УДК 621.873.3:629.463.23

Бондаренко Л.Н., Яковлєв С.О., Крамар І.Є.

Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. ак. В. Лазаряна

Аналіз залежностей для визначення контактних напружень з передбаченим строком служби кранового колеса.

При визначені допустимих контактних напружень між крановим колесом і рейкою вважається [1] за необхідне враховувати передбачений строк служби колеса і групу класифікації крана. У відповідності з цим величину допустимих контактних напружень рекомендується підраховувати за виразом

, (1)

де - допустимі напруження, які визначаються з теорії контактних напружень Герца та ІV теорії міцності, n_пр - приведене число обертів колеса за строк служби,

(2)

К_пр - коефіцієнт приведеного числа обертів; V_ср - середня для сталого та пуско – гальмівного режимів крана швидкість пересування, м/с: Т_м - машинний час роботи колеса за розрахунковий час його служби, г. Коефіцієнт К_пр залежить від відношення величини навантажень на колесо Р_min/P_max і для попередніх розрахунків його величина приймається від К_пр = 0,16 при Р_min/P_max = 0,2 до К_пр = 0,63 при Р_min/P_max = 0,8.

Опосередкована швидкість визначається за номінальною швидкістю руху V помноженою на коефіцієнт К_v, тобто V_cp = K_vV. Сам коефіцієнт K_v залежить від відношення часу несталого t_Н (розгін і гальмування) до повного часу t руху колеса і коливається від K_v = 0,9 при t_н/t = 0,2 до К_v = 0,5 при tн/t = 1.

Машинний час Т_м згідно орієнтовного строку служби колеса з врахуванням групи класифікації крана дорівнює:

Група класифікації	А1,А2	А3,А4	А5,А6
Тм,г	1600	3200	12500
Орієнтований строк служби, роки	12	8	5-4

Значення у залежності від Т_м, К_пр та V_ср наведені в таблиці 1.

Значення величини допустимих навантажених напружень від приведеного числа обертів колеса та машинного часу роботи крана за строк служби.

Таблиця 1.

Тм,г	Кпр	Vср,м/с	nпр*10^5, об	МПа
1600 (12 р)	0,16	0,5	3,7	0,67
		0,9	6,6	0,54
	0,63	0,5	14,4	0,58
		0,9	26,0	0,54
12500 (5-4) р	0,16	0,5	28,7	0,53
		0,9	51,5	0,50
	0,63	0,5	113,0	0,46
		0,9	203,0	0,43

Оскільки при, наприклад, лінійному контакті величина найбільших контактних напружень визначається за виразом

, (3)

де Е – модуль пружності матеріалів колеса і рейки; В – ширина головки рейки, то очевидно, що зменшення допустимих контактних напружень можна (при постійних величинах Р і В) досягти за рахунок Е і R₁. Практично за рахунок Е такого зменшення _max практично досягти не можливо.

Найбільш реальним заходом буде збільшення радіуса колеса. Виходячи із формули (3) радіус колеса

R₁ = 0,175 (4)

Якщо без врахування поправок на Т_м допустимі контактні напруження, наприклад, складають 850 МПа (режим роботи механізму пересування М1-М3 для сталі 75, ГОСТ 1060 – 74 [ 3]), і при Р = 200 кН радіус колеса складає

R₁ = 200мм.

При Т_М = 1600 г (режим роботи крана А1,А2), К_пр =0,16, V _cр = 0,5 м/с величина допустимих контактних напружень складає .

При радіус колеса R_1П = 452 мм, тобто приблизно максимальний радіус стандартних кранових коліс.

Відзначимо, що прийнятій величині Р згідно рекомендацій (3) відповідає радіус 250 мм. Якщо ж в прикладі прийняти величину Р більшу, чим 200 кН, то взагалі величина радіуса буде більшою її стандартної величини.

Отже формули по визначенню допустимих контактних напружень з врахуванням передбаченого строку служби кранового колеса потребують уточнення.

Література:

1. Грузоподъемные машины/ Александров М.П., Колобов Л.Н., Лобов Н.А. и др. – М.: Машиностроение, 1986. – 400 с.

2. Справочник по сопротивлению материалов / Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. – Киев: Науч. думка, 1988. – 736 с.

3. Справочник по кранам: В 2 т. Т.2 / Александров М.П., Гохберг М.М., Ковин А.А. и др. – М.: Машиностроение, 1988. – 559 с.