Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ГРУЗОПОДЪЕМНОГО КРАНА




 

Грузоподъёмными машинами являются подъёмные устройства циклического действия с возвратно-поступательным движением грузозахватного органа в пространстве. Грузоподъёмные машины можно разделить на подъёмники и краны.

Подъёмники поднимают груз по определённой траектории, заданной жёсткими направляющими. К подъёмникам относятся домкраты, блоки, ручные лебёдки, лифты (грузовые и для подъёма людей).

Кран – это грузоподъёмная машина, предназначенная для подъёма и перемещения груза, подвешенного с помощью грузового крюка или другого грузозахватного органа.

Основные опасности, возникающие при эксплуатации подъёмно-транспортных машин и устройств:

- падение груза с высоты вследствие разрыва грузового каната или неисправности грузозахватного устройства;

- разрушение металлоконструкции крана;

- потеря устойчивости и падение стреловых самоходных кранов;

- спадание каната или цепи с блока особенно при подъёме груза, кроме того, при раскачке блока возможно соскальзывание каната или цепи с крюка;

- самопроизвольное опускание груза при использовании ручных лебёдок, при этом может иметь место травмирование как самим грузом, так и приводными рукоятками;

- срыв винтовых, реечных и гидравлических домкратов, если они установлены на неустойчивом и непрочном основании или не вертикально (с наклоном), а также самопроизвольное опускание [6].

Одним из основных показателей безопасной работы крана является его устойчивость. Этот параметр характеризуется коэффициентом устойчивости – отношением момента удерживающего к моменту опрокидывающему. Удерживающий момент создается собственной массой крана, а опрокидывающий – массой поднимаемого груза. Отсюда различают коэффициенты грузовой и собственной устойчивости крана. Очень часто при работе на кран действуют дополнительные нагрузки в виде давления ветра, уклона площадки и т.п. Поэтому расчеты грузовой устойчивости крана приходится проводить с учетом этих дополнительных нагрузок.

При проектировании, устройстве, изготовлении и эксплуатации кранов следует руководствоваться Правилами [1].

 

1.1 Расчет грузовой устойчивости самоходных и башенных кранов

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

Расчет грузовой устойчивости крана, когда возможно его опрокидывание вперед в сторону стрелы и груза, ведется в соответствии со схемами, показанными на рисунках 1.1 и 1.2.

Грузовая устойчивость самоходного крана обеспечивается, если выполняется условие

 

, (1.1)

 

где - коэффициент грузовой устойчивости, принимаемый для горизонталь­ного пути без учета дополнительных нагрузок равным 1,4; при наличии дополнительных нагрузок (ветра, инерционных сил) и влияния наибольшего допускаемого уклона пути - 1,15;

- грузовой момент, создаваемый рабочим гру­зом относительно ребра опрокидывания (точка «О»), Н×м;

- момент всех прочих (основных и дополнительных) нагрузок, действующих на кран относительно того же ребра опрокидывания, с учетом наибольшего допускаемого уклона пути, Н×м.

 

a

- масса наибольшего рабочего груза; - расстояние от оси вращения платформы крана до центра тяжести наибольшего рабочего груза, подвешенного к крюку; - расстояние от оси вращения платформы крана до ребра опрокидывания крана; - масса крана; с - расстояние от оси вращения платформы крана до его центра тяжести; - угол наклона пути крана; - расстояние от центра тяжести крана до плоскости, проходящей через точки опорного контура; h - расстояние от оголовка стрелы до плоскости, проходящей через точки опорного кон­тура; H - расстояние от оголовка стрелы до центра тяжести подвешенного груза

Рисунок 1.1 – Расчетная схема грузовой устойчивости крана с грузом

 

Возникающий грузовой момент может быть рассчитан по формуле, Н×м

 

, (1.2)

 

где - масса наибольшего рабочего груза (грузоподъемность), кг;

- расстояние от оси вращения платформы крана до центра тяжести наибольшего рабочего груза, подвешенного к крюку, при установке крана на горизонтальной плоскости, м;

- расстояние от оси вращения платформы крана до ребра опрокидывания крана, м.

 

- масса наибольшего рабочего груза; - расстояние от оси вращения платформы крана до ребра опрокидывания крана; - масса крана; - расстояние от центра тяжести крана до плоскости, проходящей через точки опорного контура; h - расстояние от оголовка стрелы до плоскости, проходящей через точки опорного кон­тура; H - расстояние от оголовка стрелы до центра тяжести подвешенного груза

Рисунок 1.2 – Расчетная схема грузовой устойчивости башенного крана

 

Удерживающий момент, возникающий от действия основных и дополнительных нагрузок, может быть рассчитан по соотношению, Н×м

 

, (1.3)

 

где - восстанавливающий момент от действия собственной массы крана, Н×м

 

, (1.4)

 

где - масса крана, кг;

с - расстояние от оси вращения платформы крана до его центра тяжести,м;

- угол наклона пути крана, град (для передвижных стреловых кранов, а также кранов-экскаваторов = 3о - при работе без выносных опор и = 1,5° - при работе с выносными опорами; для башенных кранов = 2° -при работе на временных путях и = 0° - при работе на постоянных путях);

- момент, возникающий от действия собственной массы крана при уклоне пути, Н×м

 

, (1.5)

 

где - расстояние от центра тяжести крана до плоскости, проходящей через точки опорного контура,м;

- момент от действия центробежных сил, Н×м

 

, (1.6)

 

где n - частота вращения крана вокруг вертикальной оси, мин-1;

h - расстояние от оголовка стрелы до плоскости, проходящей через точки опорного кон­тура,м;

H - расстояние от оголовка стрелы до центра тяжести подвешенного груза (при проверке на устойчивость груз приподнимают над землей на 0,2...0,3 м), м;

- момент от силы инерции при торможении опускающегося груза, Н×м

 

, (1.7)

 

где - скорость подъема груза (при наличии свободного опускания груза расчетную скорость принимают равной 1,5 м/с), м/с;

- время неустановившегося режима работы меха­низма подъема (время торможения груза), с;

- ветровой момент, Н×м

 

, (1.8)

 

где - момент от действия ветровой нагрузки на подвешенный груз, Н×м;

- ветровая нагрузка, действующая параллельно плоскости, на которой установлен кран, на наветренную площадь крана, Н;

- ветровая нагрузка, действующая параллельно плоскости, на которой установлен кран, на навет­ренную площадь груза, Н. Нормативные значения ветрового давления в зависимости от ветрового района (по карте ветрового районирования согласно приложению 5 СНиП 2.1.07-85) приведены в таблице 1.1. Например, северные районы Томской области по ветровой нагрузке относятся ко 2 району, южные районы Томской области, включая город Томск, и районы Новосибирской области - к 3 району.

 

В формуле (1.8) предполагается, что ветровая нагрузка приложена к центру тяжести крана, а - к центру тяжести груза.

Величины ветровых нагрузок и могут быть определены по формулам, Н

 

, , (1.9)

 

где - скоростной напор, принимаемый в зависимости от района работы крана (таблица 1.1), Па;

- наветренная поверхность крана, м2, которая определяется площадью , огра­ниченной контуром крана, и степенью заполнения этой площади элементами решетки , м2;

 

, (1.10)

 

- коэффициент заполнения контура крана (для сплошных конструкций =1, для ре­шетчатых конструкций = 0,3…0,4);

- наветренная площадь груза, м2. Определяется по действительной пло­щади наибольших грузов, поднимаемых краном.

 

Таблица 1.1 – Динамическое давление на кран в зависимости от района установки

Характеристика Ветровой район
I II III IV V VI VII
Максимальное динамическое давление ветра, Па

Таблица 1.2 – Технические характеристики самоходных кранов

Тип крана Максимальная грузоподъемность Q, т Максимальная длина стрелы, м Максимальная высота подъема крюка h, м Размеры опорного выдвигаемого контура, м Скорость вращения поворотной части n, мин-1 Скорость подъема-опускания груза υ, м/мин Масса крана GK, т
по оси крана поперек крана 2b
АБКС-5 3,75 4,9 1,0 15,3
АБКС-6 6,3   7,14 1,0 17,56
КС-3562Б 3,85 4,3 0,1-0,6 0,4-10 14,3
КС-3571-1 3,35 4,3 14,96
КС-35719-3 4,2 5,2 17,8
КС-45721 22,5 21,7 21,8 4,3 5,6 1,2 0,3-13,2 22,1
КС-55713-1 21,7 21,9 4,2 5,6 1,4 6-8 20,7
КС-55716 21,5 22,3 4,1 5,8 9,5 22,5

 

 


Таблица 1.3 - Технические характеристики башенных кранов

Тип крана Максимальная грузоподъемность Q, т Максимальный вылет стрелы, м Максимальная высота подъема крюка h, м Размеры опорного контура, м Скорость вращения поворотной части крана n, мин-1 Скорость подъема-опускания груза υ, м/мин Скорость движения крана, м/мин Масса крана GK, т Масса противовеса, т
вдоль базы база (колея) 2b  
КБ-100.3А 4,5 4,5 0,7 15-45 94,9 35,6
КБМ-301 4,5 4,5 0,75
КБ-308А.0 4,5 4,5 0,86 16-48 92,2 35,2
КБ-403А 0,65 27-40
КБ-404.2 0,45 88,6 48,4
КБ-405.1А 7,5 0,72 113,1 50,05
КБ-408 0,65 95,2 30,4
КБ-503Б.0 7,5 7,5 0,64 25-150
КБ-504.0 7,5 7,5 0,6 60-160 19,2

При расчете крана на устойчивость его технические и геометрические характеристики могут быть взяты из справочной литературы. Некоторые из параметров ряда самоходных кранов приведены в таблице 1.2.

Расчет грузовой устойчивости башенного крана проводится аналогично. Расчетная схема устойчивости такого крана показана на рисунке 1.2.

Отдельные технические характеристики башенных кранов приведены в таблице 1.3.

1.2 Расчет собственной устойчивости самоходных и башенных кранов

Расчетная схема при определении собственной устойчивости крана показана на рисунке 1.3.

Коэффициент собственной устойчивости крана при отсутствии полезных нагрузок и возмож­ном опрокидывании его назад в сторону противовеса (рисунок 1.3), можно определить по соотношению

 

, (1.11)

 

где - ветровая нагрузка, действующая параллельно плоскости, на которой установлен кран, на подветренную площадь крана при нерабочем состоя­нии, Па;

- расстояние от плоскости, проходящей через точки опорного контура, до центра приложения ветровой нагрузки, м.

 

a

- расстояние от оси вращения платформы крана до ребра опрокидывания крана; - масса крана; с - расстояние от оси вращения платформы крана до его центра тяжести; - угол наклона пути крана; - расстояние от центра тяжести крана до плоскости, проходящей через точки опорного контура

Рисунок 1.3 – Расчетная схема собственной устойчивости самоходного крана

 

1.3 Расчет устойчивости козлового крана

 

Проверку устойчивости козловых кранов проводят на опрокидывание при действии ураганного ветра вдоль пути, когда кран находится в нерабочем положении. Расчетная схема козлового крана показана на рисунке 1.4.

Уравнение устойчивости крана относительно точки опрокидывания «О» может быть записано в соответствии с рисунком 1.4 в виде

 

(1.12)

 

где - коэффициент собственной устойчивости козлового крана, принимаемый равным 1,15;

, , …, - ветровые нагрузки на отдельные части конструкции крана (портал, тележку,…, полиспаст), Па;

, , …, - масса отдельных частей конструкции крана (портала, тележка, …, грузовой полиспаст), кг;

- масса противовеса на одной тележке, кг;

, , …, - плечи сил опрокидывания для портала, тележки, …, грузового полиспаста относительно точки «О», м;

a, b, c - плечи сил опрокидывания (рисунок 1.4) для отдельных частей конструкции крана относительно точки «О», м.

 

- расстояние от центра тяжести крана до плоскости, проходящей через точки опорного контура; a, b, c - плечи сил опрокидывания для отдельных частей конструкции крана относительно точки «О»; G1, G2, G3 – масса отдельных частей конструкции крана; W1, WП – ветровые нагрузки на отдельные части конструкции крана.

Рисунок 1.4 – Расчетная схема устойчивости козлового крана

 

Отдельные технические характеристики козловых кранов приведены в таблице 1.4.


Таблица 1.4 - Технические характеристики козловых кранов







Дата добавления: 2015-08-10; просмотров: 1164. Нарушение авторских прав

codlug.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.013 сек.) русская версия | украинская версия