Грузоподъемные машины Александров (1004169), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Эти допущения следующие: 1) рабочие поверхности круговых рельсов должны быть расположены в параллельных плоскостях; 2) ролики должны иметь одинаковый диаметр; 3) распределение усилий на ролики в проекции на диаметральную плоскость круга катания условно принимаем линейным. Приведем один из методов расчета усилий на катки.
Рассматривая поворотное устройство под действием равнодействующей нагрузки М, У и У (см. рнс. 10.16) с учетом принятых допущений, можно отметить, что усилие У будет равномерно действовать на ролики (см. зпюру на рис. !0.16, б), ролики будут нагружены моментом пропорционально расстоянию ролика от оси симметрии круга (рис. !0.16, в). Усилие И воспринимается центральной цапфой в зоне подшипника.
Распределенная нагрузка иа ролик от силы У д = И(4л), гае и — число роликов в четверти окрунсности круга негения. Распределенную поверхностную нагрузку на ролик от момента М можно определить по следующей зависимости: М = 4 (е1,а, + дане + - ° + г!ио '! 304 Учитывая, что распределенная нагрузка изменяется по линейному закону, имеем яе . вз.. вп Чв .% — „: Чз=Чг ' ° ° 'Чн=Чг„ ва в| 1 Додставив эти значения в предыдущее выражение, получим М =- — ~~'-(аз, + азт+ ° - ° + ат).
Откуда нагрузка от момента на наиболее нагруженные катки гиа з 4(ая,+а~в+ -" +аз) Суммарная нагрузка на наиболее нагруженный каток У Я4а1 Ч =Ч+Ч1 4„+,( т п2,з) . Нагрузка иа наименее нагруженный каток Ч~п=Ч Чы Однако последнее выражение может иметь смысл только при Чг *с Ч, так как катки не могУт воспРинимать отРывающих нагРУзок. 16.5. СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОВОРОТУ В ОПОРАХ СТАЦИОНАРНЫХ КРАНОВ Статические сопротивления повороту крана, преодолеваенне механизмом вращения, определяют в соответствии с конструкцией опорных элементов и внешними нагрузками, действующими аа кран. Поскольку восприятие радиальных (горизонтальных) и осевых (вертикальных) нагрузок разграничено по опорам стационарных кранов н по элементам внутри опор, расчет сопротивлений сводится х определению сопротивлений в элементах опор с последующим кх суммированием. Верхняя и нижняя опоры (см.
рис. 10.6 и 10.8), воспринимающие радиальные (горизонтальные) нагрузки и выполненные нз гзмоустанавливающихся сферических подшипниках качения, создают момент сопротивления вращению еае и — раднааьное уенане в опоре; 1 — приведенный ковффнцнент трения под- вкпннка каеення; о — диаметр цапфы. Для упорного подшипника качения момент сопротивления М (см.
рис. 10.8 и рис. 10.10) М" =- ашетт 72, где У -- оеевая нагрузка на опору; и' в — диаметр цапфы под упорный подшнпннк. зоо Рис. !<Х(7. Нижняя опора крана иа колонне В четырехкатковых опорах, воспринимающих только горизон. тальные усилия, качение катков по колонне можно рассматривать аналогично качению катка по прямому рельсу, допуская незначительную погрешность в изменении коэффициента трения качения. Нагрузки на каток в четырехкатковой опоре будут действовать согласно схеме на рис. 10.!7, б.
Усилия, действующие на катки в радиальном направлении относительно сечения колонны, получщот путем разложения горизонтального усилия Ни, действующего иа огюру, по радиальным направлениям (рис, 10.17, а): А( = //л/(2 соз са), где а — угол между радиальным напраилением сечения колонны, проходящие я рса центр катка и напраялением нагрузки Ни. На каток действуют следующие усилия (рис. 10.17, б): усилие /т' от массы коробки нижней опоры в радиальном направлении; опорная реакция 5=-А' со стороны колонны со смещением на величину р — коэффициент трения качения; Ф' — сила сопротивления передвижению катка, направленная по касательной траектории центра катка.
Сила сопротивления передвижению катка (уг // / /г(г 2Р ~ Он (/Лг+2Р) 'х П + 0 / 20сояа где / — коэсхрицяснт трения и подгнипннках оси катка, "() н нт — диаметр аоотнетстнснно катка и его осн. Лля преодоления сопротивления передвижению двух катков к коробке нижней опоры следует приложить момент М 1)т ~о т /)1 //а (/к1+2п) (Ок+ и) н= ( к+ )— 2О соа а где Пи — диаметр колонны.
10.6. СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОВОРОТУ В ОПОРНО- ПОВОРОТНЫХ УСТРОЙСТВАХ СТРЕЛОВЫХ КРАНОВ В связи с разнообразием конструкций опорно-поворотных устройств существуют различнеяе способы определения сопротивле. нпй повороту. Существенное влияние при атом оказывают тип опорно- 306 поворотного устройства, форма катка н кругов катания, конструктнвное использование подшнпннковых узлов н т. и.
Рассмотрим некоторые нанболее характерные способы определения сопротнвленнй повороту в различных опорно-поворотных устройствах. Сопротивления в малоопорных опорно-поворотных устройствах. Мнлоопорные поворотные устройства выполняют с коннческныи нлн пнлнндрнческнмн катками. Имеются две схемы устаноякн коннческнх катков. Первая схема (рнс. 10.!о, а) имеет конический рельс, изготовление которого затруднено вследствне большого диаметра обрабатываемой поверхностн„н кронштейн симметричной формы, удобной для механнческой обработки.
Вторая схема (рнс. 10.18, б) нмеет плоский круговой рельс, что позволяет выполнять его нз стального проката прн соответствующей укладке н выверке поверхностн прн сборке. По этой схеме каток устанавлнвают на наклонной осн, по значнтельно усложняет механнческую обработку н установку нронштейна. Обязательным условием качения катка по круговому рельсу без проскальзывания является совпадение вершин конусов катка н кругового рельса в одной точке, расположенной на осн нращення поворотной платформы. Исходной нагрузкой, действующей на опору, пнляется сила р' со стороны поворотной платформы. Если эту силу разложнть по двум направлениям (рнс.
10.18, а) — перпенднку- нярно к повер хностн рельса в точке касання с колесом н пары- !х ж! а! Рис. !О.!В. Схемы установки конических катков малоопорпых поворотных устройств." Š— вертикальное наложение катка; б — наклонное наложение катке; а, е — иногоугсльввкв сил; т — поворотная рвиа: 2 — «роиытевнс 2 — каток: 4 — ось ка-ка; Б — яру~овей рельс: я — неповоротная часть лельно оси колеса, — то получим расчетные усилия Ф и Т.
При этак поворотная платформа испытывает горизонтальную нагрузку в направлении от центра вращения крана. Эти усилия прн вертикальном расположении катка (см. рис. 10.18, а) Лг —.- У!сок а; Т .= У 1ц сс, где 2а. — угол при вершине ко ~уса катка. Если нагрузки со стороны поворотной платформы ограничиваются только центрально приложенной силой (без момента). го вследствие равенства нагрузок на передние и задние катки.
горизонтальные составляющие усилия Л' для диаметрально расположенных катков одинаковы и уравновешены. При наличии момента оп |рные реакции иа катках различны н горизонтальное усилие Т у одной пары катков будет больше. Разница между противоположно направленными нагрузками воспринимается центральной цапфой. Если принять усилия реакции на передние и задние катки соответственно Ул и Уи, а центральный угол между переднимн и задними тележками 2р (см.
рис. 10.13). то суммарное усилие на подшипник центральной цапфы, вызванное радиальными составляющими опорных точек круга катания, (!а == 2 (Ул — Уи) 18 се соз р. На кронштейн. на котором закреплен каток, действует две со- ставляюгцие: усилие У, направленное вверх и нагружа!ощее основа- ние кронштейна центрально приложенной прижимающей нагрузкой, и усилие Т =- У 1д са, направленное по радиусу от центра круга катания и приложенное к нижней образуюшей катка.
Основание кронштейна нагружается сдвигающей нагрузкой Т и моментом М, = Тп (см. рис. 10.1, а), а каток, кроме восприятия вертикаль- ного усилия У, торцовой поверхностью ступицы прижимается к тор- цовой поверхности кронштейна усилием Т. Опоры оси катка нагру- жены неодинаково вследствие внецентренного приложения усилия Т, которое создает момент относительно оси катка М .= ТО,р!2, где г!ср — средняя диаметр катка.
Усилия в опорах оси образуют пару сил с усилиями то„, Н= — =— ! 2! где ! — расстояние между опорами осн конического катка. Поскольку усилие в одной опоре оси увеличивается усилием Н, а в другой уменьшается на такую же величину, суммарное усилие в опорных точках оси от наличия момента и сопротивление вращению оси в подшипниках не изменяются. Однако при расчете прочности оси, подшипников, кронштейна и других элементов следует обяза- тельно учитывать внецентренное приложение усилия Т.
Исходной нагрузкой, действующей на опору (рис. 10.18, б), является усилие У, направленное перпендикулярно к поверхности рельса, т. е. вертикально. В этой схеме реакция катка не имеет горизонтальной составляющей, поэтому центральная цапфа дополаительно не нагружается, Опорную часть кронштейна следует проверить на действие усилия У, приложенного к середине нижней образующей катка.
Усилие катка на ось в.напррвлении, перпендикулярном к оси, К =- У соз а (рис. 10.18, г), а усилие катка на кронштейн в направлении оси катка Я =- У з(п а. Кроме того, вследствие внецентренного приложенного усилии У опоры оси катка, расположенные в кронштейне, нагружаются силами, составляющими пару сил: где ш — плечо силы У относительно середины оси натка. Как и в предыдущем случае, реактивные силы, составляющие пару сил, следует учитывать только при расчете на прочность элементов опоры, а при расчете суммарных сопротивлений повороту зти усилия можно не учитывать. При вращении поворотной части сопротивление передвижению каждого катка можно представить как сумму сопротивлений трения качения катка по рельсу н сопротивлений трения ступицы катка по поверхности оси, а также торцовой поверхности ступицы по соответствующей поверхности кронштейна.
Для преодоления сопротивления катка с горизонтальной осью вращения (см. рис. 10.18, а), загруженного усилием У, к поворотной платформе следует приложнть момент М, = ~У вЂ” + У вЂ” '+ Т вЂ” 1 )с + сэ' — = йр уэл агар 1 1ц 4~ 2 гэ 1 „~~ ~ + Ь( + 6 с(св 18 сэ) + (гэ гц оц Здесь н далее У вЂ” вертикальное усилие, действующее на адин каток; Ф и Т— сссгавляющне усилия У; 1э — коэффициент трения в подшипниках оси катках; (э — коэффициент трения в торцовом подшипнике катка; у — ноэффициент трения катка по рельсу; и — коэффициент трения качения катка по рельсу, см; ГЭн— диаметр цилиндрического натка нли ролика; Ос, — средний диаметр ионического катка; лев — средний диаметр торцовой поверхности ступицЫ катка; И вЂ” диаметр сса катка; Р— радиус круга катания поворотного устройства„ а — расстояние иемду подшипниками ролика; Ь вЂ” ширина рабочей части катка; г — усилие в подшипнике оси катка„ выэванное трением катка по рельсу; (4 — усилие, действующее на центральную цапфу в радиальном направлении; уц — коэффициент трения скольжения подшипника центральной цапфы; дц — диаметр центральной цапфы.
Для определения сопротивления передвижению катка, установленного под углом (см. рис. 10.18, 0), к поворотной платформе следует приложить момент М = ~У вЂ” и+Х~ й -~-3 — э— 'ей1 1ссозаа= гэср Оер ~-Эер Л (2р + (э с( соз се + (а с(ер зрл сс). Рнс. !О. 19. Схема Лля определенна сопротнвленпя персавнженнв Пнлннпрнческога катка по круговому рельсу Опорно-поворотные устройства на цилиндрических катках находят более широкое применение на кранах вследствие их простого изготовления.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
