CC BY
29
времени контактирования исследуемого образца с поверхностью стенок контейнера.
3. Силы трения при контакте поверхностей двух образцов в условиях влажного трения в 1,5 раза больше, чем в условиях сухого трения.
Литература
1. Мелконов Г.Л. Расширение технологических возможно-
стей вибрационной обработки деталей «в навал» / Г.Л. Мелконов, Е.В. Нечай, А.В. Романченко // ВосточноЕвропейский журнал передовых технологий. - Харьков, 2008. - №4/1(34). - С.15-18.
2. Калмыков М.А. Экономическая целесообразность при-
менения вибрационной обработки для снятия заусенцев / М.А. Калмыков, Г.Л. Мелконов, Е.В. Нечай // Вiбраци в техшщ та технолопях. - Вшниця, 2008. - №3(52). - С.45-50.
3. Калмыков М.А. Метод выбора математического аппарата,
применяемого для описания процесса вибрационной
-□ □-
У cmammi розглянутi питання розрахун-ку ударного навантаження, що виникае при Hai3()i вантажотдйомного крана на тупико-вий упор, надаеться оцшка цьому наванта-женню та наводяться вихiднi дат, необхд-т для розрахунку буферних пристроiв
Ключовi слова: вантажотдйомний кран, буферний пристрш, тупиковий упор, ударне
навантаження, вихiднi дат, розрахунок □-□
В статье рассмотрены вопросы расчета ударной нагрузки, которая возникает при наезде грузоподъемного крана на тупиковый упор, дается оценка этой нагрузке и приводятся исходные данные, необходимые для расчета буферных устройств
Ключевые слова: грузоподъемный кран, буферное устройство, тупиковый упор,
ударная нагрузка, исходные данные, расчет □-□
In the article the questions of the calculation of impact load that appears when hoisting crane runs over stop are considered, the evaluation of this load is given and the necessary raw data for calculation of buffers are given
Key words: hoisting crane, buffer, stop, impact load, raw data, calculation -□ □-
1. Вступ
Вщповщно до п. 4.1125, 4.11.28 Правил [1] вантажо-тдйомш крани, яю пересуваються рейковим шляхом,
обработки / М.А. Калмыков, Г.Л. Мелконов // Вюник Кременчуцького державного пол^ехшчного ушверсите-ту iменi Михайла Остроградського. - Кременчук, 2009.
- 2/2009 (55) Ч.1 - С. 53-55.
4. Зенков Р.Л. Механика насыпных грузов / Р.Л. Зенков.
- М.: Машиностроение, 1964. - 248 с.
5. Крагельский И.В. Основы расчетов на трение и износ /
Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов И.Н. - М.: Машиностроение, 1977. - 526 с.
6. Бабичев А.П. Физико-технологические основы методов
обработки: учебное пособие для вузов / Бабичев А.П.
- Ростов н/Д: «Феникс», 2006. - 410с.
7. Застосування вiбрацiйноi обробки для тдвищення якост
виробiв / [Носко П.Л., Калмиков М.О., Ншолаенко А.П., Лубенська Л.М]. - Луганськ: Вид-во «Ноулщж», 2009.
- 292 с.
8. Денисов П. Д. Анализ конструкций вибрационных машин
непрерывного действия // Вибрации в технике и технологиях. - 1995. - № 1 (2). - С. 3-7.
УДК 621.873
I.I. I с ь е м i н i
Астрант, асистент
Кафедра металорiзального обладнання та транспортних
систем
УкраТнська шженерно-педагопчна академiя вул. Ушверситетська, 16, м. Хармв, 61003 Контактний тел.: 733-78-18
повинш бути обладнаш буферними та тупиковими пристроями, яю е елементами захисно! системи крашв у кшцевих д^янках шляху. При цьому тупиковi упо-ри повинш бути «розраховаш на найб^ьше можливе
1НЖЕНЕРНА МЕТОДИКА ОБЧИСЛЕННЯ УДАРНОГО НАВАНТАЖЕННЯ ВАНТАЖОП1ДЙОМНИХ
КРАН1В У РОЗРАХУНКАХ БУФЕРНИХ ПРИСТРО1В
робоче навантаження» [1]. Таким навантаженням е горизонтальне навантаження, що направлене вздовж кранового шляху та викликане ударом крана о тупи-ковий упор [2].
2. Аналiз дослщжень
Згщно з нормативними документами [2] горизонтальне навантаження визначаеться за такою формулою:
mV2
F = -
f
де V - швидюсть пересування крана в момент удару, яка дорiвнюе половинi номшально!, м/с;
f - можливе найб^ьше осiдання буфера, яке дорiв-нюе 0,1 м для крашв з гнучким тдвшом вантажу ван-тажотдйомшстю не бiльше 50 т груп режимiв роботи 1К-7К i 0,2 м - в шших випадках;
т - зведена маса крана, що визначаеться за формулою:
=тм+К+к-а) Ьк
(1)
де тм - маса моста крана, кг; тт - маса вiзка, кг; а - вантажотдйомшсть крана, кг; к - коефвдент: к = 0 - для крашв з гнучким тдвь сом; к = 1 - для крашв з жорстким тдвшом вантажу;
I - прогш крана, м;
II - наближення вiзка, м.
Оскiльки розглядаються крани з гнучким тдвшом вантажу, то вантажотдйомшсть крана не враховуеть-ся, а формула (1) набувае вигляд:
2
- + т.
Д-А
(2)
При цьому розрахункове значення ударно! сили, що розглядаеться, з урахуванням коефiцiенту надш-ностi по навантаженню приймаеться не б^ьше 150 кН для електричних мостових крашв загального та спе-щального призначення груп режимiв роботи 4К-7К, а також для ливарних крашв.
У сво!й робот [3] Дейнега В.1. показав, що при швидкоси пересування крана, яка дорiвнюе половинi номiнальноi, й осiданнi буфера 0,1 м пльки для крана масою 26,5 т виконуеться вимога по граничному навантаженню при ударi крана о тупиковий упор, а для крашв масою 30; 41; 43,5; 44,5 та 47 т ударне навантаження перевищуе нормативне вщ 7 до 59%. Для цих же крашв при швидкосп пересування, яка дорiвнюе номь нальнш, й осщанш буфера 0,1 м граничне навантаження перевищуе нормативну величину на 86 - 218%, або б^ьш шж у 3 рази. При швидкосп пересування крана, яка дорiвнюе номшальнш, й осщанш буфера 0,05 м (осюльки осщання деяких пружинних буферiв може досягати 0,05 м) граничне навантаження перевищуе нормативну величину на 282 - 580%, або б^ьш шж у 4 - 6 разiв.
Формулою (2) передбачаеться, що кран на!жджае на тупиковi упори двома буферами одночасно, тобто на
кожний буфер припадае половина маси крана. Однак, кран часпше за все на!жджае одним буфером на один тупиковий упор. Причинами цього можуть бути: по-рушення установки тупикових упорiв в однiй площинi поперечного перерiзу цеху, несправнiсть пiдкранових шляхiв, неправильне регулювання гальм механiзму пересування з розд^ьним проводом. Таким чином, один з буферiв та ввдповщний йому тупиковий упор завжди сприймають на себе б^ьше навантаження та тому першими виходять з ладу [3].
Нормативний документ [2] не враховуе того, що обмежник пересування крана може не спрацювати (як це трапляеться у практищ експлуатацп крашв [4 - 6]), двигуни мехашзму пересування крана не выключаться, та до крана, крiм шерцшно! сили, буде прикладена ще й рушiйна сила вщ двигуна. Так, наприклад, в мето-дицi розрахунку рекомендовано! конструкцii гщрав-лiчного буфера для кранiв-штабелерiв [7] сила, з якою кран на!жджае на гiдравлiчний буфер, визначаеться таким чином:
F =
та + Р - Я
де т - номшальна маса крана-штабелера з номi-нальним вантажем, кг;
а - розрахункове упов^ьнення крана, що приймаеться рiвним 4 м/с2;
Р - зусилля приводу пересування, Н; Я - отр пересуванню крана-штабелера, Н; z - юльюсть буферiв, якi працюють одночасно. Виходячи з вищевикладеного, можна зробити вис-новок, що горизонтальне навантаження, яке спрямо-ване вздовж кранового шляху та викликане ударом крана о тупиковий упор, може значно вщхилятись вщ нормативно! величини, в результат чого пошкоджу-ються металоконструкцп кранiв, виробничих будь вель, тупикових упорiв тощо. Крiм того, в рiзнiй нор-мативнiй лiтературi та в шших джерелах подаш рiзнi вихiднi данi для визначення ударного навантаження вантажотдйомного крана.
3. Постановка завдання
У данш статтi поставлене завдання уточнити ви-хiднi даш для iнженерного розрахунку буферних при-стро!в кранiв.
4. Основний матерiал
При розрахунку буферних пристро!в зручшше за все прийняти заздалегiдь вщоме значення максимального уповiльнення крана а. Тодi безпосередньо от-римуемо [8]:
Р = Ма,
(3)
де Р - сила, з якою вантажотдйомний кран на!ж-джае на тупиковий упор, Н; М - зведена маса крана, кг;
Розглянемо найнесприятливший випадок зупин-ки вантажотдйомного крана, коли кран про!хав ви-
г
т
т
т=
микальну л1Н1ику, кшцевии вимикач не спрацював i двигун мехашзму пересування не вщключився. Тод1 сила, з якою кран наïжджаe на тупиковиИ упор, буде мати вигляд:
F = FgB + P - W ,
(4)
Onip пересуванню крана з номшальним вантажем ввд сил тертя та ухилу шляху визначаеться за такою формулолю:
Wct = (q+Gk )
fTp ■ dц +
kp+«
де FaB - рушшна сила, що створюеться двигуном мехашзму пересування, Н;
W - отр пересуванню крана, Н.
Опiр пересуванню крана знаходиться так:
W = W0 = WCT + W„H ,
де WCT - отр пересуванню крана з номшальним вантажем вщ сил тертя та ухилу шляху, Н;
W„
опiр пересуванню крана з номiнальним ван-
тажем вщ сил iнерцil.
РушiИну силу можна представити у виглядi [8]:
N
2 ■ 9550 ■ —■ i п
F =-n-
дв D„
(5)
де N - потужшсть двигуна мехашзму пересування крана, кВт;
п - частота обертання валу електродвигуна, об/хв.; i - передаточне число редуктора; П - ККД мехашзму пересування крана; DK - д1аметр ходового колеса крана, м. Шдставляючи формулу (5) у (4), отримаемо:
N
2 ■ 9550 ■ —■ i п F =-n-+ P - W.
(6)
Розрахунок потужност електродвигуна N вико-нуеться за такою формулою:
N = Wq-Vk
1000 П ¥ср '
де W0 - ошр пересуванню крана з урахуванням сил шерцп, Н;
V!, - номшальна швидюсть пересування крана, м/с;
¥ср - середня кратшсть пускового моменту,
V ср = 1,6 [9].
Отр пересуванню крана з урахуванням сил шерцп знаходиться таким чином:
Wq = WCT +1,2
Gk + Q ■ g
де WCT - отр пересуванню крана з номшальним вантажем вщ сил тертя та ухилу шляху, Н; 1,2 - коефвдент запасу зчеплення; GK - вага крана, Н; Q - вага вантажу, Н;
g - прискорення в1льного падшня, g = 9,81 м/с2; ап - середне прискорення крана при пуску (вико-ристовуеться для перев1рки зчеплення ходових колю крана з рейкою), для мостових крашв загального при-значення приймаемо ап = 0,2 м/с2 [9].
де ^ - коефщ1ент тертя у вальницях колю; для кулькових або роликових вальниць кочення прийма-емо ^ = 0,015 [9];
dц - д1аметр цапфи, dц = (0,25...0,3^к [9]; ц - коефвдент тертя колеса по рейщ з випуклою го-л1вкою, для кол1с д1аметром 0,5 - 0,8 м ц = 0,06 - 0,10 см
[9];
кр - коефщ1ент, який враховуе отр вщ тертя реборд кол1с об рейки й вщ тертя струмозн1мач1в об тролег, для крана з центральним приводом приймаемо кр = 1,5 [9];
а - розрахунковий ухил тдкранового шляху; для шляху, укладеного на металевих балках 1з зал1зобе-тонним фундаментом, приймаемо а = 0,001.
Прискорення упов1льнення крана при його на-iздi на тупиковий упор змшюеться в залежност1 вщ жорсткосп буфера. У технiчнiй лiтературi за-значаеться, що прискорення уповiльнення крана не повинно перевищувати 4 м/с2. Однак, у свош робоп
[10] Петухов П.З. вщзначае, що при прискоренш упо-вiльнення, що дорiвнюе 4 м/с2, вiдхилення вантажу вщ вертикалi становить 44°18', а при прискоренш упо-вiльнення 2 м/с2 - 23°01'. Виходячи з цього, ударна сила, з якою кран наiжджае на тупиковий упор, була розрахована для цих двох випадюв. У розрахунках використовувались техшчш характеристики мостових опорних двобалкових крашв загального призна-чення вантажошдйомшстю 10, 20/5 та 50/12,5 т i гру-пою режиму роботи 5К [11]. При цьому в формулi (6) отр пресуванню мостового крана W не враховуемо, припускаючи, що його величина не перевищуе 10% вщ рушiйноi сили Fдв. У формулi (3) до розглядання була взята до уваги звичайна, а не зведена маса крана. Також при розрахунку ударноi сили F було зроблено припущення, що кран мае центральний привод (треба мати на уваз^ що з роздiльним приводом сила Fдв, а отже i сила F будуть бiльшими). Вихiднi данi та ре-зультати розрахунюв занесенi в табл. 1.
5. Висновки
1. Шд час розрахунюв ударного навантаження, що викликане ^'¿здом вантажопiдИомного крана на тупиковиИ упор, необхщно враховувати не пльки шерцш-ну силу P крана, але И рушшну силу, яку надае крану двигун мехашзму пересування. Це обумовлено тим, що величина рушiйноï сили при максимально припу-стимому прискоренш упов^ьнення 4 м/с2 може скла-дати до 9 % вщ сили шерцп крана, а при прискоренш упов^ьнення 2 м/с2 - до 19 % (див. табл. 1).
2. Виявлено, що наИбшьш значниИ вплив рушшна сила Fw мае на крани середньоï маси.
3. Б^ьш точне визначення ударного навантаження F дозволить сформувати базу вихщних даних до розрахунку буферних пристроïв, що використовуються для гасшня кiнетичноï енергп крана.
a
n
Таблиця 1
Результати розрахунмв ударного навантаження мостових кражв
Ван- Швид- Про- Маса Фа- Фа- Тип По- Ру- Р, кН Ударна Ударна
тажо- кють пн, крана, метр метр двигуна* туж- ш1й- сила сила,
тдйом- пере- м т ходо- цапфи шсть на £ кН порахо-
шсть суван- вого dц, м дви- сила вана
крана, ня ко- гуна, Fдв, при при при при по [2],
т крана, леса кВт кН а = 2 а = 4 а = 2 а = 4 кН
м/с DK,м м/с2 м/с2 м/с2 м/с2
16,5 13 МТН 211-6 8,2 3,55 26 52 29,55 55,55 132
10 1,25 22,5 20,5 0,5 0,1 МТН 311-6 13 5,613 41 82 46,61 87,61 208,2
28,5 26 МТН 311-6 13 5,613 52 104 57,6 109,6 264,1
34,5 32 MTF 311-6 13 5,613 64 128 69,6 133,6 325
16,5 22 0,5 0,1 МТН 311-6 13 5,613 44 88 49,61 93,61 223,4
20/5 1,25 22,5 25,5 0,5 0,1 МТН 312-6 17,5 7,576 51 102 58,6 109,6 259
28,5 33,2 0,5 0,1 МТН 312-6 17,5 7,576 66,5 133 74 140,6 337,2
34,5 46,5 0,56 0,12 МТН 411-6 27 10,46 93 186 103,5 196,5 472,3
50/12,5 16,5 41,5 0,71 0,15 МТН 412-6 36 10,97 83 166 94 177 421,5
1,25 22,5 48,5 0,71 0,15 МТН 412-6 36 10,97 97 194 108 205 492,6
28,5 59,5 0,8 0,16 МТН 412-6 36 9,738 119 238 128,7 247,7 604,3
34,5 73,1 0,8 0,16 МТН 512-8 45 12,18 146,2 292,4 158,4 304,6 742,4
* Техшчш характеристики двигушв взят з [9].
Лиература
1. Правила будови 1 безпечно! експлуатацй вантажопщймальних крашв : НПАОП 0.00-1.01-07 07/ Держ. департамент з нагляду
за охороною пращ Украши. - Х. : Форт, 2007. - 256 с.
2. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. - Взамен СНиП 11-23-81*; Введ. 01.01.85. - ЦНИИСК им.Кучеренко Госстроя
СССР, 1985. - 42 с.
3. Дейнега В. И. Защита мостовых кранов от ударов при наездах на тупиковые упоры: дис. ... канд.техн.наук : 05.05.05. - Ново-
черкасск, 1988. - 137 с.
4. Никитин К. Д., Горбунова Л. Н. Состояние грузоподъемных кранов с истекшими нормативными сроками и меры по повыше-
нию уровня их промышленной безопасности // Подъемные сооружения. Специальная техника. - 2003 №11. - С. 4-5.
5. Стоцкая Л. В., Ташков А. Ф., Рожков Н. А. Результаты экспертизы крановых путей // Подъемные сооружения. Специальная
техника. - 2004 №2. - С. 20-21.
6. Инденбаум А. И., Котельников В. С., Жуков В. Г. Основные причины аварий башенных кранов и меры для их устранения //
Подъемные сооружения. Специальная техника. - 2005 №8. - С. 26-27.
7. ГОСТ 28710-90. Краны штабелеры стеллажные. - Введ. 01.01.92. - Издательство стандартов № 1991. - 24 с.
8. Ковальский Б. С. Грузоподъемные машины / Харьков. высш. командно-инж. уч-ще. - Харьков, 1963. - 216 с.
9. Иванченко Ф. К. Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин. К. : «Вища школа», 1975. - 520 с.
10. Петухов П. З. Некоторые вопросы динамики и кинематики движения мостового крана и полезного груза. В сб. : «Вопросы теории ПТМ». Вып. 1. «Машгиз». - 1950. - с. 87-95.
11. Справочник по кранам: В 2 т. Т. 2 / Под общ. ред. М. М. Гохберга. - М.: Машиностроение, 1988. - 559 с.
