книги / Расчеты металлургических кранов

Знак «+» ставится, когда силы Q и GBiX расположены с одной стороны оси колонны.

Механизм зажатия заготовки (см. рис. 16). Реакции на клещах от веса заготовки

Z1 = -^ -; Z2 = Q+ Z1 = Q ( I + ■ £).

Нормальные усилия N зажатия кернами заготовки

где г — средний радиус нарезки; a — угол подъема резьбы;

р — угол трения.

По моменту трения М'тр и числу оборотов винта пв находится мощность механизма зажатия.

По усилиям К и ходу гаек 19, зависящим от хода керн, под­ бираются параметры пружин 7.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КРАНОВ

Производительность металлургического крана как цикличес­ кой машины зависит от условий работы, организации труда в цехе, грузоподъемности, конструкции грузозахватных устройств, скоростей рабочих движений и вида груза. Следует различать производительность крана при выполнении основных подъемно­ транспортных работ и цроизводительность с учетом вспомога­ тельных (не подъемно-транспортных) и технологических опера­ ций, которые осуществляются некоторыми типами этих машин (см. гл. II). Рассмотрим производительность крана при выполне­ нии основных подъемно-транспортных работ.

Теоретическая часовая производительность может быть опре­ делена при весе Q0 разового подъема груза и числе п циклов по формуле

Р ч =

где

Qo = Q — 0;

здесь Q — грузоподъемность крана;

G — вес грузозахватного устройства (крановой подвески, траверсы, мульды, магнита, кантователя ковочного крана и т. п.).

100

Для некоторых краноц (например, посадочных кранов с ла­ пами, колодцевых) грузоподъемность назначается без учета веса грузозахватных органов. Поэтому для этих кранов имеем

Q = Qo-

Однако при расчете мощности нагрузка Q' на подъемный ме­ ханизм в этих кранах будет складываться из весов груза и под­ нимаемых частей G

Q' - Qo + G' В общем виде число циклов работы

где Т — время цикла в сек.

Величина Т зависит от типа крана и условий работы. Ее можно найти по формуле

Т = S t + A,

где ^ i — машинное время работы механизмов с учетом их сов­ местной работы и возможного увеличения скоростей рабочих движений электродвигателей при уменьшении нагрузки;

А — вспомогательное время на операции, не связанное с перемещением груза, а также время на захват и освобождение груза.

Для различных типов кранов период Т определяется в зави­ симости от условий их работы. Так, для колодцевого крана это

можения механизмов можно определять более точно по форму­ лам, приведенным в гл. III.

В величину 2 t, кроме времени tlt t3 и t3, входят также: tt — время опускания слитка на величину Я';

101

Здесь величины перемещения клещей Я ', Я", Я'", крана L' и тележки V приняты разные, с учетом специфики работы кранов в отделении нагревательных колодцев прокатных цехов.

Величина А определяется с учетом времени захвата слитка кле­ щами с пода нагревательного колодца, когда работают два, три

кранов с учетом наличия нескольких по времени циклов работы по формуле

где «!, п2, пя и т. д. — число циклов за 1-й, 2-й, 3-й и т. д. часы работы, предполагая, что часть времени в каждом часе тратится на загрузку краном слитков или выгрузку их из определенных, рядом расположенных ко­

для которых определяется средняя про­ изводительность.

Поскольку вес слитков может быть различным, то в этом слу­ чае при одном и том же количестве п циклов работы в час средняя производительность будет

В более общем случае при наличии различных средних грузо­ подъемностей за тот или иной час работы и соответствующих им циклов средняя производительность будет

102

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ НОВОГО МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КРАНА

Годовой экономический эффект нового металлургического крана можно определить по основной формуле [28]

руб./т;

руб./т,

*2«2ср<?!20. Ср

где R 2— стоимость крана;

t2— время работы крана в году; Q2o. сР— грузоподъемность крана.

104

1967 г.

составляющих полную себестоимость 1 ч работы по производству того или иного крана.

Себестоимости перегрузки 1 т груза кранами:

При определении себестоимости производства кранов стои­ мость проектных работ компенсируется обычно за счет общеза­ водских расходов. Ввиду того, что производство металлургических кранов является единичным или мелкосерийным, стоимость про­ ектных работ значительна. Так, по некоторым металлургическим кранам на Уралмашзаводе она составляла до 6,5% полной себе­ стоимости.

Расчет экономической эффективности нового крана в сравнении с эффективностью существующего удобнее выполнять по табл. 15.

Таблица 15

Расчет экономической эффективности крана

Величина нормативов крана

Нормативы

существую­ щего

Капитальные вложения R в руб.

Годовой, объем перегрузочных работ В в т

Удельные капитальные затраты К на перегрузку 1 т в руб.

Себестоимость С перегрузки 1 т в руб. Нормативный экономический коэффициент Еи

Приведенные затраты на 1 т перегружаемого груза

С + ЕНК руб.

Годовой экономический эффект

Э = 1(Сг + ЕнКг) - (С2 + ЕнК2)) В2 руб.

ГЛАВА III

ОСНОВЫ ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ ПРИВОДА МЕХАНИЗМОВ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Механизмы металлургических кранов разнообразны по назна­ чению и устройству, эксплуатируются в тяжелых условиях (час­ тые и форсированные пуски и торможения, резкие реверсы и удары, высокая температура и агрессивность окружающей среды и др.). Для движения крановых механизмов используют специальные электродвигатели кранового и металлургического типов (ДП, МТ и др.). Они отличаются способностью работать с перегрузками, относительно малым маховым моментом, повышенной механичес­ кой прочностью. Наряду с электродвигателями в металлургичес­ ких кранах успешно прйТменяют гидравлический и пневматический приводы, что позволяет некоторые механизмы выполнять более компактными и экономичными.

Электрический двигатель может обеспечить торможение меха­ низма до его полной остановки, но не в состоянии произвольно долго и надежно удерживать механизмы в неподвижном состоя­ нии. Для этой цели в механизмах металлургических кранов пре­ дусматриваются различные тормозные устройства.

В тех случаях, когда рабочий орган механизма подъема или поворота (вращения) в процессе работы может встретить непре­ одолимое препятствие, в кинематической схеме механизма преду­ сматривают муфту предельного момента (чаще всего — фрик­ ционного типа), которая предохраняет механизм от чрезмерных перегрузок и способствует, кроме того, демпфированию упругих колебаний.

Для механизмов металлургических кранов очень важно выдер­ живать строго определенную интенсивность пуско-тормозных (переходных) процессов: ускорение при разгоне, замедление при остановке (этими величинами часто характеризуют плавность работы), время разгона и торможения. Для монтажных кранов и кранов, обслуживающих технологические поточные линии, важно

.выдерживать путь рабочего органа или перемещаемого груза при переходном процессе в строго определенных пределах. Для ори-

107

ентировочного определения этих величин рекомендуются данные табл. 16.

Следует иметь в виду, что фактическое ускорение (замедление) рабочего органа и груза вследствие поперечного раскачивания на

Таблица 16

Рекомендуемые параметры переходных процессов в металлургических кранах

канатах или в результате упругих колебаний изменяется в преде­ лах от нуля до приближенно удвоенной средней величины [17].

Для одного и того же механизма параметры пуска и торможе­ ния (время, путь, ускорение или замедление) должны быть оди­ наковыми. Когда управление механизмами крана осуществляется дистанционно, рекомендуемые параметры (табл. 16) могут быть пересмотрены в сторону увеличения ускорения (замедления) и соответствующего уменьшения величин времени и пути. При этом необходимо учитывать увеличение динамических нагрузок и опасность нарушения сцепления для рельсоколесных механизмов передвижения.

ВЫ БО Р ДВИ ГА ТЕЛЯ ПОДЪЕМ НОГО М ЕХАНИЗМ А

Двигатель механизма подъема предварительно выбирают по мощности установившегося движения:

— Qpp КВТ, ^Н.г = 6120(]м

108

где Qp — расчетный вес (сила тяжести) груза и грузозахватных приспособлений в кгс;

v — установившаяся скорость подъема груза в м/мин; Лмполный к. п. д. механизма.

По приведенной формуле рассчитывают также двигатели меха­ низмов управления клещами колодцевых кранов и кранов для

подшипниками колонны равно Ь, полная расчетная величина нагрузки механизма подъема

Qp = Q (l + 2-J-a>) кгс,

где w — коэффициент сопротивления в направляющих.

Если направляющие представляют собой подшипники сколь­ жения (скользуны), то w = р, где р = 0,1 — коэффициент тре­ ния скольжения. Если же направляющие имеют ролики диаметром качения D и диаметром цапфы d, то

о 2k + fd w = Р

109