Лабораторная работа № 7 Грузовысотная характеристика и опорные реакции стрелового крана

Цель работы - изучить условия, приводящие к опрокидыванию стреловых кранов, и найти в Правилах устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов ПБ 10-382-00 пункты, несоблюдение которых способствует опрокидыванию кранов.

Оборудование и приборы: лабораторная установка «Стреловой кран», линейка инструментальная, индикаторные головки часового типа, угломер, лабораторные грузы.

Порядок выполнения работы

1. Изучить теоретический материал, изложенный на с. 50, 57-61 настоящего пособия, и по литературе [4,13,16,17]. Познакомиться с пунктами Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов ПБ 10 – 382 – 00, познакомиться с конструкцией лабораторной установки (рис. 11), используя описание (с. 13,14) настоящего пособия. Замерить геометрические параметры лабораторной установки согласно табл. 4.7.

2. Построить экспериментальную грузовысотную характеристику стрелового крана (рис. 113). Для этого (рис. 11) гайки на шпильке 17 свинчивают вниз, освобождая качающуюся платформу 3 так, чтобы она свободно опиралась на шаровую опору 7 консольной динамометрической балки 5. В кронштейне динамометрического устройства 4 закрепляют индикаторную головку 6 для контроля опорной реакции платформы. Массу платформы корректируют установкой дополнительных грузов 18, а на крюк крана помещают начальный груз согласно варианту задания:

Номер варианта задания	1	2	3	4
Дополнительная масса на платформе Qд, кг	0	0,5	1,0	1,5
Начальная масса груза на крюке крана Qг, кг	1,0	1,5	2,0	2,5

Винтовым приводом 15 устанавливают стрелу 9 на максимальный вылет, сколько позволяет винт. Если кран опрокинулся, винтом 15 уменьшают вылет до тех пор, пока кран начнет снова опираться на динамометрическую балку 5. При этом положении груз снимают с крюка, а лимб часового индикатора устанавливают на 0 относительно стрелки и замеряют угол наклона стрелы к горизонту. Эту позицию принимают за начало для построения грузовысотной характеристики. Снятый груз снова возвращают на крюк и уменьшают вылет винтом 15 до тех пор, пока стрелка индикатора не вернется к нулевой отметке. Угол наклона стрелы к горизонту и массу груза на крюке заносят в табличную грузовую характеристику.

Если кран не опрокинулся, то методом подбора определяют минимальный груз, который будет опрокидывать кран, и действуют так, как было сказано выше.

Далее на грузовую площадку добавляют грузы массой по 0,5 кг и уменьшением вылета стрелы добиваются нулевого положения стрелки индикатора. Соответствующую массу груза и угол наклона стрелы к горизонту заносят в табл. 4.7.2. В опытах необходимо выполнить не менее восьми измерений. В результате получают экспериментальную табличную грузовысотную характеристику крана. По данным табличной характеристики строят графическую грузовысотную диаграмму (рис. 113).

3. Определить опорные реакции крана. Опорными винтами выставить основание лабораторной установки горизонтально. Для контроля положения основания в продольной и поперечной оси использовать уровни, прикрепленные к основанию. Указатель угла поворота платформы крана выставить у нулевой отметки на опорной раме. В кронштейнах опорных динамометрических балок установить индикаторные головки. Опорную раму с помощью винтового устройства поднимают до полной разгрузки динамометрических двух (правых) балочек. В этом положении лимбы часовых индикаторов устанавливают в нулевые показания и возвращают опорную раму на сферические опоры динамометрических балочек. Цена одного деления к₁-к₄ индикаторов в ньютонах указана для каждой опоры на раме лабораторной установки. Аналогичную операцию выполняют с двумя противоположными (левыми) опорными индикаторами.

Установить наклон стрелы к горизонту под углом ≈ 60°. На грузовую площадку установить груз согласно варианту задания. Снять показания индикаторов и занести их в соответствующие строку и столбец табл. 4.7.3. Поворачивая платформу по часовой стрелке через каждые 15° в новое фиксированное положение, снимают показания индикаторов. По формулам табл. 4.7 вычисляют величину опорных реакций и строят графическую зависимость экспериментальных опорных реакций от угла поворота платформы.

4. Установить стрелу крана в положение, отвечающее наибольшей нагрузке на одну из опор. Изменяя вылет стрелы с грузом от минимального до максимального путем наклона стрелы через 5°, снимают показания индикаторов и заносят в табл. 4.7.4. По результатам измерений построить графическую зависимость нагрузки на опоры от вылета груза.

Таблица 4.7.1

Номер п/п	Наименование параметров и размерность	Обозначение и расчетная формула (рис. 11)	Вели- чина
1	Масса платформы крана, кг	mkp= 29 + Qд
2	Масса стрелы, кг	mc
3	Плечо шарнира стрелы, м	а
4	Плечо опоры платформы, м	r
5	Плечо центра тяжести платформы, м	lцт
6	База опорной рамы крана, м	Б
7	Колея опорной рамы крана, м	К
8	Положение центра тяжести стрелы, м	lцс
9	Длина стрелы, м	lс

Таблица 4.7.2

Номер п/п	Угол наклона стрелы α,°	Вылет груза, м L= lс·cos α	Высота груза, м H= lс·sin α	Масса груза Q, кг	Коэффициент устойчивости Kу=mkp·lцп/(Q·L+mc·lцс·cos α)
1
2
3
4
5
6

Таблица 4.7.3

Номер п/п	Угол поворота φ,°	Реакция опоры R1 = к1 δ1, Н	Реакция опоры R2 = к2 δ2, Н	Реакция опоры R3 = к3 δ3, Н	Реакция опоры R4 = к4 δ4, Н
1	0
2	15
3	30
4	45
5	60
6	75
7	90
8	105
9	120
10	135
11	150
12	165
13	180
Жесткость опор		к1 = , Н/дел	к2 = , Н/дел	к3 = , Н/дел	к4 = , Н/дел

Таблица 4.7.4

Номер п/п	Угол наклона α,°	Реакция опоры R1 = к1 δ1, Н	Реакция опоры R2 = к2 δ2, Н	Реакция опоры R3 = к3 δ3, Н	Реакция опоры R4 = к4 δ4, Н
1	15
2	30
3	45
4	60
5	75
Жесткость опор		к1 = , Н/дел	к2 = , Н/дел	к3 = , Н/дел	к4 = , Н/дел

Q H

L

Рис. 113. Графическая грузовысотная характеристика крана

Контрольные вопросы

1. Что понимают под коэффициентом устойчивости грузоподъемного крана?

2. Какая величина коэффициента устойчивости должна быть обеспечена для безопасной эксплуатации грузоподъемного крана?

3. В каких случаях Правила ПБ 10-382-00 требуют гарантировать устойчивость крана против опрокидывания?

4. Каков порядок проведения статических испытаний грузоподъемных кранов?

5. Каков порядок проведения динамических испытаний грузоподъемных кранов?

6. Какая величина коэффициентов запаса устойчивости будет при полученной в лабораторной работе грузовой характеристике крана на максимальном и минимальном вылетах стрелы? Вычислить их величину.

7. Какие факторы могут способствовать опрокидыванию крана в реальных условиях работы?

8. При каком положении стрелы относительно опорного контура наблюдается наибольшая нагрузка на одну из опор?