Расчет устойчивости стреловых кранов.

Цель работы: Определение коэффициента грузовой устойчивости К₁.Опре-

деление грузовой статической устойчивости крана. Определение коэффициента собственной устойчивости крана.

Исходные данные

Вес крана без груза в G_K =52400 кг Расстояние от центра тяжести крана до оси вращения крана с =1,15 м

Расстояние от оси вращения до ребра опрокидывания b= 0,815 м

Угол крена крана (угол наклона местности) в градусах α =2⁰ Расстояние от уровня головки рельса до центра тяжести крана h₀ =2,55 м

Максимальный вес поднимаемого груза (грузоподъемность) Q= 10000 кг

Скорость опускания груза V= 0,15 м/с

Время торможения груза t= 5 c

Ускорение свободного падения g = 9,81 м/с²

Вылет крана L= 12 м Ветровая нагрузка крана W₁₌ 4500 Н

Расстояние от уровня головки рельса до направления действия

силы W₁ h₁ =2,55 м

Ветровая нагрузка на поднимаемый груз W₂₌ 2000 H

Расстояние от уровня головки рельса до вершины стрелы h₂₌ 9 м Расстояние от груза да вершины стрелы H=4,7 м

Количество оборотов крана n = 2 об/мин;

Решение.

Грузовую устойчивость рассчитывают при положении крана с грузом Q при максимальном вылете стрелы L, установленной поперек пути.

Уклон местности и ветровую нагрузку принимаем способствующими опрокидыванию крана в сторону груза. Расчет ведем при торможении спускаю­щегося груза и повороте крана.

Определяем коэффициент грузовой устойчивости К₁:

(1)

где

М_к — момент, создаваемый весом крана относительно ребра опрокидывания и противодействующий всем опрокидывающим моментам;

М_тг, Мв, Мц — опрокидывающие моменты соответственно от сил инерции при тор­можении груза, ветровой нагрузки, центробежной силы груза при вращении;

М_г — опрокидывающий момент, создаваемый весом поднимаемого груза.

Нормами Госгортехнадзора предусмотрена также проверка грузовой стати­ческой устойчивости, т. е. без учета динамических сил при торможении спуска­емого груза и повороте крана, а также без ветровой нагрузки. В этом случае К_{ст1 ≥ 1.4,т.е.}

Определяем грузовую статическую устойчивость крана:

гдеG_к = 52400 кг- вес крана без груза,

Н = 4,7 м- расстояние от груза да вершины стрелы;

с=1,15- расстояние от центра тяжести крана до его оси вращения, м;

в=0,815 - расстояние от оси вращения до ребра опрокидывания, м;

α=2º- угол, крена крана (угол наклона местности), град; h₀ =2,55-расстояние от уровня головки рельса до центра тяжести крана, м.

Рис.6. Расчетная схема грузовой устойчивости крана.

Собственная устойчивость рассматривается, когда кран стоит без груза с максимально поднятой стрелой (вылет минимальный) и имеет крен в сторону противовеса. При этом на него оказывает воздействие ветровая нагрузка в сто­рону опрокидывания

Рис.7. Расчетная схема собственной устойчивости крана.

Определяем коэффициент собственной устойчивости равный отношению суммы моментов всех сил относительно линии опрокидывания, кроме ветровой нагрузки, к мо­менту относительно линии опрокидывания от ветровой нагрузки:

где W1´=4500Н - сила давления ветра, действующая параллельно плоскости, на

которой установлен кран;

h₁ =2,55 м´- расстояние от линии действия силы W1´ до ребра опрокидывания, м.

Подставляя значения отдельных моментов в уравнение (1), получим

где W₁ ^‘ =4000Н- сила давления ветра параллельно плоскости, на которой установлен кран;h₁ ^’ =2,55 м- расстояние от линии действия силы W₁ ^‘ до ребра опрокидывания.Условия устойчивости выполнены.

Для обеспечения устойчивости кранов при повышенных расчетных на­грузках используют специальные устройства - дополнительные опоры. У ав­томобильных и гусеничных кранов это откидные опоры (аутригеры), у железно­дорожных - рельсовые клещи.

 

Практическая работа №30