Диссертация (Обоснование параметров металлоконструкций грузовых тележек кранов мостового типа на основе универсальной компоновочной схемы), страница 3

Международной научно-технической конференции «Современные проблемымашиностроения» (Томск, 2017 г.).Реализация и внедрение результатов работы. Результаты выполненныхисследований используются в учебном процессе при подготовке специалистов накафедре «Подъёмно-транспортные машины и оборудование» Брянского государственного технического университета.11Результаты экспериментальных исследований работы механизмов в различных режимах с современными системами управления на основе частотных преобразователей, а также методика проектирования несущих металлоконструкций грузовых тележек на основе универсальной компоновочной схемы используются вработе ООО «ПРОМБЕЗОПАСНОСТЬ» г. Брянск.Часть проведённых исследований поддержана в рамках программы УМНИК(Брянск, 2016 – 2018) НИОКР № 10956ГУ/2016 «Разработка привода передвижения грузовой тележки мостового крана общего назначения на базе линейногоэлектродвигателя».Публикации.

По теме исследования опубликовано 20 работ (в том числе 2статьи в периодических изданиях, рекомендуемых ВАК, 2 в зарубежных изданиях, индексируемых в базе SCOPUS и Web of Science, получено 3 патента РФ наполезные модели).Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пятиглав, заключения, списка использованных источников из 149 наименований и 2приложений.

Работа изложена на 198 страницах, содержит 93 рисунка, 6 таблиц.Диссертация выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Брянский государственный технический университет».12ГЛАВА 1 КОНСТРУКЦИИ ГРУЗОВЫХ ТЕЛЕЖЕК КРАНОВ МОСТОВОГОТИПА ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ И МЕТОДЫ ИХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ1.1 Конструкции грузовых тележек кранов мостового типа общегоназначенияВ рамках проводимого исследования под термином «кран мостового типаобщего назначения» (рисунок 1.1) будем понимать грузоподъёмные машины грузоподъёмностью до 80 тонн, содержащие балочное или ферменное пролётноестроение моста с перемещающейся по нему грузовой тележкой 1, оборудованнойодним или двумя (главным и вспомогательным) механизмами подъёма с крюковым грузозахватным устройством, предназначенные для перемещения неопасныхгрузов, характеризующиеся группой классификации режимов работы А0-А6 по[36, 37, 38].

Металлоконструкция моста состоит из главных 2 и концевых балок 3.[6, 14, 80, 126, 127, 142]. Грузовая тележка, наряду с металлоконструкцией моста,является важнейшим рабочим элементом подобных грузоподъёмных машин [43].Тележка может быть выполнена в опорном или подвесном исполнении [3, 6, 14, 43].Рисунок 1.1 – Мостовой кран грузоподъёмностью 32 тонны:1 – грузовая тележка; 2 – главная балка; 3 – концевая балка; 4 – кабина машинистаСогласно [2, 3, 6, 14, 41, 43, 86, 87, 89, 122]: «наиболее распространеннаяконструкция грузовой тележки (рисунок 1.2) состоит из сварной металлокон-13струкции 1, которая опирается на колёсные установки с угловыми буксами 2 илина балансирные тележки, что характерно для кранов большой грузоподъёмности».Компоненты механизма подъёма 4 и передвижения тележки 5 устанавливаются на приваренных к металлоконструкции стальных платах 3 и закрепляются припомощи резьбовых соединений [43].

В этих механизмах применены стандартныеунифицированные элементы и специально разработанные детали: крюковые подвески, редукторы, муфты, колёса, буксы, компенсирующие и трансмиссионные валы, барабаны главного и вспомогательного подъёма [15, 41, 43 60, 71, 72, 80, 121].Металлоконструкция подобной тележки представляет собой сложную пространственную статически неопределимую раму [39], состоящую из продольных ипоперечных балок, которые воспринимают основную нагрузку от верхних блоковкрюковой подвески и опор барабана, большого количества дополнительных рёбержёсткости над которыми устанавливаются элементы механизмов и настила [3, 14,41, 43, 86, 87, 89, 122].Рисунок 1.2 – Грузовая тележка мостового электрического крана10-А5-22,5-12-У2 производства компании «Стройтехника»:1 – металлоконструкция тележки; 2 – колёсные установки; 3 – опорные элементыметаллоконструкции; 4 – механизм подъёма; 5 – механизм передвижения14Структуру металлоконструкций применяемых грузовых тележек отечественного производства можно рассмотреть на примере парка мостовых кранов АО «УК«Брянский машиностроительный завод» (рисунок 1.3).

При описании металлоконструкций балки, оси которых параллельны направлению движения тележки, будемназывать продольными, а балки, перпендикулярные продольным – поперечными [39].Рисунок 1.3 – Металлоконструкции грузовых тележек мостовых кранов,эксплуатируемых АО «УК «Брянский машиностроительный завод»Продольные балки металлоконструкций (рисунок 1.3), к которым крепятсяходовые колёса тележки, выполнены коробчатыми и по своей конструкции аналогичны концевым балкам моста крана. Между ними в плоскости тележки располагаются от трех до пяти поперечных балок открытого или закрытого сечения, изготавливаемые из элементов фасонного проката (преимущественно швеллеров) и15гнутых профилей [51, 103].

Часто конструкция дополняется двумя продольнымибалками открытого профиля, которые размещаются вблизи осевой линии тележкимежду двумя поперечными балками. Данные продольные балки используются длязакрепления верхних блоков, располагаемых ниже уровня настила тележки [41,43]. Пространство между балками заполняется рёбрами жёсткости, выполняющими функцию поддержания настила. Сам настил выполняется составным из нескольких листов металла. Толщина листов настила может различаться в зависимости от места установки.

Обычно листы настила, располагающиеся под элементами механизмов, обладают большей толщиной, чем листы, предназначенные дляплощадок обслуживания [41, 43].В большинстве случаев при проектировании тележки точно известно толькоположение двух крайних продольных балок. Положение остальных элементов металлоконструкции определяется решением инженера, которое носит сугубо индивидуальных характер и основывается на общих рекомендациях, призванных обеспечить безопасную и безаварийную работу грузоподъёмной машины.

В общемслучае на положение несущих элементов металлоконструкции оказывает влияние:1. Компоновка устанавливаемых на тележку механизмов.2. Схема полиспаста механизма подъёма.3. Положение верхних блоков полиспаста.Итоговая компоновка металлоконструкции является результатом творческого процесса, поэтому её качественные показатели (масса, габариты) зависят отопыта сотрудников, производящих проектирование [4, 9, 19, 54].Отдельные элементы металлоконструкции грузовой тележки соединяютсямежду собой при помощи сварки.

В процессе производства используется автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом или в среде защитных газов[17, 83, 120, 124]. Монтажные сварные швы, накладываемые в процессе установкитележки на месте будущей эксплуатации, чаще всего выполняются с помощьюручной дуговой сварки [41, 43].В работах [41, 43] показано, что развитие приводной техники и внедрениепередовых методов расчёта в последние 20 лет способствовали развитию кон-16струкций грузовых крановых тележек. Изменения ярко представлены в продукциитаких компаний как DEMAG, СLESCRANE, KONECRANES, STAHL, SWF Krantechnik и других зарубежных и отечественных производителей крановой техники.Одной из характерных черт современных крановых тележек является блочномодульное построение механизмов [1, 41, 43, 95, 128, 145].Согласно [41, 43]: «блок механизма подъёма (рисунок 1.4) состоит из фланцевого электродвигателя с короткозамкнутым ротором со встроенным конуснымили дисковым тормозом 1, закреплённым непосредственно на редукторе 2.

Прибольших значениях грузоподъёмности в приводе может присутствовать колодочный тормоз. Тихоходный вал редуктора выступает в качестве опоры барабана 3.Представленный механизм имеет минимальное количество опорных точек, чтосущественно сказывается на металлоконструкции тележки.

В повсеместное применение вошли канатоукладчики 4. Ранее они использовались только при многослойной навивке или при недопустимых углах набегания каната на барабан. Однако практика показала, что наличие канатоукладчика значительно повышает срокслужбы барабана и каната».б)a)Рисунок 1.4 – Конструкция опорной грузовой тележки производства компанииKONECRANES [1]: a – общий вид тележки; б – схема полиспаста механизмаподъёма (1 – фланцевый электродвигатель; 2 – редуктор; 3 – барабан;4 – канатоукладчики; 6 – продольная балка; 7 – поперечная балка; 8 – откиднаясервисная платформа)17В настоящее время механизмы передвижения грузовых тележек по аналогиис механизмами передвижения кранов выполняют с раздельным приводом, чтопозволяет избавится от массивных и металлоёмких трансмиссионных валов, соединённыхкомпенсирующимимуфтами.Приводкомплектуетсямотор-редукторами 5, которые закрепляются на металлоконструкции тележки при помощи фланцев или специальных кронштейнов [2, 41, 43].Металлоконструкция тележек c механизмами модульного типа (рисунок 1.4)чаще всего содержит две продольные несущие балки 6, на которые опирается механизм подъёма, и одну или две поперечные балки 7 с установленными внутриверхними блоками [2, 41, 43, 95].

Причём блоки могут устанавливаться так, что ихцентральные оси не перпендикулярны центральной оси поперечной балки, а образуют с ней некий угол, что придаёт системе некоторую устойчивость от раскачивания [41, 43].Балки, входящие в конструкцию рамы, имеют закрытий профиль и изготавливаются из листовой стали при помощи сварки. Распространение получили балки, выполненные из изогнутого листа с последующим добавлением усиливающихэлементов. Данный способ изготовления более технологичен, но требует специального оборудования [41, 43].