3.5. Расчет механизма телескопирования стрелы

Современные автомобильные краны, как правило, оснащают двух-, четырехсекционными телескопическими стрелами. Это позволяет существенно улучшить их грузовысотные характеристики. Выдвижение секций в кранах осуществляется напрямую гидроцилиндрами или комбинированным приводом, состоящим из гидроцилиндра и канатного мультипликатора.

Для выдвижения секций стрелы, расположенной под углом α к горизонту, необходимо преодолеть составляющую силы тяжести груза с грузозахватным устройством G_гр, собственный вес секций стрелы G_c, усилие грузоподъемного каната F_к, действующее параллельно стреле, силы трения в ползунах секций F_тр, учесть давление ветра F_в на стрелу. Для примера рассмотрим определение усилия для выдвижения третьей (с индексом 3) секции трехсекционной стрелы на конечной стадии выдвижения (рис.3.24). Выдвижение третьей секции осуществляется канатным мультипликатором. Усилие, необходимое для выдвижения третьей секции, получаем из суммы проекций сил на ось стрелы:

F = G_гр∙sinα + G_с3∙sinα + F_к +F_тр3 – F_в3∙cosα, (3.95)

где F_к = G_гр / i_п η_п;

i_п – кратность грузоподъемного полиспаста;

η_п= – КПД полиспаста; η_бл = 0,98 – КПД канатного блока;

F_тр3 = 2 (∑M_с3∙f / Б_п ) – сила трения в ползунах секции 3 (3.96)

Рис. 3.40. Расчетная схема для механизма телескопирования стрелы

∑M_с3 – сумма моментов сил, действующих на третью секцию, относительно центра минимальной опорной базы Б_п ползунов;

f ≈ 0,1 – коэффициент трения ползунов в секциях стрелы.

. (3.97)

Весовые и ветровые нагрузки на стрелу и ее элементы принимаются по результатам общего расчета крана.

Усилие для телескопирования второй секции стрелы F_тс2 получают также из суммы проекций сил на ось стрелы, заменив все силы, действующие на третью секцию, найденным усилием телескопирования F_тр3.

F_тс2= G_c2 sinα + F_тс3 (1+1/η_км) + F_тр2 – F_в2 cosα, (3.98)

где η_км = 0,98 – КПД канатного мультипликатора;

F_тр2 = 2 (∑M_с2 ∙ f / Б_п) – сила трения ползунов первой и второй секций.

∑M_с2 вычисляют с учетом сил, действующих на две выдвигаемые секции стрелы:

(3.99)

Минимальную базу ползунов Б_п рекомендуется принимать не менее полуторной высоты сечения секции стрелы, в которую помещается выдвигаемая секция. По найденному усилию F_тс2 для выдвижения секций стрелы определяют параметры гидроцилиндра телескопирования. По существующей практике скорость перемещения головных блоков стрелы устанавливают V_гб= 0,12…0,2 м/с. При использовании канатного мультипликатора с кратностью i_м= 2 для выдвижения концевой секции стрелы скорость перемещения штока гидроцилиндра должна быть V_ш=V_гб /i_м .

Диаметр поршня гидроцилиндра определяется из соотношения

(3.100)

где F_тс2 – усилие на штоке, кН;

р_н – номинальное давление, кПа;

η_ц – КПД гидроцилиндра (η_ц = 0,95).

Диаметр гидроцилиндра выбирают по ближайшему большему размеру из существующей номенклатуры стандартных гидроцилиндров.

Мощность, необходимая для выдвижения штока гидроцилиндра телескопирования, находят по формуле

кВт (3.101)