Ходовая часть рельсовых механизмов передвижения мостов и тележек кранов имеет различные ходовые колеса. У 75% мостовых кранов ходовые колеса выполнены с двумя боковыми выступами — ребордами. На мостовых кранах допускается использование безребордных колес, но с обязательной установкой дополнительных горизонтальных роликов, удерживающих колеса крана на рельсах [1].

Одноребордные колеса (20%) имеют ограниченное применение и могут быть использованы для тележек, передвигающихся по балке, и наземных кранов, за исключением башенных, в том случае, если оба рельса пути расположены на одном уровне и ширина колеи не пре¬вышает 4 м, а также при передвижении каждой стороны крана по двум рельсам, когда реборды колес, движущихся по этим рельсам, расположены противоположно относительно друг друга.

По назначению различают приводные (ведущие) и неприводные (ведомые) ходовые колеса. Получая принудительное вращение от механизма передвижения, приводные ходовые колеса благодаря силам сцепления между поверхностями ободьев и рельсов осуществляют перемещение крана или тележки. Неприводные колеса, являясь только опорными, свободно вращаются на осях. Целью данной работы является выявление наиболее быстро изнашиваемого колеса тележки мостового крана.

Расчет ходовых колес заклю¬чается в проверке выбранных размеров (диаметра и ширины) поверх¬ности дорожки катания обода колеса по напряжению смятию в месте его контакта с рельсом от максимальной статической нагрузки на ходовое колесо. Тележки и мосты кранов, за исключением трехопорных конструкций, представляют собой четырехопорные, один раз статически неопределимые системы. Для упрощения задачи раму тележки на мост крана рассматривают как конструкции с равной податливостью основания под опорами. Упрощенные таким образом многоопорные системы имеют геометрическую и статическую симметрию и решаются методами простых разложений вертикальных сил или моментов. Макси¬мальную нагрузку на колесо рассчитывают для случая, когда груз, тележка с грузом или стрела с грузом будут расположены относительно колеса в наи¬более невыгодном положении. Если тележка или мост крана опираются не на четыре, а на большее число колес при помощи уравновешивающих балансиров, то наибольшая на¬грузка на колесо уменьшается и будет:

Приведенные ниже зависимости для максимальных нагрузок на колеса получены для абсолютно жестких конструкций без учета погрешности изготовления и монтажа рам тележек или мостов кра¬нов, а также состояния рельсовых путей, когда наличие зазора между рельсом и одной из опор ненагруженного крана относится к обычным явлениям.

Рис. 1. Расчетная схема вертикальных нагрузок на ходовые колеса тележки

На рис. 1. приведена одна из возможных расчетных схем вертикальных давлений для четырехопорной тележки. Анализ этой схемы позволяет установить, что колесо В воздействует на рельс с наибольшей нагрузкой, потому что центры масс тележки и груза не совпадают. В соответствии с принятым допущением:

где Gt — вес тележки с ходовой частью и всеми механизмами; Grp — вес груза; - расстояния от центра симметрии опорного контура рамы тележки О до ее центра масс O1 и центра масс груза О2; а — ширина колеи ходовых колес; b — база ходовых колес.

При конструировании тележек следует стремиться к такому размещению механизмов на ее раме, чтобы центр масс груженой тележки был расположен как можно ближе к центру симметрии рамы (точка О), находящемуся на равных расстояниях от ее колес. При этом нагрузки на колеса тележки оказываются примерно одинаковыми [2].

Рис. 2. Расчетная схема определения вертикальных нагрузок на ходовые колеса моста крана

Нагрузки на колеса крана зависят от положения тележки на мосту. Максимальные нагрузки возникают на тех колесах моста, которые расположены у концевой балки, где находится в этот момент тележка с грузом номинальной массы. В соответствии с приведенной схемой (рис. 2) колесо В действует на рельс с максимальным давлением. На основе принятого метода расчета без учета податливости моста под коле¬сами тележки можно получить выражение, определяющее это усилие:

где GKР — собственный вес моста крана, приложенный в центре масс, достаточно близко совпадающем с центром симметрии моста ОКР; G1— вес ходовой части те¬лежки, приложенный в центре масс тележки в точке O1; аT — расстояние от центра симметрии моста до центра масс тележки; LК — колея ходовых колес моста (пролет крана); AК — база ходовых колес моста.

При передвижении кранов и тележек возникают сопротивления в ходовой части от ветровой нагрузки, наклона рельсового пути и сопротивления в элементах передач механизма. В зависимости от режима и условий работы крана эти сопротивления могут дейст¬вовать в различных сочетаниях. При конструировании необходимо определять наиболее возможное и характерное для данного типа крана их сочетание. Определив значения сопротивлений, можно рассчитать мощность электродвигателя, тормозные устройства, передачи и другие элементы [3].

При передвижении тележки или моста крана с приводными ко¬лесами по двухрельсовым путям с постоянной скоростью (установившийся режим) преодолеваются сопротивления трению в ходовых колесах, сопротивления от ветровой нагрузки и возможного уклона рельсового пути. В момент пуска механизма передвижения (неуста¬новившийся режим), кроме указанных сопротивлений, возникает сопротивление силам инерции приводимых в движение масс. У ме-ханизмов с ручным приводом этим сопротивлением обычно пренебрегают из-за его небольшой величины. А при автоматическом приводе сопротивление силам инерции может резко увеличится, что в свою очередь может привести к поломке отдельных узлов или выходу из строя мостового крана.

При анализе данных расчетных схем было определено наиболее быстро изнашиваемое колесо B в конструкции тележки мостового крана. В дальнейшем планируется рассчитать возможные варианты по уменьшению нагрузки действующей на колесо В тележки в системе MathCAD и распределить равномерно нагрузку, которая действует на тележку мостового крана.

Список использованной литературы

1. Учебник для вузов по специальности “Подъемно-транспортные машины и оборудование” М.П.Александров, Л.Н. Колобов и др.:-М.: Машиностроение, 1986 – 400с.

2. Парницкий А.Б., Шабашов А.П. Мостовые краны общего назначения. М.: Машгиз - 1961

3. Грузоподъемные машины М. П. Александров:-М.: 2000 – 552с.