы от веса груза н тележки, перемещающихся вдоль стрелы крана; центробежная сила груза, тележки, противовеса, механизмов и металлоконструкции вращающегося крана и другие, а также момент от действующих на кран нагрузок.
Приведение нагрузок, действующих на кран, к основанию крана позволяет получить равнодействующую нагрузку, действующую на фундамент. Эта нагрузка в общем случае может состоять из вертикальной составляющей угя„горизонтальной состаизяющей Н„и момента Ми (рис. 1О.!2, а). Такое сочетание нагру .
к возможно, например, для крана на колонне. Фундамент, нагруженный равнодействующей нагрузкой и собственным весом 6ф рассматриваем свободно стоящим на грунте. Действие нагрузок боковых поверхностей фундамента на грунт не учитываем, что увеличивает коэффициент запаса устойчивости фундамента. Податливость грунта считаем одинаковой в пределах опорной площади фундамента. Суммарная вертикальная нагрузка фундамента, которая действует на грунт, состоит из вертикальной составляющей равнодействующей нагрузки и веса фундамента: у= р„+о',. Нагрузка К вследствие центрального приложения к подошве основания фундамента вызывает равномерное распределение давления фундамента на грунт по всей опорной площади Р фундамента (эпюра 1, рис.
10.12) р, = У(~. Нагрузка Н„ передается также на опорную поверхность фундамента, однако в обычных расчетах этой нагрузкой пренебрегают, так как между подошвой основания фундамента и грунтом возникают достаточно большие силы трения, которые воспринимают эту нагрузку. Суммарный момент, приведенный к основанию фундамента, состоит из момента М„от веса крана и момента от силы Н„относительно основания фундамента: М = М„+ Нигг, где Ь вЂ” плечо силы Ни относительно основания фундамента. Момент М вызывает перераспределение давлений фундамента на грунт, соответствующее положительному и отрицательному давлению (эпюра 2, рис.
10.12): р„= -~ М1)Р„, где Вгср — момент сопротивления площади подошвы фундамента относительно оси, перпендикулярной к плоскости вылета стрелы крана. При расчете момент В', принимаем наименьшим для различных положений стрелы крана в диапазоне рабочего угла поворота крана. Например, если квадратный фундамент имеет наименьшее значе- 293 ние йу р при направлении стрелы крана по диагонали подошвы фуи.
дамента, то момент сопротивления В'ар — — 0,12Ва (здесь  — сторона подошвы фундамента). Давление фундамента на грунт можно определить, просуммировав эпюры 1 и 2. При этом суммарная эпюра может иметь различные конфигурации. 1. При ру > р, давление подошвы фундамента на грунт во всех точках является положительным, эпюра давлений имеет трапецеидальную форму, а экстремальные давления (эпюра 8) р = ру + р, и р„а„= ру — рм. 2. При рн = рм давление подошвы фундамента на грунт также положительно во всех точках подошвы, за исключением крайнего ребра или точки подошвы, где давление р,„= О. При этом эпюра имеет вид треугольника (эпюра 4), а наибольшее давление р =ру+р, =-2ри=2р,„.
3. При рн < р„, давление подошвы на грунт на некотором участке теоретически отрицательно (эпюра 5), однако отрицательных (отрывающих) нагрузок грунт воспринимать не может, поэтому часть подошвы фундамента отходит от грунта, не передавая никаких нагрузок. В этом случае эпюра давлений имеет вид треугольника с основанием, меньшим размера ширины подошвы фундамента (штриховая линия эпюры 5).
Поэтому для определения р „следует определить положение точки х (эшора 5), которая соответствует началу контакта подошвы фундамента с грунтом, но в практике краностроения раскрытие стыка между подошвой фундамента и грунтом пе до« пускается, поэтому рассмотрение параметров последней эпюры не приводится. Если при расчете фундамента происходит раскрытие стыка, то следует увеличить вес фундамента за счет увеличения его высоты либо площадь подошвы фундамента. Увеличение площади подошвы фундамента является более экономичным способом, поэтому фундаменты часто выполняют с уширением книзу (см.
рис. 10.12, а, 5). Для всех расчетных положений должно быть соблюдено условие р,„«(р); здесь (р) — допускаемое давление (кПа) для различных грунтов, которое по данным ВНИИПТмаш имеет следующие значения: Плотао слежавшийся гравий 300 — 300 Песок: плотно слежавшийся сухой 300 — 300 мокрый 100 †3 Глина: сухая 300 — 400 мокрая 30 — 20 Болотистый грунт, торф 23 — 30 10.3. НАГРУЗКИ НА МЕХАНИЗМ ПОВОРОТА ПРИ НЕУСТАНОВИВШЕМСЯ ДВИЖЕНИИ ВРАЩЕНИЯ КРАНА Поворот крана характеризуется тремя периодами работы механизма, которые необходимо учитывать прн расчете. Первый период соответствует пуску н разгону механизма до установившейся 294 скорости.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
