Учебное пособие 1475

где Кн – коэффициент нагрузки, учитывающий отклонение нагрузок в неблагоприятную сторону;

Мопр – опрокидывающий момент составляющих нормативных нагрузок;

m0 – коэффициент условий работы. При расчете устойчивости кранов, работающих на строительстве (кроме гидротехнического), принимают m0 = 0,9.

Расчетное положение при проверке грузовой устойчивости принимается следующим

(рис. 43).

Рис. 43. Расчетная схема для определения грузовой устойчивости крана

Кран стоит на площадке, имеющий уклон не более 3°. Стрела крана распложена под уклон. На кран действуют силы: сила тяжести собственного веса, сила тяжести номинального груза в соответствии с грузовой характеристикой, сила давления ветра по нормативному уровню заданного ветрового района. Силы инерции при торможении груза, при торможении крана и при повороте крана с грузом учитываются в неравенстве (26) коэффици-

ентом изменчивости нагрузок через коэффициент нагрузок Кн. Параметры, входящие в неравенство (26), определяют следующим образом.

41

Величина удерживающего момента Мкр с учетом угла уклона θ опорной поверхности, на которой располагается кран, может быть вычислена по формуле

где rцт – расстояние от оси вращения крана до его центра тяжести, а все выражение в квадратных скобках – плечо силы тяжести крана относительно ребра опрокидывания.

Величина опрокидывающего момента для крана с балочной стрелой вычисляется по формуле

Величина Mфвр – момент фронтальной ветровой нагрузки рабочего состояния относительно ребра опрокидывания - принимается по табл. П.1 (или П.2) прил. в соответствии с вариантом задания из столбца с требуемым параметром в строке № 20 с индексом ΣQ. Для кранов с наклоняемой стрелой величина опрокидывающего момента при подъеме максимального груза на минимальном вылете может быть вычислена по формуле

В этой формуле φ = 70° - угол наклона стрелы к нормали оси башни.

Коэффициент перегрузки Кн формуле (26) учитывает динамические нагрузки, возникающие в процессе работы крана. Его определяют по формуле

Здесь МSг – момент относительно ребра опрокидывания от среднего квадратичного отклонения случайной составляющей силы тяжести номинального груза. Плечо силы тяжести груза принимают в зависимости от типа стрелы При балочной стреле

Величину К3 принимают по табл.10

42

MSвк - момент относительно ребра опрокидывания от среднего квадратичного отклонения случайной составляющей ветровой нагрузки на кран

где hцт и hгр – высота центра тяжести крана и высота точки подвеса грузового полиспаста соответственно над плоскостью опорного контура;

Jкр = mкр· R² - момент инерции крана относительно ребра опрокидывания. Расстояние R от центра тяжести крана до ребра опрокидывания можно определить по расчетной схеме крана с учетом масштаба изображения или вычислить по формуле

ΣкМфвр – действующий на кран момент силы ветра для рабочего состояния принимается по результатам расчетов, заносимых в табл. П.1 (или П.2) прил. в соответствии с вариантом задания на проектирование крана. Величина параметра принимается из столбца 19 в строке № 20 при минимальном вылете груза.

МSвг - момент относительно ребра опрокидывания от среднего квадратичного отклонения случайной составляющей ветровой нагрузки на груз;

МSвг = 0,1 Мфвр; Мфвр – фронтальный опрокидывающий момент ветра рабочего состояния, действующий на груз. Значения параметра принимается из столбца № 19 в строке № 19 (параметры груза) табл. П.1 (или П.2). Грузоподъемность Q при минимальном вылете должна быть максимальной.

MSд - момент относительно ребра опрокидывания от среднего квадратичного отклонения случайных составляющих нагрузок, вызванных работой механизма подъема груза и передвижения крана.

где Vгр и Vкр – номинальные скорости подъема груза и передвижения крана, м/с;

lкр и lгр – расстояние центра тяжести крана и силы тяжести груза соответственно до ребра опрокидывания в соответствии с расчетной схемой (рис. 43).

43

7. 3. Проверка собственной устойчивости крана

Проводится в соответствии с расчетной схемой, представленной на рис. 44. Кран стоит на площадке с уклоном не более 3° контргрузом под уклон. Наклоняемая стрела крана занимает положение для минимального вылета. На кран действуют собственная сила тяжести и сила ветра нерабочего состояния, принятая для заданного ветрового района.

Рис. 44. расчетная схема для определения собственной устойчивости крана

Проверка собственной устойчивости крана должна подтверждать неравенство (26). Удерживающий момент в указанном неравенстве определяется по формуле

Опрокидывающий момент принимается равным моменту от ветровой нагрузки нерабочего состояния крана Мопр= Мфвн.

Величина Мфвн принимается по результатам расчетов, занесенных в табл. П.1 (или П.2) прил. соответственно для крана с поворотной или неповоротной башней. Требуемую величину содержит столбец № 22 «Фронтальный опрокидывающий момент ветра нерабочего состояния» в строке № 18 «Суммарные параметры крана».

Коэффициент надежности К1 принимается равным К1 = 3.

Коэффициент изменчивости К2 определяется по формуле для нерабочего состояния крана

44

Коэффициент пульсации ветра knв принимают по табл. 10.

Коэффициент динамичности ξн, определяютформуле длянерабочего состояния крана

В формулах (27), (35), (37), (39) знак (+) или (-) перед rцт соответствует положению, когда центр тяжести крана и сила тяжести груза располагаются по разные стороны относительно оси вращения крана. Если указанные силы действуют по одну сторону от оси вращения крана, то знаки перед rцт меняют на противоположные.

Рис. 44.Расчетная схема крана для определения собственной устойчивости

8. Построение грузовой характеристики башенного крана

Грузовую характеристику (графическую зависимость грузоподъемности крана от вылета грузозахватного устройства с грузом) строят из условия обеспечения устойчивости крана против опрокидывания с коэффициентом устойчивости Куст≥1,4 без учета действия дополнительных нагрузок. Для построения графической грузовой характеристики башенного крана с балочной стрелой можно пользоваться формулой

45

Для удобства использования эту формулу представляют в следующем виде:

GQ = Gì lì . 1,4lQ

Обозначения в этой формуле соответствуют рис. 45. На этом рисунке положение центра тяжести определено для всего крана (включая стрелу).

Задавая значения расстояния от ребра опрокидывания крана до груза lQ c шагом 1м , подсчитывают соответствующие значения силы тяжести груза. По полученным результатам строят графическую зависимость грузоподъемности от вылета груза Q = f (LQ). При этом величина вылета груза на графике должна соответствовать выражению LQ = XC + lQ , а грузоподъемность соответствовать выражению Q = GQ / g, как на рис. 46.

Для построения грузовой характеристики крана с наклоняемой стрелой используют формулу

Задавая значения угла α наклона стрелы к горизонту через 5° в диапазоне от 0° до 70°, вычисляют величину поднимаемого груза GQ для каждого положения стрелы. Этому грузу на графике будет соответствовать вылет LQ = XC + lC · cos α. В расчетной схеме на рис. 45. положение центра тяжести Gм должно быть определено без учета силы тяжести стрелы. Для примера грузовые характеристики башенного крана КБ-401 показаны на рис. 46.

Рис. 45. Расчетная схема для построения грузовой характеристики башенного крана с наклоняемой стрелой

46

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Александров, М.П. Грузоподъемные машины: учебник / М.П. Александров. - М.: МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2000. - 552 с.

1.Вайнсон, А.А. Подъемно-транспортные машины: учебник / А.А. Вайнсон. - М.: Машиностроение, 1989. - 563 с.

2.Вайнсон, А.А. Подъемно-транспортные машины строительной промышленности. Атлас конструкций: учеб. пособие / А.А. Вайнсон. - М.: Машиностроение, 1976.- 152 с.

3.Вейнблат, Б.М. Краны для строительства мостов: справочник. / Б.М. Вейнблат, И.И. Елинсон., В.П. Каменцев. - М.: Транспорт, 1978. - 215 с.

4.ГОСТ 13994-87. Краны башенные строительные. Нормы расчета. – М., 1987.

5.Грузозахватные устройства: справочник / Ю.Т. Козлов, А.М. Обермейстер, Л.П. Протасов и др. - М.: Транспорт, 1980. – 223 с.

6.Ивашков, И.И. Монтаж, эксплуатация и ремонт подъемнотранспортных машин: учебник / И.И Ивашков. - М.: Машиностроение, 1981. - 335 с.

7.Калинин, Ю.И. Грузоподъемные машины: учеб. пособие/ Ю.И. Калинин, Ю.Ф. Устинов; Воронеж. гос. арх.- строит. ун-т. - Воронеж, 2006 – 75 с.

8.Колесник, Н.П. Расчеты строительных кранов: учеб. пособие для студ. вузов / М. П. Колесник. – Киев: Вищашкола, 1985. - 240 с.

9.Курсовое проектирование грузоподъемных машин: учеб. пособие для студ. вузов / С.А. Казак, В.Е. Дусье, Е.С. Кузнецов и др. - М.: Высшая школа, 1989, 319 с.

10.Невзоров, Л.А. Башенные краны. / Л.А. Невзоров, А.А. Зарецкий, Л.М. Волин и др.

-М.: Машиностроение, 1979, 292 с.

12.Невзоров, Л.А. Справочник молодого машиниста башенных кранов. / Л.А. Невзоров, Г.Н. Пазельский, Г.А. Романюха. - М.: Высшая школа, 1985. - 192 с

13.Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов ПБ10-382-00 / ГосгортехнадзорРоссии. - М.: НПООБТ, 2000. - 195 с.

14.Справочник по кранам. Т.1: Характеристики материалов и нагрузок / под ред. М. М. Гохберга. - Л.: Машиностроение, 1988. - 536 с..

15.Справочник по кранам. Т.2: Характеристики и конструктивные схемы кранов / под ред. М. М. Гохберга. - Л.: Машиностроение, 1988. - 560 с..

16.Строительные машины: справочник. Т.1: Машины для строительства промышленных, гражданских, гидротехнических сооружений и дорог / под ред. В.А. Баумана.

-М.: Машиностроение, 1976. - 502 с.

48

Приложение

Таблица П.1 Рабочая таблица для расчета параметров крана с поворотной башней

49

Продолжение табл. П.1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

20

50