/
Текст
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Воронежский государственный
архитектурно—строительный университет"
ГРУЗОПОДЪЕЛ
Пример расчета автомобильного крана
Учебно-методическое пособие
к выполнению курсового проекта
Воронеж-2015
УДК 621.86
ББК 39.33
К 172
Рецензенты:
кафедра графики, конструирования и информационных технологий в промыш-
ленном дизайне Воронежского государственного технического университета;
Р.В. Хромкин - эксперт экспертно-технического центра "Техногарант".
Калинин, Ю.И.
К 172 Грузоподъемные машины. Пример расчета автомобильного
кранах учеб, пособие / Ю.И. Калинин, В.А. Муравьев, А.В. Ульянов,
М.В, Нифантов / Воронежский ГАСУ. - Воронеж, 2015, - 98 с.
Содержит сведения, позволяющие студенту освоить и отработать навыки
проектирования машин с использованием стандартных деталей и унифициро-
ванных узлов на примере общего расчета и расчета механизмов и элементов
металлоконструкции автомобильного крана.
Предназначено для студентов вузов, обучающихся по направлениям:
190600 "Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов",
190100 "Наземные транспортно-технологические комплексы"; специальностям:
190603 "Сервис транспортно-технологических машин и комплексов",
190205 "Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и обору-
дование".
Пособие может быть полезно инженерно-техническим работникам сферы экс-
плуатации автомобильных кранов.
Ил. 28. Табл. 10. Библиогр.: 9 назв.
УДК 621.86
ББК 39.33
Печатается по решению учебно-методического совета
Воронежского ГАСУ
© Калинин Ю.И., Муравьев В.А.,
Ульянов А.В., Нифантов М.В. 2015
© Воронежский ГАСУ, 2015
2
ОГЛАВЛЕЕ
III
Введение..................................................... 5
1. Описание конструкции автомобильного крана................ 6
2. Расчет грузоподъемной лебедки............................. 7
2.1. Определение группы классификации механизма подъема.... 7
2.2. Выбор грузового крюка................................. 7
2.3. Выбор грузоподъемного каната.......................... 7
2.4. Расчет крюковой обоймы................................ 8
2.5. Определение параметров барабана...................... 10
2.6. Выбор двигателя...................................... 14
2.7. Выбор редуктора...................................... 14
2.8. Определение параметров тормоза....................... 15
3. Общий расчет автомобильного крана........................ 19
3.1. Выбор базового автомобиля............................ 19
3.2. Определение масс узлов автокрана..................... 19
3.3. Определение геометрических параметров автокрана...... 20
3.4. Определение центров тяжести элементов крана.......... 24
3.5. Определение нагрузок на автокран..................... 27
3.6. Проверка устойчивости крана от опрокидывания......... 30
3.6.1. Проверка устойчивости при статических испытаниях...... 30
3.6.2. Проверка устойчивости при динамических испытаниях..... 31
3.6.3. Проверка устойчивости при номинальных нагрузках...... 33
3.7. Построение грузовысотной характеристики крана........ 34
4. Расчет механизма поворота................................ 37
4.1. Исходные условия для расчета механизма поворота...... 37
4.2. Определение сопротивлений повороту крана............. 38
4.3. Выбор двигателя механизма поворота................... 39
4.4. Кинематический расчет редуктора механизма поворота.... 40
4.5. Силовой расчет второй ступени редуктора.............. 42
4.6. Силовой расчет третьей ступени редуктора............. 45
4.7. Проверка прочности тихоходного вала редуктора........ 47
5. Расчет механизмов управления стрелой..................... 52
5.1. Исходные условия для расчета механизма наклона стрелы. 52
5.2. Определение параметров гидроцилиндра наклона стрелы... 52
5.3. Расчет пальца крепления гидроцилиндра................ 54
5.4. Исходные условия для расчета механизма
телескопирования стрелы...................................... 55
5.5. Определение сил трения при выдвижении секций стрелы... 57
5.6. Определение параметров гидроцилиндра
телескопирования стрелы...................................... 58
6. Предварительное определение размеров сечений стрелы....... 61
3
7. Определение параметров выносных опор крана.............. 64
7.1. Исходные условия для расчета балок выносных опор...... 64
7.2. Определение опорных нагрузок.......................... 64
7.3. Определение размеров балок выносных опор.............. 66
7.4. Определение параметров опорных гидроцилиндров......... 66
8. Правила безопасной эксплуатации подъемных
сооружений (ПС)............................................ 67
8.1. Общие положения федеральных норм и правил (ФНП № 30992) 67
8.2. Порядок получения разрешения на пуск в работу ПС...... 70
8.3. Порядок регистрации опасных производственных объектов,
эксплуатирующих ПС......................................... 72
8.4. Техническое освидетельствование ПС.................... 73
8.5. Производство работ с использованием ПС................ 76
8.6. Действия в аварийных ситуациях работников опасных
производственных объектов, эксплуатирующих ПС............... 78
Заключение................................................. 79
Библиографический список рекомендуемой литературы.......... 80
Приложение................................................. 81
4
Введение
Выполнение курсового проекта по грузоподъемным машинам является
важным фактором в усвоении не только изучаемой дисциплины, но и способст-
вует приобретению навыков рационального проектирования машин различного
назначения.
Работая над курсовым проектом, студент должен вспомнить теоретический
материал по изучаемой ранее дисциплине, самостоятельно проработать пропу-
щенные разделы программы подготовки по курсу грузоподъемных машин.
Курсовой проект по грузоподъемным машинам является первым проектом,
в котором возникает необходимость применить знания ранее изучаемых дисци-
плин, которые являются основой инженерной подготовки: математика, теория
машин и механизмов, сопротивление материалов, технология металлов, детали
машин, метрология, гидравлика, электротехника. Самостоятельная работа над
курсовым проектом позволяет более качественно усвоить одну из наиболее
важных инженерных дисциплин. Для облегчения работы над курсовым проек-
том предлагается пример расчета автомобильного крана по конкретным исход-
ным данным.
Исходные данные к варианту задания № 00
Грузоподъемность QH - 25 т.
Грузовой момент макс. Мгр - 100 т-м.
Высота подъема крюка макс. Н - 22 м.
Скорость подъема груза макс. Уте - 0,1 м/с.
Скорость поворота макс. пкр-1 об/мин.
Скорость выдвижения конечной секции стрелы - 0,1 м/с.
Время полного изменения наклона стрелы tB- 60 с.
Грузооборот П - 50 т/час.
Номер нагрузочного графика - 00.
Занятость крана - односменная (прч = 8).
Нормативный срок службы крана = 12 лет.
Qx/Qh 1,0
Рис. 1. Нагрузочный график к варианту № 00
5
1. Описание конструкции автомобильного крана
Общий вид автомобильного крана с жесткой подвеской стрелы показан
на рис. 1.1. Типовая конструкция автомобильного крана может быть построе-
на следующим образом. На лонжероны 1серийного автомобиля (ГАЗ, КамАЗ,
МАЗ, УАЗ, Урал) крепится специальная опорная рама 2 крановой установки с
выдвижными опорами (аутригерами) 3. На опорную раму устанавливают
опорно-поворотное устройство 4, к которому крепится поворотная платформа
5. Поворотная платформа имеет портал с консолью 6 и проушины для присое-
динения стрелы. На консоли портала установлена грузоподъемная лебедка 7 и
контргруз 8.
На поворотной платформе размещен механизм поворота платформы (на
рис. 1.1 не показан) и кабина крановщика 9 для управления крановой установ-
кой. Стрела 10 крепится к порталу шарниром 11 и гидроцилиндром 12 накло-
на стрелы. Стрелы современных автомобильных кранов, как правило, теле-
скопические и обычно имеют от одной до трех выдвижных секций 13. В зави-
симости от грузоподъемности кран может быть оборудован 2-х, 4-х, 6- или 8-
кратным полиспастом 14.
Рис. 1.1. Чертеж общего вида автомобильного крана
В кабине крановщика установлено кресло для оператора, пульт управле-
ния краном и приборы визуального контроля вылета и величины поднимаемо-
го груза. Все краны должны быть оборудованы автоматическими приборами
безопасности: ограничителем грузоподъемности при текущей величине выле-
та груза, ограничителем высоты подъема груза. Кран также должен быть обо-
рудован регистратором параметров работы.
В транспортном положении стрела опирается на специальную стойку 15.
Для увеличения подстрелового пространства стрелу крана иногда комплекту-
ют откидным гуськом длиной 6-7 метров или удлинителем. Если предусмот-
рена возможность передвижения крана с грузом на крюке, то крановая уста-
новка снабжается устройством блокировки рессор.
6
2. Расчет грузоподъемной лебедки
2.1. Определение группы классификации механизма подъема.
Режим работы механизма подъема определяем по табл. П.3.1. Для этого
предварительно определяем коэффициент распределения нагрузки Q согласно
заданному нагрузочному графику по формуле
=0,25-13+0,25-0,83+0,25-0,63+0,25-0,43 = 0,448.
Число циклов нагружений за нормативный срок службы при односменной
работе и числе рабочих дней в году 260 определяем по формуле
Сг =[Е^^^]хпрчхпра xza =[0,25(50/25-1)+0,25(50/0,8-25)+0,25(50/0,6-25)+
+0,25(50/0,4-25)]-8-260-12 = 282871 циклов.
Полученный коэффициент распределения нагрузок относится к тяжелому
режиму нагружения Q3. Число циклов нагружений соответствует классу ис-
пользования U5. Группа классификации механизма подъема груза определяет
общий режим крана как А5.
2.2, Выбор грузового крюка. Крюк выбираем по ГОСТ 6627 (табл.П.6). Ре-
жиму работы А5 при грузоподъемности 25 т соответствует крюк № 20 с резь-
бой на хвостовике Тр 90x12. Крюк должен быть установлен в траверсе на упор-
ном шариковом подшипнике (рис. 1.7 [5]). Выбираем подшипник № 8220 лег-
кой серии с допустимой статической нагрузкой 330 кН. Внутренний диаметр
подшипника 100 мм, наружный - 150 мм, высота подшипника 38 мм (табл.
П.15.1).
2.3. Выбор грузоподъемного каната. Исходя из существующей практики
при грузоподъемности 25 т применяем 6-и кратный полиспаст i„ = 6. Схема про-
водки (запасовки) каната в полиспасте показана на рис. 2.1. КПД такого поли-
спаста с блоками на подшипниках качения принимаем т|и— 0,95 (табл. П.4.1).
Рис. 2.1. Схема проводки (запасовки) грузоподъемного каната
7
Разрывное усилие каната должно быть не менее
Fp - Q'g'k3an/in-t}n - 25-9,81’4/6'0,95 = 172 кН,
где k3lI)= 4 - коэффициент запаса прочности каната (табл. П.3.3). По табл. П.5.1
выбираем канат 0 17,5 с разрывным усилием 175,1 кН. Обозначение каната
Канат 17,5-Г-1-ОЖ-Н-1764(180)-ГОСТ2688-80.
Фактически действующее рабочее усилие в ветви каната, идущей на бара-
бан, будет
F<p>Q-g = 25'9,81/6'0,95 = 43 кН.
2.4. Расчет крюковой обоймы. Схему крюковой обоймы принимаем по
рис. П.6.1.В [6]. Конструктивное исполнение элементов крюковой обоймы при-
нимаем по рис. 1.7.а. [5] Диаметр канатных блоков по ручью должен быть не
менее
(16л= к6л d^= 18-17,5 = 315 мм,
где квл выбираем по табл. П.3.3.
Вс
Рис. 2.2. Эскиз блока
Принимаем диаметр блока по ручью <1бл= 320 мм.
Основные размеры блока (рис.2.2) принимаем по табл.
П.7 в соответствии с диаметром каната и режимом рабо-
ты:
ширина блока по ребордам В2 = 58 мм;
высота реборды h = 30 мм;
внешний диаметр блока dH0 = ^v+2h = 320+2-30 = 380 мм;
ширина ступицы Вст = В2+10 = 68 мм.
Диаметр ступицы dCI определяем после определения
диаметра оси блоков и выбора подшипников. Предвари-
тельно толщину щек крюковой обоймы принимаем 8Щ=
14 мм. Расчетная длина I оси блоков складывается из
суммы ширин ступиц блоков, необходимых зазоров ме-
жду самими блоками, зазоров между блоками и щеками
53- 3+5 мм и половинной толщины щек.
ни
I — ЗВст+ 4 З3 + 2 бщ/2 — 3-68+4-5+14 — 238 мм ~ 0,24 м
Расчетная схема оси блоков и траверсы крюка показана на рис. 2.3.
Усилие, растягивающее щеки при подъеме испытательного груза, будет
Ra= Rb = l,25Q-g/2 = 1,25-25-9,81/2 я 153,3 кН.
8
Усилие каждого блока полиспаста, действующее на ось
F6„ = l,25Q-g/3 = 1,25-25-9,81/3 ~ 102,2 кН.
с= 150
Рисунок 2.3 Расчетные схемы оси
блока и траверсы крюка
Максимальный момент, изгибающий ось блоков,
будет
1^^=^-1/2^-1=153,3-0,24/2-102,2-0,075 =
=10,7 кН-м.
Минимальный диаметр оси блоков из стали
45 с термообработкой на улучшение и
[Оизг] = 0,6сгт = 0,6-315 =189 МПа
10,710я
3 ---------
У 0,148940е
= 0,083 м = 83 мм.
Диаметр оси корректируем по шариковому
подшипнику. Каждый блок устанавливаем на два
шарикоподшипника № 217 с допустимой статической нагрузкой 5,4 кН. Они
имеют посадочный диаметр на ось dn= 85 мм, внешний диаметр Dn= 150 мм,
ширину В = 28 мм. Диметр ступицы блока прини-
маем dcm= 0,2 м.
Расчетная схема траверсы крюка (рис. 2,3)
учитывает равномерно распределенную нагрузку
от упорного подшипника № 8220, на который
опирается крюк. Подшипник имеет размеры
100x150x38 мм и допустимую статическую нагруз-
ку 330 кН. Конструкция траверсы показана на рис.
2.4. Максимальный изгибающий момент Л7,п т,
действующий на траверсу от равномерно
распределенной нагрузки q подшипниковой опоры
крюка
q = Q /с = 250/0,15 « 1667 кН/м,
Рисунок 2.4. Эскиз траверсы ,
определяем по формуле
Мцзт= (l,25Qg/4)-(l - 0,5с) =
=(1,25-25-9,81/4) (0,24-0,5-0,15) = 12,6 кН-м.
9
Размеры поперечного сечение траверсы принимаем по размерам сопрягае-
мых с ней деталей: размер отверстия D v по диаметру хвостовика выбранного ра-
нее грузового крюка Т),у- di + 2 мм = 0,09+ 0,002 = 0, 092 м; ширину траверсы
крюка Вт принимаем по диаметру опорного подшипника Вт = Dn+20 мм =
0,15+0,02 - 0,17 м\ высоту траверсы hT принимаем по длине хвостовика крюка
hm= L-lrh-lO мм = 535-230-115-10 =180 мм = 0,18 м (табл. П.6 и рис. П.6);
диаметр цапфы траверсы принимаем таким же, как и для оси блоков D4 = 0,08 м.
Момент сопротивления траверсы по сечению А - А
Wm = (Bm-D„)hm2/6 = (0,17- 0,092)0,1#/6 = 421-10‘м3.
Допускаемые напряжения изгиба в траверсе из стали 20 с термообработкой
на улучшение, имеющей напряжения текучести от = 195 МПа, должны быть не
более [<?,„]= 0,6 от = 0,6-195 = 117 МПа. Максимальные действующие напряже-
ния изгиба в траверсе
и = M/W = 12,6-10?/421-Ю6 = 29, 93 МПа < [а].
Толщину щеки из стали 09Г2С, имеющей напряжения текучести = 330
МПа и допускаемые напряжения растяжения [ор]= 0,6 ит = 198 МПа, определя-
ем на основе формулы Ламе, где R = 0,1 м ; do=0,085 м (рис. 2.5).
_ 1,25g 4Я2+< 1,25-250 103 4 • ОД2 + 0.0852 ЛА1.
2(/n[aJ 4Я2-а2 2 0,085 198 10 4 0,1 -0,085
Ширина b сечения щеки из расчета на растяжение должна быть не менее
b = 1,25 Q-g/2 5-[ap] = 1,25-25-10?-9,81/
2-0,014-198-10? ^0,06 м.
Рисунок 2.5 Эскиз ще-
ки крюковой обоймы
Конфигурация щеки может быть прямой или фигур-
ной для экономии металла. Крюковую обойму часто при-
ходится утяжелять для исключения закручивания канатов
полиспаста. Принимаем прямую форму щеки.
2.5. Определение параметров барабана.
Конструкцию барабана предполагаем литой из стали 35 Л-
1 с последующей механической обработкой. Минимально
допустимый наружный диаметр барабана D6 определяем
по формуле (табл. П.3.3).
D6 = к6р- dK = 16 -17,5 = 280 мм.
Диаметр витка каната по его оси на барабане будет
10
DB = D6 + dK = 280 +17,5 - 297,5 мм
Длина барабана Lg при однослойной навивке и шагом Св намотки каната
Св= dK + 1 мм = 17,5 +1 мм= 18,5 мм
Lg =[(H’in/xDB)+l,5]18,5 = [(22’10^’6/3,14'297,5)+1,5]’18,5 = 2642 мм.
Барабан получается очень длинным. Принимаем решение увеличить диа-
метр барабана Lg = 350 мм и применить трехслойную навивку, чтобы длина ба-
рабана не превышала двух его диаметров. Средний диаметр витка каната при
трехслойной навивке
De = 350 +2’17,5 - 385мм
Рабочая длина барабана
Lg= [(22-103’6/3,14’385’3)+!,5]’18,5 ~ 700мм.
Такие параметры барабана принимаем окончательно. Влияние изгиба и
кручения барабана считаются незначительными. Толщину стенки барабана оп-
ределяем из условия сжатия тела барабана витками каната
3 = Еф ’1,4/[аб]’ Св = 43-Ю3 -1,4/170-1 -0,0185 = 0,019 м.
Принимаем толщину стенки барабана 20 мм. При отношении
D6/ 3 = 350/20 - 17,5 < 25 стенку барабана можно не проверять на устойчи-
вость (табл. V.2.15 Т.2 [8]). Частота вращения барабана для обеспечения задан-
ной скорости подъема груза должна быть
ng= 60Vzp’ i„/7cDB - 60’0,1’6/3,14-0,385 ~ 30 мин1.
Принимаем конструкцию соединения барабана с редуктором Ц2 специаль-
ного исполнения с выходным валом в виде зубчатой полумуфты. Эскиз бараба-
Рис. 2.6. Эскиз барабана
на показан на рис. 2.6.
Барабан опирается на две консольно закрепленные
в нем оси. Диаметр реборд барабана должен быть
таким, чтобы за последним слоем навитого канта
было не менее двух dK.
DP = D6 + 6 dK + 4 dK = 350 + 6 ’17,5 + +4’17,5 =
525 мм.
Крепление каната на барабане осуществляем с
помощью клина в теле барабана (рис. 1.21 [5]).
11
Подшипники опор барабана выбираем по максимальной нагрузке от грузо-
подъемного каната при подъеме испытательного груза. Радиальная нагрузка на
подшипник изменяется от максимальной до 0 при перемещении ветви каната по
барабану при его сматывании (наматывании). Принимаем
Fp = F^2= F^6/2(L^b2) = 43’0,7/2(0,7+0,08) ~ 19,3 кН,
Осевая нагрузка на подшипник Fo при угле отклонении каната на барабане
р = arctg (0,5Пб/Ьс„ин) = arctg (0,5-0,7/8) = 2°30'.
Fo = sin /? = 38,6-sin 2°30' =1,68 кН.
Выбираем шариковые двухрядные сферические подшипники средней се-
рии № 1316 с размерами 80x170x39 с допустимой статической грузоподъемно-
стью Со= 43 кН, углом контакта тел качения а - 14° ие = 0,42ctg а ~ 1,68 (табл.
П.15.2).
Требуемая долговечность подшипника при расчетном числе циклов за срок
службы
Lt= (tno-Z)/60 = (5,5-282871) / 60 ~ 25930 часов ,
где tn0 = 0,025(H/V) = 0,025(22/0,1) = 5,5 мин - ориентировочное время работы
механизма подъема в течение цикла.
Долговечность подшипника проверяем по формуле
106
60nB v7.87}
107
106
60-30
= 31451 ч,
где р = 3 - показатель степени долговечности для шариковых подшипников;
Р = (XVFP+YFO)KK = (1’1'19,3+1,68’1,68)1,2'1.05 = 27,87 кН - эквивалентная
динамическая нагрузка (табл. 1.2 [5]), где Х=1 - коэффициент радиальной на-
грузки при
FP'Y
•^= 0,043 <f> = L68;
38,6-1
Y= 0,42ctga =1,68 - коэффициент осевой нагрузки при
1,68
38,6 • 1
= 0,043 <е = 1,68;
Выбранный подшипник обеспечивает требуемую долговечность.
12
Проверка оси барабана на статическую прочность. Расчетная схема оси
барабана показана на рис. 2.7. Размер bi выбран с учетом размеров подшипника
и защитной крышки.
Рис. 2.7. Расчетная схема оси барабана
Максимальный изгибающий момент, действующий на ось
М(> =1,25 Fp-bj =1,25’38,6’0,06 « 2,9 кН-м
Момент сопротивления оси изгибу
Wo = 0,ldn3 = 0,1-0,083 = 5,12-lO'V.
Напряжения изгиба
Оиз = Мо / Wo = 2,940? / 5,12-Ю'5 = 0,5664-Ю8 Па = 56,64 МПа.
Коэффициент запаса прочности оси из стали 45 с термообработкой на
улучшение и пределом текучести о,— 350 МПа
пСТ1 = ат / Оиз = 350/56,64 = 6,1
Проверка оси барабана на усталостную прочность. Ось вращается вместе
с барабаном и в ней возникают переменные изгибные напряжения симметрич-
ного цикла. Коэффициент запаса по нормальным напряжениям при симметрич-
ном изгибе определяем по формуле
п.=-г-----------------=-гт--------~------------= 2,9>1,7 ,
-Ь-ЛЛ+М. -—^— 0,93-45,23 + 0-0
Ж 1 0,75
где <j-i= 0,43ав= 0,43-570 = 245 МПа - предел выносливости стали 45 при сим-
метричном цикле изгиба [9];
оа= Fp-bi/ Wo = 38,6’0,06 / 5,12’10'5= 45,23 МПа - амплитудные нор-
мальные напряжения цикла при изгибе;
13
ат = 0 - средние напряжения цикла;
ка = 1,5 - эффективный концентратор напряжений в галтели вала;
/7=7- коэффициент упрочнения (без упрочнения);
£„ ~ 0,75 - масштабный фактор при диаметре вала 80 мм из углероди-
стой стали;
kg = 0,93 - принимают по графику на рис. 2.20 [5] в зависимости от от-
ношения zg/Zq = 20,07-106 / 5406~ 4. Для валов диаметром до 100 мм zo = 54O6
циклов. Число циклов оси барабана z6 = 60-Иб* Ц = 60'3041150 = 20,07-106.
2.6. Выбор двигателя. В современных автомобильных кранах для привода
механизмов применяют гидродвигатели. Рабочее давление рном в гидросистеме
принимаем из нормативного ряда давлений по ГОСТ 12445 рН0Л1= 20 МПа. Вы-
бираем регулируемый двигатель аксиально-поршневого типа с предполагаемым
номинальным числом оборотов nrl(,-J500 об/мин. В течение цикла нагрузка на
двигатель механизма подъема постоянна. Определяем рабочий объем гидро-
двигателя qde по формуле
qde = 2к-Мде /Ap-qde =2-3,14-0,158-Ю3/17-Ю6-0,91= 0,07916-Ю'3 м3= 61,4см3,
где Мде= Рф Dg ng/2nge qpeg = 43-0,35-30 /2-1500-0,95 = 0,158 кН-м - требуемый
номинальный момент на валу двигателя;
Ар = 0,85 р11ам- 0,85-20 = 17 МПа - предполагаемый перепад давлений ме-
жду напорной и сливной магистралями;
Лдв = 0,91 - КПД гидродвигателя.
По каталогу выбираем типоразмер гидродвигателя 310.3.80.00, который
имеет следующие номинальные параметры:
Рабочий объем 80 см3;
Расход гидрожидкости 26 л/мин;
Давление на выходе 20 МПа;
Частота вращения вала 1500 об/мин;
Крутящий момент 240 Н-м;
Полный КПД - 0,91.
2.7. Выбор редуктора. Редуктор должен обеспечить передаточное число
от барабана к двигателю
ip - nge / ng= 1500/30 = 50.
Вращающий момент на тихоходном валу
Мтв= Рф Dg /2 = 43-0,35 /2 = 7,525 кН-м.
14
Максимальная консольная нагрузка на вал редуктора составляет 43 кН,
частота вращения быстроходного вала соответствует 20 с'1.
По табл. П.9.2 выбираем редуктор Ц2 - 650, который обеспечивает в режи-
ме работы 5М следующие показатели: передаточное число ip - 50; вращающий
момент на тихоходном валу Мт = 27,2 кН-м; допустимую консольную нагрузку
на тихоходный вал - 45 кН.
2.8. Определение параметров тормоза. Для удержания груза навесу при-
меняем простой нормально замкнутый ленточный тормоз с углом охвата тор-
мозного шкива лентой а = 270°. Тормоз должен обеспечивать тормозной мо-
мент не менее
Мт= кза„ Мте t}ped Нр = 1,75'7,525'0,95/40 = 0,313 кН-м.
Рис. 2.8. Схема тормоза
Чертеж ленточного тормоза показан на рис. 2.8.
Исходя из возможности размещения грузового барабана
и тормозного шкива при межцентровом расстоянии ва-
лов редуктора принимаем диаметр тормозного шкива
Отш = 0,3 м. Тогда необходимое усилие на сбегающем
конце ленты должно быть
F =___________=______2-0,313___
0,3(2,71°’i5'4’71 — 1)
где а = 270° - угол охвата лентой тормозного шкива;
f = 0,38 - коэффициент трения фрикционной на-
кладки тормозной ленты по стальному шкиву. Фрикци-
онная накладка на асбестовой основе при каучуковом связующем допускает
удельные давления [q] = 0,8 МПа и температуру 240° С.
Максимальное набегающее усилие
FHa6 = Fee efa = 0,497-2,710’35 4’71 = 2,59 кН.
Требуемая ширина ленты
Вл= 2 FHa6 / ([q]) = 2-2,59-Ю3/ O,8-1O6’O,3 = 0,0889 м.
Принимаем ширину ленты В , = 90 мм, а ширину тормозного шкива -
100 мм. Толщина ленты 5, выполненной из стали 45, должна быть не менее
3 = FHa6/[o] Вл = 2,59-Ю3/ 180-106’0,09 =1,6-104 м.
По технологическим соображениям для возможности обеспечения крепле-
ния фрикционной накладки заклепками принимаем толщину стальной ленты
15
1,5 мм. Радиальный зазор между лентой и шкивом устанавливаем е =1 мм. Ход
сбегающего конца ленты
X = тг(а/36О°)-2£ = 3,14(2707360°)-2’1= 4,71 мм 5 мм
Расчет замыкающей пружины тормоза. Пружина сжатия имеет линей-
ную характеристику, показанную на рис. 2.9.
Усилие пружины Fcg 2 при размыкании тормоза принимаем на 20% больше
усилия Fcg 1, необходимого для создания требуемого тормозного момента
Fc62= 1,2 Ftf! = 1,2 *0,497 = 0,6 кН.
Рис. 2.9. Характеристика пружины сжатия
Характеристика пружины построена с учетом рабочего хода пружины
X = 5 мм. Определяем осадку пружины из подобия треугольников аОб и ООс
X = 5 Fc62 / FC62- Fc6 = 5’0,67(0,6 - 0,497) = 29 мм.
Выбираем для пружины стальную углеродистую проволоку II класса по
ГОСТ 9389, у которой ов = 1400 МПа. Допускаемые касательные напряжения
будут [т] = 0,4 ов = 0,44400 = 560 МПа. Задаваясь индексом пружины с = 6, вы-
числяем коэффициент к
к = (4с + 2)/(4с-3) = (4-6 +2) /(4’6-3) = 1,24.
Определяем диаметр проволоки
16
J _ И 'C
У я[т]
l,24-8-600-6
3,14-560 IO6
= 4,75 мм
Принимаем диаметр проволоки d = 5 мм. Do = cd = 6-5 =30 мм.
Число рабочих витков определяем по формуле
Е<ГЛ 8104-54-29 1 1 1Q
Z =-----г =--------5— = 11,10.
8+,/}, 8•600• ЗО3
Принимаем z =12. Полное число витков zn = 14. Шаг пружины
t = d + Vz + 0,Id = 5+29/12+0,1-5 = 7,9 мм.
Высота сжатой пружины Нс = (z„ - 0,5)d = (14 - 0,5)5 = 67,5 мм.
Высота свободной пружины H(r=Hc+z(t-d)=67,5+12(7,9 - 5) = 102,3 мм.
Сборочный чертеж грузоподъемной лебедки (рис.2.10) предлагается вы-
полнять в соответствии с рекомендациям п.1.5 [5].
17
Рис. 2.10. Сборочный чертеж грузоподъемной лебедки
Все узлы лебедки установлены на специальной сварной раме. Чертеж вы-
полнен в стандартном масштабе. На чертеже проставлены установочные (меж-
центровые), габаритные, присоединительные (посадочные) размеры. Простав-
лены позиции сборных узлов, оригинальных и стандартных деталей, деталей
крепежа.
18
3. Общий расчет автомобильного крана
3.1. Выбор базового автомобиля. Изучив существующие конструкции
отечественных автомобильных кранов, в качестве прототипа принят автомо-
бильный кран КС - 55713 "Клинцы" (табл. 2.1. [4]). Кран имеет следующие па-
раметры:
- грузоподъемность - 25 т;
- длина стрелы макс. - 28 м;
- масса крана трансп. - 20,65 т;
- масса крановой установки mky- 12,6 т;
- размеры опорного контура - 4,9x5,8 м;
- базовый автомобиль - КамАЗ 65115.
3.2. Определение масс узлов автокрана. Исходную расчетную схему ав-
томобильного крана принимаем по рис. 2.1 [4] с обозначенными на ней пози-
циями основных узлов и агрегатов.
Первоначально определяем общую массу крана по графику на рис. 2.2 [4] в
зависимости от заданного грузового момента. При грузовом моменте 100 т-м
ориентировочная масса автомобильного крана составит ткр~ 21 т. Общая масса
кранового оборудования будет
тк0 = Шкр - mi = 21 - 8,05 = 12,95 т ,
где гл, - снаряженная масса шасси базового автомобиля (табл. 2.2 [4]).
Массы отдельных элементов кранового оборудования вычисляем по реко-
мендуемым соотношениям [4]. Массы некоторых элементов принимаем по ана-
логии с прототипом, если они существенным образом не связаны с массой кра-
нового оборудования:
- масса опорной рамы т2 = 0,18 тк0 = 0,2 -12,95 = 2,6 т;
- масса ОПУ т3 = 0,03 тк0 = 0,03-12,95 = 0,39 т;
- масса поворотной платформы пц = 0,18 mK0 = 0,18-12,95 = 2,3 т;
- масса контргруза т5 = 0,15 = 0,15-12,95 = 1,9 т;
- масса грузовой лебедки п^ = 0,06 = 0,06-12,95 = 0,8 т;
- масса механизма поворота т7 = 0,03 тк0 = 0,03-12,95 = 0,39 т;
- гидроцилиндр с вдвинутым штоком 0,05 тк0= 0,05-12,95 = 0,65 т.
- шток гидроцилиндра т9 = 0,25(т§+т9) = 0,25-0,65 = 0,16 т;
- кабина управления принимаем тщ = 0,45 т
- грузовой полиспаст mu = O.OISQrp = 0,012-25 = 0,38 т;
- масса стрелы m12= q-lc = 0,12-20 = 2,4 т,
где lc « (H-2,8)/sin 76°= (22-2,8)/0,97 ~ 20 м; q = 0,12 т/м - погонная масса стрелы.
Приняв стрелу состоящей из трех секций, массу каждой секции определя-
ем в соответствии с табл. 2.3 [4].
19
- 0,4 m8= 0,4-2,4 = 0,96 т;
- Ш12-2= 0,32 m8= 0,32’2,4 = 0,768 т;
- Ш12-з= 0,28 nig= 0,28’2,4 = 0,672;
Полученные значения масс элементов крана заносим в табл. 3.1.
Расчетная масса крановой установки
тку= тг+ тз+ ГП4 + т5+ тв+ т7+ mg+ т9+ т10 + тп + mi2=
=2,6+0,39+2,3+1,9+0,8+0,39+0,65+0,45+0,38+2,4 я 12,26 т.
3.3. Определение геометрических параметров автокрана.
Принимаем конфигурацию опорного контура квадратной, т.е размер Б
вдоль крана равен размеру К поперек крана. По графику на рис. 2.3 [4] опреде-
ляем для грузового момента 100 т-м К ~ 6 м. Вычислив по формуле 2.1 [4] этот
же параметр, получим
К = Б= (1 + 1,5-Ve) = (l + l,5’V25) =5,35 Л*.
Сравнив с прототипом, принимаем окончательно размеры опорного контура
КхБ = 5,5x5,5 м.
Ширина Ш опорной рамы принимается равной ширине рамы автомобиля.
Длину опорной рамы Б вместе с концевыми балками под выносные опоры при-
нимаем 5,5 м. Высоту опорной рамы принимаем hop = 2 h, = 2-250 = 500 мм.
Высота лонжерона йл= 250 мм автомобиля КамАЗ 65115 определена по прил. 2
с учетом масштаба рисунка [4].
Номер роликового опорно-поворотного устройства выбираем по графику
на рис.2.4 [4] в зависимости от вертикальной нагрузки на него V и отрывающе-
го момента Мотр.
V= (т^+ Q)-g = (12,2+25)-9,81 ~ 395кН~ 0,4 МН;
Мотр = 1,2 Мотр- g =1,.2-100-9,81=1177,2кН-м~1,18 МН-м.
Полученным параметрам отвечает опорно-поворотное устройство № 6 с разме-
рами (табл. 2.4. [5]):
Dony = 1600 мм; hony = 115 мм; тз = 610 кг; z =102; т =12 мм.
Схематичный чертеж шасси КамАЗ 65115 с опорной рамой показан на рис.
3.1.
20
Рис. 3.1. Чертеж базового автомобиля для крана с опорной рамой
Изучив конструкцию поворотной платформы по рис. 1.17 и 1.19 [4], разра-
батываем платформу в соответствии с рис. 3.2 по следующим размерам:
Д - диаметр опорного листа при толщине 20 мм
Д = Т)<>нУ+ 200 мм=1600+200 =1800 мм;
г,ш. ~ расстояние от оси вращения до шарнира стрелы по горизонтали
гшс= 0,5Dony+300 мм = 0,5’1600+300 =1100 мм;
huK - высота шарнира стрелы от нижней плоскости ОПУ
huK= hKa-(hpa+ hop+ hony) = 2825-(1010+500+115) =1200 мм,
где hKa= 2825 мм - высота кабины автомобиля от земли (прил. 2 [4]);
hpa= 1010 мм - высота лонжерона автомобиля от земли;
ю
Хп
Рис. 3.2. Схема построения конфигурации поворотной платформы
21
г,,. - задний габарит поворотной платформы
г,г - rluc+Xn +1000 мм - 1100+650+1000 =2750 мм;
При этом необходимо проверить возможность полного поворота платфор-
мы, чтобы зону, ограниченную радиусом гзг, не пересекали элементы базового
автомобиля.
h„K - высоту консоли поворотной платформы для установки грузовой ле-
бедки принимаем конструктивно hnK = 200;
hi2-i - высоту сечения корневой секции стрелы предварительно принимаем
по прототипу h12.i= 500 мм Орке, 3.3);
еш= 0,5hi2-i +150мм = 0,5-500 +150 = 400 мм - эксцентриситет шарнира
стрелы;
Хп = 0,5hi2-i + е1и = 0,5-500 + 400 = 650 мм.
Размеры кабины в соответствии требованиям правил принимаем следую-
щими: высота кабины - 2 000 мм; ширина - 900 мм; длина - 1300 мм.
22
Рис. 3.3. Схема для определения точек крепления гидроцилиндра наклона стрелы
- ширина секции
В12_2= 0,8 h12.i= 0,8-500 = 400 мм;
- длина корневой секции
L12-i= 1с/3 +2 20/3+2-0,5 = 7,66 ~8м;
- расстояние от опорного шарнира стрелы до шарнира крепления гидроци-
линдра
1}иг= 0,45112-1 = 0,45-8 = 3,6 м;
- ход и диаметр штока гидроцилиндра подъема стрелы принимаем по про-
тотипу /т.= 2200 мм; = 200 мм;
- минимальная длина гидроцилиндра по осям проушин
23
R„H = k? +? =2200+3-200=2800 мм;
- максимальная длина гидроцилиндра по осям проушин
R„n = Z^= 2800 + 2200 = 5000 мм;
- максимальный угол наклона стрелы к горизонту
arc cos /? = [(M/Q)+ г,ш.]/lc =[(100/25)+l,l]/20 ~ 75°.
Расчетная схема крана на рис. 3.4 выполнена на основе схем по рис. 3.1,
3.2, 3.3. Ось вращения крановой установки располагаем в середине опорной ра-
мы. Масштаб схемы принят таким, чтобы площадь формата А1 чертежа была
максимально заполнена при максимальной высоте подъема груза. Масштаб
чертежа при этом соответствует стандартному значению.
3.4. Определение центров тяжести элементов крана.
На схему нанесены центры тяжести элементов крана как плоских фигур
(прямоугольника, трапеции, треугольника, круга). Центр тяжести базового ав-
томобиля КамАЗ-65115 вычисляем по формуле
с = &,£</(&, + Rn) = 4000-4,350/4000+4050) = 2,16 м,
где с - расстояние от оси переднего моста до центра тяжести автомобиля;
R- нагрузка на задний мост; Rn- нагрузка на передний мост (табл. 2.2 [4]);
Ба - база автомобиля; высоту центра тяжести автомобиля Yj принимаем по
нижней кромке лонжерона автомобиля.
На расчетной схеме обозначаем координатные оси. Ось X проходит по
опорной поверхности крана. Ось Y совмещена с осью вращения крана. Коорди-
наты центров тяжести обозначенных элементов крана в принятых координат-
ных осях заносим в таблицу 3.1 с соответствующим знаком. Для каждого эле-
мента крана в таблице вычисляем статические моменты по осям X и Y по фор-
мулам, указанным в заголовке таблицы. Результаты определения координат
центров тяжести частей крана со стрелой и без стрелы, центры тяжести стрелы
при втянутых и выдвинутых секциях при угле ее наклона к горизонту 75°,
центр тяжести крана в целом представлены в табл. 3.2 и нанесены на расчетную
схему рис. 3.4.
24
Рис. 3.4. Расчетная схема для определения центра тяжести автомобильного крана
X
25
Таблица 3.1
Рабочая таблица для определения центра тяжести (ЦТ) автокрана
Позиция на рис. 3.4 Наименование узлов автокрана Масса узла автокранат, т Сила тяжести узла G; = mg] кН Координата^ ЦТ узла,лг Статический момент — С?/ ’X/, кН’Л1 Координата Yj ЦТ узла, м Статический момент Мсту = Gj %, кНм
1 Шасси автомобиля 8,05 79 -1,53 - 121 0,87 68,7
2 Опорная рама 2,6 25,5 0,00 0,00 1,27 32,4
3 Опорно-поворотный круг 0,39 3,82 0,00 0,00 1,57 6,00
Сумма неповоротных частей УН 11,04 108,3 -121 107
4 Поворотная платформа 2,3 22,56 -0,8 -18,0 2,26 51
5 Контргруз 1,9 18,64 -2,14 -39,9 2,26 42
6 Лебедка грузовая 0,8 7,84 -2.27 -17,8 2,72 21,3
7 Механизм поворота 0,39 3,82 -0,4 -1,53 2,01 7,68
8 Корпус гидроцилиндра 0,49 4,8 0,36 1,73 3,25 15,6
9 Шток гидроцилиндра 0,16 1,57 0,17 0,267 5,71 8,96
10 Кабина управления 0,45 4,41 0,20 0,882 2,40 10,6
11 Грузовой полиспаст 0,38 3,73 4.28 16,00 22,32 83,3
Сумма поворотных частей SB 6,87 67,4 - 58,35 240,34
12-1 Корневая секция стрелы 0,96 9,42 -0,26 -2,45 6,67 62,8
12-2 Выдвижная секция 0,768 7,53 1,69 12,7 14,0 105
12-3 Выдвижная секция 0,672 6,59 3,30 21,7 20,0 132
Параметры длинной стрелы ЕСД 2,4 23,5 31,95 299,8
Параметры короткой стрелы ХСК 2,4 23,5 -0,12 -2,76 7,55 177,42
Суммарные параметры крана с длинной стрелой £КД 20,31 199,2 -147,4 647,14
Суммарные параметры крана с короткой стрелой уКк 20,31 199,2 -182,11 524,76
Параметры максимального груза 25 245,2 4,28 19,6
Таблица 3.2
Результаты определения координат центров тяжести частей крана
Объект Координата центра тяжести по оси X, м Координата центра тяжести по оси Y, м
Неповоротная часть ХцТН= УМСТ Н /У GH = - 1 Д 1 y.n.-lM.r.f/IG,, = 0,988
Поворотная часть без стрелы Хцтй= УМств /УСв — - 0,866 yinB=lMCTBy/XGB= 3,566
Стрела длинная Хц-ГСд= УМСТ с /уGe = 136 УЦТСд=£Мстеу/£Сс= 12,76
Стрела короткая Хцвж=£Мстех/£Ое = -0,12 Уцтск= У Мет с У /у С*е = 735
Кран с длинной стрелой ХцТКд=уМеТК /yGk = -0,74 У цтк^ У МеТ /У GK = 3,25
Кран с короткой стрелой Хц-гкк^ У Мс.т к /у Gk = - 0,91 У цткк= УМСТ ку /у GK = 2,63
26
3.5. Определение нагрузок на автокран. Определение ветровых и динамиче-
ских нагрузок с длинной стрелой выполнено в табличной форме и представлено
в табл. 3.3 - 3.5.
Таблица 3.3
Фронтальная рабочая ветровая нагрузка автокрана
Позиция на рис. 3.4 Наименование узлов автокрана Ширина узла Ь, м Высота узла й,м Фронтальная площадь 8ф = ЬН,м1 Коэфф. ВЫСОТЫ /Q Сила давления ветра Fep= Фр кН Координата У центра тяжести узла, м Опрокид, момент ветра Мер = Fep У кН м
1 Шасси автомобиля 2,5 3,0 7,5 1,0 1,13 0,87 0,98
2 Опорная рама 2,5 0,45 1,13 1,0 0,17 1,27
3 ОПУ 1,6 0,12 0,19 1,0 0,29 1,57
Сумма неповоротных частей ХН 1,65
4 Поворотная платформа 2,0 1,4 2,8 1,0 0,42 2,26 0,95
5 Контргруз 0,6 0,4 0,24 1,0 0,336 2,26
6 Лебедка грузовая 1,5 0,6 0,9 1,0 0,135 2,72
7 Механизм поворота 0,6 0,9 0,54 1,0 0,081 2,01
8 Корпус гидроцилиндра 0,25 2,5 0,63 1,0 0,095 3,25
9 Шток гидроцилиндра 0,15 2,1 0,32 1,0 0,05 5,71
10 Кабина управления 1,0 1,5 1,5 1,0 0,225 2,40 0,54
11 Грузовой полиспаст 0,1 1,5 0,15 1,4 0,026 22,3 0,6
12-1 Корневая секция стрелы 0,4 8,0 3,2 1,0 0,48 6,67 3.2
12-2 Выдвижная секция 0,36 7,0 2,52 1,25 0,47 14,0 6,58
12-3 Выдвижная секция 0,28 6,0 1,68 1,25 0,315 20,0 6,3
Сумма поворотных частей 22,3
Суммарные параметры крана УК 23,9
Номинальный груз Q 10,0 1,4 | 2,1 | 19,6 41,0
Примечания.
1, Размеры b, h определены соответственно вдоль осей Z, К
2, Расчетное давление ветра для рабочего состояния крана принято qp = 0,125 кПа;
3* Коэффициенты учитывающие высоту h элементов над уровнем земли, принимают:
при h = 0.. ДО м — ке = 1,0; при й = 10...20 м — ке = 1,25; при h = 20...40 м — ?се=1,55; для проме-
жуточных значений высот кв определен линейной интерполяцией.
4. Аэродинамический коэффициент Са для автомобильных кранов с телескопической стрелой принят
Сд=1Д
5. Опорная рама и опорно-поворотное устройство находятся в тени ветровой площади базового авто-
мобиля. b, h - неповоротных частей крана соответствуют габаритным размерам базового автомоби-
ля. Контргруз, лебедка грузовая, механизм поворота находятся в тени ветровой площади поворотной
платформы и вписываются в размеры I, bt h поворотной платформы. Гидроцилиндр со штоком для
наклона стрелы находятся в тени ветровой площади ее корневой секции. При определении фронталь-
ной ветровой нагрузки элементы, находящиеся в тени элементов большей ветровой площади, ветро-
вую нагрузку не воспринимают и в расчетах устойчивости от опрокидывания она не учитывается.
27
Боковая ветровая рабочая нагрузка автокрана
Таблица 3.4
Позиция на рис. 3.4 Наименование узлов автокрана Длина узла Высота узла Л,м Боковая площадь S& = Hi, м2 Коэфф. ВЫСОТЫ /Q Сила давления ветра =0,125*S& ke Са, кН Координата Y центра тяжести узла, м Опрокидывающий момент ветра Мбб = Fe6y, кНм Радиус вращения центра тяжести узла ± г Момент сопротивления ветра повороту М =Fb6’(± г), Шм
1 Шасси автомобиля 7,7 3,0 23,1 1,0 3,47 0,87 3,02
2 Опорная рама 5,4 0,45 2,43 1,0 0,36 1,27 0,46
3 ОПУ 1,6 0,12 0,19 1,0 0,03 1,57 0,05
УН Неповоротных частей 3,53
4 Поворотная платформа 3,5 1,4 4,9 1,0 0,73 2,26 1,65 -0,8 -0,58
5 Контргруз 1,0 0,4 0,4 1,0 0,006 2,26 0,013 -2,2 -0,01
6 Лебедка грузовая 1,0 0,6 0,6 1,0 0,09 2,72 1,25 -2,3 -0,21
7 Механизм поворота 0,6 0,9 0,54 1,0 0,08 2,01 0,16 -0,45 -0,04
8 Корпус гидроцилиндра 0,25 2,5 0,63 1,0 0,95 3,25 3,09 0,35 0,33
9 Шток гидроцилиндра 0,15 2,1 0,32 1,0 0,05 5,71 0,28 0,17 0,01
10 Кабина управления 1,2 1,5 1,8 1,0 0,27 2,40 0,65 0,20 0,05
11 Грузовой полиспаст 0,5 1,5 0,75 1,4 0,16 22,3 3,57 4,5 0,72
12-1 Корневая секция 0,55 8,0 4,4 1,0 0,66 6,67 4,40 -0,25 -0,16
12-2 Выдвижная секция 0,48 7,0 3,36 1,3 0,65 14,0 9,10 1,7 1,11
12-3 Выдвижная секция 0,41 6,0 2,46 1,4 0,52 20,0 10,4 3,4 1,77
£В поворотных частей У,К параметров крана 34,6 38,1 2,99
Номинальный груз Q 10 1,4 2,1 19,6 4L2 4,5 9,45
Примечания.
1. Размеры I, h определены соответственно вдоль осей X У.
2. Коэффициенты кв см. примечания к табл. 33.
3. Аэродинамический коэффициент Са для автомобильных вранов принят Са = 1,2.
4. Боковая ветровая нагрузка определена при расположении стрелы крана вдоль оси X.
Момент ветра, нагружающий ОПУ
Таблица 3.5
№ поз. на рис. 3.4 Сила дав- ления ветра из табл. 3.3 Высота ЦТ узла над центром ОПУ X м Момент ветра на ОПУ — F кН* м № поз. на рис. 3.4 Сила давле- ния ветра из табл, 3,3 Высота ЦТ узла над центром ОПУ /1й, м Момент вет- ра на ОПУ Ь^во — Fяр кН'м
4 0,42 0,69 0,29 10 0,225 0,83 0,187
5 0,336 0,69 0,232 11 0,026 20,73 0,54
6 0,135 1,15 0,155 12-1 0,48 5,1 2,45
7 0,081 0,44 0,0356 12-2 0,47 12,43 5,98
8 0,095 1,68 0,16 12-3 0,315 18,43 5,8
9 0,05 4,14 0,207 кНм 16,03
28
Таблица 3.6
Таблица определения динамических нагрузок на автокран
Позиция на рис* 3*4 Наименование узлов автокрана Координата У центра тяжести узла, м Расстояние от оси вращения до центра тяжести узла rt м Масса узла т,кг Опрокидывающий момент центробежных сил, Мц = ±г) У, кНм Момент инерции узла J = тч^кг Момент силы инерции при пус- ке механизма вращения крана Мил = Л J/9,55
1 Шасси автомобиля ---- ----- ----- ------- ------ -----
2 Опорная рама ---- ----- ----- ------- ------ -----
3 ОПУ ---- ----- ----- ------- ------ -----
УН неповоротных частей ---—- ——————— ------ —————
4 Поворотная платформа 2,26 -0,8 2300 -45,7 1470 51
5 Контргруз 2,26 -2,2 1900 -104 9200 321
6 Лебедка грузовая 2,72 -2,3 800 -55 4230 147,6
7 Механизм поворота 2,01 -0,45 390 -3,9 79 2,75
8 Корпус гидроцилиндра 3,25 0,35 490 6,13 60 2,1
9 Шток гидроцилиндра 5,71 0,17 160 1,7 4,62 0,16
10 Кабина управления 2,40 0,20 450 2,4 18 0,63
11 Грузовой полиспаст 22,3 4,5 380 386 7700 269
12-1 Секция стрелы 1 6,67 -0,25 960 -17,6 60 2,1
12-2 Секция стрелы 2 14,0 1,7 768 201 2220 77,5
12-3 Секция стрелы 3 20,0 3,4 672 503 7770 271
поворотных частей 9270 874 22800 1145
£К параметров крана
Параметры номинального груза 19,6 4,5 20000 19400 405000 14136
Примечания.
1. Угловая скорость крана определена для заданной частоты вращения крана п, об/мин*
<у = яп/30, с1 = 3,14-1/30 = 0,105 с1.
2* Расстояние от оси вращения крана до центра тяжести узла принято ”+г” для узлов, у кото-
рых центр тяжести находится по одну сторону со стрелой от оси вращения крана; для ос-
тальных узлов, расположенных противоположно стреле, принято "-г"*
3. Время разгона механизма поворота для автомобильных кранов грузоподъемностью
5 - 50 т принимают в зависимости от грузоподъемности соответственно tp— 1 -г 5 с*
29
3.6. Проверка устойчивости крана от опрокидывания
Устойчивость крана от опрокидывания гарантируется при выполнении не-
равенства, определяемого формулой
ку = то’Му/к-Мно >1,
где то- коэффициент условий работы;
Му - удерживающий момент относительно ребра опрокидывания;
к - коэффициент перегрузки от случайных нагрузок;
Мно - опрокидывающий момент нормативных нагрузок относительно
того же ребра опрокидывания.
3.6.1. Проверка устойчивости при статических испытаниях выполне-
на при следующих условиях: кран поднял и удерживает груз, на 25 % превы-
шающий номинальную грузоподъемность без воздействия дополнительных на-
грузок. Коэффициент условий работы
то= mi • m2 =1-0,948 = 0,948,
где mi - коэффициент вовлечения веса крана в создание удерживающего мо-
мента. При работе крана на выносных опорах mi=l;
m2 - коэффициент однородности, учитывающий отклонение масс отдель-
ных частей крана от их номинального значения.
т2= (0,95ХМ*- 1,05X1^*)/(ХМ*-ХМ**) = (0,95-726-1,05)/(726-15,1)=0,948.
ХМ* = 726 кН-м - сумма моментов веса частей крана относительно ребра
опрокидывания, совпадающие по направлению с удерживающим моментом
(см, табл. 3.7).
ZA/** = 14,4 кН-м - сумма моментов веса частей крана относительно ребра
опрокидывания, совпадающие по направлению с опрокидывающим моментом
(см. табл. 3.7).
Му = GKp-(X4mK+ Б/2) = 199,2(1,29 + 5,2/2) = 775 кН-м.
o=MmK^(l,25G^+0,25GmH)b=(l,.25-245,2+0,25-24-6-11,8)-2,1=645 кН-м.
Коэффициент устойчивости при статических испытаниях
кус =0,948-775/1-645 = 1,14.
30
3.6.2. Проверка устойчивости при динамических испытаниях выполне-
на при следующих условиях: кран поднимает и совершает все возможные дви-
жения с грузом, на 10 % превышающим номинальную грузоподъемность при
воздействии дополнительных нагрузок. Коэффициент условий работы будет
иметь прежнее значение: то = 0,948.
Таблица 3.7
Моменты сил тяжести частей крана относительно ребра опрокидывания
Позиция на схеме к рис* 2*1 Наименование узлов автокрана Сила тяжести узла Gb кН Расстояние от ЦТ узла до ребра опро- кидывания е, м Момент сил тяже- сти до ребра опро- кидывания М = Gee, кНм
1 Шасси автомобиля * 79 4,93 389
2 Опорная рама* 25,5 2,70 68,9
3 Опорно-поворотный круг* 3,82 2,40 9,17
4 Поворотная платформа* 22,56 3,20 72,2
5 Контргруз * 18,64 4,62 86,1
6 Лебедка грузовая* 7,84 4,73 37,1
7 Механизм поворота* 3,82 2,85 10,9
8 Корпус гидроцилиндра* 4,8 2,05 9,84
9 Шток гидроцилиндра* 1,57 2,2 3,45
10 Кабина управления* 4,41 2,2 9,7
11 Грузовой полиспаст** 3,73 2,1 7,83
12-1 Корневая секция стрелы* 9,42 2,65 25
12-2 Выдвижная секция* 7,53 0,63 4,74
12-3 Выдвижная секция** 6,59 1,0 6,59
Сумма моментов веса частей крана относительно ребра опрокидыва- ния, совпадающие по направлению с удерживающим моментом 726
Сумма моментов веса частей крана относительно ребра опрокидыва- ния, совпадающие по направлению с опрокидывающим моментом 2М**= 14,4
Удерживающий момент также принимаем прежним Му = 775 кН-м.
Опрокидывающий момент при динамических испытаниях определяем по
формуле
Мно = Моид = Миг+Мт +Мие = 566 +191+29,8 =787 кН-м
Нормативный опрокидывающий момент груза при динамических испыта-
ниях
-b = 1,1'245,2-2,1 = 566кН-м.
31
Момент от нормативных динамических нагрузок при подъеме стрелы и
груза
=у/2Ао(Ег+Ес) =^2 5,7 • 103 • (2,84 + 0,08) = 191 кН-м
Потенциальная энергия системы "кран - груз"
7lD=EBG-y4we+G^= 90,91-3,25+1,1-245,2-22= 6230= 6,23-103 кДж.
Кинетическая энергия груза при совмещении операций подъема стрелы и
груза
Е,.р = 0,5{[Vzp2+(a)clc)2](l>lQ+mii) =
=0,5{[0,12 +(0,02-22)2](1,1-25+0,38) = 2,84, кДж.
Угловая скорость крюковой обоймы при изменении угла наклона стрелы от
горизонтального до 75° за заданное время полного изменения вылета
а>с =2n-fi/360-tBWl = 2-3,14-75/360-60 = 0,02 с1.
Кинетическая энергия стрелы
Ес = 0,5 Jc-a>2 = 0,5-387-103 - 0,022 = 77,4 я 0,08 кДж.
Момент инерции стрелы относительно опорного шарнира, как стержня с
равномерно распределенной массой,
Л= (ms.1+ms.2+ms.3)l2/3 = (960+768+672)-222/3 = 387-103,кг-м2 .
Момент от динамической нагрузки при вращении крана
2
Q'hzpL^p 6гВрХцтвУ—
= (1,1-25-22-4,5 - 9,27-0,29-5,94)0,1052=29,8 кН-м
Угловая скорость крана (>jK!,= яп/30 = 3,14-1/30 = 0,105, с1.
Коэффициент устойчивости при динамических испытаниях
ку = то-Му/к-Мн0=0,948-775/1-787 = 0,934 < 1.
Как видно, устойчивость крана при динамических испытаниях недостаточ-
на. Необходимую устойчивость можно обеспечить увеличением опорного кон-
тура до 5,6x5,6 м, В этом случае удерживающий момент будет равен
Му = Скр-(Хцтк+ Б/2) = 199,2(1,29 + 5,6/2) = 815 кН-м.
32
Опрокидывающий момент
лЛ« = M^+Mun +Мив = 1,1-245,2'1,7 +183+29,8= 671 кН-м,
а коэффициент устойчивости будет
ку = то-Му/к-Мно = 0,948'815/1’671 =1,15 >1
3.6.3. Проверка устойчивости при номинальных нагрузках (рабочей ус-
тойчивости) выполнена, как и в предыдущих случаях, по формуле
Кур = т0'Му/к-М11ог > 1.
Коэффициент то и Му удерживающий момент определены в предыдущих
расчетах: т0= 0,948; Му= 815 кН. Коэффициент перегрузки к при проверке ра-
бочей устойчивости учитывает влияние случайных составляющих нагрузок
к =1+kj к2 =1+5-0.0706 =1,35
к/ = 5 - коэффициент надежности при выполнении работ, не оговоренных
особыми условиями.
к2 = v И---коэффициент изменчивости нагрузки.
Мо
XMst= Mszp2 + MSfSK2+ MSB2+ Mj + MSB2 - среднеквадратичные отклонения
случайных составляющих нагрузок,
где Msgp= Ко, Мф = ксг 0,04’245,2'1,7 =16,7 кН-м - момент от средне-
квадратичного отклонения случайной составляющей веса груза;
MSBK =1,25 ксвк Мекн =1,25 ’0,12’18,6 = 2,78 кНм - момент от среднеквадратич-
ного случайной ветровой нагрузки на кран;
Л/\к, = 0,1 МеИ - 0,1-41 =4,1 кН-м - момент от среднеквадратичного случайной
ветровой нагрузки на груз;
Мвпг = кдп ’ Мгрн= 0,015'417 = 6,25 кНм - момент от среднеквадратичного откло-
нения динамической нагрузки при работе механизма подъема,
где Кдп - коэффициент динамичности.
33
К = I *^1ф ~ У ЦТК + Кр к v -к =
8 у + 4 + У^]+ Q Р ” У
^5 I 199,2-3,25 + 245,2Л9 ^.од. 0,45^,015
9,81 V 20.31К 1.29 + 2,8) + 3,252]+ 25 • 1,72
кр - коэффициент режима включений, численно равен индексу режима работы;
ку = 0,45 - коэффициент управления для автокранов с гидроприводом.
MSBp= 0,006 G^-hp = 0,006-245,2’19 =28 кН-м - момент от среднеквадратичного
отклонения динамических нагрузок при повороте крана.
_ 7ZX _ д/16,72 + 2,782 + 4,12 + 6,252 + 282 _ _ ___
АГг? — г, — — UkU / Uo
2 М“ 476
Опрокидывающий момент при определении грузовой (рабочей) устойчи-
вости определяем по формуле
Ми!1г = М^+Мвк +МК = 245,2’1,7 + 18,6 +41 = 476, кН-м.
Коэффициент грузовой устойчивости
Кур = 0,948’815/1,35’476 = 1,2 > 1,15
3.7. Построение грузовысотной характеристики крана
Предварительно вычисляем расстояние от шарнира стрелы до ее центра
тяжести в соответствии с рис. 3.1:
секции стрелы сложены (втянуты)
1Цтсс=(Гшс+0,5hS-i+0,1 +хцтс)/со$75°=[1 ,1+0,5-0,5+0,1+(-0,26)]/0,259=4,59м;
секции стрелы выдвинуты
1цтсв=(гшс+0,5й8-1+0,1+хцтс)/сох75°=[1,1+0,5-0,5+0,1+1,35/70,259 = 10,35 м.
Удерживающий момент неповоротных частей крана относительно ребра
опрокидывания
Мур = EHG’(X4mH+d) = 108,3(2,13+2,8) = 533,92 кН-м.
Удерживающий момент от поворотных частей крана без стрелы
Мув = ZB G(X4mB+d) = 60,33(1,17 +2,8) = 239,5 кН-м.
34
Удерживающий момент от стрелы при втянутых секциях
Мусс— (Gs-l+Gs^+Gs-sX^utc+d 1цтсс COSfl) —
=(9,42+7,53+6,59)(1,1+2,8 - 4,595 cosfi) = 23,54(3,9 -4,595cosfi).
Удерживающий момент от стрелы при выдвинутых секциях
Мусе= (G8.i+Gs.2+G8.3)(rUK+d-l4mcB cos[3) =23,54(3,9 -10,35cosf3)
Хцтн
Рис* 3*1* Схема крана для построения грузовысотной характеристики
Опрокидывающий момент от груза и грузового полиспаста
Мо = (G^+G^la, cos fl -гж - d) ^G^+G^ cos fl -3,9)
35
Грузовысотная характеристика крана построена в координатах " вылет -
высота и масса поднимаемого груза" в соответствии с расчетной схемой на
рис. 3.1. Расчетные значения точек графической грузовысотной характеристики
при увеличении угла наклона стрелы через каждые 10 ° приведены в табл. 3.8. и
3.9. Графическое отображение грузовысотных характеристик крана с втянутой
и выдвинутой стрелами показано на рис. 3.2.
Таблица 3.8.
Табличная грузовысотная характеристика со втянутой стрелой
Параметры Угол наклона стрелы B° и cos В
0 10 20 30 40 50 60 70 75
1 0,98 0,94 0,87 0,77 0,643 0,5 0,342 0,259
Вылет крюка l^cos fl - гшс= 8,6-cos fl -1,1, м 7,5 7,37 6,98 6,35 5,49 4,26 3,2 1,84 1,12
Высота крюка h = й^+4 sin fl = = 2,925 + 8,6 sinflTM 2,92 4,42 5,86 7,22 8,45 9.51 10,4 11,0 11,2
Масса удерживаемого груза m=(Mpi+MyB+MycB)/l,4g(lCB cos Р-Гщс-d) = 533,92+239,5+23,54(3,9-4,595cos fi) 1,49,81(8,6 cos /?-3,9) 11,7 12 13,3 15,8 21,2
Таблица 3.9.
Табличная грузовысотная характеристика с выдвинутой стрелой
Параметры Угол наклона стрелы В° и cos В
0 10 20 30 40 50 60 70 75
1 0,98 0,94 0,87 0,77 0,643 0,5 0,342 0,259
Вылет крюка L^= Ic cos р - гшс= 20‘cos р -1,1, м 18,9 18,5 17,7 16,3 14,3 11,76 10 5,74 4,08
Высота крюка h = Лшс+(с sin р = = 2,925 + 20 sin р, м 2,92 6,4 9,76 12,9 15,8 18,3 20,3 21,7 22,2
Масса удерживаемого груза m=(MyH+MyB+MycB)/l,4g(l(;B cos Р-Гшс-d) = _533,92+239,5+23,54(3,9-10,35cos/?) 1,4-9,8 l'(20cos/?-3,9) >m 2,8 2,9 зд 3,5 4,3 7,7 8,9 19,4
36
Рис» 3*2» Графические грузовысотные характеристики крана со втянутой (1,2) и выдвинутой
(3,4) стрелой: 1,3- грузовые характеристики; 2,4 - высотные характеристики
4. Расчет механизма поворота
4.1. Исходные условия для расчета механизма поворота.
1. Для расчета механизма поворота используем расчетную схему крана,
изображенную на чертеже общего вида формата А1, полученную в результате
общего расчета крана.
2. Кинематическую схему механизма поворота принимаем по рис. 4.1.
3. Максимальная грузоподъемность крана на минимальном вылете
Ьмин = 4,28м согласно грузовой характеристике составляет Q = 25 т.
4. Частота вращения крана согласно заданию п = 1 об/мин.
5. Силу тяжести поворотной части принимаем из табл. 3.1. EGB= 90,91 кН.
6. Расстояние от оси вращения крана до центра тяжести его поворотной
части хцтв - - 0,29 м (табл.3.2),
7. Диаметр выбранного роликового опорно-поворотного устройства № 6 по
осям тел качения Diony = 1,443 м; диаметр делительной окружности зубчатого
венца е^к= 1218 мм; число зубьев на венце zK = 88; модуль зубьев т =14 ; ши-
рина зубьев колеса ЬК = 90 мм.
8. Момент сопротивления ветра повороту Мсвп = 2, 99 кН-m (табл. 3.5).
9. Момент ветра груза на ОПУ Мвг0 = 37,86 кН-м.
10. Предельно допустимый уклон опорной рамы крана fl <3°.
11. Группу режима работы механизма поворота принимаем такую же, как
и для всего крана.
37
4.2. Определение сопротивлений повороту крана
Активными силами сопротивления повороту являются силы трения в
опорно-поворотном устройстве, сила давления ветра на боковую площадь кра-
на, составляющая сил тяжести поворотной части при угле уклона поворотной
платформы 0 < 3°.
Момент сил трения в опорно-поворотном устройстве определяем в зави-
симости от отношения Моп}/ Fg От1»
Суммарная вертикальная нагрузка на ОПУ
Fg(lliy = XGB +gQ = 90,91+ 9,81-25 = 336,16кН.
Момент от нормативных составляющих нагрузок, действующих на ОПУ
относительно оси, проходящей через центр ОПУ нормально к плоскости подве-
са стрелы в соответствии с рис. 3.4
МОПу— Q-g-L + ХМВО + Мв гр - G^‘XymB—
= 25-9,81-4,28 + 16,03 + 37,86 - 90,9-0,29 = 1074 кН-м.
Значения ХМе<) принимаем из табл. 3.5
Отношение Моп:/ Fgony.= 1074/336,16 = 3,195 > D0ny/4 = 1,443/4 = 0,36, по-
этому момент сил трения в ОПУ определяем по формуле
М =0,5а©1Л1 —
cosy
= 0,5-0,012-1,443^^
сш45
4М
1+0,5(1,3 - ЗЛО’4/; w) ( д
g any
Л 4-1130
1 + 0,5(1,3 - 3 • 10’4 • 336,16) • ( -----1) = 24,7л77 jw
336,16-1,443
-1) =
Сопротивление вращению от давления ветра в табл. 3.4 представлены мо-
ментами сопротивления ветра, действующими на боковую поворотную часть
крана SB - Мвбк = 2,99 кН-м и на груз Q - Mb6q = 9,45 кН-м.
Максимальное сопротивление вращению, вызванное возможным наклоном
поворотной платформы к горизонту на допустимый угол 0 = 3°, определяем по
формуле
Вумаке — (Q + EGe-sinp-Xlime —
= (25+0,38)-9,81-sin3°-4,28 + 90,91-sin3°-(- 0,29) « 52 кН-м.
Момент от сил инерции при пуске и торможении механизма поворота
„ +Л,) 1 • (458000 + 779,6)
м =------------ -
9,55гу
~\2кН-м,
9,55 • 4
38
Момент инерции груза J,f! как точечной массы
J = Q-103 -I2 = 25-103-4,282 ~ 458000 кг-м2.
Момент инерции поворотной платформы относительно оси вращения
Jn4 = Хтпч-103 -Хцтв 2 = 9,27-1()3-(-(),292) = 779,6 кг-м2.
Максимальный момент сопротивления вращению крана при расчете эле-
ментов механизма поворота на прочность
Мтопу + MBgK+MBgQ+My+Mun—24,7+2,99+9,45+52+12—101,14 кН-м.
Реальная (среднеквадратичная) мощность, необходимая для поворота кра-
на с грузом
1ЛЛ. O?!J. + 0>7 ) + 9,7 Му
9,557.n
[24,7 + 0,7(2,99 + 9,45) + 0,7 • 52] • 1
9,55 • 0,95
= 7,7кВт
4.3. Выбор двигателя механизма поворота
Приняв рабочее давление в гидросистеме крана р = 20 МПа, принимаем
решение применить для привода механизма поворота крана аксиально-
поршневой реверсируемый гидродвигатель. По табл. П.13.2 - П.13.3 останавли-
ваемся на гидродвигателях типа 310.2. При номинальном числе оборотов вала
двигателя 1800 об/мин крутящий момент на его валу должен быть
Мдвп = 9,55N/ndB = 9,55-7,7/1800 = 0,0409 кН-м ~ 41 Н-м.
Требуемый номинальный рабочий объем q гидродвигателя определяем по
формуле
q =2тс-Мдвп/Лр-^=2-3,14-0,041-103/17-l(f-0,9 ~ 17см3.
Номинальная подача должна быть при объемном кпд гидродвигателя
Лоб = 0,9
Q = д'10'3*пда/т]об = 17-10'3-1800/0,9 « 33,6 л/мин.
Выбираем типоразмер гидродвигателя 310.2.28.00 с номинальными пара-
метрами:
подача Q, л/мин - 51;
крутящий момент М, Н-м - 84;
39
рабочий объем этого двигателя q = 28 см3 .
Число оборотов вала двигателя с таким рабочим объемом будет составлять
при подаче 33,6 л/мин
пде = Q-tj/q-lO'3 = 33,6-0,9/28-10'3 = 1080 об/мин.
Общее передаточное число механизма поворота будет
iw = пдв/пкр =1080/1= 1080
Назначаем число зубьев ведущей шестерни механизма поворота zlu =19.
Тогда передаточное число открытой зубчатой передачи при принятом опорно-
поворотном устройстве механизма поворота будет
ion = zK/zlu = 88/19-4,63
Необходимое передаточное число редуктора механизма поворота
ipn = i^ion = 1080/4,63 = 233,3
4.4. Кинематический расчет редуктора механизма поворота
Большому передаточному числу механизма поворота отвечает применение
многоступенчатого планетарного редуктора.
Рис. 4.1. Кинематическая
схема редуктора механизма
Принятая схема редуктора (рис. 4.1) представляет
собой трехступенчатый редуктор, состоящий из про-
стой цилиндрической передачи первой ступени zi-z2
и двух планетарных ступеней Z3-Z4-Z5-H2 и Z6-Z7-Z8-H3,
где Н2 и Нз обозначены соответственно водила вто-
рой и третьей ступеней. Назначаем передаточное
число первой ступени редуктора ii = 2 и количество
зубьев шестерни zi из условия неподрезания ножки
зуба шестерни zi = 20. Тогда Z2 = ii ' Zi = 2’20 = 40.
Передаточное число второй ступени редуктора при-
нимаем i2=10.
Тогда передаточное число третьей ступени будет
поворота
1з = ipn/irh = 233,3/2-10 = 11,66.
40
Принимаем число зубьев шестерни zj = 24 и число сателлитов Z2=3. Число
зубьев неподвижного колеса zs находим из кинематического условия планетар-
ной передачи
z5 = Z3(i2H2-1)=24(10 — 1)=216
Разность чисел z5 - z3 должна быть четным числом.
Z5-Z3 = 216 - 24 = 192 - число четное.
Число зубьев сателлитов z4 находим из условия соосности передачи
Z4 = (Z5-Z3V2 = (216-24)72 = 96
Условие соседства сателлитов
Sin(180°7Z2) > (Z4 +2)7( zs + zi); Sin(180°73) > (96+2)7(24+96);
0,866 > 0,816 - условие выполнено.
По условиям сборки планетарной передачи выражение (z3+zs)TZ2 должно
быть целом числом. (24+216)73 = 80- условие сборки выполнено.
Третья ступень редуктора по кинематике аналогична второй его ступени.
Принимаем ze = 38 и число сателлитов Z3 = 3. Число зубьев неподвижного ко-
леса z8 определяем из выражения
zs = Z6 (i6H2 -3)=18(31,66 -3)= 191,88
Разность чисел z8-zg должна быть четным числом. Принимаем zg= 192.
Z8-Z6 = 192 -18 = 174 - число четное.
Число зубьев сателлитов находим из условия соосности передачи
z7 = (Z8-Z6y2 = (192 -18)72 = 87
Условие соседства сателлитов
Sin(180°/Z3) > (z7 +2)7( z6 + z7); Sin(180°73) > (87+2)7(18+87);
0,866 > 0,8476 - условие выполнено.
По условиям сборки планетарной передачи выражение (z6+Z8)7Z2 должно
быть целым числом. (18+192)73 = 70- условие сборки выполнено.
41
4.5. Силовой расчет второй ступени редуктора
Вторая ступень редуктора поворота принята планетарной с передаточным
числом i2 = 10. При среднем угле поворота крана ср = 180° за один цикл время
работы механизма поворота составит
U = 2(ф°/6пкр+ 6) =2(180/6 -1+6)=72 с.
Общий срок службы механизма поворота будет
то= и -Ст/3600 =72 -121680/3600 =2433 час.
Слабым звеном планетарной передачи считаются сателлиты. Расчет на
прочность ведем для сателлита Z4 по следующим исходным данным:
частота вращения центральной шестерни пз = n^/ii - 1080/2= 540 мин1
номинальная мощность на шестерне N3 - Nnoe-t]i =7,7-0,97 = 7,47 кВт.
материал зубчатых колес принимаем сталь 40Х с термообработкой на
улучшение: предел прочности ов=790 МПа; предел текучести о,— 640 МПа;
твердость зубьев 235...265НВ. Предел контактной выносливости он um= 567
МПа [3] табл.3.1, 3.2.
Допускаемые контактные напряжения
[он] = oHiim ZNZRZJSlt = 567-1,22-1-1,05/1,1= 660 МПа,
где ZN = = ^/12-107/3,65 -107 =1,22 - коэффициент долговечности.
Частота вращения сателлита
П4 = (пз - П3/12 )гз/14=540-24/96 =125 мин1.
Число циклов перемены напряжений для сателлита
С4= 60 -2 п4 То = 60 -2 -125 -2433 = 3,65 -107.
ZR =1- коэффициент учета шероховатости поверхностей контакта;
Zv =1,05 - коэффициент учета окружной скорости, [3], стр.30.
SH = 1,1 - коэффициент запаса (термообработка - улучшение).
Допускаемые напряжения изгиба
[of] = oFlim- Y^Yr-Y^/Sh = 500-1-1-0,65/1,7= 191 МПа,
где он1пп = 1,75 НВ = 500 МПа - предел выносливости [3], табл. 3.4;
Yn =1 - коэффициент долговечности, [3], табл. 3.3;
42
Уд=1 - коэффициент учета шероховатости поверхности контакта;
Ya = 0,65 - коэффициент учета реверсивности [3], стр. 35.
SN = 1,7 - коэффициент запаса по напряжениям изгиба [3], стр. 35.
Определяем ориентировочное межосевое расстояние шестерни Z3 и сател-
лита Z4 по формуле
а^=к(1+^М^'к” =8(1+—х/^2,15'24 4,15 = 93,24мм,
у z4 • Z2 24 V 96 -3
где к = 8 - учитывает поверхностную твердость зубьев при < 35ОНВ;
М3 = 3ON3 К^/лпз = 30-7,47-103 /3,14-540 =132,15 Н-м - крутящий момент
на шестерне;
kv = 1,15 - коэффициент неравномерности нагрузки по длине контактной
линии.
Ориентировочная окружная скорость сателлита будет
=------------= 2 -3,14 -93,24 135 =
4 6-10 (l + z3/z4) 6-104(1 + 96/24)
При такой окружной скорости сателлита колеса можно изготовлять по 9-й
степени точности. Степень точности изготовления колес влияет на неравномер-
ность распределения нагрузки между сателлитами и зубьями сателлитов, на ди-
намику нагружения зубьев. Принимаем предварительную величину межосевого
расстояния увеличить в 1,3 раза по сравнению с ориентировочной
а34 =1,3-а34 =1,3-93,24 ~121 мм.
Ширина сателлита Ь4 = у а 34 = 0,32-121 « 40 мм.
Предварительный размер делительного диаметра шестерни
dd3=2 а34/(1+ Z4/Z3 )=2 -124/(1+96/24) = 49,6 мм.
Предварительное значение модуля передачи
т ~<1дз/£з = 49,6/24 = 2,06мм.
Принимаем стандартную величину модуля т = 2 мм.
Окончательная величина межцентрового расстояния Z3 - Z4
аз4= m(z3 + Z4 )/2 = 2(24+96)72 =120 мм.
43
Ширина центральной шестерни Ь3= 1,1 Ь4 = 1,1 -40 = 44 мм.
Ширину колеса zs принимаем равной ширине центральной шестерни
Ь5= 44 мм.
Делительные диаметры зубчатых колес второй ступени редуктора
dd3= т- z3= 2 -24 = 48 мм;
dr)4= т • Z4 = 2 • 96 = 192 мм;
dd5= т- zs= 2 -216 = 432 мм.
Выбор наружного размера корпуса для размещения планетарной ступени
определяем исходя из диаметра впадин колеса zs.
ds5= dds+2,5 т = 432+2,5 -2 = 437 мм.
Наружный диаметр заготовки для нарезания зубьев колеса
dK5= dgs+12 т — 437+12 '2 ~ 460 мм.
Принимаем толщину стенки корпуса редуктора, выполненного из стально-
го литья, 8 = 12 мм. Наружный диаметр корпуса редуктора планетарной ступе-
ни будет
Z) = dd3 +25 — 460 +2'12 ~ 485 мм.
Проверочный расчет второй ступени
Проверка зубьев по контактным и изгибным напряжениям осуществляем
для менее прочного колеса - сателлита.
9600 11,16 Af<fcw(l + z4/z3)3 _9600 11,16 • 132,15 • 1,15 • (1 +96/24) ’ = 542 |fl7
\ 3-b^zJz, 120 V 3-40-96/24 а
Недогрузка зубьев по контактным напряжениям
До = ([он]- Од)/[он] = [(660 - 542)/660] 400 % « 18%.
Окружная сила, действующая в зацеплении шестерни z3 и сателлита z4
F34 = 2000 M3/Z2’ dd3 = 2000’1,15-132,15/3’48 = 2111 Н.
Расчетные напряжения изгиба в зубьях сателлита
= Г 'з,5911 = 132 МНа< [ст] =191 МПа
ЬАт р 40-2
44
4.6. Силовой расчет третьей ступени редуктора
Третья ступень редуктора поворота принята планетарной с передаточным
числом i3 = 11,66. Расчет на прочность ведем для сателлита z7 по следующим
исходным данным:
частота вращения центральной шестерни = пз/iz = 540/10= 54 мин1
номинальная мощность на шестерне Ne = N3-t}2=7,47-0,95 = 7,1 кВт.
материал зубчатых колес, как и у второй ступени, принимаем сталь 40Х с
термообработкой на улучшение: предел прочности ав=790 МПа; предел текуче-
сти ат= 640 МПа; твердость зубьев 235...265НВ. Предел контактной выносли-
вости aHiim= 567 МПа (табл. П.8.2).
Допускаемые контактные напряжения
[о"н] = он1ш1 Zjs[ ZR Zv /Sh = 567’1,85’1’1,05/1,1=1000 МПа,
где Zn = =^121O7/2,981O6 = 1,85 - коэффициент долговечности.
Частота вращения сателлита
«7= (пв-Пб/1з )ze / z7=(54-54/11,66)-18/87 = 10,21 мин1.
Число циклов перемены напряжений для сателлита
С7= 60 -2 п7 То = 60 -2 -10,21 -2433 = 2,98 -106.
Определяем ориентировочное межосевое расстояние шестерни ze и сател-
лита z7 по формуле
+ =8(1 + ^)зПИ6‘18'1>15 =216,34 мм,
67 z6 V z7’Z? 18 V 87-3
где к = 8 - учитывает поверхностную твердость зубьев при < 350НВ;
Мб = 30N 103/яПб = 30-7,1-103 /3,14-54 = 1256 Н-м - крутящий момент на
шестерне;
kw = 1,15 - коэффициент неравномерности нагрузки по длине контактной
линии.
Ориентировочная окружная скорость сателлита будет
=----2ж1Л-----= 2-3,14-216,34-11,17 =
4 6-10 (l+z7/ze) 6-104(1+87/18)
При такой окружной скорости сателлита колеса можно изготовлять по 9-й
степени точности. Степень точности изготовления колес влияет на неравномер-
45
ность распределения нагрузки между сателлитами и зубьями сателлитов, на ди-
намику нагружения зубьев. Принимаем предварительную величину межосевого
расстояния несколько увеличить по сравнению с ориентировочной
-1,1‘ 1-216,34 ~240 мм.
Ширина сателлита Ь7 = у/- ав7~ 0,3-240 = 70 мм.
Предварительный размер делительного диаметра шестерни
4и=2 а67/(1 + z7/z6 )=2 -240/(1+87/18) = 82,29 мм.
Определяем предварительную величину модуля передачи третьей ступени
редуктора
~ dr>(/z6 = 82,29/18 = 4,57 мм.
Принимаем стандартную величину модуля первого ряда тз = 4 мм.
Окончательная величина межцентрового расстояния зубчатых колес ze-Z7
«67= m/(z6 + Z7 УЗ = 4(18+87)/2 = 210 мм.
Ширина центральной шестерни Ь6~ 1,1 Ъ7~ 1,1 -70 =77 мм.
Ширину шестерни ze и колеса zs принимаем равными Ьв= Ь$= 75 мм.
Делительные диаметры зубчатых колес второй ступени редуктора
dr)6= т3- ze = 4 -18 = 72 мм;
dd7= тз- Z7 = 4 • 87 = 348 мм;
dd8= m3 • Z8= 4 -192 = 768мм.
Выбор наружного размера корпуса для размещения планетарной ступени
определяем исходя из диаметра впадин колеса zs-
dsS= dds+2,5 т = 768+2,5 -4 = 778 мм.
Наружный диаметр заготовки для нарезки зубьев колеса Zs
dK8= dBs+4 тз'2 = 778+4-4 -2 « 810 мм.
Принимаем толщину стенки корпуса редуктора, выполненного из стально-
го литья, 8 = 12 мм. Наружный диаметр корпуса редуктора планетарной ступе-
ни будет
D = dd3 +23 ~ 810 +2 -12 = 835 мм.
46
Проверочный расчет третьей ступени
Проверку зубьев по контактным и изгибным напряжениям осуществляем
для менее прочного колеса - сателлита.
„ _9600 (1,16 ^e yi+z7/ze)3 _ 9600 (1,16-1256-1,15-(1+87/18)3 А
а67 у 3-h7-z7/z6 210 V 3-70-87/18
Недогрузка зубьев по контактным напряжениям
Лан = ([ан]- ан7)/[он] = [(1000 - 827,4)71000] -100 % ~ 17,3 %,
Окружная сила, действующая в зацеплении шестерни z6 и сателлита z7
F34 = 2000 M6/Z3- dd6 = 2000-1,15-1256/3-72 = 13374 Н.
Расчетные напряжения изгиба в зубьях сателлита
а = К'' . ууу = Ш-13374 . tt=190 м। ,а < [а] = 191 МПа
«зг 1 rj р £ 'тл > 7 L J
суи3 70'4
4.7. Проверка прочности тихоходного вала редуктора поворота
Определяем диаметр начальной окружности ведущей шестерни при назна-
ченном количестве зубьев шестерни = 19 и модуле зубьев опорно-
поворотного устройства т =14
d,u = £ш т = 19 -14 = 266 мм - 0,266 м.
Ширина шестерни
Ьш = Ьк + 10 мм = 90+10 - 100 мм
Конструктивное исполнение выходного вала редуктора поворота с уста-
новленной ведущей шестерней принимаем по рис. 3.14 [5]. Проработку уста-
новки выходного вала осуществляем после предварительного определения его
диаметра из условия передачи им максимального крутящего момента
Мкре - •dUi/dOny=101,14-266/1218 = 22 кН-м
47
На вал действуют окружное FOKp и радиальное усилие Fpad от взаимодейст-
вия ведущей шестерни с колесом опорно-поворотного устройства.
FOKp = 2 Мкре/Лш = 2-22/0,266 =165,4 кН
Fpad = 2MKpe-tg20°/dlu = 2-26,5-0,364/0,266 = 72,5 кН,
С учетом действия на вал изгибающего и крутящего моментов принимаем
решение изготовить вал из прокатной стали 40Х по ГОСТ 4543 с термообра-
боткой на улучшение и пределом прочности при растяжении ив = 685 МПа;
пределом текучести <jm = 540 МПа. Допускаемые напряжения на изгиб при
симметричном нагружении [au.i] « 0,43 ат - 0,45-540 « 243 МПа; Допускаемые
напряжения при кручении [t.j ] « 0,22 ат = 0,22-540 « 119 МПа. Ориентировоч-
ный диаметр вала из расчета на кручение
22 • 103
, = 0,0974л/ = ЮОлш.
0,2 119 -10е
Проверку прочности вала с учетом долговечности выполняем после опре-
деления условий размещения опорных и передаточных элементов (рис. 3.14[5]).
Размер е2 ~ Ю мм обусловлен толщиной стенки крышки подшипника 4.. .6 мм и
необходимостью зазора между шестерней и крышкой подшипника 5...7 мм.
Размер Ьм = 2x72 = 24 мм определен толщиной уплотнительных манжет для
диаметра вала 100 мм. Для надежного уплотнения вращающегося вала ставят 2
или 3 манжеты. Подшипники предварительно выбираем по диаметру вала.
Учитывая консольное расположение ведущей шестерни привода поворота на
выходном валу редуктора и значительную радиальную нагрузку выбираем ро-
ликовый сферический подшипник с допустимой статической нагрузкой при-
близительно в 2 раза больше, чем окружное усилие в зубчатом зацеплении.
Этому условию отвечает подшипник № 3524 с допустимой статической нагруз-
кой 375 кН и размерами dxDxb - 120x215x58 мм. Второй подшипник № 3519
имеет размеры dxDxb - 90х160х 40 и допустимую статическую нагрузку 175
кН.
Размер ei ~ 100 мм принимаем конструктивно приблизительно равным или
несколько меньше диаметра вала в основном подшипнике. Расчетная схема ва-
ла показана на рис 4.2.
48
Rix
Рис. 4.2. Расчетная схема выходного вала к рис. 4.3 (на схеме вал условно расположен
горизонтально)
Длины шеек валов определяем в соответствии с рис. 4.3.
— Ьш/2+е2+Ьм+5 лш+ Ьп/2 — 100/2+10+24+5+58/2 —118 мм
а2 = Ь„/2 + е2+ Ь„/2 = 58/2+100+40/2 = 149 мм,
По полученным размерам определяем опорные реакции в подшипниковых
узлах и изгибающий момент на валу в плоскости X - Z
Rlz= FOKp-( ai + а2У а2 = 199,24(118+149)/149 = 357 кН;
R2Z= FOKp • /а2 = 199,24-118/149 = 157,8 кН;
= Ft!K,;ai =199,24-0,118 = 23,5 кН-м.
Опорные реакции и изгибающий момент в плоскости X - У
Rlx= Fpad -(ai + а2У а2 = 72,5(118+149)7149 = 129,9 кН;
R1/ Fm„ а,/а2 = 72,5-118/149 = 81,26 кН;
М»згх = Fpad-ai =72,5-0,118 = 8,55 кН-м.
Суммарная реакция в опоре 1
7fls = Jtfl* + Rll = 73572+129,92 = 380 кН ;
Суммарная реакция в опоре 2
R2^ = -Jr2^ + R% = 7157,82+81f263 = 177,5 кН;
49
Суммарный изгибающий момент в опасном сечении
Е= = д/23,52 + 8,552 = 25 кН - л*
Проверка статической прочности выходного вала редуктора
Нормальные напряжения от изгибающего момента на опоре 1
Оизг = Мнз^ / У/И.!г = 25- 1СР/0,1 -0,123 =147 МПа.
Запас прочности по нормальным напряжениям
«а = о’т/о’щг = 540/147 = 3,67.
Касательные напряжения от крутящего момента и перерезывающей силы
т = MKpe/WKp +l,33Rl?/0,785d2 =
= 22-Ю3/0,2’0,123 + 1,33’380’ l(f / 0.785’0,122 =108,7 МПа
Запас прочности по касательным напряжениям
лг = Тт/т =0,6’540/108,7 = 2,98.
Запас прочности при совместном действии нормальных и касательных на-
пряжений
Ъ = ~ = 3’67'2>98 = 2,31 >2,3.
Jn* + о2 Дб72 + 2,982
Упрощенная проверка вала на усталостную прочность заключается в про-
верке условия сопротивления усталости при действии эквивалентного момента
Мзкв = = л/252 + 222 = 33,3 кН
Эквивалентные напряжения в опасном сечении
Оэкв = М^ -103/ 0,Id3 = ЗЗЗОО-10V0,1-1203 = 193 МПа.
Коэффициент запаса
Кзап /аэкв = 243 / 193 = 1,26 .
Сборочный чертеж механизма поворота показан на рис. 4.3.
50
Рис. 4.3. Сборочный чертеж механизма поворота
5. Расчет механизмов управления стрелой
5.1. Исходные условия для расчета механизма наклона стрелы
Наклон стрелы (изменение вылета) в автомобильном кране осуществляется
перемещением штока гидравлического цилиндра. Из предыдущих расчетов ис-
пользуем следующие исходные данные:
Сила тяжести номинального груза G^ - 245,2 кН;
Усилие грузоподъемного каната Рф - 43 кН;
Центробежная сила инерции груза -1,24 кН;
Сила давления ветра на груз FK. - 41 кН;
Длина стрелы Lc - 20 м;
Сила тяжести стрелы G, - 23,57 кН;
Положение центра тяжести стрелы lgc- 10,35м;
Угол наклона стрелы к горизонту а = 75°;
Центробежная сила инерции стрелы FlfC - 35 Н;
Сила давления ветра на стрелу Fec -1,265 кН;
Давление в гидросистеме р-25 МПа;
Минимальная длина гидроцилиндра ЬЩЛ1ин=2800 мм;
Ход штока гидроцилиндра 1Ш - 2,2 м;
Время полного изменения вылета te - 60 с.
Расчетные геометрические параметры принимаем с общей схемы крана с
учетом масштаба чертежа: к = 0,4 м; m = 1,16 м; г = 1,45 м.
5.2. Определение параметров гидроцилиндра наклона стрелы
Изменение вылета путем наклона стрелы в современном автомобильном
кране осуществляется с помощью гидравлического цилиндра (жесткая подвеска
стрелы). Выбор гидроцилиндра при принятом давлении в гидросистеме рассчи-
тываем по усилию на его штоке, которое необходимо для подъема стрелы с
грузом.
Усилие штока гидроцилиндра определяем из суммы моментов сил относи-
тельно опорного шарнира стрелы в соответствии с расчетной схемой на рис. 5.1.
Gcl cos а + G,[/v costs + fccos(90 - ts)] + (F + F^l sin а + (F^ + F )fcsin(90 - a) - F.m
G.., ----------------------------------------------------------------------------------------
г
_ 23,6 10,35 0,29 + 245,2[20 0,29 + 0,4 0,966]+(0,035 +1,265)0,966 + (41+1,24)0,4 • 0,259
1,45
^=1064^
1,45
Площадь поршня при механическом кпд гидроцилиндра 0,95
Sn = Fa/p?^ = 1064*103/25'ltf-0,95 = 0,045 м2.
52
Vise-
Диаметр поршня гидроцилиндра
4 • 0,045
3,14
= 0,24 м
Расход гидравлической жидкости при изменении вылета при объемном кпд
гидроцилиндра цоц
QB = Sn lu/tB Лоц = 0,045-2,2/60-0,99 - 0,0017 м3/с - 1,7 л/с
Максимальную мощность, потребляемую насосом при подъеме стрелы
крана с учетом потерь давления в трубопроводе (Лр = 0,5 МПа) и кпд насоса
т/ ~ 0,9, определяем по формуле
N = (p+Ap)Q/q = (0,5+25)-106-0,0017/0,9 = 48 кВт
Конструкция гидроцилиндра представлена на рис. 5.3. Конструктивные
размеры элементов гидроцилиндра принимаем на основе существующих типо-
размеров гидроцилиндров (табл. П.12).
5.3. Расчет пальца крепления гидроцилиндра
Чертеж крепления штока гидроцилиндра к стреле показан на рис.5.3, (се-
чение Б - Б). Палец проверяем из условия прочности на изгиб. Расчетная схема
пальца показана на рис. 5.2.
Рис. 5.2. Расчетная схема пальца крепления гидроцилиндра
Расчетную длину а пальца определяем конструктивно. Она складывается
из толщины проушины гидроцилиндра и суммарной толщины опорных крон-
штейнов стрелы. Тол
щи
яу проушины штока принимаем по существующим ти-
повым гидроцилиндрам. Ее приблизительно можно принять равной половине
диаметра поршня гидроцилиндра. Толщина опорных проушин должна быть та-
кой, чтобы удельные давления не превышали допускаемых. Для предваритель-
54
него расчета величину а принимаем равной 240 мм. Величина момента, изги-
бающего палец
М^ -F,(a/4 = 1064'0,24/4 = 63,84кН-м.
Необходимый момент сопротивления пальца, изготовленного из стали 45Х
с термообработкой на улучшение и пределом текучести ат = 315 МПа.
W= М«/0,6 ат = 63,84-103/ 0,6-315-1(f = 0,34-10 м3.
Диаметр пальца с требуемым моментом сопротивления
, W Jo,34 103
d = 3,— =2Н-^ = 0,15 м
“ V од у од
Б-Б
а
Рис» 53* Чертеж механизма наклона стрелы
5.4. Исходные условия для расчета механизма
телескопирования стрелы
При выдвижении (телескопировании) секций стрелы, расположенной под
углом а к горизонту, учитываем следующие силы, которые обозначены на рис.
5.4, Эти силы определены ранее в результате расчета механизма подъема груза
и общего расчета крана (табл.2.1. ..2.5). Неизвестные геометрические парамет-
ры принимаем по расчетной схеме крана с учетом масштаба чертежа.
55
Рис. 5.4. Расчетная схема определения усилий телескопирования стрелы
56
Сила тяжести груза на крюке Gjp = 0,2QhOM = 45 кН;
Сила тяжести грузового полиспаста Gn= 3,73 кН;
Сила тяжести секций стрелы: G2- 7,53 kH;G3= 6,59 кН ;
Усилие грузоподъемного каната FK= 0,2 Рф = 0,2 • 43 = 8,6 кН;
Сила давления ветра на груз FBrp = 0,2 FBpQ = 0,42 кН;
Сила давления ветра на третью секцию стрелы Fb3= FBp8.3 = 0,315 кН;
Сила давления ветра на вторую секцию стрелы Fb2= FBp8.2 = 0,47 кН;
Расчетная длина секции 3 -13 = 6 м; осевые размеры сечения
ЬзхЬ3= 0,28x0,21м;
Расчетная длина секции 2 -12 = 7 м; осевые размеры сечения
h2xb2= 0,36x0,27 м;
База ползунов Бп2 =1,5 h3= 0,42 м; Бп1 =1,5 h2= 0,54 м.
Скорость выдвижения 3-ей секции стрелы Vm= 0,1 м/с.
5.5. Определение сил трения при выдвижении секций стрелы
Силы трения в ползунах секций 2 и 3 при коэффициенте трения0,1 оп-
ределяем по формуле Fmp = 2(SM2.3-f/En), где SM2.3 - сумма моментов сил, дей-
ствующих в стыке секций 2 и 3.
ЕМ2_3= 0,5Сз1зсо8а + G^/Iscosa + ksina) + 0,5 Pysina + F^/Gsina - k cosa ) -
Рфт = 0,5-6,59-6-0,259 + 45(6-0,259 + 0,4-0,966) + 0,5-0,315-6-0,966 +
+ 0,42(6-0,966-0,4-0,259) - 8,6 -0,24 = 93,7 кН-м.
Fmp2.3 = 2(ZMc3-f/E^) =2(93,7- 0,1 /0,42) = 44,62 кН.
Усилие для выдвижения третьей секции
Рз = G,P sin а + G3 sin а - Fe3 cos а + Fk + Fmp2.3 =
= 45-0,966 + 6,59-0,966 - 0,315-0,259 + 8,6 + 44,62 я 103 кН.
Для выдвижения третьей секции используем сдвоенный канатный мульти-
пликатор. Разрывное усилие канатов
РРаз^=кзапРз/2=5-103/2 = 257,5 кН.
Для канатного мультипликатора применим канат типа ЛК-РО 6x36
22-Г-Л-О-Н-1764(180) - ГОСТ7668.
Момент сил, действующий в стыке секций 1-2
ХМз.2= 0,5G2l2cosa+0,5Fe2l2sina + ZM2.3 =
=0,5-7,53-7-0,259 + 0,5-0,47-7-0,966 + 93,7 = 102,115 кН-м.
57
Сила трения в стыке секций 1- 2
^.2=2(ЖеГ//ад=2(702;775-0,7/9;5^=37;«кН:
Усилие для выдвижения второй секции
F3 = G2 sin а - Fb2 cos a + F3 + F3/tfw=
= 7,53-0,966 - 0,47-0,966 +103 +103/0,95 ~ 278 кН,
5.6. Определение параметров гидроцилиндра телескопирования стрелы
Диаметр поршня гидроцилиндра для выдвижения второй секции
dK = 103 ——-----------= 103 ---------4'218--------= 12О.лш.
И Ря Лц V 3,14 20 • 103 • 0,95
При скорости выдвижения головных блоков 0,1 м/с скорость штока гидро-
цилиндра телескопирования стрелы при использовании канатного мультипли-
катора с кратностью 2 будет Уш = 0,05 м/с.
Мощность, необходимая для выдвижения штока гидроцилиндра телеско-
пирования стрелы
58
Nmc = F3 Уш/Пгц = 218-0,05/0,95 =11,5 кВт.
Производительность насоса должна быть не менее
Пн = (л42/4) Уш = (3,14Ч),122/4)0,05 = 0,0006 м3/с = 0,6 л/с.
Конструкция гидроцилиндра для выдвижения второй секции стрелы при-
ведена на рис. 5.5, сборочный чертеж стрелы - на рис. 5.6.
Рис. 5.5. Сборочный чертеж гидроцилиндра выдвижения секций стрелы
Гидроцилиндр телескопирования секций стрелы должен обеспечивать
длину перемещения штока не менее 8 м. Шток 1 выполнен из трубы, внутри
которого проходит трубопровод 2. Шток проушиной А с помощью сферическо-
го подшипника крепится к первой (корневой) секции стрелы вблизи ее опорно-
го шарнира.
59
A
Схема заласоека каната
выдвижения секции 3
o\
о
Схема зала совка каната в тяеиваяая
секции 3
А
Рис. 5.6. Сборочный чертеж телескопической стрелы
Гильза 3 гидроцилиндра вблизи входного конца имеет траверсу 4 с двумя
диаметрально расположенными шипами 5, с помощью которых шарнирно кре-
пится к нижнему концу выдвижной (второй) секции стрелы. На глухом конце
цилиндра выполнен шип 6, к которому крепится ось блоков канатного мульти-
пликатора для выдвижения третьей секции стрелы. Выдвижение гильзы 3 про-
исходит при подаче гидрожидкости через штуцер В, а втягивание гильзы осу-
ществляется при подаче жидкости через штуцер С.
6. Предварительное определение размеров сечений стрелы
Стрелу крана предполагаем выполнить из стали 09Г2С. Допускаемые на-
пряжения при расчете на действие максимальных нагрузок (П-й расчетный
случай) будут
[а] = сгп/кзвп = 1,4-350/1,4 = 250 МПа.
Максимальный изгибающий момент, возникающий в 3-й секции стрелы в
месте стыка со второй секцией при действии максимальных нагрузок, опреде-
ляем в соответствии с рис. 5.4 по формуле
ХМ2.3= 0,5Сз1зсо8а + G^/Iscosa + ksina) + O^F^^sina + F^/Gsina - к cosa ) -
Flf/n = 0,5’6,59-6-0,259 +245,2(6-0,259 + 0,4-0,966) + 0,5-0,315-6-0,966 +
+ 2,1(6-0,966-0,4-0,259) - 43 -0,24 = 483,45 кН-м.
Необходимый момент сопротивления сечения третьей (головной) секции
стрелы
ЕМ2.з/[<г]= 483,45-103/250-l(f= 1,934-10'3 м3.
Для принятых осевых размеров hxb прямоугольного поперечного сечения
головной секции стрелы определим минимальную толщину стенки 3 (рис. 6.1)
Зз = 3 W3/(3hb+h2)= 1,934-10'3/(3 -0,35-0,25+0,352) = 15-10'3 м ~16мм.
Рис» 6.1. Чертеж поперечного сечения секции стрелы
61
Определяем максимальный изгибающий момент Мк, действующий на 1-ю
(корневую) секцию стрелы в плоскости ее наклона по рис. 6.2. При этом на
данном этапе расчетов принимаем распределенную силу давления ветра на
стрелу и распределенную центробежную силу сосредоточенными и приложен-
ными в общем центре тяжести стрелы.
Л7К= =1198+35+25+41,15+1,15+0,033=
= 1300,33kH-m
где = G^(lcocoxa + ksina)- 245,2(17,4-0,259+0,4-0,966) =1198 кН-м - момент
силы тяжести груза относительно точки О (сечение стрелы с проушиной для
крепления гидроцилиндра наклона стрелы);
Мк..р= FszpflcoSina - к соха ) =2,1(17,4-0,966-0,4-0,259)= 35 кН-м - момент
силы давления ветра на груз относительно точки О,
где lco = 1с-1и^ (см. рис. 3.3).
M^= F^l^ina - к соха) =1,24(21-0,966-0,4-0,259)=25 кН-m - момент
центробежной силы груза относительно точки О;
Мс= (Gic+Gic+GscKl^c-OASl^coxa =(9,42+7,53+6,59)(10,35-0,45-5)0,259 =
=41,15 кН-м - момент сил тяжести стрелы относительно точки О;
+Fec2+Fecl)(l4mc-0,45 h)xina=(0,45+0,47+0,315)(10,35-6,75)0,259
=1,15 кН-м - момент сил ветра на стрелу относительно точки О;
Мцс= т1.з<о2Хцтс1цтсх1па =2,4-0,1052-1,35(10,35-6,75)-0,259=0,033 кН-м -
момент центробежных сил стрелы относительно точки 0.
Необходимый момент сопротивления сечения корневой секции стрелы
Wj= Мк/[а]= 1300,33-103/250-106= 5,2-10'3 м3.
Для принятых осевых размеров hxb прямоугольного поперечного сечения
корневой секции стрелы определим минимальную толщину стенки 31
6i = 3 W1/(3hb+h2)=3-5,2-10'3/(3-0,55-0,4+0,552) =16,25-1&3 м~16мм.
Уточненный расчет на долговечность стрелы можно производить только
после тщательной конструктивной проработки элементов ее металлоконструк-
ции.
62
Рис* 6*2* Схема для расчета корневой секции стрелы
63
7. Определение параметров выносных опор крана
7.1. Исходные условия для расчета балок выносных опор
Для расчета балок выносных опор используем следующие исходные дан-
ные:
- вес неповоротных частей крана S G„= 108,3 кН (табл. 3.1);
- вес поворотных частей крана S Ge=SB+SCfl= 67,4+23,5 = 90,9 кН;
- сила тяжести груза G..p = 245,2 кН (табл. 3.1);
- расстояние от оси вращения крана до центра тяжести поворотных частей
кранаХцтв = - 0,74 м (табл. 3.2);
- вылет груза £^,= Х,р = 4,28 м (табл. 3.1).
- момент ветра, действующий на кран М„кр = 23,9 кН м (табл. 3.3);
- момент ветра, действующий на груз Мвгр = 41 кН-м (табл. 3.3).
- расстояние от опорного ребра АС до центра тяжести неповоротных час-
тей крана до а = Б/2 -Хцтп = 5,5/2 -1,11 = 1,64 м (табл. 3.2).
7.2. Определение опорных нагрузок
Для удобства расчетов силу тяжести поворотных частей крана и силу тяже-
сти груза, нагружающими опоры, принимаем действующими по оси вращения
крана с одновременным введением компенсирующего момента относительно
оси вращения крана Мк.
Мк = GB Хцтв + Gzp -L^= 90,9 -(-0,74) +245,2-4,28 = 982,2 кН-м;
Суммарный момент сил тяжести и моменты ветра, действующие на кран и
груз (табл. 2.3), нагружающие опорную раму крана, будут
Мс = Мк + Мвкр + MBzp = 982,2 + 23,9 + 41 = 1047,1 кН-м.
При опорном контуре, у которого К = Б (рис. 7.1), наибольшая нагрузка на
опору возникает при расположении стрелы с грузом над этой опорой (а = 45°).
Эту нагрузку при расположении стрелы над опорой В можно вычислить по
формуле [4]
RB = G‘'a
2Б
L М • cos 45 М sin 45'
^- + —с-------+ —с--------
1Б 2К
108’3 1-64 + 90-91+245'2 + 1047Д-°-707 + 1047-1 0’707 = 16,15 + 84+ 70,76+ 70,76 = 242 кН
64
При повороте крана вычисленная максимальная нагрузка может действо-
вать на опору D,
Рис. 7.1. Расчетная схема для определения опорных нагрузок крана;
ЦТН - центр тяжести неподвижных частей крана;
ЦТВ - центр тяжести поворотных частей крана
65
7.3. Определение размеров балок выносных опор
Изгибающий момент, действующий на выдвижную балку опоры
= (К/2- Bop/2)RB = (5,5/2 - 2,5/2)242 = 363 кНм.
Принимаем выдвижную балку коробчатой конструкции с квадратной фор-
мой сечения (рис. 7.2) сварной из листов стали 09Г2С, имеющей стт = 350 МПа.
Допускаемые напряжения для этой стали [ст] - ст,/1,4 - 350/1,4 = 250 МПа [4].
Рис. 7.2. Чертеж поперечного сечения выдвижной балки опоры.
Приняв размер поперечного сечения выдвижной опоры 250x250 мм, опре-
деляем необходимую толщину стенки s
s = 3W/4b2 = 3’1,452’10'3/4’0,252 = 0,0174 м.
Принимаем толщину s листов для изготовления выдвижных балок опор
s = 20 мм.
7.4. Определение параметров опорных гидроцилиндров
Конструкция опорного гидроцилиндра показана на рис. 7.3
Рис. 7.3. Сборочный чертеж опорного гидроцилиндра
66
Диаметр поршневой полости опорного гидроцилиндра при давлении в гид-
росистеме 20 МПа находим по формуле
4-242
< =Ю3 ------э— = 10? = 120,7 лш.
р>8 * * * * * 14 ^ОЮ3-0,95
Принимаем внутренний диаметр гильзы гидроцилиндра 120 мм. Рабочий
ход гидроцилиндра должен обеспечивать разгрузку рессор автомобиля при ус-
тановке крана на выносные опоры с учетом гарантированного зазора между
шинами и опорной поверхностью не менее 200 мм. При полностью втянутом
штоке должен быть обеспечен дорожный просвет опорной головки штока не
менее 500 мм.
= 500 + 200 - 700 мм.
Длина гидроцилиндра при полностью втянутом штоке должна быть не ме-
нее
La.Mlm = + ЗЛп = 700 + 3'120 = 1060 мм.
Длина гидроцилиндра при полностью выдвинутом штоке должна быть не
менее высоты нижней кромки опорной рамы над уровнем опорной плиты под
гидроцилиндр.
макс = ьщмин+ hXIIl =1060+700 = 1760 мм.
8. Правила безопасной эксплуатации подъемных сооружений (ПС)
8.1. Общие положения федеральных норм и правил (ФНП №30992)
31. 12. 2013 г, под № 30992 зарегистрированы федеральные нормы и пра-
вила безопасности опасных производственных объектов, на которых использу-
ются подъемные сооружения.
Правила устанавливают необходимые требования к:
• деятельности в области промышленной безопасности на опасных
производственных объектах (ОПО), на которых используются ста-
ционарно установленные грузоподъемные сооружения, в том числе к
работникам указанных ОПО;
• безопасности технологических процессов на ОПО, на которых ис-
пользуются подъемные сооружения, в том числе к порядку действий
в случае аварии или инцидента на опасном производственном объек-
те.
67
Положения федеральных норм и правил распространяются на организации
независимо от их организационно-правовых форм и форм собственности, осу-
ществляющие деятельность в области промышленной безопасности ОПО, на
которых используются подъемные сооружения. Указанные правила действуют
на территории Российской Федерации и на иных территориях, над которыми
Российская Федерация осуществляет юрисдикцию в соответствии с законода-
тельством Российской Федерации и нормами международного права.
Требования этих правил распространяются на обеспечение промышлен-
ной безопасности опасных производственных объектов (ОПО), на которых
применяются следующие подъемные сооружения (ПС):
а) грузоподъемные краны всех типов;
б) мостовые краны-штабелеры;
в) краны-трубоукладчики;
г) краны-манипуляторы;
д) строительные подъемники;
е)
подъемники и вы
ни
ки, предназначенные для перемещения людей;
ж) грузовые электрические тележки, передвигающиеся по надземным
рельсовым путям совместно с кабиной управления;
з) электрические тали;
и) краны-экскаваторы, предназначенные только для работы с крюком, под-
вешенным на канате, или электромагнитом;
к) сменные грузозахватные органы (крюки, грейферы, магниты) и съемные
грузозахватные приспособления (траверсы, грейферы, захваты, стропы), ис-
пользуемые совместно с кранами для подъема и перемещения грузов;
л) тара для транспортировки грузов, отнесенных к категории опасных, за
исключением специальной тары, применяемой в металлургическом производ-
стве (ковшей, мульдов), а также специальной тары, используемой в морских и
речных портах;
м) специальные съемные кабины и люльки, навешиваемые на грузозахват-
ные органы кранов для подъема и перемещения людей;
и) рельсовые пути (для опорных и подвесных ПС), передвигающихся по
рельсам.
Требования Федеральных норм и правил не распространяются на обес-
печение промышленной безопасности ОПО, на которых используются сле-
дующие ПС:
а) применяемые в интересах обороны и безопасности государства, граж-
данской и территориальной обороны или относящиеся к вооружению и военной
технике, кроме ПС общепромышленного назначения, перечисленных ранее и
предназначенных только для транспортировки обычных грузов;
б) применяемые на объектах использования атомной энергии (кроме ПС
общепромышленного назначения, предназначенных для транспортировки
обычных грузов вне радиоактивных зон);
в) с ручным приводом, лифты, канатные дороги, фуникулеры, эскалаторы,
68
напольные, завалочные и посадочные грузоподъемные машины, электро- и ав-
топогрузчики, путе- и мостоукладочные машины, подъемные комплексы для
парковки автомобилей, эвакуаторы автомобилей;
г) установленные в шахтах, на судах и иных плавучих средствах;
д) экскаваторы, предназначенные для работы с землеройным оборудовани-
ем или грейфером;
е) предназначенные для работы только в исполнении, исключающем при-
менение грузозахватных приспособлений, с навесным оборудованием (вибро-
погружателями, шпунтовыдергивателями, буровым оборудованием), а также
кабин (люлек) для транспортировки людей;
ж) монтажные полиспасты и конструкции, к которым они подвешиваются
(мачты, балки, шевры);
з) краны для подъема створов (затворов) плотин, без осуществления зацеп-
ления их крюками;
и) домкраты;
к) манипуляторы, используемые в технологических процессах.
Организация (индивидуальный предприниматель), эксплуатирующая ОПО
с применением ПС (без выполнения собственными службами работ по ремонту,
реконструкции или модернизации ПС) должна соблюдать требования руко-
водств (инструкций) по эксплуатации сопровождающие ПС и выполнять сле-
дующие требования:
а) поддерживать эксплуатируемые ПС в работоспособном состоянии, со-
блюдая графики выполнения технических освидетельствований, технического
обслуживания и планово-предупредительных ремонтов, а также не превышать
срок службы (период безопасной эксплуатации), заявленный изготовителем в
паспорте ПС, без наличия заключения экспертизы промышленной безопасности
о возможности его продления;
б) не превышать характеристики и не нарушать требования, изложенные в
паспорте и руководстве (инструкции) по эксплуатации ПС (грузоподъемность
или грузовой момент, группу классификации режима и другие паспортные ре-
жимы эксплуатации);
в) не допускать к применению неработоспособные и не соответствующие
технологии выполняемых работ грузозахватные приспособления и тару;
г) не эксплуатировать ПС с неработоспособными ограничителями, указате-
лями и регистраторами;
д) не эксплуатировать ПС на неработоспособных рельсовых путях (для ПС
на рельсовом ходу);
е) не эксплуатировать ПС с нарушениями требований по их установке. Не
эксплуатировать ПС с отступлениями от регламентированных размеров поса-
дочных лестниц и площадок, строительных конструкций или площадок на от-
крытом воздухе, на которых установлено ПС и минимально допустимым рас-
стояниям от ПС до иных строительных конструкций, оборудования, других ПС,
штабелей грузов или откоса, которые установлены в руководстве (инструкции)
69
по эксплуатации ПС. Следить, чтобы нагрузочные характеристики площадок
установки ПС или подкрановых строительных конструкций не превышали на-
грузок от ПС с грузом, указанных в паспорте и руководстве (инструкции) по
эксплуатации ПС;
ж) разработать и утвердить распорядительным актом эксплуатирующей ор-
ганизации инструкции с должностными обязанностями, а также поименный пе-
речень лиц, ответственных за промышленную безопасность в организации из
числа ее аттестованных специалистов:
• специалиста, ответственного за осуществление производственного
контроля при эксплуатации ПС;
• специалиста, ответственного за содержание ПС в работоспособном
состоянии;
• специалиста, ответственного за безопасное производство работ с
применением ПС.
Указанные специалисты должны быть аттестованы, в том числе, на знание
требований промышленной безопасности к рельсовым путям, если в состав
ОПО входят ПС, передвигающиеся по ним.
Работники ОПО, непосредственно занимающиеся эксплуатацией ПС,
должны соответствовать следующим требованиям:
а) быть обученными и иметь выданное в установленном порядке удостове-
рение на право самостоятельной работы по соответствующим видам деятельно-
сти;
б) знать критерии работоспособности применяемых ПС в соответствии с
требованиями руководства (инструкции) по эксплуатации применяемых ПС,
технологический процесс транспортировки грузов;
в) в случае возникновения угрозы аварийной ситуации информировать об
этом своего непосредственного руководителя;
г) знать порядок действий по инструкциям эксплуатирующей организации,
в случаях возникновения аварий и инцидентов при эксплуатации ПС, а также
выполнять данные инструкции;
д) пройти в установленном порядке аттестацию (только для специалистов)
на знание действующих федеральных норм и правил и не нарушать их в про-
цессе выполнения работ.
8.2. Порядок получения разрешения на пуск в работу ПС
Эксплуатацию ПС можно осуществлять только после получения разрешения
на пуск в работу ПС и постановки их на учет
Решение о пуске в работу ПС выдается специалистом, ответственным за
осуществление производственного контроля при эксплуатации ПС, на основа-
нии положительных результатов технического освидетельствования в следую-
70
щих случаях:
а) перед пуском в работу;
б) после монтажа, вызванного установкой ПС на новом месте, после пере-
становки на новый объект гусеничных, пневмоколесных и башенных кранов (в
том числе быстромонтируемых);
в) после реконструкции;
г) после ремонта расчетных элементов или узлов металлоконструкций с
применением сварки.
Специалистом, выдавшим разрешение на пуск в работу ПС, должна быть
сделана соответствующая запись в его паспорте, а для ПС, указанных в под-
пункте "б", запись должна быть сделана в вахтенном журнале.
Решение о пуске в работу мобильных ПС после перестановки их на новый
объект выдается специалистом, ответственным за безопасное производство ра-
бот, с записью в вахтенном журнале.
Решение о вводе в эксплуатацию грузозахватных приспособлений, тары и
специальных съемных кабин и люлек (для подъема и перемещения людей кра-
нами) записывается в специальный журнал учета и осмотра специалистом, от-
ветственным за безопасное производство работ.
Решение о пуске в работу ПС выдается специалистом, ответственным за
осуществление производственного контроля при эксплуатации ПС, на основа-
нии решения комиссии в следующих случаях:
• при смене эксплуатирующей организации для ПС, отработавшего
срок службы;
• после монтажа кранов мостового типа и портального крана с приме-
нением сварки.
Эксплуатирующая организация обеспечивает работу комиссии в составе:
• председатель комиссии - уполномоченный представитель эксплуати-
рующей организации;
• члены комиссии - уполномоченный представитель Федеральной
службы по экологическому, технологическому и атомному надзору и
уполномоченный представитель специализированной организации,
если осуществлялся монтаж с применением сварки.
Эксплуатирующая организация не менее чем за 10 дней до начала работы
комиссии письменно уведомляет организации, представители которых включе-
ны в состав комиссии, о дате работы комиссии по пуску ПС в работу.
Результаты работы комиссии отражаются в акте пуска ПС в работу.
До пуска в работу ПС на ОПО рассматривается следующий комплект до-
кументов:
а) разрешение на строительство объектов, для монтажа которых будет ус-
тановлено ПС;
б) паспорт ПС;
в) сертификат (сертификаты соответствия) согласно ФНП;
71
г) руководство (инструкция) по эксплуатации ПС;
д) акт выполнения монтажных работ в соответствии с эксплуатационной
документацией;
е) заключение экспертизы промышленной безопасности в случае отсутст-
вия сертификата соответствия, например, на ПС, бывшие в употреблении или
изготовленные для собственных нужд;
ж) НИР и ТК в случаях, указанных в настоящих ФНП;
з) акт сдачи-приемки рельсового пути (для ПС, передвигающихся по рель-
сам) или документы, подтверждающие соответствие и работоспособность рель-
сового пути;
и) документы, подтверждающие соответствие и работоспособность фунда-
ментов для стационарно установленного башенного крана и строительных кон-
струкций (для рельсовых путей мостовых кранов).
8.3. Порядок регистрации опасных производственных объектов
Регистрации ОПО, где эксплуатируются ПС, должна выполняться в соот-
ветствии с Правилами регистрации опасных производственных объектов в го-
сударственном реестре опасных производственных объектов, утвержденными
постановлением Правительства РФ от 24 ноября 1998 г. N 1371 (Собрание за-
конодательства Российской Федерации, 1998, N 48, ст. 5938; 2005, N 7, ст. 560;
2009, N 18, ст. 2248; 2011, N 7, ст. 979; N 48, ст. 6942; 2013, N 24, ст. 3009), и
Федеральным законом N 116-ФЗ.
Регистрации подлежат только те ОПО, где эксплуатируются ПС, подлежа-
щие учету в органах Федеральной службы по экологическому, технологиче-
скому и атомному надзору и иных органах, уполномоченных на регистрацию
ОПО.
ПС, перечисленные в настоящих ФНП, за исключением ПС, перечислен-
ных ниже в настоящих ФНП, перед пуском их в работу подлежат учету в Феде-
ральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору.
Не подлежат учету в органах Федеральной службы по экологическому,
технологическому и атомному надзору следующие ПС:
а) краны мостового типа и консольные краны грузоподъемностью до 10 т
включительно, управляемые с пола посредством кнопочного аппарата, подве-
шенного на кране, или со стационарного пульта, а также управляемые дистан-
ционно по радиоканалу или однопроводной линии связи;
б) краны стрелового типа грузоподъемностью до 1 т включительно;
в) краны стрелового типа с постоянным вылетом или не снабженные меха-
низмом поворота;
г) переставные краны для монтажа мачт, башен, труб, устанавливаемые на
монтируемом сооружении;
д) ПС, используемые в учебных целях на полигонах учебных заведений;
72
е) краны, установленные на экскаваторах, дробильно-перегрузочных агре-
гатах, отвалообразователях и других технологических машинах, используемые
только для ремонта этих машин;
ж) электрические тали грузоподъемностью до 10 т включительно, исполь-
зуемые как самостоятельные ПС;
з) краны-манипуляторы, установленные на фундаменте, краны-
манипуляторы грузоподъемностью до 1 т и с грузовым моментом до 4 т-м
включительно;
и) грузовые строительные подъемники;
к) рельсовые пути, сменные грузозахватные органы, съемные грузозахват-
ные приспособления и тара;
л) мостовые краны-штабелеры;
м) краны-трубоукладчики.
8.4. Техническое освидетельствование ПС
Техническое освидетельствование ПС должно осуществляться регулярно в
течение всего срока службы:
- частичное освидетельствование проводится каждые 12 месяцев;
- полное освидетельствование - каждые 3 года.
- внеочередное полное техническое освидетельствование производится по-
сле:
- реконструкции ПС;
- замены или ремонта с применением сварки расчетных элементов метал-
локонструкции ;
- замены стрелы или установки сменного стрелового оборудования;
- капитального ремонта грузовой или стреловой лебедки;
- замены крюка или крюковой подвески.
Техническое освидетельствование проводится с целью проверки состояния
ПС, обеспечивающего его безопасную работу; проверки установки ПС и его
соответствия правилам ФНП, паспортным данным и регистрационным доку-
ментам.
При техническом освидетельствовании производится проверка исправно-
сти и работоспособности всех узлов и агрегатов:
- несущих элементов металлоконструкции с целью выявления недопусти-
мых деформаций, трещин, утонения вследствие коррозии, ослабления болто-
вых, клепаных и сварных соединений;
- блоков, крюков, канатов и элементов их крепления;
- состояние механизмов, тормозов, их функционирования;
- состояние и функционирование приборов безопасности, освещение и сиг-
нализация;
- соответствие массы противовеса и балласта значениям, указанным в пас-
порте.
73
Результаты осмотров и проверок должны оформляться актом, подписан-
ным ИТР, ответственным за содержание грузоподъемного крана в исправном
состоянии.
При полном техническом освидетельствовании крана должны быть прове-
дены статические и динамические испытания.
Номинальная грузоподъемность учитывает массу каких-либо приспособ-
лений, являющихся постоянной частью ПС в рабочем положении, за исключе-
нием мобильных ПС, для которых составляющими величинами номинальной
нагрузки являются: масса полезного груза, а также масса крюковой обоймы и
такелажных приспособлений.
Масса контрольных грузов не должна превышать необходимую массу бо-
лее чем на 3 процента, а также быть ниже необходимой массы менее 3 процен-
тов.
Статические испытания крана
Статические испытания крана стрелового типа, имеющего одну или не-
сколько грузовых характеристик, при периодическом или внеочередном техни-
ческом освидетельствовании проводятся в положении, соответствующем наи-
большей грузоподъемности крана или наибольшему грузовому моменту.
Испытания кранов, имеющих сменное стреловое оборудование, проводятся
с установленным на них для работы оборудованием. После установки на кран
сменного стрелового оборудования испытание проводится в положении, соот-
ветствующем наибольшей грузоподъемности крана при установленном обору-
довании.
Испытания кранов стрелового типа, не имеющих механизма изменения
вылета (стрела поддерживается растяжкой), проводятся при установленных для
испытаний вылетах. С этими же вылетами, при условии удовлетворительных
результатов технического освидетельствования, разрешается последующая ра-
бота крана.
Для проведения статических испытаний кранов стрелового типа должна
быть подготовлена площадка для установки крана (обеспечены требуемые
плотность грунта и уклон) согласно требованиям руководства (инструкции) по
эксплуатации крана.
Если испытания крана выполняют без выносных опор, необходимо прове-
рить давление в шинах колес (для кранов на автомобильном и пневмоколесном
ходу).
При статических испытаниях кранов стрелового типа стрела устанавлива-
ется относительно ходовой опорной части в положение, отвечающее наимень-
шей расчетной устойчивости крана.
Статические испытания должны проводиться со следующими нагрузками
(по отношению к номинальной паспортной грузоподъемности):
• 125 процентов - для ПС всех типов (кроме подъемников);
• 140 процентов - для кранов-трубоукладчиков;
74
• 200 процентов - для грузопассажирских и фасадных строительных
подъемников;
• 150 процентов - для грузовых строительных подъемников (при не-
выдвинутом грузонесущем устройстве);
• 125 процентов - то же, при максимально выдвинутом грузонесущем
устройстве;
• 150 процентов - для иных типов подъемников (вышек).
Проведение замеров остаточных деформаций во время проведения испы-
таний осуществляется в следующем порядке. После установки крана на испы-
тательной площадке делается первая высотная засечка положения оси головных
блоков (с помощью металлической струны, оптическим прибором или лазер-
ным дальномером). Затем контрольный груз поднимают краном на высоту 50 -
100 мм, делают вторую высотную засечку положения той же точки. Кран вы-
держивается в таком положении в течение 10 минут. В случае обнаружения
произвольного опускания поднятого груза испытания прекращают и результаты
их признаются неудовлетворительными.
По истечении не менее 10 минут груз опускается, после чего делается тре-
тья высотная засечка положения той же точки. Если значение третьего измере-
ния совпало с первым, остаточная деформация металлоконструкции крана от-
сутствует, и испытания прошли успешно. Кран считается выдержавшим стати-
ческие испытания, если не будет обнаружено трещин, остаточных деформаций
и других повреждений металлоконструкций и механизмов.
При наличии остаточной деформации (отсутствия равенства первого и
третьего проведенных измерений), явившейся следствием испытания крана
грузом, кран не должен допускаться к работе до выяснения специализирован-
ной организацией причин деформации и определения возможности его даль-
нейшей работы.
Динамические испытания крана
Динамические испытания крана с грузом, превышающим на 10 % паспорт-
ную грузоподъемность, производят с целью проверки действия всех механиз-
мов и тормозов. При этом производят все рабочие движения механизмов в пря-
мом и обратном направлениях не менее трех раз. При испытаниях должны быть
воспроизведены совмещения операций, предусмотренные руководством по
эксплуатации крана.
Результаты технического освидетельствования крана записывает в его пас-
порт ИТР по надзору за безопасной эксплуатацией с указанием срока следую-
щего технического освидетельствования.
Результаты технических обслуживании, сведения о текущих ремонтах кра-
на записывают в журнал ремонта. Сведения о ремонтах, вызывающих необхо-
75
димость внеочередного полного технического освидетельствования, заносят в
паспорт крана.
В процессе эксплуатации крана регулярно производят осмотр съемных гру-
зозахватных приспособлений:
• стропы - каждые десять дней;
• траверсы, клещевые захваты, тару - каждый месяц;
• редко используемые приспособления - перед выдачей в работу.
Результаты осмотра съемных приспособлений заносят в журнал осмотра
съемных грузозахватных приспособлений.
£5. Производство работ с использованием ПС
Автомобильный кран должен использоваться в соответствии с инструкци-
ей по эксплуатации, которой комплектуется кран при отгрузке потребителю.
Основными причинами аварийных ситуаций и несчастных случаев с уча-
стием автомобильных кранов являются (по частоте их проявлений):
- нахождение людей в опасной зоне;
- неправильная обвязка (строповка) грузов;
- неправильная установка крана на месте производства работ;
- преднамеренный вывод крана из-под действия приборов безопасности
(отключение ограничителей грузоподъемности и изменения вылета груза) или
неисправность приборов безопасности;
- работа с нарушениями правил безопасности в охранной зоне линий элек-
тропередач.
- недостаточный контроль за техническим состоянием автокрана.
Установка крана для производства строительно-монтажных работ должна
производиться в соответствии с проектом производства работ кранами (ППР).
Кран должен быть снабжен табличкой, на которой должны быть указаны: реги-
страционный номер крана, паспортная грузоподъемность, дата следующего
очередного технического освидетельствования.
На месте производства работ автомобильный кран должен быть установлен
на все опоры на уплотненном грунте. Под опоры должны быть подложены
прочные и устойчивые инвентарные подкладки. Расстояние между поворотной
частью при любом положении крана и неподвижными предметами должно
быть не менее 1000 мм.
Установка крана на краю откоса котлована или траншеи должна быть вы-
полнена с соблюдением расстояния, зависящего от глубины котлована и кате-
гории грунта.
Установка крана ближе 30 м от линий электропередач должна осуществ-
ляться по наряду-допуску, согласованному с владельцем линии.
76
При работе крана не допускаются:
- вход в кабину во время движения;
- нахождение людей возле работающего стрелового крана;
- перемещение грузов, превышающих паспортную грузоподъемность по
грузовой характеристике;
- перемещение груза в неустойчивом положении;
- перемещение груза с находящимися на нем людьми;
- подъем защемленных грузов;
- подъем груза наклонными канатами;
- подъем груза с земли стрелоподьемным механизмом;
- освобождение краном стропов, защемленных грузом;
- оттягивания груза руками во время подъема или опускания;
- подача грузов в оконные проемы без специальных приспособлений;
- работа при отключенных или неисправных приборах безопасности;
- работа при неисправных тормозах;
- перемещение груза над помещениями с людьми;
- работа крана при скорости ветра, превышающей указанную в паспорте;
- опускать (поднимать) груз в кузов автомобиля при нахождении в нем лю-
дей или в кабине машиниста;
- перемещение груза при нахождении под ним людей;
- нахождение в местах производства работ немаркированной тары;
- нахождение под стрелой крана при ее подъеме и опускании без груза;
Нарушения требований промышленной безопасности, при которых
эксплуатация ПС должна быть запрещена
Эксплуатирующая организация не должна допускать ПС в работу, если при
проверке установлено, что:
а) обслуживание ПС ведется неаттестованным персоналом;
б) не назначены специалист, ответственный за осуществление производст-
венного контроля при эксплуатации ПС; специалист, ответственный за содер-
жание ПС в работоспособном состоянии; специалист, ответственный за безо-
пасное производство работ с применением ПС;
в) истек срок технического освидетельствования ПС. Отсутствует экспер-
тиза промышленной безопасности ПС, отработавшего срок службы;
г) не выполнены выданные Федеральной службой по экологическому, тех-
нологическому и атомному надзору предписания по обеспечению безопасной
эксплуатации ПС;
д) на ПС выявлены технические неисправности: трещины или остаточные
деформации металлоконструкций (последние выше допустимых пределов), ос-
лабление креплений в соединениях металлоконструкций, неработоспособность
заземления гидро- или электрооборудования, указателей, ограничителей и ре-
гистраторов, системы управления, недопустимый износ крюков, канатов, цепей,
77
элементов механизмов и тормозов, рельсового пути;
е) отсутствуют соответствующие массе и виду перемещаемых грузов съем-
ные грузозахватные приспособления и тара или они неработоспособны;
ж) работы ведутся без ПНР, ТК, нарядов-допусков, предписываемых тре-
бованиями настоящих ФНП;
з) не выполнены мероприятия по безопасному ведению работ и требова-
ния, изложенные в ППР, ТК, нарядах-допусках;
и) отсутствуют либо утеряны паспорт ПС или сведения о его постановке на
учет в органах Федеральной службы по экологическому, технологическому и
атомному надзору (для ПС, подлежащих учету);
к) работы с применением ПС ведутся с нарушениями настоящих ФНП,
НИР, ТК и инструкций, что может привести к аварии или угрозе жизни людей.
8.6. Действия в аварийных ситуациях работников опасных производ-
ственных объектов, эксплуатирующих ПС
На каждом ОПО, эксплуатирующем ПС, должны быть разработаны и дове-
дены под роспись до каждого работника инструкции, определяющие действия
работников в аварийных ситуациях.
В инструкциях, разрабатываемых согласно требованиям ФНП, наряду с требо-
ваниями, определяемыми спецификой ОПО, должны быть указаны следующие
сведения для работников, занятых эксплуатацией ПС:
а) оперативные действия по предотвращению и локализации аварий;
б) способы и методы ликвидации аварий;
в) схемы эвакуации в случае возникновения взрыва, пожара, выброса ток-
сичных веществ в помещении или на площадке, обслуживаемой ПС, если ава-
рийная ситуация не может быть локализована или ликвидирована;
г) порядок использования системы пожаротушения в случае локальных
возгораний оборудования ОПО;
д) порядок приведения ПС в безопасное положение в нерабочем состоянии,
схема и порядок эвакуации крановщика (оператора), покидающего кабину
управления ПС;
е) места, отведенные в ОПО, для нахождения ПС в нерабочем состоянии;
ж) места отключения вводов электропитания ПС;
з) места расположения медицинских аптечек первой помощи;
и) методы оказания первой помощи работникам, попавшим под электриче-
ское напряжение, получившим ожоги, отравившимся продуктами горения;
к) порядок оповещения работников ОПО о возникновении аварий и инци-
дентов.
Ответственность за наличие указанных инструкций лежит на руководстве
ОПО, эксплуатирующем ПС, а их исполнение в аварийных ситуациях - на каж-
дом работнике ОПО.
78
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проектирование любой новой машины начинают с анализа параметров
существующих прототипов и их аналогов. Использование существующих соот-
ношений геометрических, массовых параметров позволяет кратчайшим путем
выйти на рациональный типоразмер вновь проектируемой машины.
Изучение схемных и технических решений отдельных узлов и агрегатов
машин, патентные исследования путей развития техники аналогичного направ-
ления в смежных областях создают предпосылки для создания оригинальных
вариантов технических решений.
Автомобильные краны, опираясь на базу современных грузовых автомоби-
лей, развиваются по пути совершенствования агрегатов и узлов грузоподъемно-
го оборудования. Уменьшение массы стрелового телескопического оборудова-
ния с одновременным увеличение высоты подъема груза всегда является при-
оритетной задачей при проектировании новых автомобильных кранов. На этом
направлении поиск оптимальных форм поперечных сечений и применение вы-
сокопрочных сталей позволит существенно повысить потребительские свойства
и конкурентоспособность автокранов в среде строительных кранов.
Другим направлением развития грузоподъемных машин на базе автомоби-
ля является создание кранов-манипуляторов, которые с различными грузоза-
хватными приспособлениями и достаточно большими транспортным объемом и
грузоподъемностью могут найти широкое применение. Важным направлением
совершенствования автомобильных кранов является также повышение надеж-
ности систем безопасности и управления краном. Применение современных
компьютерных систем контроля и управления краном позволяет снизить на-
пряженность труда оператора и повысить производительность при ведении
подъемно-транспортных работ.
Совершенствование системы гидравлического привода механизмов позво-
ляет улучшить технические характеристики грузоподъемного оборудования,
обеспечить расчетную долговечность узлов и агрегатов, повысить комфорт-
ность труда оператора.
Работа студента над курсовым проектом позволяет не только детально изу-
чить конструкцию грузоподъемных кранов и углубить существующие знания,
но и освоить как традиционные, так и современные навыки проектирования,
которые помогут ему в дальнейшем при выполнении проектов машин различ-
ного назначения.
Творческий подход к выполнению курсового проекта позволит не только
проанализировать и получить информацию о современных конструкциях авто-
мобильных кранов, но и найти перспективные технические решения, которые
могут стать основой для патентования и выполнения на их основе дипломного
проекта.
79
Библиографический список рекомендуемой литературы
1. Александров М.П. Грузоподъемные машины: учебник / М.П. Александ-
ров - М.: МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2000. - 552 с .
2. Вайнсон А.А. Подъемно-транспортные машины: учебник / А.А. Вайн-
сов. -М.: Машиностроение, 1989.- 563с.
3. Жулай В.А. Курсовое проектирование приводов транспортных, строи-
тельных и дорожных машин: учеб, пособие / В.А. Жулай - Воронеж,
Воронежский ГАСУ, 2007, 2007, - 289 с.
4. Калинин Ю.И. Автомобильные краны. Конструкция и расчет: учебн. по-
собие / Ю.И.Калинин, Ю.Ф. Устинов, В.А. Жулай, В.А. Муравьев - Во-
ронеж: Воронежский ГАСУ, 2014. - 160 с.
5. Калинин Ю.И. Проектирование механизмов грузоподъемных кранов:
учебн. пособие / Ю.И.Калинин, Ю.Ф. Устинов, В.А. Жулай, В.А. Му-
равьев - Воронеж: Воронежский ГАСУ, 2010. - 156 с.
6. Калинин Ю.И. Стреловые самоходные краны: учебн. пособие / Ю.И. Ка
линии, Ю.Ф. Устинов - Воронеж: Воронежский ГАСУ, 2008. - 87 с.
7. Расчет крановых механизмов и их деталей. ВНИПТМАШ, - М.:1993.
Т.1.-187 с, Т.2. -163 с.
8. Справочник по кранам / Под ред. М.М. Гохберга. - Л. Машиностроение,
1988.Т. 1.-536 с, Т.2.-569 с.
80
QO
S3 04 S3 ил £ so из so S3 S3 1—1 S3 о 40 00 04 ил 1—* из S3 1—1 о 40 00 04 ил из S3 1—1 Вариант задания
50,0 О О из S3 о S3 ил о S3 о о 04 о S3 ил О О 00 о 04 из ил О о из S3 ил О О О О из S3 о S3 ил о S3 О О 04 О S3 ил О О 00 О 04 из ил О о из S3 Грузоподъемность макс. Q^f т
120 \о ил со о ил 04 ил 04 о ил о О из о S3 ил S3 о 04 S3 ил о S3 о 40 ил оо о ил 04 ил 04 О ил О О из о S3 ил S3 о ил Грузовой момент макс М^, Т”М
S3 со S3 со S3 со so со S3 ил S3 о S3 о 04 04 04 S3 S3 S3 S3 ил S3 ил S3 ил S3 о S3 О 04 04 04 S3 S3 S3 о о Высота подъема гру- за Н, м
0,50 О ил о о ил о о ил О о Uh о о Uh Uh о ил ил о ил ил О 8 О 8 О 04 ил О 04 ил о 04 ил р ил р ил 0,50 0,50 о ил ил О ил ил 0,60 0,60 О 04 ил О 04 ил о 04 ил 0,70 р о Скорость подъемного каната м/с
1—1 из 1—1 из 1—1 из 1—1 1—1 1—1 1—1 ил 1—1 ил 1—1 ил 1—1 04 1—1 04 1—1 04 1—1 04 1—1 1—1 1—1 S3 1—1 S3 1—1 S3 1—1 из 1—1 из 1—1 из 1—1 1—1 1—1 1—1 ил 1—1 ил 1—1 ил Частота поворота крана п^об/мин
60,0 8 О 8 О ил ил о ил ил о ил о о ил о о ил о о из о из О ил о 8 О 8 О 8 О 8 О 8 О ил ил о ил ил о ил о о ил о о ил о о ил о ил о ил о 8 О 8 О Время подъема стре- лы t, с
0,12 о 1—1 SO о 1— о 1— о 1— о 1— о 1—1 04 о 1—1 04 о 1—1 04 о 1—1 04 о 1—1 из о 1—1 ил о 1—1 ил о 1—1 о о 1—1 о о 1—1 S3 о 1—1 S3 о 1—1 S3 о 1— о 1— о 1— о 1— о 1—1 04 о 1—1 04 о 1—1 04 о 1—1 04 Скорость телескопи- рования стрелы t, м/с
из о о S3 ил О S3 ил о S3 ил о S3 о О S3 О О S3 о о ил О ил О ил О О О О о О о из О о S3 ил о S3 ил о S3 S3 о S3 о о S3 О о 04 О ил О S3 о О О 00 о 04 О ил О Грузооборот П, т/час
1—1 и-1 S3 so S3 S3 1—1 1—1 1—1 1—1 S3 S3 S3 1—1 1—1 1—1 1—1 1—1 S3 S3 S3 из из из из из Занятость крана (количество смен)
04 ил из S3 S3 из ил 04 00 40 о о 40 00 04 ил из S3 Номер нагрузочного графика (прил. 1)
1—1 SO 1—1 04 1—1 so 1—1 о 40 00 1—1 04 1—1 S3 1—1 о 40 00 1—1 04 1—1 S3 1—1 О 40 00 1—1 04 1—1 S3 1—1 О 40 00 1—1 04 1—1 S3 1—1 о 40 00 Срок службы крана лет
й
и
s
л
Приложение 2
Нагрузочные графики работы автокрана
i,o Qi/Огр макс
С/Сх0,25 0,5 1,0 0 0,5 1,0 0 0,5 0,7 1,0 0 0,75 1,0 0 0,25 0,75 1,0
№1 №2 №3 №4 №5
макс
С/Сх0,25 1,0 0 0,25 0,5 0,75 1,0 0
0,75 1,0 0 0,5 1,0 О
1,0
№6 №7 №8 №9 №10
Приложение 3
Таблица ИЗД
Группы режимов работы кранов в целом
Режим нагружения Коэффи- циент распре- деления нагрузок Класс использования
ио U1 U2 из U4 U5 U6 U7 U8 U9
Максимальное число рабочих циклов
1.6- ю4 3,2- ю4 6,3- ю4 1,25- ю5 2,5- ю5 5- ю5 ь 10б 2' 10б 4' 10б 10s
Легкий - Q1 0, 125 А1 АЗ А4 А5 А6 А7 А8
Средний - Q2 0, 250 А1 АЗ А4 А5 А6 А7 А8
Тяжелый - Q3 0, 500 А1 АЗ А4 А5 А6 А7 А8
Весьма тяже- лый - Q4 1,000 АЗ А4 А5 А6 А7 А8
82
Таблица П.3.2
Группы режимы работы механизмов
Режим нагружения Коэффици- ент распре- деления нагрузок Класс использования
то Т1 Т2 тз Т4 Т5 Т6 Т7 Т8 T9
Общая продолжительность использования , ч
200 400 800 1,6- 103 3,2- 103 6,3- 103 12,5- 103 25- 103 50- lG3 100- 103
JI-Q1 0, 125 Ml М2 М3 М4 М5 Мб М7 М8
C-Q2 0, 250 Ml М2 М3 М4 М5 Мб А7 М8
Т- Q3 0,500 Ml М2 М3 М4 М5 Мб М7 А8
BT-Q4 1,000 М2 М3 М4 М5 Мб М7 М8
Таблица П.3.3
Минимальные значения коэффициентов, зависимых от режима работы механизмов;
запаса канатов кзап, тормозов конструктивных размеров барабана к6р> блока к6л
Группа классификации Канаты, к^п Барабаны Блоки Тормоза
Подвижные Неподвижные Кбр Кбл Кзт
А1-М1 3,15 2,5 11,2 12,5 1,5
А2-М2 3,35 2,5 12,5 14,0 1,5
АЗ-М3 3,55 3,0 14,0 16,0 1,5
А4-М4 4,0 3,5 16.0 18,0 1,75
А5-М5 4,5 4,0 18,0 20,0 2,0
А6-М6 5,6 4,5 20,0 22,4 2,5
А7-М7 7,1 5,0 22,4 25,0 2,5
А8-М8 9,00 5,0 25,0 28,0 2,5
Приложение 4
Коэффициенты полезного действия механизмов
Таблица П.4.1
Коэффициенты полезного действия блоков и полиспастов
Подшипники КПД блоков Лбл при углах охвата а° канатом
180° 90° 45°
Качения 0,98 0,985 0,99
Скольжения 0,95 0,96 0,975
83
Таблица П.4.2
Коэффициенты полезного действия передач (средние значения)
Вид передачи КПД при подшипниках
скольжения качения
Зубчатая цилиндрическая в масляной ванне 0,96 0,98
— И — в кожухе с густой смазкой 0,945 0,965
— И — открытая 0,935 0.955
Зубчатая коническая в масляной ванне 0,95 0,97
= // = в кожухе с густой смазкой 0,935 0,955
— И — открытая 0,925 0,945
Червячная цилиндрическая передача iD >30 0,74
= // = 14 < ip < 30 0,85
Червячная глобоидная передача 40 < ip <63 0,65
= // = 20 < ip <40 0,73
Планетарная с ведомым водилом 0,72
Цепная в масляной ванне 0,95 0,97
Открытая с густой смазкой 0,93 0,95
84
Приложение 5
Таблица П.5 Л
Канат типа ЛК-Р (6 х 19 = 114 проволок, с органическим сердечником) ГОСТ 2688
Диаметр каната, мм Масса в кг 100 пог, м Расчетный предел проволоки при растяжении, МПа (кгс /мм“)
1370 (140) 1470 (150) 1568 (160) 1666 (170) 1764 (180) 1863 (190) 1962 (200)
Разрывное усилие каната в целом, кН
5,0 9.35 11.9 12.7 13.6 14,4 15.3 16.1 17.0
5,4 11.09 14.1 15.1 16.1 17.11 18.1 19.1 20.1
6,8 16.65 21,1 22.7 24.2 25.7 27.2 28.8 30.3
8,1 24,42 31.1 33.3 35.5 37.8 40 42,2 44.4
8,8 29.1 37 39.6 42.4 45 47.6 50.30 53
9,5 34.23 43.6 46.7 49.9 52.9 56.1 59.2 62.4
11,5 48.22 61.5 65.85 70.25 74.65 79.05 83.45 87.85
12,5 55.75 69.7 74.8 79.8 84.7 89.6 94.7 98.85
13,5 59.76 76.2 81.65 87.05 92.5 97.95 103.45 108.85
15,0 80.5 102.00 109.50 117.00 124.50 131.50 138.50 146.00
16,5 97.5 124.00 133.00 141.50 150.5 159.50 168.50 177.50
17,5 106.8 136.20 145.90 155.65 165.35 175.10 184.80 194.00
19,5 134.0 170.50 182.5 195.00 207.00 219.50 231.50 243.50
21,0 163.1 208.00 222,8 237.70 252.50 267.40 282.25 297.00
22,0 172.1 219.00 235.00 250.50 266.00 282.00 297.50 313.50
24,0 205.7 262.35 281.10 299.80 318.00 337.25 356.00 374.00
25,0 223.1 284.00 304.50 325.00 345.50 365.50 385.50 406.00
27,5 267.4 340.50 365.50 389.50 413.50 438.50 462.50 487.00
30,5 326.2 416.00 445.50 475.00 504.50 534.50 564.00 594.00
32,0 359.9 459.05 491.90 524.65 557.45 590.25 623.05 655.50
33,0 390.0 497.50. 532.50 568.00 603.50 639.50 674.50 710.50
36,0 465.3 593.00 635.50 678.00 720.00 762.50 804.50 847.50
38,5 539.9 688.50 737.50 786.50 835.50 884.00 930.50 --------
41,0 608.8 776.00 831.50 884.00 939.00 994.50 104.500 --------
Рис* П*5*1* Эскиз каната по ГОСТ 2688
Пример условного обозначения каната с
линейным касанием проволок в прядях типа ЛК-Р,
диаметром 15 мм, грузового назначения, из проволо-
ки без покрытия, марки В, левой односторонней
свивки, нераскручивающийся, маркировочной
группы 1764 МПа (180 кгс /мм2):
Канат 15-Г-В-Л-О-Н-1764 (180) ГОСТ 2688.
Тот же типоразмер каната, но из проволоки марки
1, оцинкованный по группе ОЖ, правой крестовой
свивки, нераскручивающийся, маркировочной груп-
пы 1370 МПа (140 кгс /мм2):
Канат 15-Г-1-ОЖ-Н-1370 (140) ГОСТ 2688.
85
Таблица П.5.2
Канат типа ТЛК-0 (6 х 37 = 222 проволоки, с органическим сердечником) ГОСТ3079
Диаметр каната, мм Масса в кг 100 пог. м Расчетный предел проволоки при растяжении, МПа
1270(130) 1370 (140) 1470 (150) 1568 (160) 1667 (170) 1764(180) 1863(190)
Разрывное усилие каната в целом, кН
15,0 80,0 94300 101500 108500 116000 123500 130500 138000
17,0 99,9 118000 127000 136000 145000 154000 163000 172500
19,0 126,6 149500 161000 172500 184000 195500 206500 218000
20,5 156,6 184500 199000 213000 227500 242000 256000 270500
22,5 183,9 217000 234000 250500 267500 284000 300500 317500
24,5 213,8 252500 272000 291500 311000 330500 350000 369000
26,0 252,1 297500 320500 343500 366500 389500 412500 435500
28,0 282,4 334000 359500 385000 410500 436000 462000 487500
30,0 319,2 377000 406500 435500 464000 493500 522500 551500
32,0 366,1 433000 466000 499000 532500 566000 599500 632500
33,5 415,6 491000 529000 566500 604500 642500 680000 718000
37,5 506,1 598500 644500 690500 763000 782500 828500 871000
41,0 615,9 728000 784000 840500 896500 952000 1005000 1060000
45,0 735,9 867000 937500 1000000 1070000 1130000 1200000 1270000
48.5 848,0 1000000 1075000 1155000 1230000 1305000 1385000 1465000
52,0 1006,7 1190000 1275000 1370000 1460000 1555000 1645000 1735000
56,0 1139 1345000 1445000 1550000 1650000 1755000 1865000 1965000
Рис. П.5.2. Эскиз каната по ГОСТ 3079
Пример условного обозначения каната с
точечным и линейным касанием проволок в
прядях типа ТЛК-О, диаметром 28 мм,
грузового назначения, из проволоки без
покрытия, марки В, левой односторонней
свивки, нераскручивающийся, маркировочной
группы 1764 МПа (180 кгс /мм2):
Канат 28-Г-В-Л-О-Н-1764 (180) ГОСТ 3079.
Тот же типоразмер каната, грузового назна-
чения, но из проволоки марки 1, оцинкованный
по группе ЖС, правой, крестовой свивки, не-
раскручивающийся, маркировочной группы
1372 МПа (140 кгс /мм2):
Канат 28-Г-1-ЖС-Н-1372 (140) ГОСТ3079.
86
Приложение 6
Крюки однорогие
Таблица П.6
Основные размеры однорогих крюков для грузоподъемных машин (по ГОСТ 6627)
Крюк Ко Грузоподъемность, т при режиме работы D S L ь h di 11 12 Масса, кг
Тип Тип
1М 4М 6М Б А Б
5 1,0 0,8 0,63 32 24 90 120 20 28 М16 45 25 0,6 0,7
6 1,25 1,0 0,8 36 26 105 130 22 32 М20 50 30 0,9 1,0
7 1,6 1,25 1,0 40 30 120 140 24 36 М20 55 30 1,3 1,5
8 2 1,6 1,25 45 33 130 160 26 40 М24 65 35 1,7 1,9
9 2,5 2 1,6 50 36 145 180 30 45 М27 70 40 2,6 2,9
10 3,2 2,5 2 55 40 165 220 34 52 мзо 85 45 3,6 4,1
И 4 3,2 2,5 60 45 180 300 38 55 мзз 90 50 4,5 5,7
12 5 4 3,2 65 50 195 375 40 65 М36 95 55 6,45 8,9
13 6,3 5 4 75 55 250 410 48 75 М42 105 60 9,6 12,2
14 8 6,3 5 85 65 280 475 54 82 М48 120 70 13,5 17,7
15 10 8 6,3 95 75 310 520 60 90 М52 135 75 18 23
16 12,5 10 8 110 85 340 580 65 100 М56 150 80 26 33
17 16 12,5 10 120 90 415 600 75 115 М64 165 90 37 44,5
18 20 16 12,5 130 100 440 630 80 130 Тр70х10 180 95 50 56
19 - 20 16 150 115 480 660 90 150 Тр80х10 210 100 70 82,5
20 - 25 20 170 130 535 730 102 164 Тр90х12 230 115 102 121
21 - 32 25 190 145 580 800 115 184 Тр100х12 260 130 130 150
22 - 40 32 210 160 675 960 130 205 Тр110x12 280 140 170 206
23 - 50 40 240 180 735 1050 150 240 Тр120х16 330 150 262 312
24 - 63 50 270 205 820 1100 165 260 Тр140х16 360 175 353 400
25 - 80 63 300 230 840 1200 190 290 Тр160х16 400 190 520 600
26 - 100 80 320 250 860 1300 200 320 Тр170х16 440 210 585 695
Крюки по ГОСТ 6627 имеют два ис-
полнения. Крюки исполнения типа А
имеют укороченное цевье. Крюки испол-
нения типа Б имеют удлиненное цевье
(сравните параметр L) и применяются в
соответствующих крюковых подвесках
(см. рис. 1.7)
Пример обозначения крюка грузо-
подъемностью 10 т, с удлиненным цевь-
ем, для среднего режима работы
(2М - 4М):
Крюк 16Б ГОСТ 6627.
Рис. П.6. Чертеж грузового крюка по ГОСТ 6627
Приложение 7
Параметры ручьев блоков для проводки грузовых канатов
Таблица П*7
Основные размеры профиля обода литых блоков, мм (Рис» П.7)
Диаметр каната D при режиме работы h В Bi в2 R Г Г1 Г2
1А-2А ЗАЛА 5А-6А 7А-8А
4,8 70 80 100 120 12,5 8 16 24 4 10 6 2,5
6,2 90 100 125 160 15,5 8 20 28 5 12 6 2,5
8,7 120 140 175 220 22,0 8 25 32 5,5 13 6 3,0
11,0 155 180 220 275 28,0 10 30 40 7,5 15 8 4,0
13,0 180 210 260 325 32,0 10 35 46 8 20 8 4,0
15,0 210 240 300 375 35,0 10 45 56 9 25 8 4,0
19,0 265 300 380 480 45,0 15 50 64 10 30 10 5,0
24,0 340 385 480 600 60,0 18 60 75 15 35 15 5,0
28,0 390 450 560 700 70,0 20 75 90 16 40 20 6,0
34,0 475 550 680 850 85,0 22 95 ПО 19 40 25 7,0
39,0 550 575 780 975 95,0 22 100 115 24 45 30 9,0
Рис* П*7* Чертеж профиля ручья блока по ОСТ 24* 191*05 - 82
Примечание. Литые блоки для проводки канатов изготавливают из чугуна и стали* Правила устройства и
безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов ПБ10-382-00 запрещают применение литых чугунных блоков
в грузоподъемных и стрелоподъемных устройствах* Марки материалов для изготовления литых блоков и бара-
банов приведены в табл* П.6* Поддерживающие блоки, предназначенные для ограничения провеса каната,
должны иметь минимальный диаметр (8 Ч- 10 dj, минимальный момент инерции, минимальное сопротивление
вращению*
88
Приложение 8
Конструкционные стали
Таблица П.8 Л
Прочностные характеристики сталей для грузоподъемных машин
Марка стали, термообработка и температура °C Механические свойства при растяжении Ударная вязкость, Дж / см2, гост или ТУ TOli 11 ци и~а проката, поковки, мм
Предел проч- ности Ов, МПа Предел теку- чести ат, МПа При температуре, С°
+20 -20 -40 -70
ВСтЗсп 380 - 490 240 80 70 50 40 30 5-9 10-25 26-40
ВСт4сп 420-540 270 70 60 40 — ГОСТ 380 5-9 10-25 26-40
ВСтЗГпс 380 - 490 250 100 80 70 50 30 ГОСТ 380 5-9 10-30 31-40
09Г2 09Г2Д 450 310 35 30 30 5-9 10-20 21-32
09Г2С О9Г2СД 500 500 480 470 460 350 350 330 310 290 65 60 60 60 - 40 35 35 35 35 30 30 30 ГОСТ 19281 4 5-9 10-20 21-32 33-60
17Г1С 520 360 350 45 40 4-9 10-20
14Г2АФ 14Г2АФД 550 400 - - 45 40 35 30 4 5-9 10-50
15ХСНД 500 350 - - 40 30 30 4-9 10-32
10ХСНД 540 540 540 520 400 - - 50 50 50 50 35 30 30 30 ГОСТ 19282 4-9 10-15 16-32 33-40
Сталь 20 К 900 410 245 55 ГОСТ 1050 <80
Сталь 20 Н. 900 - 920 От. 600 - 650 430 390 375 355 215 195 185 175 - 55 55 55 50 - - <100 101 - 300 301 - 500 501 - 800
Сталь 35 Н.860 - 880 От. 600 - 650 530 470 470 430 275 245 245 215 - 45 40 35 35 - - Поковка <100 101 - 300 301 - 500 501 - 800
Сталь 45 Н.830 - 860 От. 550 - 630 570 530 530 470 315 275 245 245 - 40 35 30 30 - - ГОСТ 8479 <100 101 - 300 301 - 500 501 - 800
Сталь 40Х Н.850 - 870 От. 560 - 650 590 570 530 345 315 275 - 60 35 35 - - <100 101 - 200 201 - 300
В таблице обозначена термообработка: Н — нормализация; От — отпуск.
89
Таблица П.8.2
Пределы выносливости и коэффициенты безопасности сталей для механических передач
Термическая обработка Твердость зубьев Стали 0 Он > МПа Sh и Of , МПа Sf [он], МПа [ctf], МПа
Нормализация, Улучшение НВ 180-350 45; 40Х; 40ХН; 35ХМ 2НВ+70 1Д 1,8Н В 1,75 2,8 Оу 2,7НВ
Объемная закалка HRC 45-55 40Х; 40ХН; 35ХМ и др. 18HRC+ +150 500 1400
Закалка ТВЧ по контуру (модуль ш > 3) На поверх- ности HRC 56-63 У7; У8 17HRC+ +200 1,2 630 40HRC 1260
Закала ТВЧ сквозная с ох- ватом впадины (ш<3) На поверх- ности HRC 42-50 40Х; 40ХН; 35ХМ и др 375 1430
Азотирование HV 550 - 750 40Х; 40ХФА; 40XII2MA 1050 ЮН RC +240 30HRC 1000
Цементация и закалка На поверх- ности HRC 56-63 Цементиру емые стали 23HRC 600 1,55 40HRC 1200
Нитроцемента- ция и закалка На поверх- ности HRC 56-63 25ХГМ 750 1520
Он° ~ предел длительной контактной выносливости; of\ - предел длительной изгибной
выносливости; [ан] - допускаемые контактные напряжения; [ар] - допускаемые напря-
жения при изгибе; Sh > Sf - коэффициенты безопасности для контактной и изгибной
прочности.
Таблица П.8.3
Допускаемые напряжения [о] (МПа) для расчета барабанов и блоков
в зависимости от режима работы механизмов
Марка материала Допускаемые напряжения для групп режима работы
1М 2М ЗМ 4М 5М 6М
Сталь ВМСтЗсп 200 170 170 150 130 ПО
Сталь 20 210 180 180 160 140 120
Сталь 09Г2С 260 225 225 195 165 140
Сталь 15ХСНД 280 240 240 210 175 150
Сталь 35 Л -1 230 210 210 170 140 120
Сталь 55 Л - 1 260 230 230 200 165 140
Чугун СЧ 15 - 32 110 100 100 90 МММ
Чугун СЧ 18 - 36 130 115 150 100 90
Чугун СЧ 24 - 44 170 150 150 130 115 100
90
Приложение 9
Редукторы типа Ц2
Таблица П.9.1
Габаритные и присоединительные размеры редукторов серии Ц2 (рис* П.9 Л)
Типораз- мер ат Зб А Ai В, Bi в2 в3 В4 L У Ьг у
Ц2-250 150 100 210 L285 260 167 — 60 515 400 247 220
Ц2-300 175 125 250 L350 300 202 — 70 620 475 275 255
Ц2-350 200 150 280 200 330 228 — 70 700 550 300 300
Ц2-400 250 150 320 250 380 256 — 85 805 645 340 325
Ц2-500 300 200 360 320 440 310 — 100 985 785 385 390
Ц2-650 400 250 470 260 560 400 280 100 1270 910 410 480
Ц2-750 450 300 560 300 650 465 320 120 1455 1040 445 570
Ц2-1000 600 400 760 400 860 608 420 150 1905 1400 500 740
Окончание табл* П.9.1
Типораз- мер у и L? у Lio Ln Но Н Hi S dxn Масса, кг
Ц2-250 198 255 280 — 183 75 160 310 — 18 22x4 85
Ц2-300 127 280 300 — 215 90 190 362 — 22 26x4 136
Ц2-350 255 320 345 — 238 100 212 409 — 25 26x6 204
Ц2-400 280 350 375 — 286 150 265 505 — 27 33x6 317
Ц2-500 330 415 445 — 340 190 315 598 — 30 39x6 500
Ц2-650 410 510 550 515 443 190 315 695 95 36 39x8 1100
Ц2-750 480 595 645 565 494 225 355 783 100 40 40x8 1650
Ц2 -1000 645 745 805 780 645 300 450 1018 155 45 52x8 3700
Рис. П.9Л. Габаритные и установочные размеры редукторов серии Ц2
91
Таблица П. 9.2
Вращающий момент Мт на тихоходном валу редукторов Ц2, кН-м
Типо- размер редуктора Переда- точное число Ь Режим работы по Правилам Ростехнадзора
1М-2М ЗМ-4М 5М-6М 7М-8М
Частота вращения быстоходного вала с"1
10 16 10 16 10 16 10 16
Ц2 - 250 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50 3,5 3,8 3,8 4 2,8 3,3 3,3 3,8 2,5 2,7 2,7 2,8 1,8 2,6 2,6 2,7 1,5 1,1 1 1 1,2 1,2 0,9 0,9 1 0,9
1,3
Консольная нагрузка 12 кН 18 кН 12,5 кН 6,3 кН
Ц2 - 300 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50 5, 5,8 5,8 6 4 5 5 5,4 4,4 4,6 4,3 4,4 3,5 3,8 4,3 4,3 2,3 2,3 2,7 2,5 2 2,1 2,5 2,3 1,4 1,4 1,8 1,8 1,4 1,4 1,6 1,6
Консольная нагрузка 20 кН 28,5 кН 14 кН 8 кН
Ц2 - 350 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50 8 9 9,5 9,5 7,1 7,3 8,2 8,5 6 6,8 6,5 6,7 5,6 5,6 6,3 6,3 3,5 3,5 4,1 3,7 2,8 3 3,3 3,3 2,2 2,2 2,7 2,7 2,1 1,9 2,2 2,2
Консольная нагрузка 32 кН 25 кН 18 кН 10 кН
Ц2 - 400 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50 14 18 18,5 18,5 11,2 14 16,5 17 8,2 6,2 8,2 9 9 5,3 6,5 6, 6 3,8 4,8 4,3 4,6 4,1 4,4 4,4 5 4,1 3,7 4,4 4,4
11,5
Консольная нагрузка 32 кН 25 кН 20 кН 14 кН
Ц2 - 500 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50 28 24 24,3 30 30 18 16 17,5 20 20 11,2 11,2 13,2 13,2 9 9 9,7 10,6 7,3 7,3
31,5 21,2 6,5
Консольная нагрузка 50 кН 40 кН 25 кН 20 кН
Ц2 - 650 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50 50 56 60 60 40 45 51,5 56 33,5 37,5 42,5 42,5 26,5 33,5 36,5 41,2 23,6 18 20 20 21,2 19 20 20 23 18 19 20 2069
27,2
Консольная нагрузка 63 кН 71 кН 45 кН 25 кН
Ц2 - 750 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50 69 77,5 87,5 87,5 58 71 80 80 51,5 56 63 63 42,5 47,5 56 60 37,5 42,5 42,5 45 30 35,5 32,5 32,5 31,5 33,5 34,5 36,5 29 28 30 30
Консольная агрузка 100 кН 125 кН 63 кН 32 кН
Ц2-1000 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50 155 190 200 200 136 160 185 190 109 136 140 150 100 112 128 136 82,5 97,5 109 122 71 85 85 100 71 73 87,5 87,5 67 63 65 70
Консольная нагрузка 200 кН 250 кН 160 кН 80 кН
Примечание. Консольную нагрузку прикладывают к середине посадочной части выходного вала.
92
Таблица П.9.3
Присоединительные размеры тихоходного вала
редуктора (рис. П.9.2)
Рис. П.9.2. Чертеж цилиндрического
тихоходного вала редуктора
Типоразмер редуктора Й5 d? U 16 bi ti
Ц2-250 65 10 110 20 18 71
Ц2-300 75 12 110 22 20 82
Ц2-350 85 12 130 22 22 93
Ц2-400 95 12 130 22 25 104
Ц2-500 110 12 165 22 28 120
Ц2-650 140 12 200 22 36 152
Ц2-750 170 16 240 26 40 184
Ц2-1000 220 20 280 32 50 237
Таблица П.9.4
Присоединительные размеры быстроходного вала
редуктора (рис. П.9.3)
Рис. П.9.3. Чертеж быстро-
ходного вала редуктора
Типоразмер редуктора d d 1 11 b t
Ц2 - 250 30 45 60 20 8 16,5
Ц2 - 300 35 48 60 20 10 19
Ц2 - 350 40 58 85 25 12 21
Ц2 - 400 50 70 85 25 14 26,5
Ц2 - 500 60 80 108 32 18 31
Ц2 - 650 70 95 108 32 20 36,5
Ц2 - 750 80 110 135 35 22 41
Ц2 -1000 ПО 140 168 42 28 52
Ось редуктора
Таблица П.9.5
Присоединительные размеры тихоходного вала редуктора в
виде зубчатой полумуфты (рис. П.9.4)
Типоразмер редуктора ш D в ds ds d4 Т ^4 h h u
Ц2-250 3,5 147 20 72 95 62 180 38 43 40
Ц2-300 5 210 25 80 105 70 205 50 55 40
Ц2-350 6 252 30 110 140 100 230 60 65 40
Ц2-400 6 252 30 110 140 100 255 60 65 50
Ц2-500 8 336 40 150 215 120 295 65 85 20
Ц2-650 10 420 50 160 230 120 370 70 90 20
Ц2-750 12 504 60 200 290 140 430 90 105 45
Ц2-1000 16 672 80 320 445 230 580 130 150 55
Рис* П.9.4 Чертеж тихо-
ходного вала редуктора в
виде зубчатой полумуфты
93
Приложение 10
Тормоза колодочные с электрогидравлическим толкателем
Таблица ПЛОД
Параметры тормозов типа ТКГ
Тип тормоза Тормозной момент, Н-м Диаметр шкива D, мм Ширина тормоз- ной колодки мм Толкатель Ход штока толкателя, мм Масса тормоза, кг
ТКГ-160 100 160 70 ТЭГ-16-2М 25 21,5
ТКГ-200 250 200 90 ТГМ-25 32 38
ТКГ-300 800 300 140 ТГМ-50 50 100
ТКГ-400 1500 400 180 ТГМ-80 50 130
ТКГ-500 2500 500 200 ТГМ-80 50 155
ТКГ-600М 5000 600 240 ТЭ 160 55 420
ТКГ-700М 8000 700 280 ТЭ 160 85 505
ТКГ-800М 12500 800 320 ТЭ 160 135 845
Таблица П* 10*2
Геометрические размеры тормозов типа ТЕСТ (рис* ПДО)
Тип тормоза Размеры, мм
L 1 h В Н h bi А а d
ТКГ-160 490 147 268 201 390 144 120 200 90 13
ТКГ-200 603 198 332 213 404 170 90 350 120 18
ТКГ-300 772 275 421 227 496 240 120 500 150 21
ткглоо 940 375 489 227 540 320 140 340 68 21
ТКГ-500 1160 435 650 227 685 400 160 410 85 27
ТКГ-600М 1420 560 860 365 940 475 250 500 126 38
ТКГ-700М 1630 625 1005 390 1081 550 290 610 150 38
ТКГ-800М 1975 695 1280 405 1216 600 330 700 180 38
94
Рис» ПДО» Установочный чертеж колодочного тормоза
с электрогидравлическим толкателем
Приложение 11
Муфты втулочно-пальцевые
Таблица ПД1
Параметры втулочно-пальцевых муфт с тормозным шкивом (рис* ПД1)
Крутящий момент Мк, Н-м Тормозной момент Мт, Н*м d(H7) di(H9) D Dr Di d2 d2 ds d4 ds Число пальцев
мм
250 160 32-45 32-38 140 200 100 180 70 14 28 M10 6
500 160 40-45 40-45 170 200 120 180 80 18 36 M12 6
1000 420 60-70 50-70 220 300 170 275 120 18 36 M12 10
2000 1500 65-75 65-90 250 400 190 370 140 24 46 M16 10
4000 1500 80-95 80-95 320 400 240 370 175 30 58 M24 10
8000 2500 100 95 400 500 300 465 220 38 72 M30 10
8000 5000 125 125 400 600 300 560 220 38 72 M30 10
95
Окончание табл. ПЛ 1
Крутящий момент Мк, Н*м 1 11 S ъ Допустимое смещение валов Момент инерции, кг-м2 Масса, кг
мм радиальн. угловое
250 80-100 80 60 16 100 1-5 0,3 1° 0,24 13,5
500 110 ПО 85 22 100 1-5 0,3 0,32 18,5
1000 110-140 140 107 22 150 1-6 0,4 1,5 43
2000 140-170 140 107 28 190 1-8 0,4 4,8 92
4000 170 170 135 36 190 1-10 0,5 30' 6,9 115
8000 210 210 170 44 210 2-12 0,5 28,6 211
8000 210 210 170 44 250 2-12 0,5 57,8 240
Рис. ПЛ 1. Установочный чертеж втулочно-пальцевой муфты с тормозным шкивом
96
Приложение 12
Гидроцилиндры для грузоподъемных кранов
Таблица ПЛ 2
Технические характеристики типовых гидроцилиндров (рис. ПЛ2)
Размеры, мм Ход штока S, мм Усилие на штоке, кН, при давлении жидкости 16 МПа
D d dl L е R В ф1 =1,33 <р2 =1,65 выдв. втяг* при ф1 втяг. при ф2
40 25 25 180 40 25 24 80 - 250 320-500 20 15 12
50 32 28 190 45 28 30 100-320 400-630 32 23 18
60 40 36 210 50 40 36 125-400 500-710 45 32 25
70 40 40 225 55 43 40 160-500 630-800 62 46 42
80 50 45 260 60 45 45 160-500 630-1000 81 60 49
90 50 50 266 65 45 50 200-630 800-1120 102 82 70
100 60 55 272 80 55 50 200-630 800-1250 126 94 81
110 70 65 300 85 60 55 250-800 1000-1400 152 121 91
125 80 75 340 95 70 60 250-800 1000-1600 196 150 115
140 80 80 375 105 70 70 320-1000 1250-1800 246 185 166
160 100 90 410 115 80 75 320-1000 1250-2000 321 241 196
180 110 100 420 125 90 85 400-1150 1600-2240 407 328 255
200 125 по 465 145 100 90 400-1150 1600-2500 502 376 306
220 140 120 500 160 105 100 500-1600 2000-2800 625 456 360
Примечание»
5
1* <р = ; 5„ - площадь поршневой полости; 5Ш - площадь штоковой полости.
2* Материал*
Цилиндр — труба бесшовная холоднотянутая по ГОСТ 8734; толщина стенки 3,5 * * *10 мм че-
рез каждые 0,5 мм; при толщинах 14* ..22 мм - через каждые 2 мм; дальнейшие толщины со-
ответствуют ряду предпочтительных чисел; материал - сталь 35 по ГОСТ 1050; тд)мообра-
ботка - улучшение НВ 240 - 270;
Шток - круг по ГОСТ 2590; материал - сталь 45 по ГОСТ 1050; термообработка - нормали-
зация HRC 50 - 54.
Рис. ПЛ 2. Чертеж продольного сечения гидроцилиндра
97
Приложение 13
Гидронасосы и гидромоторы
Структура обозначения аксиально-поршневых гидромашин
Таблица П.13.1
310. 3. 112. 00.
00,01,06 - реверсивные гидромоторы; 02,04,07 - насосы правого,
03,05,08 - насосы левого вращения (вид с торца вала)
Рабочий объем, см3: 12, 28,45, 56, 80, 112, 160, 250
Модель 0...9__
Гидромашина с наклонным блоком цилиндров нерегулируемая
10 - предохранительный клапан отсутствует; 1,2- установлены
/ регулиремые клапаны; 3,4 - установлены нерегулируемые
/ клапаны; 5,6 - пристыкован блок обратно-предохранительных
/ клапанов (БОЛК)________________________________________
Реверсивный гидромотор (индексацию см. выше)
Модель \ Рабочий объем
Гидромашина с наклонным блоком цилиндров регулируемая
Таблица П.13.2
Технические характеристики гидронасосов
Наименование параметра Значение параметра
310.1.12.02 310.2.28.02 310.3.45.02 310.3.56.02
Частота вращения ном., с’1, (об/мин) 40 (2400) 32 (1920) 25 (1500) 25 (1500)
Подача ном., дм’/с (л/мин) 0,44 (26) 0,85 (51) 1,07 (64) 1,33 (80)
Давление на выходе ном/макс, МПа 20/35
Мощность потребляемая ном., кВт 10 18,5 23 29
Коэффициент подачи 0,95
КПД полный/гидромеханический 0,91 / 0,96
Масса сухая, кт 4 9 17 17
98
Окончание табл* 11*13*2
Наименование параметра Значение параметра
310.1.80.02 310.2.112.02 310.3.160.02 310.3.250.02
Частота вращения ном., с"1, (об/мин) 20(1200) 20 (1200) 20 (1200) 16(960)
Подача ном., дм’/с (л/мин) 1,52(91,2) 2,13 (128) 3,04(182) 3,8 (228)
Давление на выходе ном/макс, МПа 20/35
Мощность потребляемая ном*, кВт 33 46 66 82,5
Коэффициент подачи 0,95
КПД полныи/гидромеханический 0,91/0,96
Масса сухая, кт 19,2 29 45 65
Таблица П* 13*3
Технические характеристики рев^сивных гидромоторов
Наименование параметра Значение параметра
310.1.12.00 310.2.28.00 310.3.45.00 310.3.56.00
Частота вращения ном., с"1, (об/мин) 40 (2400) 32 (1920) 30 (1800) 30 (1800)
Подача ном., дм7с (л/мин) 0,44 (26) 0,85 (51) 1,07 (64) 1,33 (80)
Давление на выходе ном/макс, МПа 20/35
Мощность потребляемая ном., кВт 10 18,5 23 29
Момент крутящий ном, Нм 35 84 135 168
КПД полныи/гидромеханический 0,91/0,96
Масса сухая, кт 4 9 17 17
Окончание табл* П*13*3
Наименование параметра Значение параметра
310.3.80.00 310.3.112.00 310.3.160.00 310.3.250.00
Частота вращения ном*, с’\ (об/мин) 25 (1500) 20 (1200) 30 (1800) 30(1800)
Подача ном*, дм7с (л/мин) 0,44 (26) 0,85 (51) 1,07 (64) 1,33 (80)
Давление на выходе ном/макс, МПа 20/35
Мощность потребляемая ном*, кВт 33 46 66 82,5
Момент крутящий ном, Нм 240 336 480 748
КПД полныи/гидромеханический 0,91/0,96
Масса сухая, кт 19,2 29 45 65
99
гидромоторы
гидронасосы
Рис» ПЛЗ Л. Общий вид аксиально-поршневых гидромашин
Таблица ПЛ 3,4
Конструктивные размеры аксиально-поршневых гидромашин
Размер 310.1.12 310,2.28 310.3.45 310.3.56 310.3.80 310,3,112 310.3.160 310.3.250
L 192 196 241 245 275 290 320 367
L5 112 147 153 153 166 177 210 251
L6 92 122 128 128 — 150 190 —
L10 — — 90 90 88 100 118 —
L11 81 99 110 120 135 145 165 191
Приложение 14
Геометрические характеристики сечений деталей вращения
Таблица ПД 4
Моменты сопротивления изгибу W, кручению WK> площадь сечения F
Поперечное сечение W в см* э см* Л- F в см*
* 0,14» 02 -^ = 0^ si 0,78543 4
\ 2^^ * "''«ж i \ j ”(4-<) г, 324, в0'1 4, «(<£--4) 164 * 4-^ at 0,2 \ * Oh *(4-4) .. 4 0,786 (4-4)
t -ш— nd8 dft (2d — A)a 32 16d № « 0,1 &e' red3 bh (2d ~ A)2 16 16d Pi 0,2 d\ nd8 bh 4 2 ₽s 0,785
100
Приложение 15
Таблица П.15.1
Шарикопо,
ли!
япники упорные однорядные, ГОСТ 6874
Особо легкая серия________Легкая серия_____________Средняя серия
№ Размеры, мм Qct> кН № Размеры, мм Qct> кН № Размеры, мм Qct? кН
d D Н d D Н d D н
8106 30 47 И 29 8206 30 52 16 47 8306 30 60 21 68
8107 35 52 12 40 8207 35 62 18 68 8307 35 66 24 85
8108 40 60 13 51 8208 40 68 19 80 8308 40 78 26 110
8109 45 65 14 55 8209 45 73 20 90 8309 45 85 28 132
8110 50 70 14 61 8210 50 78 22 105 8310 50 95 31 162
8111 55 78 16 83 8211 55 90 25 130 8311 55 105 35 215
8112 60 85 17 90 8212 60 95 26 152 8312 60 110 35 215
8113 65 90 18 100 8213 65 100 27 152 8313 65 115 36 250
8114 70 95 18 110 8214 70 105 27 16 8314 70 125 40 300
8115 75 100 19 118 8215 75 110 27 170 8315 75 135 44 345
8116 80 105 19 120 8216 80 115 28 190 8316 80 140 44 345
8117 85 ПО 19 130 8217 85 125 31 240 8317 85 150 49 420
8118 90 120 22 160 8218 90 135 35 26 8318 90 155 50 450
8120 100 135 25 210 8220 100 150 38 330 8320 100 170 55 510
8122 110 145 25 205 8222 110 160 38 350 8322 110 190 63 650
8124 120 155 25 230 8224 120 170 39 390 8324 120 210 70 825
8126 130 170 30 305 8226 130 190 45 510 8326 130 225 75 940
8128 140 180 31 315 8228 140 200 46 530 8328 140
Рис. П.15.1. Шарикоподшипник упорный, ГОСТ 6874
101
Таблица П.15.2
Шарикопо,
лап
япники радиальные сфд)ические двухрядные, ГОСТ 5720
Легкая серия_________Легкая широкая серия_______Средняя серия
№ Размеры, мм Qct? кН № Размеры, мм Qct> кН № Размеры, мм Qct? кН
d D В d D В d D В
1205 25 52 15 4,1 1505 25 52 18 4,3 1305 25 62 17 6,1
1206 30 62 16 6 1506 30 62 20 5,8 1306 30 72 19 7,9
1207 35 72 17 6,8 1507 35 72 23 8,4 1307 35 80 21 10
1208 40 80 18 8,7 1508 40 80 23 9,6 1308 40 90 23 12,5
1209 45 85 19 9,8 1509 45 85 23 10,8 1309 45 100 25 16
1210 50 90 20 И 1510 50 90 23 11,5 1309 50 110 27 17,8
1211 55 100 21 13,5 1511 55 100 25 13,5 1310 55 120 29 23
1212 60 ПО 22 16 1512 60 110 28 17 1311 60 130 31 27
1213 65 120 23 17,5 1513 65 120 31 22 1312 65 140 33 30
1214 70 125 24 19 1514 70 125 31 23 1314 70 150 35 36
1215 75 130 25 21,5 1515 75 130 31 24 1315 75 160 37 39
1216 80 140 26 24 1516 80 140 33 27 1316 80 170 39 43
1217 85 150 28 29 1517 85 150 36 32 1317 85 180 41 50
1218 90 160 30 32 1518 90 160 40 39 1318 90 190 43 57
1219 95 170 32 37,5 1519 95 170 43 46 1319 95 200 45 68
1220 100 180 34 41 1520 100 180 46 54 1320 100 215 47 73
1221 105 190 36 45
1222 110 200 38 53
1224 120 215 42 71
Рис* П*15*2* Шарикоподшипник радиальный сфд)ический двухрядный ГОСТ 5720
102
Таблица П.15.3
Шарикоподшипники радиальные ГОСТ 8338
Особо легкая серия___________Легкая серия____________Средняя серия
№ Размеры, мм Qct? кН № Размеры, мм Qct> кН № Размеры, мм Qct? кН
d D в d D в d D В
106 30 55 13 7 206 30 62 16 10 306 30 72 19 15
107 35 62 14 8,6 207 35 72 17 13,9 307 35 80 21 17,8
108 40 68 15 9,4 208 40 80 18 18 308 40 90 23 22,8
109 45 75 16 12,2 209 45 85 19 18 309 45 100 25 26,5
110 50 80 16 11,2 210 50 90 20 20 310 50 110 27 36
111 55 90 18 16 211 55 100 21 25,5 311 55 120 29 42,5
112 60 95 18 18,5 212 60 110 22 31,5 312 60 130 31 49
113 65 100 18 20 213 65 120 23 35 313 65 140 33 56
114 70 110 20 24,5 214 70 125 24 38 314 70 150 35 64
115 75 115 20 26,5 215 75 130 25 42 315 75 160 37 73
116 80 125 22 31,5 216 80 140 26 45 316 80 17 39 81
117 85 130 22 31,5 217 85 150 28 54 317 85 180 41 91
118 90 140 24 34 218 90 160 30 61 318 90 190 43 100
119 95 145 24 35,5 219 95 170 32 71 319 95 200 45 ПО
120 100 150 24 38 220 100 180 34 75 320 100 215 47 132
121 105 160 26 40,5 221 105 190 36 91 321 105 225 49 145
122 110 170 28 54 222 110 200 38 102 322 110 240 50 170
124 120 180 28 62 224 120 215 40 112 324 120 260 55 182
126 130 200 33 74 226 130 230 40 112 326 130 280 58 195
128 140 210 33 80 228 140 250 42 112 328 140 300 62 225
130 150 225 35 98 230 150 279 45 152 330 150 320 65 250
Рис. П.15.3. Шарикоподшипник радиальный ГОСТ 8338
103
Таблица П.15.4
Роликопо.
jiiii
пшики радиальные сферические двухрядные ГОСТ 5721
Особо легкая
Легкая
№ Размеры, мм Qct? кН № Размеры, мм Qct> кН № Размеры, мм Qct? кН
d D В d D В d D В
3124 120 180 46 141 3508 40 80 23 25,4 3608 40 90 33 64,9
3128 140 210 53 286 3509 45 85 23 26,5 3609 45 100 36 80
3132 160 240 60 308 3514 70 125 31 68,1 3610 50 110 40 98,4
3140 200 310 82 509 3516 80 140 33 102 3611 55 120 43 ИЗ
3144 220 340 90 545 3517 85 150 36 108 3612 60 130 46 130
3148 240 360 92 730 3518 90 160 40 130 3613 65 140 48 140
3156 280 420 106 973 3520 100 180 46 184 3614 70 150 51 178
3160 300 460 118 1080 3522 по 200 53 227 3615 75 160 55 200
3164 320 480 121 1140 3524 120 215 58 281 3616 80 170 58 227
3168 340 520 133 1300 3526 130 230 64 341 3617 85 180 60 249
3172 360 540 134 1410 3528 140 250 68 395 3618 90 190 64 270
3180 400 600 148 1780 3530 150 270 73 432 3620 100 215 73 363
3188 440 650 157 1890 3532 160 290 80 530 3622 110 240 80 459
3192 460 680 163 2320 3534 170 310 86 578 3624 120 260 86 530
3196 480 700 165 2380 3536 180 320 86 627 3626 130 280 93 627
3538 190 340 92 681 3628 140 300 102 681
3540 200 360 98 778 3630 150 320 108 778
3544 220 400 108 897 3632 160 340 114 897
3552 260 480 130 1240 3634 170 360 120 984
3556 280 500 130 1410 3636 180 380 126 1080
3564 320 580 150 1650 3638 190 400 132 1190
3572 360 650 170 2100 3640 200 420 138 1300
3580 400 72053 185 2570 3644 220 460 145 1410
3648 240 500 155 1680
3652 260 540 165 1950
3656 280 580 175 2050
3680 400 820 243 4320
Рис. П.15.4. Роликопо,
лш
шник радиальный двухрядный сф^ический ГОСТ 5721
104
Учебное издание
Калинин Юрий Иванович
Муравьев Владимир Александрович
Ульянов Алексей Васильевич
Нифантов Максим Владиславович
ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ
Пример расчета автомобильного крана
Учебно-методическое пособие к выполнению курсового проекта для студентов вузов,
обучающихся по направлениям: 190600 "Эксплуатация транспортно-технологических машин
и комплексов", 190100 "Наземные транспортно-технологические комплексы"; специально-
стям: 190603 "Сервис транспортно-технологических машин и комплексов", 190205 "Подъем-
но-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование".
Редактор Аграновская Н.Н.
Рекомендовано учебно-методическим советом
Воронежского ГАСУ
Разрешен к публикации
Электронный формат - pdf
Объем 6,125 уч.- изд* л*
Издательство учебной литературы и учебно-методических пособий
Воронежского ГАСУ, 394006 Воронеж, ул* 20-летия Октября, 84
105