Dźwig jest ważną maszyną inżynieryjną do transportu materiałów, jej obszary zastosowań są dość szerokie. Obejmują produkcję i życie ludzi, przedsiębiorstwa przemysłowe i górnicze, budownictwo obronne, lotnictwo i wiele innych aspektów. Koła dźwigu jako mechanizm chodzący we wdrażaniu elementów, ma wytrzymać obciążenie robocze sprzętu i zrealizować kluczowe elementy transportu materiału. Dlatego obliczenie i dobór kół dźwigu mają kluczowe znaczenie dla zapewnienia stabilności i bezpieczeństwa maszyny.
W artykule wyjaśnimy, jak określić średnicę roboczą kół żurawia poprzez obliczenia i sprawdzić, czy nośność kół spełnia wymagania użytkowe i inne elementy. W artykule omówiono kluczowe parametry i wzory obliczeniowe, które pomogą Ci dokonać prawidłowych obliczeń i wyboru w rzeczywistym projekcie.
Projektowanie, dobór i produkcja zestawów kołowych powinny spełniać wymagania odpowiednich norm krajowych:
- GB/T3811-2008 „Kodeks projektu żurawia”;
- JB/T6392-2008 „Koło dźwigu”;
- YB/T5055-1993 „Szyny dźwigowe”;
- GB2585-2007 《Szyny stalowe walcowane na gorąco dla kolei》;
- GB/T699-2015 《Wysokiej jakości stal konstrukcyjna węglowa》;
- GB/T11352-2009 《Części odlewane ze stali węglowej do ogólnych celów inżynieryjnych》;
- GB/T1184-1996 „Tolerancje kształtu i położenia, wartości tolerancji bez adnotacji”;
- GB/T1801-1999 《Wybór granic i pasowań dla stref tolerancji i pasowań》;
Poniżej przedstawiono szczegółowe kroki obliczania koła:
- Zbierz dane: Najpierw określ obciążenie robocze koła dźwigu, rozmiar gąsienicy, formę styku koła z gąsienicą, poziom roboczy instytucji, prędkość chodzenia, materiał kół itp.
- Zastosuj wzór: użyj wzoru, te parametry są poprawnie podstawiane do wzoru.
- Wyniki obliczeń: Na podstawie dostarczonych danych i wzoru koło jest obliczane i weryfikowane, a to, czy wynik spełnia wymagania, ustala się na podstawie wyników obliczeń i warunków oceny zawartych we wzorze.
Wzór obliczeniowy koła:
I. Wyznaczanie obciążenia obliczeniowego zmęczenia kół:
W formule
PC — obciążenie obliczeniowe zmęczenia koła (N);
Pmaks — maksymalne ciśnienie w kołach podczas normalnej pracy dźwigu (N); P
min — minimalne ciśnienie w kołach przy normalnej pracy dźwigu (N);
II. Obliczenie wytrzymałości bieżnika koła:
Załączony formularz kontaktowy kół i gąsienic:
1. Dopuszczalny nacisk koła na styk liniowy: Pc≤K1×D×L×C1×C2 Gdzie P
C —- obciążenie obliczeniowe zmęczenia koła (N); K
1 —– stała naprężenia styku liniowego związana z materiałem (N/mm2), wybrana zgodnie z tabelą 1; D —– średnica koła (mm); L—— efektywna długość styku między kołem a szyną; C
1—– współczynnik prędkości, dobrany zgodnie z tabelą 2; C
2—– współczynnik poziomu roboczego, dobrany zgodnie z tabelą 3; 2. Dopuszczalny nacisk koła na punkt styku:
Gdzie P
C—- obciążenie obliczeniowe zmęczenia koła (N); K
2 —– stała naprężenia styku punktowego dopuszczalnego dla danego materiału (N/mm2), wybrana zgodnie z tabelą 1; R —– promień krzywizny, należy przyjąć promień krzywizny koła i promień krzywizny toru jako większą wartość (mm); M —— stosunek górnej powierzchni toru do promienia krzywizny koła (r/R), wybrany zgodnie z tabelą 4; C
1—– współczynnik prędkości, dobrany zgodnie z tabelą 2; C
2—– współczynnik poziomu roboczego, dobrany według tabeli 3; Zestawienie obliczonych współczynników:
Uwaga: 1. σ
B to wytrzymałość materiału na rozciąganie (N/mm
2); 2. Felgi stalowe należy generalnie poddać obróbce cieplnej, zalecana twardość bieżnika HB = 300 ~ 380, głębokość warstwy hartowniczej 15mm ~ 20mm, przy określaniu dopuszczalnej wartości należy wziąć pod uwagę σ
B gdy materiał nie jest poddawany obróbce cieplnej; 3. Gdy materiał koła jest wykonany z żeliwa ciągliwego; σ
B.≥500N/mm
2 materiał, k
1, K
2 wartość jest wybierana zgodnie z σ
B.=500N/mm
2.
Uwaga: 1. Gdy r/R ma inną wartość, wartość m oblicza się przez interpolację; 2. r jest małą wartością promienia krzywizny powierzchni styku. Powyższe obliczenia można wykorzystać do sprawdzenia poprawności weryfikacji kół o ustalonej średnicy, w celu określenia efektywnej maksymalnej nośności kół i racjonalności wymiarów (średnicy kół, kół i szyny wraz z wymiarami itp.).
Załączona tabela serii zestawów kołowych dźwigu:
Specjalne rodzaje doboru kół dźwigu
Dźwig przeciwwybuchowy: metoda obliczania koła dźwigu przeciwwybuchowego jak powyżej. Wybór, w zależności od różnych poziomów przeciwwybuchowości, pozwala wybrać inną formę powierzchni koła. Na przykład, gdy poziom zabezpieczenia przeciwwybuchowego wynosi Ⅱ C, bieżnik koła i część obręczy nie powinny być używane ze względu na uderzenia, tarcie i zapłon wybuchowych mieszanin gazów ze stopów miedzi lub innych materiałów wytwarzanych z kół. Ogólnie rzecz biorąc, gdy poziom zabezpieczenia przeciwwybuchowego jest niższy niż ⅡC, powierzchnia kół nie powinna być poddawana specjalnej obróbce.
Ważne notatki
Dokonując obliczeń przy wyborze koła, należy zwrócić uwagę na następujące ważne kwestie:
- Typ koła: Różne typy kół mają różną charakterystykę działania, dlatego do obliczeń należy upewnić się, że użyto parametrów prawidłowego typu koła.
- Wymagania projektu: W zależności od konkretnych wymagań projektu i warunków gruntowych może być konieczne dostosowanie średnicy koła dźwigu. Zbyt mała średnica koła może spowodować niestabilność maszyny, natomiast zbyt duża średnica może zwiększyć wysokość maszyny i ograniczyć jej zakres użytkowania.
- Profesjonalne konsultacje: Jeśli nie masz pewności, jak uzyskać prawidłowe parametry lub jak wykonać obliczenia, skonsultuj się z profesjonalnym inżynierem lub producentem, który może udzielić szczegółowych informacji na temat konkretnego żurawia.
Podsumowując, obliczenia kalibracyjne kół dźwigu są ważnym krokiem w zapewnieniu bezpiecznej i wydajnej pracy maszyny podczas pracy. Rozumiejąc kluczowe parametry i prawidłowo stosując wzory, można skutecznie określić ważne informacje, takie jak średnica koła i profil obciążenia koła, odpowiedni dla danego żurawia, poprawiając w ten sposób wydajność i bezpieczeństwo operacji inżynieryjnych.