Иванченко Ф.К. и др. Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин. Страница 1


УДК 621.873(07) Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин. Иванченко Ф. К. и др. Киев, издательское объединение «Вита школа», Головное изд-во, 1978. 576 с. В книге освещены вопросы расчета и проектирования грузоподъемных и транспортирующих машин, изучаемых в курсе «Подъемно-транспортные машины». Приведены расчеты грузоподъемных машин (мостового, поворотных, передвижных кранов, крановых механизмов с гидравлическим приводом) и транспортирующих машин (ленточных, пластинчатого, скребкового, винтового, вибрационного и других конвейеров, ковшовых элеваторов, пневматических и гидравлических установок). Расчеты даны в примерах. Выполнен технико-экономический расчет эффективности применения мостового крана и ленточного конвейера. Второе издание дополнено новыми расчетами подъемнотранспортных машин и обновленными справочными материалами. Книга предназначена в качестве учебного пособия для студентов технических вузов и может быть полезна инженерно-техническим работникам, конструкторам и заводским механикам. Табл. 99. Ил. 164. Список лит.: 36 назв. Рецензент: кафедра подъемно-транспортных машин Харьковского политехнического института Редакция литературы по машиностроению и приборостроению Зав. редакцией О. А. Добровольский ©Издательское объединение «Ншпя invnnutt 1Q7K «Вища школа», 1975 Издательское объединение «Вшца школа», 1978, с изменениями
Грузоподъемные и транспортирующие машины являются неотъемлемой частью современного производства, так как с их помощью осуществляется механизация основных технологических процессов и вспомогательных работ. В поточных и автоматизированных линиях роль подъемно-транспортных машин качественно возросла и они стали органической частью технологического оборудования, а влияние их на технико-экономические показатели предприятия стало весьма существенным. В решениях XXV съезда КПСС указывается: «Увеличить производство прогрессивных средств механизации подъемно-транспортных, погрузочно-разгрузочных и складских работ, в том числе грузоподъемных машин с дистанционным и программным управлением, подвесных конвейеров с автоматическим адресованием грузов и автоматизированного оборудования для складов»... «Шире внедрять непрерывные виды транспорта — конвейерный, трубопроводный, в том числе пневмоконтейнерный, и канатно-подвесной»1. Увеличение производительности и улучшение технико-экономических показателей подъемно-транспортных машин, повышение их прочности, надежности и долговечности неразрывно связано с применением новейших методов расчета и конструирования. Инженер должен обладать знаниями, необходимыми для выполнения основных расчетов подъемно-транспортных машин, и уметь обоснованно подобрать их в комплекс оборудования. Курс «Подъемно-транспортные машины» является базой общетехнической подготовки студентов, способствует развитию их конструкторских навыков и общей конструкторской подготовки. При выполнении курсового проекта реальной машины (грузоподъемной, транспортирующей или комплекса этих машин) студентам приходится анализировать условия работы, составлять кинематические схемы механизмов, правильно компоновать узлы и машины, вычислять нагрузки, действующие на элементы машин, определять производительность машин, мощность приводов, рассчитывать на прочность и долговечность узлы и детали, металлоконструкцию, исследовать оптимальные параметры машины и отдельные ее узлы, определять тех-нико-экономическую эффективность от применения выбранного комплекса оборудования. Примеры расчетов типовых подъемно-транспортных машин выполнены с некоторым изменением (с методической точки зрения) их параметров с учетом вариантов. Уделено внимание уточнению определения мощности приводов, расчету деталей подъемно-транспортных машин на прочность и выносливость. Расчеты выполнены в основном по методике, разработанной ‘ Всесоюзным научно-исследовательским институтом подъемно-транспортного машиностроения. Кроме того, изложены основы динамических расчетов грузоподъемных и транспортирующих машин, даны примеры использования этих расчетов. В расчетах вместо маховых моментов (как обычно принято) введены моменты инерции масс в соответствии с курсом «Теория механизмов и машин». Этим самым сохранена преемственность изучаемых курсов, значительно упрощены формулы и расчеты. Динамические расчеты, включенные в книгу, будут способствовать повышению интереса студентов к научным исследованиям в области динамики, прочности и надежности машин. В последнее время все более широкое применение в подъемнотранспортных машинах находит гидравлический привод, обладающий рядом положительных качеств. В главе V, написанной доц., канд. техн. наук В. И. Мелик-Гайказовым, даны примеры расчета гидростатического привода и требования, предъявляемые к нему. В книге приведены данные ГОСТов и нормалей, Правил Госгор-техназдора, а также другие справочные материалы, необходимые для расчетов и проектирования подъемно-транспортных машин. Параметры машин и их отдельных узлов и деталей приняты с учетом требований существующих стандартов. При подготовке второго издания книги учтены полезные советы и замечания сотрудников ряда кафедр ПТМ, которым авторы выражают свою признательность. ГЛАВА I ОСНОВЫ РАСЧЕТА ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН § 1. Режимы работы грузоподъемных машин Для грузоподъемных машин характерным является цикличность работы механизмов с частыми пусками, остановками и реверсами. Интенсивность работы и условия эксплуатации, тип и назначение машины определяют режим работы ее, правильный выбор которого необходим для расчета механизмов и металлоконструкций. В зависимости от режима работы принимают запасы прочности деталей, динамические коэффициенты при расчете механизмов и металлоконструкций, коэффициент запаса торможения, параметры и тип электродвигателя. От соотношения времени работы и пауз, характера нагрузки различают режимы работы электродвигателей: продолжительный, кратковременный и повторно-кратковременный. Для крановых механизмов изготовляют электродвигатели повторно-кратковременного режима, при котором двигатель не успевает нагреться до определенной температуры, называемой установившейся, а за время пауз не успевает охладиться до температуры окружающей среды. Согласно Правилам Госгортехнадзора режим работы грузоподъемных машин устанавливают с учетом следующих величин: 1) коэффициента использования механизма по грузоподъемности где Qcp — среднее значение веса поднимаемого груза в течение смены; Q,< — номинальная грузоподъемность; 2) коффнциента суточного использования число часов работы механизма в сутки. Кс
3) коэффициента годового использования К _число дней работы механизма в году, 4)    относительной продолжительности включения двигателя механизма ПВ = Ц-№%,    (2) где 'Eti — время работы механизма в течение цикла, с; Та — полное время цикла, с, Tn=Ilt + Ilto, £/0— время пауз в течение цикла, используемое для выполнения вспомогательных операций (захвата и . отдачи груза и других операций, которые не могут производиться во время подъема и перемещения груза), с; 5)    температуры окружающей среды; 6)    числа включений в час (среднего за смену). При повторно-кратковременном режиме работы двигателя важным фактором является относительная продолжительность включения, поскольку от нее зависит температура нагрева двигателя. Чтобы при изменении ПВ средняя температура нагрева двигателя не изменялась, нужно изменять нагрузку. При увеличении ПВ нагрузка должна быть уменьшена, а при уменьшении ПВ — увеличена. В зависимости от совокупности указанных факторов режимы работы крановых механизмов и электрооборудования подразделяют на: JI — легкий, С — средний, Т — тяжелый, ВТ — весьма тяжелый. Для крановых механизмов характеристика режимов работы приведена в табл. 1, для электрооборудования — в табл. 2. Режим работы механизмов кранов принимают в соответствии с табл. 3. Одним из основных параметров конструктивно-эксплуатационной характеристики грузоподъемной машины является производительность, которая при одних и тех же конструктивных качествах рабочих механизмов зависит от рода груза, от применения автоматических и полуавтоматических захватных устройств, от условий работы, от организации рабочего процесса, от квалификации обслуживающего персонала. В общем случае теоретическую производительность определяют по формуле П — nGo,    (3) 3600 * где га = -=--количество рабочих циклов в час; 00 — вес перемещаемого груза за один цикл. При штучных грузах G0 зависит от грузоподъемности машины и приспособленности захватного устройства для перемещения конкретного груза; при насыпных грузах — от емкости захватного устройства V, коэффициента его заполнения <]) (табл. 4) и плотности р: Go= Vpt < Q,    (4) где Q — грузоподъемность машины с учетом веса грузозахватного приспособления. Характеристика режимов работы механизмов Таблица 1 режим работы механизма Среднее допускаемое зьачсние коэффициента использования механизма по грузоподъемности, кгр по времени в течение года, Кг в течение суток, 0,25 •• 1,0 Нерегулярная редкая работа 0,75 • 1.0 Таблицы 2 Характеристика режимов работы электрооборудования крановых механизмов Коэффициенты использован ня Число вклю Температура Режим чений в час работы (среднее за смену) окружающей среды, °С Нерегулярная ред кая работа 300 . • СОО Таблица 3 Режимы работы крановых механизмов (Госгортехнадзор СССР) Режим работы механизма Крань Jo (0 с; 2 передвижения тележки (тали) * 1 2 о О Ш X главной, магнит вспомо гательной, грейфер передвиже крана поворота 1 изменения лета стрел Мостовые подвесные крюковые легкого режима работы крюковые среднего режима работы, в том числе с использованием электро-тал н крюковые тяжелого режима работы грейферные магнитные, в том числе со съемным моторным грейфером магнитно-грей ферные с лапами Магнитные с жесткой траверсой с гибкой траверсой магнитные шихтовых скралных дворов, а также копровые Мул ьдо- ма г нитные Литейные Для раздевания слитков Колодцевые Ковочные Закалочные Завалочные Козловые крюкойые грейферные Перегружатели Продолжение табл. 3 Режим работы механизма Краны передвижения тележки (талн) 3 главного п ема 1 главной, магнитной ПС помо-гательной, грейферной передвиже крана поворота управлени* изменения лета стрел вращения Башенные строительные для монтажа сборных сооружений для подъема мелких штучных грузов Портальные монтажные перегрузочные крюковые перегрузочные грейферные Кабельные монтажные перегрузочные грейферные перегрузочные крюковые 1 Механизмы подъема грейфера и магнита считать главными подъемами. 2 Механизмы подъема мульды и замыкания грейфера считат ь вспомога- тельными подъемами. 3 При наличии на кране, одной тележки следует руководствоваться дан ными четвертой графы. Таблица 4 Коэффициент заполнения грейфера if Характер работы Грузы зернистые кусковые Захват из большого слоя Захват из небольшого слоя 0,9 ... 1,0 0,8 •• 0,9 0,8 ••• 0,9 0,6 •• 0,75 Номинальная грузоподъемность кранов Q должна соответствовать ГОСТ 1575—75 «Подъемно-транспортные машины и механизмы прерывного действия. Ряд грузоподъемностей и тяговых усилий»: — 1,6 — Основные параметры и размеры мостовых кранов общего назначения выбирают по ГОСТ 7464—55 «Краны мостовые электрические общего назначения грузоподъемностью от 5 до 50 тс легкого режима работы. Основные параметры и размеры», ГОСТ 3332—54 «Краны мостовые электрические общего назначения грузоподъемностью от 5 до 50 тс среднего и тяжелого режимов работы. Основные размеры и параметры», ГОСТ 6711—70 «Краны мостовые электрические общего назначения грузоподъемностью от 80 до 320 тс. Основные параметры и размеры». Технические условия на изготовление кранов должны соответствовать ГОСТ 7131—64 «Краны мостовые. Технические требования». Краны должны отвечать требованиям Правил Госгортехнадзора («Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов», «Правила устройства электроустановок»). § 2. Расчетные нагрузки Грузоподъемные машины могут находиться под воздействием различных нагрузок, которые можно разделить на следующие группы: а) силы (моменты) движущие; б) силы (моменты) сопротивления; в) нагрузки от действия силы ветра, снега, гололеда; г) инерционные нагрузки; д) динамические нагрузки в упругих связях механизмов. Кроме того, могут возникать также нагрузки температурные, сейсмические и др. Движущими силами (моментами) в машинах являются момент двигателя, сила газа (пара, жидкости), действующая на поршень. Для определения их в общем случае необходимо знать силы полезных технологических и вредных сопротивлений и силы инерции движущихся масс. Силы сопротивлений в машинах. Силы технологических сопротивлений в машинах зависят от назначения машины, выполняемых ею функций и условий работы и в каждом конкретном случае определяются по формулам или экспериментально. Нагрузки от собственного веса отдельных узлов машин являются массовыми силами. Вес поднимаемого груза соответствует номинальной грузоподъемности крана (с крюковой подвеской). Масса грейферов, ковшей и специальных захватов включается в номинальную грузоподъемность крана. На металлоконструкции машин, работающих на открытом воздухе, действуют ветровые нагрузки, которые зависят от удельной ветровой нагрузки рв на данной высоте и наветренной площади F„ конструкции и груза: Wb = р/п.    (5) Наветренную площадь конструкции и груза рассчитывают по фактическим данным. Удельная ветровая нагрузка Рв = Яо^ъф,    (6) где q0 — jg — скоростной напор ветра на высоте 10 м над поверхностью земли или воды (для плавучих кранов), кгс/м2; v — скорость ветра, м/с; яв — коэффициент, учитывающий возрастание скоростного напора в зависимости от высоты установки крана над поверхностью земли (воды); значенне его берется из табл. 5; Таблица 5 Зависимость коэффициента пв от высоты Высота, м 80 ... 10Э с — аэродинамический коэффициент; для конструкций из труб с — 0,8 ... 1,2; для коробчатых конструкций, прямоугольных кабин, противовесов, канатов, груза с = 1,2; для балок с выступающими поясами и наружными ребрами, плоских ферм из прямоугольных профилей с — 1,5 .. . 1,6 (ГОСТ 1451—65); Р — коэффициент динамичности, учитывающий пульсирующий характер ветровой нагрузки, принимается по техническим условиям на проектирование машин данной конструкции. Ветровое давление на груз рассчитывают при нахождении груза в крайнем верхнем положении. Различают ветровую нагрузку рабочего состояния2, при действии которой грузоподъемная машина должна работать нормально (<?<> = = 15 кгс/м2, что соответствует скорости ветра 15 м/с), и ветровую нагрузку нерабочего состояния, при этом значение q0 принимают в соответствии с картой районирования (рис. 1), в которой обозначены для СССР семь районов со скоростным напором на высоте до 10 м от поверхности земли: Районы СССР    1 2 3 4 5 6 7
<<< Предыдущая страница  1  2  3  4  5  6  7    Следующая страница >>>


1 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я