2.1.4. Определение координат центра тяжести крана

Знание координат центра тяжести кран необходимо при проверке его устойчивости от опрокидывания. Схема крана, изображенная на рис. 2.1, предполагает размещение осей Х и Z в плоскости опорной поверхности выносных опор. Начало координат и ось У располагают на линии продольной оси машины в удобном для измерений месте. Такой точкой может служить точка пересечения оси вращения крановой установки с опорной поверхностью.

На расчетной схеме должны быть нанесены центры тяжести узлов как центры тяжести плоских фигур (прямоугольник, трапеция, треугольник, круг, сектор и т.д.), у которых контур должен соответствовать габаритам обозначенных узлов. В принятых осях измеряют координаты нанесенных центров тяжести узлов (x_i, y_i, z_i) и заносят их с учетом масштаба расчетной схемы в рабочую таблицу (прил. 1) для удобства выполнения дальнейших расчетов.

Координаты центра тяжести крана Х_цт и Y_цт вычисляют по формулам соответственно

Х_цт= ∑ М_xi / ∑ G_i ; Y_цт = ∑ М_yi / ∑ G_i ; Z_цт = ∑ M_zi / ∑ G_i , (2.6)

где М_xi = G_i ∙ x_i; М_yi = G_i ∙ y_i; М_zi = G_i ∙ z_i - статические моменты узлов крана по осям Х, У, Z соответственно.

Для автомобильного крана с телескопической стрелой следует предварительно определить координаты центра тяжести крановой установки с механизмами и базовым автомобилем Х_цтМ, Y_цтМ , координаты центра тяжести телескопической стрелы с подъемным гидроцилиндром при полностью вдвинутых Х_цтС и Y_цтС и полностью выдвинутых секциях стрелы Х_цтВ и Y_цтВ , координаты центра тяжести крана в целом Х_цтК , Y_цтК .

Положение центра тяжести базового автомобиля по оси Х можно вычислить по формуле

с = R_з Б / (R_з + R_п), (2.7)

где R_п – нагрузка на передний мост; R_з – нагрузка на заднюю тележку;

Б – база автомобиля;

с – расстояние от оси переднего моста до центра тяжести автомобиля.

Положение центра тяжести базового автомобиля по оси У можно ориентировочно принять в середине высоты лонжерона автомобиля h_л /2.

Координаты центра тяжести полноповоротного автомобильного крана определяют при положении стрелы крана вдоль колеи и поперек.

2.2. Проверка устойчивости крана от опрокидывания

В соответствии с правилам устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов ПБ 10-382-00 стреловые краны должны быть устойчивы при подъеме испытательного груза, при работе с номинальным грузом (грузовая устойчивость), в нерабочем состоянии (собственная устойчивость) и при внезапном снятии нагрузки (обрыве груза). Устойчивость крана против опрокидывания оценивается коэффициентом устойчивости. На начальной стадии проектирования должна быть выполнена проверка испытательной, грузовой и собственной устойчивости крана с целью проверки рациональности выбора его геометрических и весовых параметров.

В соответствии с РД 36.22.17-08 [о.10] устойчивость оценивается коэффициентом устойчивости

(2.8)

где т_о – коэффициент условий работы;

k – коэффициент перегрузки, учитывающий влияние случайных нагрузок;

М_у – удерживающий момент крана относительно ребра опрокидывания;

М_о^Н – опрокидывающий момент нормативных нагрузок для этого ребра.

Если к_у ≥ 1, то кран устойчив.