Перемещение грузов в промышленности, на транспорте и в строительстве осуществляется разнообразными подъемно-транспортными машинами, среди которых широкое распространение получили мостовые краны. При их эксплуатации возникают проблемы, связанные с раскачиванием груза и перекосом фермы моста. Раскачивание транспортируемого груза появляется в каждом переходном процессе пуска или торможения ме¬ханизмов передвижения. Эти колебания мешают работе оператора, затрудняя установку груза в намеченное место, и увеличивают нагрузку на механизмы[1,2].

Вопросами исследования демпфирования колебания груза занимались отечественные, иностранные ученные, конструкторы в числе которых: Казаков Н.И. [5], Бежок Георгий Владимирович, Коврыжкин Андрей Александрович, Maeda Minoru, “Кэйсо, Instrumentation” [4] и другие. Целью данной работы является повышение срока службы мостового крана.

Для достижения выше указанной цели поставлены следующие задачи: выявление наиболее быстро изнашиваемого колеса тележки мостового крана, расчет максимально действующих нагрузок на это колесо, построение зависимостей между долговечностью подшипника и шириной, базой колеи ходовых колес.

Для уменьшения раскачивания груза рассчитывают максимальные нагрузки, которые могут возникнуть в процессе работы мостового крана. С помощью расчета нагрузок действующих на колеса можно подобрать оптимальные параметры базы и ширины колеи ходовых колес мостового крана[3]. 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. Формула для расчета имеет следующий вид:

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.

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. На основе принятого метода расчета без учета податливости моста под коле¬сами тележки можно получить выражение, которое определяет максимальное давление действующее на наиболее нагруженное колесо:

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); LК — база ходовых колес моста.

Данную модель можно использовать для предварительных расчётов включая различную базу ходовых колес тележки и моста крана, ширину ходовых колес, пролет моста, вес груженной тележки и др. Результаты, полученные с помощью математической модели делают её пригодной для дальнейшего исследования мостового крана грузоподъемностью 5 тонн.

Проведены исследования зависимости между долговечностью подшипников и шириной колеи ходовых колес, а также между долговечностью подшипников и базой ходовых колес.

Рис. 1 Зависимость долговечности подшипника от ширины колеи ходовых колес

Рис. 2 Зависимость долговечности подшипника от базы ходовых колес

Исходя из рис. 1 и рис. 2 сделаем вывод, что при увеличении ширины колеи ходовых колес и базы ходовых колес долговечность подшипников увеличивается, это объясняется тем, что рама тележки становится больше и нагрузка на тележку уменьшается из-за равномерного распределения по площади тележки. Также были рассчитаны силы действующие на колеса тележки и моста крана, максимальные нагрузки действующие на колеса, максимальная статистическая нагрузка действующая на колеса мостового крана. Определена оптимальная ширина и база колеи ходовых колес. Разработана программа расчета в среде MathCAD.

Список использованной литературы

1. Смехов А. А., Ерофеев Н. И. Оптимальное управление подъемно-транспортными машинами. – М.: Машиностроение, 1975. – 239 с.

2. Герасимяк Р. П., Мельникова Л. В. Оптимальное управление крановым механизмом передвижения // Автоматика. Автоматизация. Электротехнические комплексы и системы. –1999. - №1. – С. 87-94.

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

4. Способ снижения раскачивания грузозахватного органа мостового крана Maeda Minoru, “Кэйсо, Instrumentation” 1987г.

5. Казаков Н.И. Уменьшение раскачивания груза на пространственном канатном подвесе при работе механизма поворота стрелковых кранов: диссертация кандидата технических наук: 05.05.05; 166с. 61 85-5/2090; Ленинград, 1984