Файл: 2. Общее устройство мостового крана, технические характеристики, смазка и карта смазки крана.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 353
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Толщина стенок лимитируется местной устойчивостью: при отношении высоты стенки к ее толщине более 160 дополнительно к диафрагмам предусматривается одно горизонтальное ребро жесткости, а при отношении более 200 — два ребра жесткости. Ребра устанавливаются в сжатой зоне стенки.
Рис. 6.4. Кран с безраскосной фермой грузоподъёмностью 20/5 т
Они могут выполняться из швеллеров, уголков или гнутых профилей и располагаются снаружи или внутри балки (рис. 8.1. На рис. 8.1 (в середине) показана главная балка 50-тонного крана с внутренними продольными ребрами жесткости коробчатого сечения, применение которых позволило уменьшить толщину стенок с 8 до б мм и массу балки примерно на 20%.
Главные балки снабжаются большими и малыми (по высоте) диафрагмами, которые придают устойчивость вертикальным стенкам, предотвращают местный изгиб верхнего пояса и повышают общую устойчивость балок. Высота больших диафрагм почти равна высоте стенки. Иногда в них делают прямоугольные с закругленными углами отверстия. Между нижней кромкой большой диафрагмы и нижним поясом балки имеется зазор. При расположении рельсов по осям балок диафрагмы являются для них опорами, участвуя в передаче нагрузок на вертикальные стенки. В этих случаях верхние кромки диафрагм приторцовывают к верхним поясам балок.
Несимметричное расположение рельса относительно вертикальной оси коробчатой балки ведет к ее нагружению крутящим моментом. Такое нагружение может быть предотвращено, если линия действия вертикальной нагрузки проходит через центр изгиба сечения. Наиболее целесообразно располагать рельс над одной из стенок балки, что исключает изгиб поясного листа. Центр изгиба располагается по одной из стенок в том случае, если толщина ее в 4—5 раз превышает толщину другой стенки и составляет 16—20 мм. Увеличение толщины стенки обеспечивает снижение местных напряжений от давления ходовых колес тележки. Масса моста в этом случае снижается на 15—20%.
Поскольку установка горизонтальных ребер жесткости, выполненных из прокатных профилей, ведет к увеличению массы металлоконструкции, в качестве подкрепления стенки элементов используется ее местная гофрировка, при которой масса снижается на 5—7%. Основное отличие работы гофра, имеющего полукруглое, треугольное, трапециевидное или прямоугольное сечение (рис. 8.5), от работы ребер из полосы, уголка и т. д. заключается в том, что он работает совместно со стенкой как с пластиной.
Рис. 6.5. Типы гофров
Согласно работе 1593 масса металлоконструкции моста зависит главным образом от конструкции главных балок (рис. 8.6): двухблочный мост, выполненный по схеме на рис. 8.6, а, характеризуется отношением Н/В=3.
Рис. 6.6. Конструкция главных балок
Консольные продольные площадки используют для обслуживания крана, а также для размещения шкафов с электроаппаратурой. В мостах с уширенными балками при (Н/В)<3 (рис. 6.6, б) электроаппаратура размещается внутри балок, которые используются также в качестве галерей. Отличием моста, выполненного по схеме на рис. 6.6, в, являются сплошностенчатые главные балки и безраскосные вспомогательные, связанные между собой в коробчатую конструкцию. Однобалочные мосты (рис. 6.6, г) за счет сокращения числа вертикальных стенок и других деталей имеют значительно меньшую массу.
При размещении электрооборудования внутри главных балок, стыкующихся с концевыми на одном уровне, приводы механизмов передвижения размещаются на уровне нижних поясов главных балок, в связи с чем возникает необходимость устраивать в верхнем поясе проемы и люки, наличие которых отрицательно сказывается на прочности конструкции. Более целесообразно уменьшать по концам ширину главных балок в виде уступа (рис. 6.7), а в его торце выполнять окантованный проем для прохода внутрь балки. Механизм передвижения при этом располагается на консольной площадке, и к нему обеспечивается свободный доступ. При расчете таких балок следует учитывать дополнительные изгибающие моменты Рис. 6.7. Главная балка с уступами в горизонтальной плоскости, под возникающие вследствие резкого изменения сечения.
Одним из резервов снижения массы металлоконструкции моста является применение тонкостенных гнутых и штампованных профилей. По сравнению с угловым и швеллерным прокатом они имеют лучшее пространственное распределение материала по сечению и поэтому более устойчивы и лучше сопротивляются кручению, в связи с чем достигается снижение массы металлоконструкции до 30%.
На рис. 6.8 показаны балки, изготовленные из гнутых профилей. Балка прямоугольного сечения (рис. 6.8, а) сваривается из двух профилей, которые имеют в нижней части отбортовки для сварного шва. В верхней части профилей путем сгиба образованы полки с вертикальными участками.
Полки соединены со стенками электрозаклепками, а профили между собой — швом. Полки выполняют роль горизонтальных ребер жесткости, поддерживая стенки профилей в верхних сжатых зонах, а участки поддерживают рельс. Ребра, прикрепляемые к основным профилям также электрозаклепками, служат для увеличения устойчивости стенок профилей и распределения нагрузки от тележки на стенки балки.
Рис. 6.8. Балки из гнутых профилей
Преимуществами балки такой конструкции являются уменьшение длины сварных швов и минимальное количество горизонтальных ребер жесткости.
В балке другой конструкции (рис. 6.8, б) гнутые профили соединены сварными швами с полками стенки, имеющей двутавровое сечение. Для облегчения стенки в ней сделаны отверстия. Рельс укладывают на стенку и приваривают к полке.
Сечение пролетной балки из гнутых профилей, показанное на рис. 6.8, в, образовано стенкой с отбортовкой в нижней части, играющей роль нижнего пояса и верхним Z-образным поясом 26. Последний вместе с участком вертикальной стенки образует замкнутую полость, обеспечивающую необходимую крутильную жесткость сечения. Рельс устанавливается непосредственно над стенкой.
Из двух симметричных половин, соединяемых в верхней части профилем, диафрагмой и полосой, состоит балка, изображенная на рис. 6.8, г. В нижней части ее половины соединены листом. Соединение элементов балки осуществляется точечной сваркой. Профиль служит для передачи вертикальной нагрузки на стенки половин, а диафрагма предотвращает их выпучивание.
Балка открытого типа (рис. 6.8, д) имеет невысокую стоимость при экономичном расходе материала и простоту сборки, а также простоту крепления рельсов. Она состоит из полок, соединенных стенкой. Чтобы не допустить коробления верхней полки, к ней приваривают полосы, которые соединяют сваркой с вертикальной стенкой в местах ее перегиба. Стенка может иметь волнистую, треугольную или прямоугольную форму. Момент инерции сечения балки примерно такой же, как и двутавровой балки той же высоты и ширины.
М
асса площадок, которая достигает 8% массы крана, может быть снижена, если применить конструктивные элементы из гнутых профилей, гофрированных настилов (рис. 6.9) и использования для них алюминиевого листа.
Для улучшения условий труда при установке диафрагм внутри балок, приварка которых в основном производится вручную, хотя и составляет значительную часть общего объема сварочных работ (например, в 25-метровой пролетной части крана грузоподъемностью 5 т имеются 24 больших и 72 малых диафрагмы с общей протяженностью шва 76,5 м), применяют электрозаклепки или контактную сварку, которые позволяют производить операции сварки снаружи балок. В этом случае диафрагмы выполняются с отбортовкой шириной около 50 мм на вертикальных сторонах. Выполнение отбортовки на овальном отверстии диафрагмы не только увеличивает ее жесткость, но и позволяет уменьшать толщину. Шаг электрозаклепок не должен превышать в сжатой зоне 100 мм, в растянутой — 150 мм. Оптимальным является шаг, равный 3—5 диаметрам электрозаклепки, который составляет 17 мм при толщине свариваемых листов 5 мм и 18 мм — при толщине 6 мм. По сравнению с ручной сваркой трудозатраты снижаются при использовании электрозаклепок на 25%, при контактной сварке — на 60%.
Идеальным с точки зрения использования металла является изготовление главных балок из труб, имеющих эллиптическую форму Предел устойчивости стенки такой балки лежит выше предела текучести ( в связи с чем возможно совсем отказаться от Диафрагм) и ее масса на 8—10% меньше коробчатой балки. Однако поскольку трубы такого профиля не изготовляются, нашли применение круглые трубы.
Мосты кранов из труб выполняются как двухбалочными, так и однобалочными. В последнем случае главная балка может быть сварена в вертикальной плоскости из нескольких труб и имеет в своей средней части рельсы для тележки. Рама тележки выполняется из двух U-образных балок, охватывающих мост снизу и соединенных между собой продольными элементами. Тележка передвигается на четырех колесах с помощью двух приводов, расположенных с обеих сторон моста.
Барабан охватывает балку и опирается на катки, закрепленные на раме тележки. Привод механизма подъема состоит из электродвигателя и редуктора, шестерня на выходном валу которого находится в зацеплении с зубчатым венцом барабана.
При изготовлении пролетных частей кранов в виде ферм возможно наряду с прокатными профилями применять и трубы. Последние позволяют использовать их в качестве длинных стержней и сократить расход металла на дополнительные связи. Это особенно важно для стержней, сечение которых выбирается из условий предельной гибкости. К числу преимуществ использования труб относится возможность применения стенок меньшей толщины. Так, если толщина полок уголков обычно не менее V10—V20 ширины полки, то для труб эта величина уменьшается до V20—V50 диаметра.
Трудоемкость сварки трубчатых конструкций на 40% выше, чем конструкций из угловой стали, а стоимость конструкций из них на 8—15% выше, чем конструкций из уголков, хотя стоимость труб примерно на 20% выше стоимости углового проката. Это объясняется резким уменьшением количества вспомогательных элементов (фасонок, прокладок и т. д.).
Поверхность трубчатой фермы примерно на 30% меньше поверхности фермы из проката. Это обстоятельство не только уменьшает ветровую нагрузку на кран, но и снижает эксплуатационные расходы за счет уменьшения площади окрашиваемой поверхности. Поскольку элементы с кольцевым замкнутым сечением при равной площади сечения имеют по сравнению с сечениями элементов других типов больший радиус инерции, применение их в конструкциях ферменных мостов дает снижение массы на 25—30%. На рис. 6.10 для сравнения приведены показатели массы ферменных (кривая 1), коробчатых (кривая 2) и одностенчатых (кривая 3) мостов кранов грузоподъемностью 30 т и пролетом 20 м.
Рис. 6.11. Концевая балка
Концевые балки независимо от конструкции пролетной части, как правило, имеют коробчатое сечение.
Обычно момент инерции их сечений относительно вертикальной оси принимается не меньшим, чем момент инерции сечения главной балки в месте их соединения. Конструкция концевой балки крана грузоподъемностью 20/5 т показана на рис. 6.11.
Важным с точки зрения конструкции является узел соединения главных балок с концевыми. Это соединение кроме необходимой прочности должно быть достаточно жестким, чтобы воспринимать изгибающие моменты в местах стыковки балок при действии горизонтальных нагрузок. От горизонтальной жесткости моста в значительной степени зависит величина перекоса крана при движении и степень износа ходовых колес.
Рис. 6.12. Соединения главных балок с концевыми.
До недавнего времени соединение балок осуществлялось на заклепках (рис. 6.12). Это требовало выполнения трудоемких работ, связанных с подгонкой стыков, и сверления большого количества отверстий, часто в труднодоступных местах; например, для соединения балок моста крана грузоподъемностью 150/30 т необходимо было просверлить 536 отверстий диаметром 22 мм при толщине пакета 36—48 мм.
В современных кранах, в большинстве случаев, соединение главных балок с концевыми осуществляется сваркой встык или со ступенчатым опиранием (рис. 6,12, а). Это резко снижает трудоемкость изготовления металлоконструкций. При соединении со ступенчатым опиранием места прилегания главных и концевых балок механически обрабатываются; ступенчатое соединение облегчает регулирование пролета при контрольной сборке моста.