Основи розрахунку механізму пересування
Механізмами пересування називаються механізми, що забезпечують горизонтальний рух вантажопідйомної машини або її частини (візки). Залежно від типу вантажопідйомної машини розрізняють механізми пересування для рейкових, безрейкових і канатних шляхів. Рейкові шляхи мають мостові, козлові, консольні, баштові, а також пересувні талі і візки.
Навантаження, діючі на вантажопідйомні машини.При розрахунку деталей на міцність враховуються наступні навантаження, діючі в різних з'єднаннях: вага вантажу разом з вантажозахватними пристосуваннями; вага самої машини (елемента); навантаження, що виникають в елементах при монтажі і транспортуванні; сили інерції при обертальному і поступальному ходу в період несталого руху; сила вітру; снігове навантаження і ожеледь; сейсмічні навантаження (для високих кранів).
Монтажні і транспортні навантаження виникають при монтажі і транспортуванні кранів залізничним, автомобільним, а в деяких випадках і морським транспортом. Монтажні навантаження визначають за даними проекту монтажу. При транспортуванні враховують додаткові вертикальні і горизонтальні сили, що виникають при поштовхах вагонів, нерівностях дорогі, на кривих ділянках шляху і інше.
Сили інерції при поступальній ході визначають, виходячи з маси і середнього прискорення вантажу. Моменти інерційних сил для випадку обертального руху тіл з розподіленою масою 
, кг×м2.
Вітрові навантаження роблять істотний вплив на міцність і стійкість кранів, що працюють на відкритому повітрі. Їх враховують для робочого і неробочого стану крана. Розподілене вітрове навантаження на навітряну поверхню конструкції крана розглядають в зоні його висоти і визначають
,
де 
– швидкісний натиск повітря на висоті 10 м над поверхнею землі;
– поправочний коефіцієнт на зростання швидкісного натиску залежно від висоти над поверхнею землі;
– аеродинамічний коефіцієнт обтікання
Розрахунок механізму пересування(візка і крана)полягає у виборі схеми; визначенні статичних навантажень на ходові колеса механізмів візка або крана; виборі колісних установок (визначенні діаметра ходового колеса і номер рейки).
Вибір і уточнення кінематичної схеми.
Схему з тихохідним трансмісійним валом (рис. 61) використовують для пересування тихохідних візків або кранів з невеликим прольотом (6 метрів).
За цією схемою на середній частині моста установлюють привід механізму пересування, що складається з електродвигуна, редуктора і муфти.
Вихідний вал з'єднується з трансмісійним валом, зібраним з окремих секцій, які з'єднуються муфтами і установлюються на підшипниках. За допомогою муфт трансмісійний вал з'єднується з валами ходових коліс і передає найбільший крутний момент. Тому вал, муфти і опори вала мають великі розміри і масу.
Схему з швидкохідним трансмісійним валом (рис. 62) рекомендується використовувати при великих прольотах (від 12, 18 м ).
За цією схемою трансмісійний вал має те ж число оборотів, що і двигун, і тому передає мінімальний крутний момент. Розміри муфт, підшипників і діаметр трансмісійного вала в цьому випадку мінімальні.
 |
Рис. 62 - Схема з швидкохідним трансмісійним валом
Необхідне передавальне число приводу реалізується в двох однакових редукторах, установлених біля кінцевих балок моста крана. Вихідний вал редуктора сполучений муфтою з валом ходових коліс. Металоконструкція моста при цьому типі механізму пересування повинна мати підвищену жорсткість.
У схемі з роздільним приводом (рис. 63) трансмісійний вал, який збільшує трудомісткість виготовлення крана і його вагу, замінюють без трансмісійним (роздільним) приводом кінцевих балок моста.
Рис. 63 - Схема з роздільним приводом
За цією схемою кожна кінцева балка моста приводиться в рух самостійним приводом. Між приводами не передбачено ніяких (електричних або механічних) зв'язків, окрім самої конструкції.
Швидкість самих балок автоматично вирівнюється. В процесі руху крана з роздільним приводом відбувається перерозподіл навантажень між двигунами за рахунок горизонтальної жорсткості металоконструкції моста і сил зачіплення ходових коліс з рейками. І хоча ця схема має два двигуни, два редуктори і два гальма, вона стає значно простішою і легшою.
Число ходових коліс залежить від вантажопідйомності і прольоту крана. У кранах невеликої вантажопідйомності застосовують чотири ходові колеса, в кранах великої вантажопідйомності число ходових коліс збільшується, і для рівномірного їх навантаження вони встановлюються попарно на балансирах.
При електроприводі передача крутного моменту передається через зубчаті колеса до ходових коліс.
Гальмівний пристрій вмонтований в електродвигун.
Необхідну потужність двигуна визначають за формулою
, кВт,
де 
– повний опір пересуванню;
– ККД механізму, =0,8…0,85;
– кратність середньопускового моменту по відношенню до номінального.
Визначення статичних навантажень на ходові колеса механізмів візка (або крана)полягає у визначенні опору пересуванню.
Повний опір пересуванню візка (рис. 64, а) в період розгону приведений до обода колеса визначаємо за формулою
, (85)
де 
– опір створюваний силами тертя;
– опір, створюваний ухилом рейкового шляху;
– опір, створюваний інерцією мас, що обертаються і поступально рухомих
= 
– вага крана, Н
– вага візка, Н
Діаметри ходових коліс (D1, D2) приймають за співвідношеннями 
і 
відповідно.
Знаючи діаметр ходових коліс вибирають рейки і визначають діаметри цапф за залежністю dцi = 0,2×Di, мм.
Опір, створюваний силами тертя 
:
++
, Н, (86)
де μ – коефіцієнт тертя кочення коліс по рейках;
F – приведений коефіцієнт тертя ковзання в підшипниках коліс;
– коефіцієнт додаткових опорів.
Опір, створюваний ухилом рейок
, Н, (87)
де α – ухил рейкового шляху візка.
Опір, створюваний силами інерції
, Н, (88)
де 
– коефіцієнт, що враховує інерцію мас механізму, що обертаються,
– маса поступально рухомого об'єкту,
– прискорення при розгоні, приймається за довідковими даними.
Пристрої, що забезпечують безпечну роботу кранаділяться на зупинники (храпові і роликові) і гальма (стрічкові, дискові та колодкові).
Зупинниками називають пристрої, призначені для утримання вантажу на вазі або оберігання механізму від довільного руху у зворотний бік. Вони допускають вільне обертання валів у бік підйому і перешкоджають обертанню їх у зворотний бік.
Зупинники не призначені для зміни швидкості опусканню вантажу і включаються при швидкості валів, яка дорівнює нулю або близька до неї.
Гальмами називають пристрої, призначені для загальмовування підйомного, ходового і поворотного механізмів у вантажопідйомних машинах. Їх дія заснована на плавному (фрикційному) затисканні шківів, що обертаються, барабанів або дисків за допомогою нерухомих колодок, стрічок або дисків з фрикційними (гальмівними) накладками.
На відміну від зупинників гальма можна включати на ходу; кінетична енергія рухомих механізмів або вантажу в гальмах перетвориться в теплову енергію.
Гальма застосовують для регулювання швидкості спуску вантажу, тобто гасіння інерції рухомих мас, утримання вантажу на вазі, утримання крана в нерухомому стані при ухилі і вітрі.
Розрахунковий гальмівний момент механізму пересування при роботі в приміщенні визначають при русі вантажу під уклон:
де 
– момент, створюваний ухилом на валу гальма,
– момент інерції на валу гальма,
– момент від сил тертя, приведений до валу на якому встановлене гальмо,
КТР – коефіцієнт, що враховує опір пересуванню.