НАГРУЗКИ НА МЕХАНИЗМ ПОВОРОТА ПРИ
НЕУСТАНОВИВШЕМСЯ ДВИЖЕНИИ ВРАЩЕНИЯ КРАНА
Поворот крана характеризуется тремя периодами работы механизма, которые
необходимо учитывать при расчете. Первый период соответствует пуску и
разгону механизма до установившейся
скорости. Во втором периоде кран вращается с
установившейся скоростью, преодолевая только нагрузки установившегося
движения. Третий период соответствует периоду торможения, когда
замедление движущихся масс происходит под действием тормозного момента,
развиваемого механическим или электрическим тормозным устройством, и под
действием момента от сил сопротивления. В первый и третий периоды,
являющиеся периодами неустановившегося движения, на элементы механизма и
крана действуют статические и динамические нагрузки.
К расчетным постоянно действующим нагрузкам периода пуска (разгона)
следует отнести прежде всего сопротивления трения скольжения и качения в
опорах поворотной части крана, значения которых зависят от нагрузок на
опоры, конструкции и состояния опор. Кроме того, при работе на открытых
площадках механизм поворота преодолевает момент от ветровой нагрузки
(см. гл. 2), действующей на кран и груз в направлении, перпендикулярном
к плоскости вылета крана. Эту нагрузку на кран рассматриваем приложенной
к центрам тяжести подветренных площадей, а нагрузку на груз, вследствие
его гибкой подвески, рассматриваем приложенной к блокам стрелы (см. гл.
13). В кранах, допускающих отклонение оси вращения поворотной части от
вертикали, к статическим нагрузкам следует отнести составляющую веса
груза Crp sin а, направленную параллельно опорной поверхности крана и
приложенную к блокам головки стрелы (здесь GTp — вес номинального груза;
а — угол отклонения оси вращения крана от вертикали, который в расчетном
случае принимаем расположенным в плоскости, перпендикулярной к плоскости
вылета крана). Необходимо также учитывать составляющую веса поворотной
части крана GK sin а (здесь GK — вес поворотной части крана),
приложенную к центру тяжести поворотной части крана.
Моменты от ветровой нагрузки, веса груза и поворотной части крана при
его вращении (вследствие определенной направленности ветра и уклона)
изменяются по значению и характеру воздействия, т. е. на одной половине
окружности моменты могут быть положительными, а на другой —
отрицательными. Однако при расчете механизма поворота крана наибольшие
моменты от всех нагрузок относительно оси вращения крана принимают
действующими совместно
В период разгона все нагрузки принимают
направленными в сторону, противоположную вращению крана.
Динамические нагрузки периода пуска (разгона) обусловлены влиянием сил
инерции ускоряемых масс и направлены в сторону,
противоположную направлению ускорения вращающихся
элементов крана.
Характер разгона поворотной части крана с грузом в период пуска зависит
прежде всего от момента, создаваемого двигателем, а также от значения
вращающихся масс и расположения этих масс относительно соответствующих
осей их вращения. При создании двигателем момента, превышающего момент
статических сопротивлений, избыточный момент (т. е. разница моментов,
создаваемых двигателем и статическими сопротивлениями) вызывает
соответствующее угловое ускорение вращающихся масс механизма поворота,
поворотной части крана и груза.
Таким образом, момент двигателя, необходимый для преодоления сил инерции
вращающихся масс,
Следует иметь в виду, что определение момента
инерции в предположении, что масса элемента сосредоточена в центре
тяжести элемента, может быть допущено только для элементов небольшой
протяженности в радиальном направлении от оси вращения крана, как,
например, электродвигатель, редуктор и др. Момент инерции элементов,
имеющих значительные размеры, должны определять с учетом распределения
массы (см. гл. 8).
Выбор двигателя механизма поворота крана с учетом
изменяющейся нагрузки, режимов работы механизмов, системы управления и
других показателей является сложной задачей, рассматриваемой в
специальных курсах, поэтому ограничимся несколько упрощенной методикой
определения мощности электродвигателя. Момент М'с от статических сил
сопротивления состоит из постоянного момента от сил трения поворотной
части крана и переменных моментов М'ук и Мв от сил сопротивления от
уклона и ветровой нагрузки рабочего состояния крана, изменяющихся в
зависимости от положения поворотной части крана относительно направления
этих нагрузок.