ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ГПМ
.pdfТехнологические грузоподъемные машины. |
10 |
|
|
Глава 2. Характеристики грузоподъемных машин.
§1. Основные параметры грузоподъемных машин.
1. Грузоподъемность Q –масса груза, на подъем которого рассчитана машина, т.
Грузоподъемная сила – вес груза, кН:
FQ = Q × g ,
где Q , т – масса груза,
g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения.
2. Скорости перемещения.
2.1.Скорость вертикального перемещения груза – 25 … 30 м/мин.
2.2.Скорость перемещения моста крана - 100 … 120 м/мин.
2.3.Скорость перемещения тележки по мосту крана - 35…50 м/мин.
2.4.Частота вращения крана nкр ≤ 3 мин-1; при этом окружная скорость конца стрелы не должна превышать 5 … 6 м/с.
3. Вылет стрелы крана L– наибольшее расстояние от оси вращения крана до центра зева крюка, м (рис.1.2,1.5).
4. Высота подъема груза H – наибольшее расстояние от пола цеха до центра зева крюка,м (рис.1.4,1.5).
5. Пролет крана Lпр– расстояние между осями рельсов кранового пути,м (рис.1.6).
Технологические грузоподъемные машины. |
11 |
§2. Показатели использования грузоподъемных машин.
Грузоподъемные машины работают в циклическом режиме с периодической повторяемостью однотипных операций. В качестве примера рассмотрим цикл работы механизма вертикального перемещения груза (рис.2.1).
Рис.2.1
v-скорость вертикального перемещения; |
t7 |
– |
время горизонтального |
перемещения |
||
t1 – время зачаливания груза; |
грузозахватного устройства |
в исходное |
||||
t2 – время подъема груза; |
положение; |
|
||||
t3 |
– |
время горизонтального перемещения |
t8 |
– |
время опускания грузозахватного |
|
груза; |
устройства; |
|
||||
t4 |
– время опускания груза; |
tП – время пуска (разгона); |
|
|||
t5 |
– время расчаливания груза; |
tу – время установившегося движения |
||||
t6 |
– |
время подъема грузозахватного |
(движения с установившейся скоростью); |
|||
устройства; |
tТ – время торможения. |
|
||||
В соответствии с рис.2.1 полное время цикла равно
8
tц = åti .
i=1
Интенсивность использования грузоподъемных машин в целом, механизмов и электрооборудования характеризуют следующие основные показатели.
Технологические грузоподъемные машины. |
12 |
|
|
1. Относительная продолжительность включения ПВ, %:
ПВ = tt ×100 %,
ц
где t – время работы механизма или его электрооборудования в течение цикла. Для механизма подъема выражение для ПВ имеет вид
ПВ = |
t2 + t4 + t6 + t8 |
×100% . |
|
||
|
tц |
|
При торможении электродвигатель механизма отключают. Поэтому для электродвигателя механизма подъема выражение для ПВ имеет вид
ПВ = åtП t+ åtУ ×100 %.
ц
1. |
Коэффициент использования в течение года |
|
|
|
Кгод = число дней работы в году . |
|
|
365 |
2. |
Коэффициент использования в течение суток |
|
|
|
Ксут = число часов работы в сутки . |
|
|
24 |
3. |
Коэффициент использования в течении часа |
|
|
Кчас = |
время работы механизма в течение часа(вминутах) . |
|
|
60 |
Полное время работы механизма за весь срок службы в часах
tΣ = L × Кгод ×365× Ксут × 24× Кчас ,
где L – срок службы механизма в годах.
В зависимости от tΣ различают семь классов использования механизмов, которые обозначают А0, А1, А2, А3, А4, А5, А6 (табл.2.1).
Технологические грузоподъемные машины. |
13 |
Таблица 2.1. Классы использования механизмов.
Класс |
А0 |
А1 |
А2 |
А3 |
А4 |
А5 |
А6 |
использования |
|
|
|
|
|
|
|
Время работы |
До 800 |
Св.800 |
Св.1600 |
Св.3200 |
Св.6300 |
Св.12500 |
Св.25000 |
tΣ, ч |
|
до 1600 |
до 3200 |
до 6300 |
до 12500 |
до 25000 |
до 50000 |
Коэффициент нагружения для механизма
|
æ |
F |
ö3 |
|
t |
|
, |
|
åç |
F |
÷ |
|
t |
i |
|
К = |
ç |
i |
÷ |
× |
|
|
|
|
è |
max ø |
|
|
Σ |
|
|
где ti – время работы механизма за весь срок службы под нагрузкой Fi (в часах); здесь под F понимают обобщенный силовой фактор - силу или момент;
Fmax – максимальная сила (момент), действующая на механизм. Значения Fi и Fmax определяют для конечного (выходного) звена
кинематической цепи механизма (канатный барабан, ходовое колесо, шестерня открытой зубчатой передачи в механизме поворота) с учетом перегрузок при неустановившемся движении.
В зависимости от коэффициента нагружения К различают четыре класса нагружения механизмов, которые обозначают В1, В2, В3, В4 (табл.2.2).
Таблица 2.2. Классы нагружения механизмов.
Класс нагружения |
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
|
|
|
|
|
Коэффициент нагружения |
|
|
|
|
К |
До 0,125 |
Св.0,125 до 0,25 |
Св.0,25 до 0,5 |
Св.0,50 до 1 |
В зависимости от сочетания класса использования А и класса нагружения В ГОСТ 25835-83 устанавливает 6 групп режима работы механизмов, которые обозначают 1М, 2М, 3М, 4М, 5М, 6М (табл.2.3).
Таблица 2.3. Группы режима работы механизмов.
Класс |
|
|
Класс использования |
|
|
|||
нагружения |
А0 |
А1 |
А2 |
А3 |
А4 |
|
А5 |
А6 |
Технологические грузоподъемные машины. |
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В1 |
|
1М |
|
1М |
|
1М |
|
2М |
|
3М |
|
4М |
|
5М |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
В2 |
|
1М |
|
1М |
|
2М |
|
3М |
|
4М |
|
5М |
|
6М |
|
|
|
В3 |
|
1М |
|
2М |
|
3М |
|
4М |
|
5М |
|
6М |
|
- |
|
|
|
В4 |
|
2М |
|
3М |
|
4М |
|
5М |
|
6М |
|
- |
|
- |
|
|
Группы режима работы (1М, … , 6М) различных механизмов в одной и той же ГПМ могут быть не одинаковыми.
В зависимости от группы режима работы (1М, … , 6М) определяют :
1)нагрузки для расчета механизма, а также нагрузки от механизма на металлоконструкцию;
2)основные нормативные данные, коэффициенты запаса прочности и запаса торможения, сроки службы отдельных деталей и узлов механизма.
Рассмотрим теперь грузоподъемную машину в целом. Интенсивность использование ГПМ характеризуют числом
циклов работы за весь срок службы. Число циклов за час
Z = 3600 ,
Ч tц
где tц , c – продолжительность одного цикла работы. Тогда число циклов за весь срок службы
ZΣ = L× Kгод ×365× Kсут ×24× ZЧ .
Взависимости от ZΣ различают 10 классов использования ГПМ, которые обозначают С0, С1, С2, С3, С4, С5, С6, С7, С8, С9 (табл.2.4).
Таблица 2.4. Классы использования кранов.
Класс использования |
Общее число циклов работы крана |
|
|
за срок его службы |
|
|
|
|
С0 |
До 1,6×104 |
|
С1 |
Св.1,6×104 |
до 3,2×104 |
С2 |
Св.3,2×104 |
до 6,3×104 |
Технологические грузоподъемные машины. |
|
15 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
С3 |
|
|
Св.6,3×104 до 1,25×105 |
|
|
|
|
|
||||
|
С4 |
|
|
Св.1,25×105 до 2,5×105 |
|
|
|
С5 |
|
|
Св.2,5×105 до 5×105 |
|
|
|
С6 |
|
|
Св.5×105 |
до 1×106 |
|
|
С7 |
|
|
Св.1×106 |
до 2×106 |
|
|
С8 |
|
|
Св. 2×106 до 4×106 |
|
|
|
С9 |
|
|
Св. 4×106 |
|
|
Коэффициент нагружения для ГПМ в целом
К |
|
æ Q ö3 |
Z |
i |
, |
|
р |
= Sç |
i ÷ × |
|
|||
|
|
|||||
|
ç |
÷ |
ZΣ |
|||
|
|
è |
Q ø |
|
||
где Zi - число циклов работы за весь срок службы с грузом массой Qi. В зависимости от коэффициента нагружения Кр различают 5 классов нагружения ГПМ, которые обозначают Q0, Q1, Q2, Q3, Q4
(табл. 2.5).
Таблица 2.5. Классы нагружения кранов.
Класс |
|
|
|
|
|
нагружения |
Q0 |
Q1 |
Q2 |
Q3 |
Q4 |
|
|
|
|
|
|
Коэффициент |
|
|
|
|
|
нагружения |
До 0,063 |
Св.0,063 до 0,125 |
Св. 0,125 до 0,25 |
Св. 0,25 до 0,5 |
Св. 0,5 до 1 |
Кр
В зависимости от сочетания класса использования С и класса нагружения Q ГОСТ 25546-82 устанавливает 8 групп режима работы ГПМ, которые обозначают 1К, 2К, 3К, 4К, 5К, 6К, 7К, 8К (табл.2.6).
Таблица 2.6. Группы режима работы кранов.
Класс |
|
|
|
Класс использования |
|
|
|
|||
нагружения |
C0 |
C1 |
C2 |
C3 |
C4 |
C5 |
C6 |
C7 |
C8 |
C9 |
Q0 |
- |
- |
1К |
1К |
2К |
3К |
4К |
5К |
6К |
7К |
Q1 |
- |
1K |
1К |
2К |
3К |
4К |
5К |
6К |
7К |
8К |
Q2 |
1K |
1K |
2К |
3К |
4К |
5К |
6К |
7К |
8К |
8К |
Q3 |
1K |
2K |
3К |
4К |
5К |
6К |
7К |
8К |
8К |
_ |
Q4 |
2K |
3K |
4K |
5K |
6K |
7K |
8K |
8K |
_ |
_ |
Технологические грузоподъемные машины. |
16 |
|
|
Группу режима работы ГПМ (1K, … , 8K) учитывают при расчете ее металлоконструкции.
§3. Расчетные нагрузки.
Так как ГПМ работают с грузами не одинаковой массы, то расчет на сопротивление усталости деталей и узлов механизмов ведут по эквивалентной нагрузке
FE = K H E × Fmax ,
где |
K H E |
- коэффициент |
эквивалентности |
|
на основе линейной |
||||||||
|
|
||||||||||||
гипотезы суммирования усталостных повреждений. |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
æ |
F |
öm |
|
N |
i |
, |
||
|
|
K H E |
= |
m |
ç |
i |
÷ |
× |
|
|
|||
|
|
F |
N |
|
|
||||||||
|
|
|
åç |
÷ |
G |
||||||||
|
|
|
|
|
è |
max ø |
|
|
|
|
|||
где Ni – число циклов работы за весь срок службы под нагрузкой Fi; m – показатель степени наклонного участка кривой усталости;
NG – базовое число циклов – число циклов, соответствующее точке перелома на кривой усталости (рис.2.2).
Рис 2.2
Технологические грузоподъемные машины. |
17 |
|
|
§4. Производительность грузоподъемных машин QЧ , т/ч.
1. При работе с грузами одинаковой массы Qгр
QЧ = Qгр × ZЧ .
2.При работе с грузами не одинаковой массы
Qч = åQгр.i × Zчi ,
где Zчi - число циклов работы за один час с грузами массой Qгр.i.