Конструирование цилиндрической секции для присоединения угловой крановой буксы

Размещено на http://www.allbest.ru/

КОНСТРУИРОВАНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ СЕКЦИИ ДЛЯ ПРИСОЕДИНЕНИЯ УГЛОВОЙ КРАНОВОЙ БУКСЫ

В.А. Ермоленко, А.С. Болтнева

КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана

Цель исследования: уменьшение материалоемкости грузоподъемного крана, имеющего двухрельсовую тележку или ходовую балку, передвигающуюся на ходовых колесах с угловыми буксами.

В современной трактовке понятие «дизайн» является более широким понятием, чем ранее применявшийся термин «художественное конструирование». Понятие «дизайн» включает в себя и художественное и прочностное решение и функциональное удобство объекта в эксплуатации.

С этих позиций конструкция кранов «Пионер» и МЭМЗ-1 (рис.1) имеет недостатки, например, излишнее многообразие металлопроката: уголки с шириной полок 63, 75 и 100 мм - на раскосах стрелы и оси; трубы диаметром 50, 76,114 и 180 мм - на ходовой раме и стреле; трубы диаметром - 20, 29, 35, и 100; швеллера № 16, 10; листовой металл толщиной - 5, 8, 14 и 16. Итого 17 элементов сортамента. Мы предлагаем исключить в ходовой раме швеллер и консольную ось (заготовка - круг диаметром 60 мм), заменить их на трубу и буксу - соответственно. Художественно соединение «труба к трубе» выглядит лучше, чем соединение «швеллер к трубе», а ось двухопорного ходового колеса прочнее, чем ось консольного ходового колеса (рис.2).

Рис.1 Схема крана МЭМЗ-1(прототип): 1 - груз; 2 - полиспаст; 3 - механизм подъема; 4 - поворотная часть с противовесом; 5 - раскосы; 6 - центральная цапфа; 7 - основание двухрельсовой тележки; 8 - ходовые колеса с угловыми буксами

Рис.2 Двухрельсовая тележка поворотного передвижного крана. 1 - рельс; 2 - ходовое колесо на угловых буксах; 3 - раскосы держателя центральной цапфы; 4- ездовая балка.

Известна рельсовая тележка и ходовая балка коробчатой конструкции прямоугольного сечения, сваренная из листов. На обоих концах балки имеются угловые вырезы и окантовочные элементы с платиками [1],с.6 (рис.3).

Рис. 3 Соединение коробчатой ездовой балки с угловой буксой

Недостатками коробчатого сечения при больших нагрузках являются: потеря устойчивости листов в верхней части короба, испытывающих напряжения сжатия; неравномерность (уменьшение) момента инерции короба при повороте относительно диагональных осей прямоугольного сечения. Следовательно, сжатый короб прямоугольного сечения менее нагружен вблизи углов прямоугольника и более нагружен в средних частях его сторон. Неравномерность нагружения материала приводит к необходимости усиления слабых мест, обычно за счет применения накладок или увеличения толщины листа [2],с.98. Это приводит к увеличению массы конструкции.

Трубчатые балки и стержни (раскосы и пояса ферм) свободны от этих недостатков, т.е. материал балок и стержней трубчатого сечения менее склонен к потере устойчивости стенки и равномерно устойчив во всех направлениях при напряжениях сжатия.

Рассмотрена металлоконструкция ходовой тележки поворотного грузоподъемного крана типа «Пионер» или МЭМЗ-1 (см. рис.1). Эти краны применяются при строительстве цилиндрических объектов, работают на высоте строящегося объекта, а также применяются для спуска на воду из ангара парусных судов и лодок массой от 0,5 до 2 и более тонн, в случае усиления конструкции двухрельсовой тележки и других силовых элементов.

На основании моделирования узла соединения трубчатой ездовой балки с угловой буксой (рис.4) в среде SolidWorks могут быть рекомендованы следующие соотношения:

где: - диаметр трубы;

- диаметр ходового колеса.

Расстояние от нижней части углового выреза в трубе для окантовочного элемента до верхней образующей линии трубы:

Расстояние от торца трубы до вертикальной поверхности углового выреза в трубе:

где: b - расстояние от опорной поверхности буксы до центра крепежного отверстия (ОСТ 24.090.09) [2], [3].

Пример. Для ходового колеса диаметром 200 мм имеем: ; ; b = 170 мм.

Тогда:

Предлагаемая нами усиленная двухрельсовая тележка поворотного передвижного крана состоит из нижнего квадратного основания (см. рис.2) сваренного из труб диаметром 240 мм с толщиной стенки 8 мм. На четырех углах квадратного основания установлены ходовые колеса диаметром 200 мм [2], [3].

Предлагаем выполнить угловые вырезы в трубчатых ездовых балках, усилить листами ее угловые вырезы для присоединения угловых букс (рис.4).

Рис.4 Предлагаемое соединение трубчатой ездовой балки с угловой буксой

цилиндрическая секция крановая букса

Выводы

1. Сравнивая известную конструкцию соединения коробчатой ездовой балки с угловой буксой (рис.3) и предлагаемую трубчатую конструкцию получим массу двухрельсовой тележки на 20…25% меньше, и на 30…35% меньше, чем для конструкции из швеллеров за счет повышения устойчивости сжатой части стенок ездовых балок.

2. Для крана типа «Пионер», МЭМЗ-1 и им подобных двухрельсовых поворотных передвижных кранов применение угловых букс вместо консольных ходовых колес позволяет повысить прочность оси ходового колеса. Вследствие того, что консольная нагрузка на ось ликвидирована и заменена нагрузкой в середине оси, изгибающая нагрузка на ось уменьшена.

Список литературы

1. Ремонт металлоконструкций мостовых кранов. Яхнин Р.Н., изд-во Металлургия, 1990.

2. Курсовое проектирование грузоподъёмных машин: Учеб. пособие для студентов машиностр. вузов; под ред. С.А. Казака. - М.:Высш. шк., 1989. - 319 с.

3. ОСТ 24.090.09 - Колеса крановые ходовые на угловых буксах.

Размещено на Allbest.ru