Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Расчеты металлургических кранов

..pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
10.63 Mб
Скачать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Данную

систему

можИ0

 

 

 

 

 

 

 

 

решать

на

ЭВМ (моделирУ'

 

 

 

 

 

 

 

 

ющих

или

 

дискретных)»

 

 

 

 

 

 

 

 

обычным

способом

и

упр0'

 

 

 

 

 

 

 

 

щенными способами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Упрощенные способы ой"

 

 

 

 

 

 

 

 

ределения

 

динамически

 

 

 

 

 

 

 

 

нагрузок,

действующих

йа

 

 

 

 

 

 

 

 

металлоконструкции

кран^в

 

 

 

 

 

 

 

 

с жесткой

подвеской груз3»

 

 

 

 

 

 

 

 

дают

увеличение

их

йа

 

 

 

 

 

 

 

 

10—15%

 

по

сравнению

 

 

 

 

 

 

 

 

с

обычным

способом

рас­

 

 

 

 

 

 

 

 

чета.

 

 

отдельные

слу­

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим

 

 

 

 

 

 

 

 

чаи

упрощенного определе­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ния динамических нагрузок,

 

 

 

 

 

 

 

 

действующих

на

металло­

Рис. 81.

Расчетная

схема

для

кранов

конструкции моста

и шах'ГЬ!

крана в случае наезда моста

с вертикальными

и

горизонтальными

крана

с вертикальной

и го­

консолями в случае

наезда

моста

крана

ризонтальной

консолями

на

на

упругие упоры (буфера)

 

 

1.

 

Упрощенное

 

 

 

буфера.

 

 

нагрузок,

дей­

 

определение

динамических

ствующих на мост крана. Считаем шахту тележки абсолютно

жесткой. Система

уравнений (61) примет

вид

 

 

 

 

 

 

 

0 .

CLQ O X

-j- а<)1*1 +

амУ

С°°У 0 ’»

 

 

 

(62)

 

 

 

4.

а40х + а^Х\ -j- а^у -г C4i*i =

0;

 

 

 

 

 

 

7.

апх -(- апх\ +

а1Ъу -f с75у — 0.

 

 

 

 

 

Будем искать общее решение данной системы в виде

 

 

 

х =

Д, sin (kt -f- 6);

х1=

sin (Arf +

6);

у = A7sin (kt +

6).

 

Общее

решение системы

(62)

<=з

 

 

 

 

»

 

 

=

i= 3

 

 

 

6,);

 

 

 

 

 

 

х

Ио0 Sin (kit +

X\

=

 

-d^sin (kit -j- 6f);

 

 

 

 

i=i

 

 

1= 3

 

 

i=i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У —

A7^ sin (kit -j- 6,).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i=i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Динамические нагрузки, действующие на буфера и металло­

конструкции моста крана,

будут:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рб = хс6\

Рг -= w

,

Рв = усъ.

 

 

 

 

2. Упрощенное определение динамических нагрузок, действу­ ющих на шахту крана. Считаем мост крана абсолютно жестким. Система уравнений (61) примет вид

260

0.

аоозс +

а09/л- -f

0 0 1 2 а + с00х =

0;

'j

9.

адоХ +

aggfx +

«9-12« -f Cggfx =

0-,

j

12. ai2 .ox"-l-anofx + 0 1 2 1 2 a - f

c12.i2a = 0.

j

Будем искать общее решение этой системы в виде

 

 

X = А0sin (kt -f- 6);

I

 

 

 

 

Д =

Aesin(&-f-6);

J

 

 

и тогда

 

a =

А1гsin (kt + 6)

 

 

 

(= 3

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

* = E

A ^ s in ^ + fi,);

 

 

 

 

i=l

 

 

 

 

 

f x

Л 9 * Sin ( k i t - \ - $ i ) ' ,

!

 

 

 

i=3

 

 

 

 

 

а = У

Aflslnikct+dt).

I

 

 

 

1 = 1

 

 

)

 

Динамические нагрузки, действующие на буфера и металло­ конструкции шахты крана, будут такими:

P(j = Хее] Рш, х= fxCщ, ^кр := аСцр.

3. Для приближенных, менее точных расчетов систему (61) можно еще более упростить, сведя к нескольким системам из двух уравнений. В этом случае получим системы уравнений, связывающие деформации буферов (х) с одной из координат упругой системы (jclt у, fx, а). Например, определим динамическую нагрузку, действующую на буфера, и динамический крутящий момент, действующий на нижний конец шахты-колонны.

Считаем, что мост крана абсолютно жесткий, а шахта тележки абсолютно жесткая на изгиб. Система (61) примет вид

 

0.

a0^4 -ao

i2a + c0oA: = 0;

|

 

 

12.

ai2-oX -4“ ai2-i2a -j- срыг® =

0. j

 

Будем искать общее решение системы в виде

 

х = A0sin(kt-f-8);

а = Л12 sin(kt -j- б),

 

и тогда

 

 

 

 

 

 

 

х =

i4g1) sin (kit

61) -j- у4о2) sin (Ы -f 8>)\

\

a =

Ai2*sin (kit +

61)

+ ASip sin -j- 62).

i

Динамические

нагрузки

будут

 

 

 

 

 

P 6

XC(5,

34Kp = acKp.

 

 

Аналогичным образом можно определить и другие динамиче­ ские нагрузки, действующие на металлоконструкции моста и шахты крана, учитывая податливость буферов и величины пере­ мещения по искомой координате.

261

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Александров М. П. Тормозные устройства в машиностроении. М., «Ма­ шиностроение», 1965.

2.Башта Т. М. и др. Гидравлика, гидравлические машины и гидравличе­ ские приводы. М., «Машиностроение», 1970.

3.Богинский К. С., Зотов Ф. С., Николаевский Г. Mi Мостовые и метал­ лургические краны. М., «Машиностроение», 1970.

4.Брауде В. И. Надежность портальных и плавучих кранов. Л., «Маши­ ностроение», 1967.

5. Вайнсон А. А. Строительные краны. М., «Машиностроение», 1970.

6.Вешеневский С. Н.' Характеристика двигателей в электроприводе. М.» «Энергия», 1967.

7.Волков Д. П. Динамика и прочность одноковшовых экскаваторов. JVI.,

«Машиностроение», 1965.

1

8.Горбачев А. Г. Металлургические краны (краны прокатных и кузнечнопрессовых цехов). Изд. УПИ, Свердловск, 1967.

9.Горбачев А. Г. Металлургические краны (краны сталеплавильных це­ хов). Изд. УПИ, Свердловск, 1965.

10.Гохберг М. М. Металлические конструкции подъемно-транспортных ма­ шин. Изд. 2-е. Л., «Машиностроение», 1969.

11.Григорьев Н. И. Нагрузки кранов. М.—Л., «Машиностроение», 1964.

12.Гуревич А. Е., Дьяков Б. В. Справочные данные по электрооборудова­ нию. Т. 2. Электрооборудование для тяжелого машиностроения и металлурги­ ческих цехов. М.—Л., «Энергия», 1965.

13.Зорина 3. М. Расчет валов и осей ПТМ. Труды ВНИИПТМАШ. Вып. 4/91. М., 1969.

14.Иванченко Ф. К., Павленко Б. А. Механическое оборудование стале­ плавильных цехов. М., «Металлургия», 1964.

15.Казак С. А. Усилия и нагрузки в действующих машинах. М.—Сверд­ ловск, Машгиз, 1960.

16.Казак С. А. Быстродействие тормозов крановых механизмов. «Безопас­ ность труда в промышленности», 1968, № 12.

17.Казак С. А. Динамика мостовых кранов. М., «Машиностроение», 1968.

18.Казак С. А. Особенности разгона механизмов передвижения кранов при гибкой подвеске груза. «Вестник машиностроения», 1970, № 11.

19. Казак С. А. Упрощенные схемы для расчета динамических нагрузок

вмашинах циклического действия. «Вестник машиностроения», 1968, № 9.

20.Казак С. А., Клинских Н. А. Плотность распределения динамической нагрузки в канатах механизма подъема. Труды УПИ «Краны и экскаваторы» сб. № 138. Изд. УПИ, Свердловск, 1970.

21.Казак С. А. и др. Затухание колебаний в цепной схеме замещения меха­ низма с учетом характеристики двигателя. «Известия вузов. Горный журнал» 1970, No 3.

22.Карапетян Г. Б., Гарбузов 3. Е., Богданов Е. С. Металлургические краны Уралмашзавода. М.—Свердловск, Машгиз, 1947.

23.Комаров М. С. Динамика механизмов и машин. М., «Машинострое­ ние», 1969.

2 6 2

24.Коновалов Л. В. О долговечности деталей крановых механизмов. «Вест­ ник машиностроения», I960, № 9.

25.Котов В. И. О напряжениях в составном ходовом колесе, возникающих

от запрессовки вала и насадки бандажа. Труды УПИ, сб. № 80. Свердловск, 1959.

26.Макридин И. П. О вероятностных расчетах на прочность деталей подъем­

но-транспортных машин. Труды ВНИИПТМАШ, вып. 4 (91). М., 1969.

27.Меклер А. Г. Электрооборудование подъемно-транспортных машин. М., «Машиностроение», 1965.

28.Методика определения 'экономической эффективности внедрения новой техники, механизации и автоматизации производственных процессов в про­ мышленности. М., АН СССР, 1962-

29.Петухов П. 3. К вопросу о расчете мощности механизма движения тележек и мостовых кранов с подвешенными на стальных канатах грузами. «Известия вузов. Машиностроение», 1969, № 8.

30.Правила устройства и безопасности эксплуатации грузоподъемных кра­ нов. М., «Металлургия», 1970.

31.Пугачев В. С. Теория случайных функций и ее применение к задачам автоматического управления. Изд. 3. М., Физматгиз, 1962.

32.Расчеты крановых механизмов и их деталей. Труды ВНИИПТМАШ. М., «Машиностроение», 1971.

33.Серенсен С. В., Катаев В. П., Шнейдерович Р. М. Несущая способность

нрасчет деталей на прочность. М., Машгиз, 1963.

34.Серенсен С. В. и др. Валы и оси. М., «Машиностроение», 1970.

35.Соколовский В. И. Гидравлический привод механизма для раздевания слитков. Труды УПИ, вып. 47. «Вопросы теории и работы подъемно-транспорт­ ных машин». М.—Свердловск, 1953.

36.Справочник по кранам. Т. 1. Л., «Машиностроение», 1971.

37.Стрелецкий Н. С., Гениев А. Н., Беленя Е. И. и др. Металлические конструкции. Специальный курс. М., Стройиздат, 1965.

38.Степанова А. И. Расчет крановых мостов по методу предельных состоя­

ний. М., Труды ВНИИПТМАШ, 1960, вып. 6.

39.Суторихин В. Н. Динамические нагрузки в конструкциях металлурги­ ческих кранов с шахтами. «Известия вузов. Черная металлургия», 1967, № 6.

40.Суторихин В. Н. Определение нагрузок, действующих на металлокон­ струкции кранов с шахтами и колоннами при наезде на буфера. Труды Всесоюз­ ной конференции по расчетам на прочность металлургических машин. ВНИИПТМАШ, сб. 23. М., 1968.

41.Суторихин В. Н. Приближенное определение динамических нагрузок, действующих на металлоконструкции мостов кранов с жесткой подвеской груза. Труды УПИ, сб. № 188, 1970.

42.Суторихин В. Н. Приближенное определение динамических нагрузок, действующих на металлоконструкции шахт кранов с жесткой подвеской груза.

Труды УПИ, сб. № 188, 1970.

43.Н. Overlach, D. Wlnsch. Untersuchung der dynamischen Belastung von Huttenkrantriebwerken durch drehelastische Kupplungen. — «Stake und Eisen», 1965, N 10.

44.Muldenkippkran montiert, VDI—Nachr. 1969, 23, N 128. 12.

45.Smoll KM Wuhte H. Konstruktion und Transportanlagen von Gisskranen Dtsch. Hebe und Fdrdertechnik, 1968, N 14, N 6. 41—46, 39.

46.

Ingot—stripping crane has novel fentures. Engineer (Engl) 1968, 225,

N 5860,

768—769.

47.Neue hydraulische Strippenkrane. Forder und Heben. 1966, 16, N 12, 977, 328, 9?9a.

48.Wuhte H. Strippenkran 40/350. Mp. Zum. Strippen normal und umgekehrt komischer Blocke. Forder und Heben. 1965, 15, N 11, 803, 758, 758a.

49.Smoll K., Wuhte H. Ponst a pinges pour le transport d lrames chaudes. Manutention, 1968, 18, N 152.

2 6 3

О Г Л А В Л Е Н И Е

Предисловие

 

 

 

 

 

 

 

3

Глава

I. Условия

работы

и

требования, предъявляемые к металлургическим

5

 

кранам

 

 

 

 

 

 

 

 

Установка кранов и их роль в технологическом процессе...........................

5

 

Требования Госгортехнадзора

и технические условия на металлургические

10

 

к р а н ы ...........................................................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

Режимы работы крановых механизмов и условия работы электропривода

16

 

Характер внешних нагрузок, действующих на металлургические краны

26

 

Срок

службы

деталей

механизмов и металлоконструкций

30

Глава

II. Конструктивные рсобенности

и специальные расчеты исполнительных

32

 

органов

и механизмов

 

 

 

 

Выбор основных схем и компоновки механизмов движения, подъема, вра­

32

 

щения и качания ..................

 

 

 

.......................

....................................

 

Влияние технологических факторов на количество и компоновку исполни­

39

 

тельных механизмов и их кинематические схемы

.............................................

 

Схемы исполнительных органов кранов в зависимости от технологических

60

 

условий работы

.....................................................................................

 

 

 

 

 

 

Принципы конструкций металлургических кранов зарубежных фирм .

69

 

Основы конструирования и исходные расчеты исполнительных органов .

74

 

Определение производительности

кранов

....................................

100

 

Определение экономической эффективности нового металлургического крана

104

Глава

III.

Основы выбора

параметров привода механизмов

107

 

Общие сведения . . .

 

м еханизм а

 

107

 

Выбор двигателя подъемного

 

108

 

Расчет тормозного режима и выбор тормоза подъемного механизма

120

 

Определение мощности двигателя механизма передвижения

120

 

Запас сцепления ведущих ходовых колес с рельсами при троганпн с места

123

 

Расчет тормозного режима и выбор тормоза механизма передвижения .

124

 

Выбор двигателя механизма

вращения (поворота) . .

125

 

Расчет тормозного режима и выбор тормоза механизмов вращения

130

 

Расчет муфты предельного м о м е н т а ...............................................................

 

130

 

Выбор двигателя и тормоза

механизма подъема с кривошнпно-шатунны

132

 

приводом .......................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбор двигателя механизма качания хобота с крнвошнпно-коромысловым

135

 

приводом ..................

 

 

 

 

 

 

 

 

О выборе двигателя механизма стриппсрования

 

138

 

Применение гидропривода.

Основы расчета

 

138

Глава

IV.

Расчет динамических нагрузок в механизмах

 

142

 

Общие сведения о расчетных схемах .

 

143

 

Правила приведения

нагружения......................

 

 

144

 

Виды динамического

 

 

146

 

Расчетные случаи. .

 

 

 

 

 

48

 

Многомассные схемы

 

 

 

 

 

150

 

Безударные

нагрузки

нагрузки

 

 

153

 

Вертикальные ударные

 

 

155

 

Горизонтальные нагрузки

 

................................

160

 

Вынужденные колебания . . . .

166

 

Элементы статистической динамики крановых механизмов

169

Г лава V. Основные методы расчета на прочность и долговечность.

175

 

Обоснование расчетной

теории прочности ................................

напряжен и

|7 6

 

Коэффициенты запаса

прочности

и допускаемые

79

 

Основы расчета по предельным состояниям

 

184

 

Расчет деталей

и конструкций на вы носливость....................................

186

 

Расчет быстроходных валов на прочность в механизмах, подъема кранов

199

 

Расчет зубчатых передач с цилиндрическими колесами . .

202

 

Расчет прессовых соединений при контактном нагружении

209

Глава

VI. Определение динамических нагрузок, действующих на металлоконструк­

 

 

 

ции кранов с жесткой подвеской груза

 

216

 

Основные параметры упругой системы .......................

 

217

 

Уравнения движения упругой системы в общем виде ...........................

220

 

Перемещения и динамические нагрузки кранов

и крановых механизмов

226