Диссертация (1173130), страница 17

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 17)

Приэтом величина опорных давлений определяется выражениями [39]:Q  bQ aQ 1 ;P 1,34  BТ KT  P  Q 1  bQ  aQ , 2, 4 4  BKT T(5.2)Для поиска наиболее точного метода определения вертикальных нагрузок,основываясь на представленных теориях, были проведены расчёты распределенияусилий между ходовыми колёсами у тележек различной конструкции: суниверсальной компоновочной схемой (рисунок 5.1, б) и металлоконструкцией,выполненной из продольных и поперечных закрытых балок (рисунок 5.1, а). Приэтом воздействие механизмов на раму тележки задавалось с помощьюсоредоточенных сил, координаты которых, в отличие от координат центров111тяжести элементов, абсолютно точно могут быть определены из компоновочныхсхем механизмов [133].б)a)Рисунок 5.1 – Металлоконструкции грузовых тележек кранов мостового типа:a – конструкция, состоящая из коробчатых продольных и поперечных балок;б – конструкция с универсальной компоновочной схемой и главнымидиагональными несущими элементами.В рамках каждой из теорий расчёт опорных нагрузок производился отравнодействующей всех внешних сил, а также от каждой силы в отдельности споследующим суммированием найденных составляющих.

Результаты данныханалитических решений сравнивались со значениями опорных нагрузок,определённых с помощью численного моделирования тележек с применениемметода конечных элементов [133].На рисунке 5.2, 5.3 показаны схемы нагружения соответствующих рамгрузовыхтележеквнешнимисилами.Врассматриваемойтележкесуниверсальной компоновочной схемой (рисунок 5.1, б; рисунок 5.2) условныймеханизм подъёма расположен по диагонали тележки над одним из главныхнесущих элементов, верхние блоки так же расположены на главном несущемэлементе, перпендикулярном первому [133].

Такая компоновка тележки являетсяодной из наиболее рациональных в случае использования универсальнойкомпоновочной схемы, при этом колея и база тележки равны и составляют 2000112мм. Колея и база тележки с балочной несущей рамой (рисунок 5.1, a; рисунок 5.3)равны 2000 мм и 1254 мм соответственно [133].Рисунок 5.2 – Схема нагружения внешними силами тележки с универсальнойкомпоновочной схемойРисунок 5.3 – Схема нагружения внешними силами тележки с несущей рамой,выполненной из коробчатых балокРезультаты расчёта опорных нагрузок для тележки с универсальнойкомпоновочной схемой представлены на рисунке 5.4. Здесь, а так же напоследующих диаграммах, графики соответствуют: a – результатам численногомоделирования опорных нагрузок; б – результатам определения опорныхнагрузок от равнодействующей всех сил по теории о жёсткой раме; в –результатам определения опорных нагрузок от отдельных сил по теории о113жёсткойраме;г–результатамопределенияопорныхнагрузокотравнодействующей всех сил по теории о шарнирной раме; д – результатамопределения опорных нагрузок от отдельных сил по теории о шарнирной раме.Заметно,чтонаиболееблизкиезначениякрезультатамчисленногомоделирования (рисунок 5.4, a) показывают расчёты, проведённые от отдельныхсил исходя из гипотезы о шарнирной раме (рисунок 5.4, д).

Наиболеенагруженными являются опоры, расположенные по концам диагонали сустановленным механизмом подъёма (рисунок 5.2, опоры 2, 4) [133].Результаты, полученные в оставшихся трех расчётных случаях (рисунок 5.4,б, в, г), близки друг к другу по величине определённых нагрузок, однако ихраспределениемеждуопораминесовпадаетскартинойчисленногомоделирования [133].Рисунок 5.4 – Диаграмма распределения вертикальных опорных нагрузоктележки с универсальной компоновочной схемойРезультаты расчётов вертикальных опорных нагрузок тележки с несущейрамой, выполненной из коробчатых балок представлены на рисунке 5.5.

Видим,что результаты всех четырёх расчётных случаев (рисунок 5.5 б, в, г, д) совпадаютс результатами численного моделирования (рисунок 5.5, a) с достаточной114точностью как по величине, так и по общим закономерностям распределениямежду опорами [133].Рисунок 5.5 – Диаграмма распределения вертикальных опорных нагрузок тележкис несущей рамой, выполненной из коробчатых балокПо описанной методике так же был проведён анализ распределениявертикальных давлений на ходовые колёса для ещё одного конструктивногоисполнения тележки с универсальной компоновочной схемой.

В рамках даннойсхемыусловныймеханизмподъёмаустанавливаетсяперпендикулярнонаправлению движения тележки и опирается на вспомогательные хордовыеэлементы, которые соединяют между собой главные несущие диагонали ипередают на них воспринимаемые усилия. Нагружение тележки производилосьаналогично описанным выше случаям [133].Полученная диаграмма распределения вертикальных нагрузок показана нарисунке 5.6.

Как и в случае с рамой, выполненной из балочных элементовзначения вертикальных опорных реакций и их распределение между опорамиблизки во всех четырёх расчётных случаях (рисунок 5.6, б, в, г, д) к результатамчисленного моделирования (рисунок 5.6, a) [133].Проведённые расчёты позволяют сделать следующие выводы.1. В случае, когда основная часть нагрузки через наиболее нагруженныеточки (места установки опор барабана и верхних блоков канатного полиспаста)передаётся непосредственно на несущие элементы, расположенные по диагонали115рамы грузовой тележки, для наиболее точного определения вертикальныхдавлений на ходовые колёса в рамках предлагаемой методики проектированиянесущих металлоконструкций на основе универсальной компоновочной схемыследует производить расчёт отдельно от каждой действующей силы споследующим суммированием найденных составляющих исходя из гипотезы ошарнирной раме [133].Рисунок 5.6 – Диаграмма распределения вертикальных опорных нагрузок тележкис универсальной компоновочной схемой при расположении механизма подъёмаперпендикулярно к направлению движения тележки2.

Если точки с максимальными действующими силами равноудалены отосновныхнесущихдиагоналейиусилиянанихпередаютсячерезвспомогательные элементы, а так же в случае использования рамы состоящей ихпродольных и поперечных балок коробчатого сечения все рассмотренныепоследовательности расчёта дают достаточно точный результат и могут бытьиспользованы для определения вертикальных нагрузок [133].1165.1.2 Уравнивание вертикальных нагрузок на ходовые колёса грузовыхтележек кранов мостового типаПрименение универсальной компоновочной схемы открывает возможностьуравнивания некоторой разницы между опорными нагрузками на ходовые колёсатележки с помошью расстановки уравнительных масс. Для реализации даннойзадачисогласнопредложенномунижеалгоритмуопределяетсячислоуравнительных масс, их величина и координаты расположения в плоскостирасчётной схемы грузовой тележки (рисунок 5.7) [28].Рисунок 5.7 – Общая расчетная схема грузовой крановой тележки (вид сверху) [28]Нагрузка на ходовые колеса определяется величиной равнодействующей Qвсех вертикальных сил, приложенных к тележке, и её положением (координаты aQи bQ) [28].Скомпенсируем действие Q введением в конструкцию дополнительнойусловной массы M со следующими ограничениями:1) условная масса M располагается в координатной четверти (присовмещении начала координат с геометрическим центром тележки) диагональнопротивоположной четверти, включающей Q [28].1172) условная масса M (её центр тяжести) расположена на прямой,соединяющей геометрический центр тележки т.

О (0; 0) и точку (bQ; aQ) , в связи счем, в соответствующих пределах справедливо условиеY aQbQX,(5.3)где X и Y – координаты расположения условной массы M [28].Компенсация действия Q введением условной массы M соответствуетзависимостям [28] QbQ  MgX 0; Q  Mg QaQ  MgY  0. Q  Mg(5.4)Задавая последовательно величины координаты X в областях значений [–b/2; 0) или (0; b/2] в зависимости от координатной четверти, в которойрасположена Q, строится зависимость необходимой величины условной массы Mот абсциссы её положения [28].

Данная зависимость представляет собойгиперболу, определяемую уравнениемM X  QbQXg 0.(5.5)При анализе указанной зависимости производится выбор рациональногосочетания координат положения и величины условной массы M, при этомнеобходимо стремиться к минимизации значения M с учетом различныхконструктивных факторов [28]. Условная масса M представляет собой фантомнуювеличину – равнодействующую массу, формируемую реальными противовесами .Введем в решение задачи гипотезу о том, что величина и координатыположения условной массы M определяются тремя реальными массами,расположенными на металлоконструкции тележки m1, m2, m3 [28]. С учетомструктуры универсальной компоновочной схемы, в которой основную несущуюнагрузку воспринимают диагональные элементы рамы, а также главные хордовые118(определяющие колею и базу тележки), выделим следующие способы возможнойрасстановки масс m1, m2, m3:1) каждая из масс m1, m2, m3 устанавливается на диагональном несущемэлементе в координатных четвертях, не содержащих равнодействующую Q(диагональное размещение) [28];2) каждая из масс m1, m2, m3 устанавливается на хордовом несущемэлементе, при этом свободной остается одна из двух хорд, примыкающих ккоординатнойчетверти,содержащейравнодействующуюQ(хордовоеразмещение) [28];3) каждая из масс m1, m2, m3 устанавливается в угловых точках тележки вкоординатных четвертях, не содержащих равнодействующую Q (угловоеразмещение), что является частным случаем двух предыдущих способов [28];4) массы m1, m2, m3 устанавливаются как на хордовых, так и надиагональных несущих элементах (смешанное размещение) [28].Рассмотрим подробнее приведенные способы.

Характеристики

Список файлов диссертации