Электронное издание СДМ - Строительные Дорожные Машины и Техника

Кафедра ДСМ МАДИ, ПО Стройтехника


14.06.2008
Влияние грузоподъемности тяжелого козлового крана на выбор оптимальной схемы металлоконструкции

УДК 621.873

К ВОПРОСУ ВЛИЯНИЯ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ ТЯЖЁЛОГО КОЗЛОВОГО КРАНА НА ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ СХЕМЫ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ

Сапьянов В.Ю. ассистент кафедры "Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины"
Балаковский институт техники, технологии и управления Саратовского государственного технического университета (БИТТУ СГТУ)

Под тяжёлыми козловыми кранами подразумеваются наиболее сложные и уникальные машины данного типа, применяющиеся при выполнении монтажных работ, специальные краны для судостроительной промышленности, для обслуживания гидро- и тепловых станций, для обороной промышленности, отличающиеся уникальными параметрами по грузоподъемности (до 1500 т), пролетам (до 100 м) и высотам подъема груза (до 100 м)

Характер производимых данными машинами работ и возможные последствия их отказа требуют обеспечения целого ряда достаточно жестких требований, таких как точность позиционирования, прочность, динамическая жесткость, а стремление к снижению затрат на производство и эксплуатацию ведет к необходимости их весового совершенствования.

Опыт проектирования показывает, что изменение схемы металлоконструкции может гораздо более значительно влиять на массу. В качестве примера можно привести краны К2х190, выполненные по однобалочной схеме с одностоечными опорами, боковыми, главными и вспомогательными подкосами. Он имеет массу 1100 т, высоту подъема груза 80 м и пролет 76 м. И кран К2х180/50+10, выполненный по классической двухбалочной схеме, имеющий массу 1200 т, высоту подъема груза 26 м и пролет 32 м. То есть становится ясно, что задача выбора оптимальной схемы металлоконструкции стоит достаточно остро, а решение ее позволит добиться весьма значительной экономии средств.

Задача проектирования усложняется тем, что из-за единичного или мел­косерийного производства козловых кранов нет возможности изготовления опытных образцов, их тщательного испытания и исследования, собственно, мо­делирование применяется только для отдельных элементов. Это, в свою оче­редь, требует принятия дополнительных ограничений при проектировании и выборе методов расчета, что приводит в большинстве своем к неоправданному увеличению металлоемкости.

При проектировании тяжёлых кранов в современных условиях конструктор располагает целым рядом различных конструктивных решений схем металлоконструкций, применявшихся для тех или иных моделей кранов (рис. 1).
 

 
Рис.1
 
Во второй половине XX века произошел достаточно резкий качественный скачок в данной области. На смену традиционным двухбалочным конструкциям пришли модели однобалочных кранов с самыми различными системами подкосов. Причем при более детальном рассмотрении достаточно явно прослеживается генезис схем – в соответствии с увеличением высот подъема и пролетов появляются дополнительные элементы. Таким образом можно сделать вывод, что дальнейшее развитие схем металлоконструкций пойдет по пути усложнения, с добавлением все новых и новых элементов. Данное явление можно объяснить, прежде всего, необходимостью получения больших пролетов и высот подъема с сохранением точности позиционирования, а также стремлением к более рациональному распределению нагрузок между элементами металлоконструкции.
Однако для выбора схемы на начальных этапах проектирования, практически отсутствует математический аппарат, позволяющий обоснованно произвести анализ существующих схем и оптимизировать их по выбранному критерию.

Таким образом, на настоящий момент существует проблема выбора оптимальной схемы металлоконструкции на начальных этапах проектирования. Для решения данной проблемы были разработаны рекомендации по выбору оптимальной схемы в зависимости от высоты подъема груза и пролета крана при грузоподъемности 400т, однако требуется проведение дополнительных исследований зависимости данных рекомендаций от грузоподъемности. Для исследований был выбран диапазон грузоподъемностей 100-800т, в который входят все тяжёлые козловые краны, производимые отечественной промышленностью и промышленностью стран СНГ.
В качестве параметра, позволяющего судить о степени влияния рассматриваемого фактора, было выбрано отклонение величины пролета крана, при котором происходит смена оптимальных схем для каждой из грузоподъемностей от значений, полученных для базовой грузоподъемности в 400т. Результаты проведенных исследований можно наблюдать на рис. 2.

Как видно из анализа данной поверхности, пролет, при котором происходит смена оптимальных схем, колеблется в пределах от 30 до 34 м, при грузоподъемности 400 т колебания наблюдаются в интервале от 33 до 35 м, то есть относительная погрешность при распространении данных, полученных для грузоподъемности 400 т составляет величину до 10%. Таким образом, установлено, что рекомендации по выбору оптимальных схем металлоконструкций тяжёлых козловых кранов, полученные для грузоподъемности 400 т могут, с достаточной долей уверенности, быть распространены и на краны с грузоподъемностью, отличающейся от заданной.

<< Технология уборки снега с применением снегоплавильных установок | Нагрузки в трансмиссии многофункциональной коммунальной машины >>

На главную Архив: научные публикации
Кафедра ДСМ МАДИ, ПО «Стройтехника». Copyright 2007 . Смотрите условия использования материалов сайта