Исходные данные

 

Расчет механизма выполняется в соответствии с исходными данными и заданием на проектирование разрабатываемой грузоподъемной машины (грузоподъемность, скорость, полная высота подъема груза и др.), а также с учетом планируемых условий эксплуатации.

Грузоподъемность крана - Q, т; [В зависимости от типа и назначения крана, в соответствии с «Правилами...» /22/, грузоподъемность может быть задана: - для крюкового крана Q=m_п – грузоподъемность полезная – груз массой m_п, поднимаемый краном; иногда может быть задана Q=m_м– грузоподъемность миди, m_м =m_п + m_сг + m_нг, где m_сг – масса съемного грузозахватного приспособления (например спредера или электромагнитной шайбы), m_нг – масса несъемного грузозахватного приспособления (крюковой подвески); – для грейферных кранов Q=m_н– грузоподъемность нетто, m_н =m_п + m_сг, где m_сг – масса съемного грузозахватного приспособления (грейфера)].

Режим работы механизма устанавливается на основе разработки типовой циклограммы работы крана в заданных осредненных условиях эксплуатации (при создании крана для нескольких портов) или в конкретных условиях эксплуатации применительно к конкретному причалу в конкретном порту (по согласованию с руководителем проекта). Пример типовой циклограммы работы грейферного портального крана по основному технологическому варианту «судно – склад» (90% груза) представлен в разделе 2.8.4

 

2.2 Выбор схемы подъёмного устройства

Схема выбирается с учетом типа крана, его грузоподъёмности и конструкции стрелового устройства, обеспечивающая натяжение в одной ветви каната не более 100…160 кН /6/. На кранах большой грузоподъемности (до 3000 т.) усилие в канате достигает 300 кН /27/.

На рисунках 2.1…2.4 приведены схемы подъёмного устройства крюковых и грейферных кранов различной грузоподъёмности.

Предварительно назначается схема механизма подъёма (в упрощённом виде). На барабане указывается винтовая нарезка, соответствующая типу полиспаста или грейфера (рисунок 2.5, 2.6).

 

 

i – кратность полиспаста; УБ – уравнительный блок; S – расчетное усилие в канате

Рисунок 2.1 – Схемы подъемного устройства крюковых кранов с шарнирно-сочлененной укосиной и полиспастами прямого действия одинарными (а) и сдвоенными (б)

i – кратность полиспаста прямого действия; z – кратность уравнительного полиспаста

Рисунок 2.2 – Схемы подъемного устройства крюковых кранов с прямой уравновешенной стрелой и уравнительным полиспастом

 

 

 

 

 

Рисунок 2.3 – Схемы подъемного устройства: а – мостовых и козловых крюковых кранов; б – козловых контейнерных кранов.

БП – барабан поддерживающей лебедки, БЗ – барабан замыкающей лебедки

Рисунок 2.4 – Схемы подъемного устройства грейферного крана (с шарнирно-сочлененной укосиной): а – с двухканатным грейфером; б – с четырехканатным грейфером

1 – электродвигатель; 2 – опора; 3 – концевой выключатель; 4 – барабан; 5 – редуктор; 6 – упругая муфта с тормозным шкивом; 7 – тормоз

Рисунок 2.5 – Схемы лебедок крюковых кранов с полиспастами одинарными (а) и сдвоенными (б)

1 – электродвигатель; 2 – опора; 3 – концевой выключатель; 4 – барабан; 5 – редуктор; 6 – упругая муфта с тормозным шкивом; 7 – тормоз

Рисунок 2.6 – Схемы механизмов подъема грейферного крана

2.3 Определение расчётного усилия, действующего на канат

Исходя из грузоподъёмности и типа крана, типа и кратности полиспаста (для крюковых кранов) определяется усилие в канате. В грейферных кранах полиспаст отсутствует – поддерживающий канат непосредственно крепится к верхней траверсе грейфера, а замыкающий канат соединяется с канатом замыкающего полиспаста грейфера.

Для крюковых кранов расчётное усилие в канате S, кН, определяется по формуле

 

при одинарном полиспасте

при сдвоенном полиспасте

при двух сдвоенных полиспастах (у козловых контейнерных кранов с двумя лебедками без съемного грузозахватного приспособления)

где:

9,81 – ускорение свободного падения, м/с²;

m_п- полезная грузоподъемность (масса номинального груза), т;

m_сг – масса съемного грузозахватного приспособления (масса стропов, из-за относительно небольшой величины может не учитываться, масса спредера или электромагнитной шайбы, навешиваемой на крюк, m_сг может составлять до 0,25m_п, принимается по аналогам), т;

m_нг – масса несъемного грузозахватного приспособления (подвески крюка), т: m_нг = (0,03…0,08) m_п ;

i – кратность полиспаста;

h_п – кпд полиспаста (/6/);

h_{нб –} кпд направляющихся блоков h_нб = h_нб1h_нб2h_нб3 – у портальных и плавучих кранов /6/, у мостовых и козловых кранов направляющие блоки обычно отсутствуют h_нб = 1

1,15 – коэфициент, учитывающий неравномерность загрузки лебедок из-за возможного смещения центра массы загруженного контейнера.

Для крюковых кранов большой (до 3000 т) грузоподъемности (например, плавучих) с большой длиной грузовых канатов, расчетное усилие в канате следует определять на основе грузоподъемности брутто m_б, учитывающей массу подъемного средства (каната) m_пс, т.

 

где m_пс – масса подъемного средства, т;

Z _п – количество сдвоенных полиспастов кратностью i

 

Для грейферных кранов расчётное усилие S, кН, в канате замыкающей лебедки

^,

где m_н – грузоподъемность крана нетто, масса номинального груза и съемного грузозахватного приспособления (грейфера), т;

Z_в –число ветвей, на которых подвешен грейфер (Z_в =2 при Q до 10т и Z_в =4 при Q =10т и более);

1,1 – коэффициент, учитывающий неравномерность загрузки лебедок.