Совершенствование методики расчета конструкции барабана мостового крана с применением программного модуля T-FLEX Анализ

Аннотация. В статье рассмотрены вопросы совершенствования методики расчета конструкции барабана мостового крана с применением программного модуля T-FLEX Анализ.

При разработке технологического процесса изготовления барабана необходимо знать, как получаются заданные размеры, в частности толщина стенки этого изделия, и от чего они зависят. Это позволяет более целенаправленно подойти к выбору материала барабана,  проектированию технологических процессов изготовления сборочной единицы и детали «барабан». На основании этого осуществляется прочностной расчет и выбор подшипников.  Существующая методика расчета  позволяет не совсем точно определить необходимые параметры, а с учетом достаточных допущений.

Для  этого  составляется  расчетная  схема нагружения  оси   барабана   изгибающими силами канатов Fmax (рисунок 1).

 

 

 

Как видно из приведенных расчетов, полученные значения имеют ряд допусков и достаточный запас прочности. После проведения ручных расчетов для выявления реальной картины происходящих процессов необходимо было определить возникающую неравномерность нагружения. Поэтому потребовалось трехэтапное моделирование, включающее геометрический, динамический и прочностной анализ модели барабана. Для этой цели был выбран комплекс систем T-FLEX, имеющий необходимые приложения. Смысл этапов расчета заключался в следующем:

  1. Построение трехмерной модели барабана.
  2. В системе T-FLEX Динамика определяли схему нагружения для расчета напряженно- деформированного состояния.
  3. В системе T-FLEX Анализ по найденной схеме нагружения определяли напряженно- деформированное состояние

Результатами анализа устойчивости являются два основных параметра.

Первый параметр – коэффициент критической нагрузки – расчетное значение коэффициента, произведение которого на приложенные к системе нагрузки дает фактическое значение критической нагрузки, приводящей систему в неустойчивое состояние. Например, для нашей модели коэффициент линейного расширения составил 1.3E-005 1/К. Это означает, что первая форма устойчивого равновесного состояния для данной модели имеет критическую нагрузку 600 кН. Этот тип результата отражает форму равновесного устойчивого состояния конструкции, соответствующую определенной критической нагрузке. Формы равновесных состояний, отображаемые в окне постпроцессора после завершения расчета, представляют собой  относительные  перемещения.  Анализируя  эти  формы,  можно  сделать заключение о характере перемещений в случае потери устойчивости.

Вторым параметром является коэффициент запаса по эквивалентным напряжениям. Предварительные расчеты показали, что барабан имеет многократный запас прочности при заданной нагрузке в условиях равномерного распределения сил.

Таким образом, механизм определения основных параметров барабана и их влияния на его работоспособность   с   помощью   T-FLEX   Анализ   значительно   упрощает   существующие     методики и позволяет создать простой инструмент для принятия решений при изготовлении и эксплуатации барабанов мостовых кранов, а также разработке технологических процессов, что позволит повысить эффективность использования оборудования.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 

  1. Плахтин В.Д. Димитрюк С.О.  Исследования  шарнира  шарового  шпинделя  стана 250  // САПР и графика. – – 121 (№ 9).
  2. Давыдов А.А. Возможности программного модуля T-FLEX Анализ при расчете конструкций сложной конфигурации и формы // САПР и графика 2012. – 134 (№ 9).
Год: 2013
Город: Павлодар