Приложение D (справочное). Пример вычислений. Системы приводов с использованием стальных канатов

Приложение D
(справочное)

Пример вычислений. Системы приводов с использованием стальных канатов

D.1 Метод

D.1.1 Общие положения

Метод, данный в приложении С, используется для того, чтобы установить коэффициенты и отношения для применения по 4.5.2 (канатные системы приводов), используя показатели циклов 4.2.4.2.3 и рабочие скорости в 4.4.5.

Этот метод предпочтительнее метода классификации групп механизмов, данного в [12], который формально относясь к стандартам на МПРП, приводит результаты в соответствии с международными стандартами, касающимися самоходных кранов (см. [13] и [14]).

Примечание 1 - Согласно 4.2.4.2.3 легкий прерывистый режим работы интерпретируется как режим для больших машин с большими номинальными нагрузками, которые часто работают с нагрузкой меньше номинальной и используются периодически. В то же время тяжелый режим работы интерпретируется как режим для машин меньшего размера с низкими номинальными нагрузками, регулярно несущих полную номинальную нагрузку и используемых регулярно. Режим тяжелой работы применяется только к системам выравнивания на машинах с низкими номинальными нагрузками (например, один рабочий), носимыми на протяжении результата каждого нагрузочного цикла. Режим тяжелой работы не применяется к МПРП, хотя задействуется та же самая группа приводов, которая использована в примере. Средний режим работы (см. таблицу С.1) - наиболее суровый рабочий случай для подъемного оборудования, когда нагрузка меняется на протяжении нагрузочного цикла.

Примечание 2 - Взят самый худший возможный случай (например, единичная жесткая стрела движется по дуге для достижения максимальной высоты). На практике это перемещение достигается путем использования более чем одного вылета стрелы, средняя продолжительность работы делится на число вылетов и далее уменьшается за счет более высоких рабочих скоростей телескопических перемещений.

Примечание 3 - В настоящем анализе нагрузочный цикл начинается с загрузки рабочей платформы в каком-то положении и заканчивается при разгрузке в том же самом положении после выдвижения в рабочую позицию.

D.1.2 Краткое изложение метода приложения С

D.1.2.1 Используют ряд нагрузочных циклов и рабочих скоростей из 4.4.5, чтобы вывести среднее рабочее время в день в часах, отнесенное к одному году в таблице С.1, для определения группы приводов [см. перечисление b) С.2)].

D.1.2.2 Вычисляют минимальный теоретический диаметр стального каната , используя в уравнении (С.1) коэффициент с для этой группы приводов по таблице С.2:

,

где S - расчетная тяговая сила в канате.

Этим завершается процесс, приведенный в приложении С для вычисления диаметра стального каната. Однако коэффициент использования может быть вычислен путем деления значений разрушающего усилия по таблице 5 [15], скорректированных, при необходимости, для разной прочности каната на расчетную тяговую силу в этом канате.

D.1.2.3 Вычисляют диаметры барабанов и шкивов по уравнению (С.2):

.

Коэффициент для группы приводов принимают по таблице С.3. Коэффициент определяют по общему числу переменных напряжений в наиболее неблагоприятной напряженной части каната, используя таблицу С.4.

D.1.3 Пример вычисления

D.1.3.1 Общие положения

Следующий пример иллюстрирует вычислительный процесс, но значения нагрузок выбраны с таким расчетом, чтобы получить для стального каната точный диаметр 9 мм, поэтому коэффициенты в таблице С.2 являются минимальными.

D.1.3.2 Режим работы (группа приводов)

См. С.2 и таблицу С.1.

D.1.3.2.1 Случай 1, легкий прерывистый режим работы

40000 нагрузочных циклов за 10 лет = 40000:(36510) = 10,96 циклов нагрузки в день.

(D.1)

Рассматривается наихудший случай, когда стрела радиусом r = 25 м перемещается через 180° (всего 360°) со скоростью v = 0,4 м/с (см. рисунок D.1).

"Рисунок D.1 - Случай 1"

Продолжительность работы для одного нагрузочного цикла составляет 393 с:

.

(D.2)

Средняя продолжительность работы в день, в часах, отнесенная к одному году, является результатом решения уравнений (D.1) и (D.2):

10,96393 с/день = 1,12 ч/денькатегория (см. таблицу С.1).

Таблица С.1 дает группу приводов для категории средний режим работы.

D.1.3.2.2 Случай 2 - тяжелый режим работы

100000 нагрузочных циклов за 10 лет = 100000:(36510) = 27,4 циклов нагрузки в день.

(D.3)

Рассматривается наихудший случай, когда стрела радиусом r = 10 м перемещается через 90° (всего 180°) со скоростью 0,4 м/с (v) (см. рисунок D.2).

"Рисунок D.2 - Случай 2"

Продолжительность работы для одного нагрузочного цикла составляет 78,5 секунд:

(D.4)

Средняя продолжительность работы в день, в часах, отнесенная к одному году, является результатом решения уравнений (D.3) и (D.4):

78,5 х 27,4 с/день = 0,6 ч/денькатегория (см. таблицу С.1).

Таблица С.1 дает группу приводов для категории , тяжелый режим работы.

Таким образом, группа приводов одобрена в качестве подходящей группы для всех МПРП, соответствующих настоящему стандарту.

D.1.3.3 Вычисление минимального диаметра каната (см. С.3)

Минимальный диаметр каната определяют с помощью уравнения (С.1):

,

где S - расчетная нагрузка на канате в ньютонах.

Для приводов группы , таблица С.2 дает:

с = 0,0900 для канатов со степенью растяжения 1570 ;

с = 0,0850 для канатов со степенью растяжения 1770 ;

с = 0,0850 для канатов со степенью растяжения 1960 ;

при отсутствии скручивания.

Для S = 10000 Н и с = 0,0900, для S = 11211 Н и с = 0,0850 упомянутое выше вычисление дает минимальный диаметр стального каната 9 мм.

D.1.3.4 Рабочие коэффициенты

По таблице 5 [15], минимальное разрушающее усилие для проволочных канатов диаметром 9 мм составляет:

= 47300 Н (волоконный сердечник),

= 51000 Н (стальной сердечник).

На основе таблицы 5 [15] (степень растяжения 1770 ) получаем рабочие коэффициенты, приведенные в таблице D.1 для канатов диаметром 9 мм.

Таблица D.1 - Рабочие коэффициенты

Степень растяжения,	Рабочий коэффициент		Формула
	Волоконный сердечник	Стальной сердечник
1770 (S = 11211 Н)	4,22	4,55
1570 (S = 10000 Н)	4,20	4,52
1960 (S = 11211 Н)	4,67	5,04

D.2 Вычисления диаметров канатоведущих барабанов, шкивов и неподвижных блоков

Согласно уравнению (С.2):

Коэффициенты для группы приводов принимают по таблице С.3.

Коэффициенты определяются общим числом переменных напряжений в наиболее неблагоприятной напряженной части каната по С.4. Рисунок D.3 и таблица D.3 показывают, что значение для МПРП обычно равно 1.

В этих обстоятельствах

.

и отношения, приведенные в таблице D.2, есть результат вычисления для МПРП.

Таблица D.2 - Отношение

Описание
Канатоведущий барабан	5	1	16	16
	6 - 9	1	16	16
	10	1	16	16
Отклонение шкива > 5° в том же самом направлении	5	1	18	18
	6 - 9	1,12	18	20,16
	10	1,25	18	22,5
Отклонение шкива > 5° в обратном направлении	5	1	18	18
	6 - 9	1,12	18	20,16
	10	1,25	18	22,5
Отклонение шкива > 5° в любом направлении и компенсирующий шкив (например, концевое прикрепление каната)	5	1	14	14
	6 - 9	1	14	14
	10	1	14	14

"Рисунок D.3 - Определение числа переменных изгибающих напряжений со в отдельных проволочных канатах для определения диаметров барабанов и шкивов для втянутого/выдвинутого подъемного оборудования (см. таблицу D.3)"

Таблица D.3 - Число

Канат	Число переменных изгибающих напряжений
	1	1
	2	1
В	1 + 4 = 5	1
С	2	1