Диссертация (Обоснование параметров металлоконструкций грузовых тележек кранов мостового типа на основе универсальной компоновочной схемы), страница 4

Между собой продольные и поперечные балки соединяются при помощи болтов, что упрощает транспортировку и монтаж тележки.По возможности, тележки выполняются без настила. При необходимости в качестве площадки обслуживания используется откидная сервисная платформа 8 (рисунок 1.4). В закрытом положении платформа выполняет функцию защитногоограждения компонентов тележки во время работы крана [43, 41, 95].Благодаря подобной металлоконструкции тележка может быть стандартизирована для нескольких типоразмеров колеи и высоты подъёма, однако она имеети ряд недостатков [41, 43]:– расположение опор барабана на концевых балках тележки не позволяетразместить ходовой путь в центре главной балки крана, что способствует возникновению в металлоконструкции моста дополнительных напряжений от кручения;18– металлоконструкция тележки приспособлена под установку конкретногомодульного механизма подъёма с определённой схемой полиспаста (рисунок 1.4, б).Изменение конфигурации устанавливаемых на тележку элементов невозможно безпереработки компоновочной схемы металлоконструкции [41, 43];– колея тележки зависит от длины барабана механизма подъёма;– тележка выполняется короткобазной, что повышает вероятность возникновения перекоса при движении [41, 43].Конструкция продольных балок в местах установки ходовых колёс тележкиоказывает большое влияние на надёжность и работоспособность несущей металлоконструкции.

Крепление ходовых колёс к продольной балке осуществляется спомощью букс различной конструкции. Большое распространение получили угловые буксы 1 (рисунок 1.5), которые при помощи болтовых соединений 2 закрепляются на надбуксовых пластинах 3, привариваемых к стенкам балки [6, 41, 43, 115].Рисунок 1.5 – Конструкция узла крепления угловой буксы к продольной балкегрузовой тележки мостового крана: 1 – угловая букса; 2 – болтовое соединение;3 – надбуксовая пластинаВ работах [8, 9, 89, 122] указанно следующее: «узел крепления угловых буксявляется наиболее напряжённой частью балки, которая воспринимает вертикальные нагрузки и поперечные горизонтальные усилия, возникающие при движениикрана.

Горизонтальные усилия реализуются в буксовых частях продольных балокв виде крутящего момента, равного произведению боковой силы на радиус колеса19и силы, обусловленной перекосом. Сила перекоса, а следовательно, крутящий момент в процессе движения крана меняются, что приводит к появлению в узле знакопеременных напряжений, частота которых зависит от числа включений механизма передвижения крана».Согласно [39, 109, 110, 113] «концевые балки в местах крепления букс имеют в поперечном сечении открытый контур, который является недостаточно жестким для восприятия значительных крутильных нагрузок».Анализ дефектов грузовых тележек [20, 50, 57, 59, 63, 100, 118] показывает,что одним из основных конструктивных недостатков используемых металлоконструкций является резкое изменение высоты сечения продольной балки в надбуксовой части, которое способствует повышению напряжений на небольшом участкев месте воздействия значительных разнонаправленных нагрузок.

Согласно [39, 89,122]: «в процессе сборки затруднена подгонка надбуксовой пластины к криволинейной кромке стенки в местах радиуса перехода. Возникающие зазоры устраняются излишним наплавлением металла, что чревато возникновением сварочныхдефектов, таких как наплывы и подрезы. Подобная конструкция узла крепленияходового колеса затрудняет качественное выполнения сварных швов».Концентрация напряжений в рассматриваемом узле может быть сниженаприменениемходовыхустановок,вконструкциюкоторыхвходятцилиндрические буксы.

Буксы подобного типа имеют фланцевые крепления иконтактируют со стенкой балки по поверхности большого радиуса, чтоспособствует равномерному распределению напряжений (рисунок 1.6) [3, 41, 43,115].В конструкции грузовых тележек мостовых кранов широкое распространение получили колесные блоки (рисунок 1.7, a). Колёсный блок представляетсобой отдельную сборочную единицу, состоящую из корпуса 1 с размещеннымивнутри подшипниковыми узлами 2, вала или оси на котором устанавливаетсяходовое колесо 3 [41, 43].20Рисунок 1.6 – Конструкция узла крепления цилиндрической буксы к продольнойбалке грузовой тележки мостового крана: 1 – цилиндрическая букса;2 – мотор-редуктор; 3 – продольная балкаСуществуют конструктивные исполнения, в которых непосредственно наколёсный блок устанавливается мотор-редуктор механизма передвижения (рисунок 1.7, б) [41, 128, 145].а)б)Рисунок 1.7 – Колёсные блоки, используемые в конструкциях грузовых тележек:a – общий вид колёсного блока; б – крепление колёсного блока кметаллоконструкции (1 – корпус; 2 – подшипниковый узел; 3 – колесо;4 – монтажные отверстия)21Главным достоинством колёсных блоков является их универсальность.Наличие большого количества монтажных отверстий 4 на поверхностях корпусапозволяетреализовыватьразличныевариантыкрепленияблокакметаллоконструкции грузовой тележки (рисунок 1.8) [41, 43].Использование колёсных блоков позволяет упростить конструкцию продольных балок и практически полностью устранить узлы – концентраторы высоких местных напряжений [128, 145].Рисунок 1.8 – Варианты крепления колёсных блоков к металлоконструкциитранспортных машинВ тележках малой и средней грузоподъёмности в качестве механизма подъёма часто используют тали, что приводит к значительному упрощению несущейметаллоконструкции [41].

Существует множество металлоконструкций тележек сталями, включающих в себя 3-4 балки наиболее распространённых профилей и ихкомбинации. К примеру, механизм подъёма 1 может опираться на две поперечныеходовые балки 2, соединённые одной продольной связующей балкой 3 [41, 94] (рисунок 1.9).При малых нагрузках продольные связующие балки могут отсутствовать, ався нагрузка воспринимается металлоконструкцией тали [41, 90]. В большинствеслучаев уравнительный блок 4 закрепляется непосредственно на опорной металлоконструкции грузоподъёмного механизма. Такое техническое решение ограничивает кратность полиспаста и увеличивает диаметр используемого каната, в свя-22зи с чем данная конструкция не может быть использована для больших грузоподъёмностей [41, 43].В тележках, оборудованных канатными талями, применяются разнообразные конструкции узлов крепления ходовых колёс.

Так колёса могут закрепляетсяна трансмиссионных валах, проходящих внутри полых балок [41, 94]. В ряде конструкций круглые поперечные балки несущей металлоконструкции дополнительно выступают в качестве осей для колёс [41, 43, 90].Рисунок 1.9 – Крановая тележка с талью:1 – таль; 2 – поперечная балка; 3 – продольная балка; 4 – верхние блоки; 5 – механизм передвижения; 6 – крюковая подвескаНа основе проведённого обзора можно выделить конструктивные решения,характерные для большинства современных тележек.1. Блочно-модульное построение конструкции.

Подобное решение значительно упрощает процесс сборки рамы тележки и последующий монтаж механизмов в соответствии с требуемой точностью расположения отдельных элементов.Кроме того, модульные конструкции допускают возможность быстрой модернизации путём замены отдельных модулей с возможным изменением основных параметров конструкции (числа приводов, базы, колеи и т.д.) [41, 43].232. Механизм подъёма тележек малой и средней грузоподъёмности часто выполняют отдельной блочной сборочной единицей.

Значительно распространеноприменение канатных талей, особенно для грузовых тележек малой и средней грузоподъёмности [41, 43].3. Современные механизмы грузовых тележек компонуются с минимальнымчислом точек опоры на раму, что упрощает монтаж и способствует снижению требований к общей жёсткости рамы, значительно упрощает её конструкцию и расчёт[41, 43].4. Распространение получили цилиндрические буксы, применение которыхзначительно снижает концентрацию напряжения в надбуксовом участке балки, атакже модульные колёсные блоки, допускающие различные варианты крепленияходового узла к раме тележки [41, 43].5.

Отдельные элементы конструкции могут совмещать различные функции.Так выходной вал редуктора выполняет функцию опоры барабана, поперечнаябалка несущей металлоконструкции может включать в себя посадочные поверхности ходовых колёс, подвижная сервисная платформа выступать в качестве защитного ограждения, а таль использоваться в качестве связующего звена междуотдельными элементами рамы, выполняя функцию несущей балки, что характернодля тележек малой грузоподъёмности [41, 43].1.2 Анализ методов проектирования и расчёта грузовых опорныхтележек кранов мостового типаПри всём представленном разнообразии конструкций тележек опорного типа их объединяет условно «вертикальная» методика проектирования – от компоновки механизмов к компоновке тележки в целом, что может быть представлено ввиде схемы (рисунок 1.10) [26, 41, 43].24Рисунок 1.10 – «Вертикальная» методика проектирования грузовой тележкиВ работах [11, 12] предложена обобщенная модель грузоподъёмной машины, построенная на основе системного подхода.