Расчет на устойчивость грузоподъемных кранов

Безопасная эксплуатация грузоподъемных механизмов при выполнении монтажных работ обеспечивается правильным выбором параметров кранов и их устойчивостью.

Различают устойчивость грузовую, т. е. устойчивость крана при действии полезных нагрузок и возможном опрокидывании его вперед, в сторону стрелы и груза, и собственную, т. е. устойчивость крана при отсутствии полезных нагрузок и возможном опрокидывании его назад, в сторону противовеса (рис. 8.1).

Грузовая устойчивость самоул"""'~ ”------'^еспечивается при условии:

где К, — коэффициент грузовой устойчивости, принимаемый для горизонтального пути без учета дополнительных нагрузок равным 1,4, а при наличии дополнительных нагрузок (ветра, инерционных сил) и влияния наибольшего допускаемого уклона пути — 1,15; Мг — момент, создаваемый рабочим грузом относительно ребра опрокидывания, Н • м; М„ — момент всех прочих (основных и дополнительных) нагрузок, действующих на кран относительно того же ребра с учетом наибольшего допускаемого уклона пути, Н • м.

Грузовой момент вычисляется по формуле

где О — вес наибольшего рабочего груза, Н : а — расстояние от оси вращения крана до центра тяжести наибольшего рабочего груза, подвешенного к крюку, при установке крана на горизонтальной плоскости, м; б — расстояние от оси вращения до ребра опрокидывания, м.

Расчетная схема устойчивости самоходного крана с грузом (а), без груза (б)

Рис. 8.1. Расчетная схема устойчивости самоходного крана с грузом (а), без груза (б)

Удерживающий момент, возникающий, от действия основных и дополнительных нагрузок:

где М1,, — восстанавливающий момент от действия собственного веса крана;

Му — момент, возникающий от действия собственного веса крана при уклоне пути;

Мц.с— момент от действия центробежных сил;

М„ — момент от силы инерции при торможении спускающегося груза; М„ — ветровой момент.

Восстанавливающий момент вычисляется по (Ьопмуле

где G — вес крана, Н; с — расстояние от оси вращения крана до его центра тяжести, м; а — угол наклона пути крана, град (для передвижных стреловых кранов, а также кранов-экскаваторов а=3°— при работе без выносных опор и а=1,5° — при работе с выносными опорами; для башенных кранов а=2"— при работе на временных путях и а=0° — при работе на постоянных путях).

Момент, возникающий при уклоне пути, вычисляется по формуле

где И, — расстояние от центра тяжести крана до плоскости, проходящей через точки опорного контура, м.

Момент от действия центробежных сил

где п — частота вращения крана вокруг вертикальной оси, мин'1; h — расстояние от оголовка стрелы до плоскости, проходящей через точки опорного контура, м; Н — расстояние от оголовка стрелы до центра тяжести подвешенного груза (при проверке на устойчивость груз приподнимают над землей на 20-30 см).

Момент от силы инерции

где v — скорость подъема груза (при наличии свободного опускания груза расчётную скорость, принимают равной 1,5 м/с); g — ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с; t - время неустановившегося режима работы механизма подъёма (время торможения груза), с.

Ветровой момент

где Мв к— момент от действия ветровой нагрузки на подвешенный груз; W — ветровая нагрузка, действующая параллельно плоскости, на которой установлен кран, на наветренную площадь крана, Н -a; W, — ветровая нагрузка, действующая параллельно плоскости, на которой установлен кран, на наветренную площадь груза, Н • a; p,=h и p=h( — расстояния от плоскости, проходящей через точки опорного контура, до центра приложения ветровой нагрузки, м.

по

Коэффициент грузовой устойчивости крана, не предназначенного для перемещения с грузом, определяют по формуле:

Если кран предназначен для перемещения с грузом, то при проверке грузовой устойчивости в направлении его движения учитывают зависимости Gv|h|/gt| и Qv|h/gtb которые вычитаются из удерживающего момента.

Давление ветра на кран:

где F — наветренная поверхность крана, м2; qc„ — статическая составляющая ветровой нагрузки, Н/м2.

где q0 — скоростной напор, принимаемый в зависимости от района строительства (табл. 8.1); К — коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора по высоте, принимаемый с учетом типа местности (табл. 8.2); с — аэродинамический коэффициент сопротивления (для сплошных балок и ферм прямоугольного сечения с=1,49, для прямоугольных кабин машинистов, противовесов, оттяжек кранов и т. п. с= 1,2, для конструкций из труб диаметром 170 мм с=0,7, диаметром 140-170 мм с=0,5).

Таблица 8.1

Район строительства

I

11

III

IV

V

VI

VII

Скоростной напор q, Па

270

350

450

550

700

850

1000

Таблица 8.2

Тип местности

К при высоте над поверхностью земли

10

20

40

60

100

200

350

Открытая местность

1

1,25

1,55

1,75

2,1

2,6

3,1

Местность, покрытая препятствиями высотой более 10 м

0,65

0,9

1,2

1,45

1,8

2,45

3,1

in

При расчете грузовой устойчивости кранов давление ветра для большинства районов страны принимают следующими: для самоходных стреловых кранов - 250 Па, для высоких башенных монтажных кранов - 150 Па.

Для кранов высотой 20-100 м (или устанавливаемых на высоте) расчетный напор определяют интерполяцией, причем общую высоту крана разбивают на зоны по 20 м, расчетный напор в пределах каждой зоны принимают постоянным и определяют по высоте средней точки зоны.

Наветренная поверхность крана F определяется площадью, ограниченной контуром крана F , и степенью заполнения этой площади элементами решетки а:

где а — коэффициент заполнения (для сплошных конструкций а =1, для решетчатых конструкция а=0,3-0,4).

Наветренную площадь груза определяют по действительной площади наибольших грузов, поднимаемых краном.

Устойчивость передвижных стреловых кранов без груза определяется уравнением собственной устойчивости:

где ki — коэффициент собственной устойчивости; М0— момент, создаваемый ветровой нагрузкой, Н • м; Му — момент, возникающий от действия собственного веса крана при уклоне пути, Н • м.

Коэффициент собственной устойчивости, т. е. коэффициент устойчивости без рабочего груза, в сторону, противоположную стреле: k2=G[(b-c)cosa-h1sina]/(W2p2)>l Л 5,

где W:— ветровая нагрузка, действующая параллельно плоскости, на которой установлен кран, на подветренную площадь крана при нерабочем состоянии, Па; р2 — расстояние от плоскости, проходящей через точки опорного контура, до центра приложения ветровой нагрузки, м.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >