Расчет устойчивости стрелового самоходного грузоподъемного крана

1. Проверить грузовую (Рис. 2а) и собственную (Рис. 2б) устойчивости стрелового крана. Исходные данные для расчета следует взять из таблицы Приложения 1 и согласно варианту.

Грузовая устойчивость стрелового крана обеспечивается при условии:

, (4)

где – удерживающий момент, Н ;

- опрокидывающий момент, Н .

1.1. Определяется опрокидывающий (грузовой) момент:

Н , (5)

где – вес наибольшего рабочего груза, Н;

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

– расстояние от оси вращения до ребра опрокидывания, м.

1.2. Определяется удерживающий момент, возникающий от действия основных и дополнительных нагрузок по формуле:

(6)

- восстанавливающий момент от действия собственного веса крана:

Н (7)

– вес крана, Н;

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

– угол наклона пути крана, град. (для передвижных стреловых опор и =1.5^о – при работе с выносными опорами; для башенных кранов =2^о при работе на временных путях и =0^о – при работе на постоянных путях).

Момент, возникающий от действия собственного веса крана при уклоне (М_у), определяется по формуле:

Н , (8)

где – расстояние от центра тяжести крана до плоскости, проходящей через точки опорного контура, м.

Момент от действия центробежных сил:

(9)

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

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

Н – расстояние от оголовка стрелы до центра тяжести подвешенного груза (при проверке на устойчивость груз поднимают над землей на 20-3- см).

Момент от силы инерции при торможении опускающего груза (М_u):

(10)

где V – скорость подъема груза (при наличии свободного спускания груза расчетную скорость принимают равной 1.5 м/с), м/с;

– ускорение свободного падения, равное 9,81м/с²;

t – время неустановившегося режима работы механизма подъема (время торможения груза), с.

Ветровой момент (М_в):

, (11)

где – момент от действия ветровой нагрузки на подвешенный груз, Н∙м;

– момент от действия ветровой нагрузки на кран, Н∙м;

W – ветровая нагрузка, действующая параллельно плоскости, на которой установлен кран, Н;

W₁ – ветровая нагрузка, действующая параллельно плоскости, на которой установлен кран, на наветренную площадь груза, Н;

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

Ветровая нагрузка на грузоподъемные краны, эксплуатируемые на открытом воздухе [2].

, (12)

где F – наветренная поверхность крана, м²;

– статическая составляющая ветровой нагрузки, Па:

Н/м² (13)

где – скоростной напор (динамическое давление), принимаемый в зависимости от района строительства (см. табл. 1), Н/м²;

– коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора по высоте, принимаемый с учетом типа местности (см. табл. 2)

– аэродинамический коэффициент сопротивления (для сплошных балок и ферм прямоугольного сечения для прямоугольных кабин машинистов, противовесов, оттяжек кранов и т.п. , для конструкций из труб диаметром 170мм и диаметром 140-170 мм =0,5); - коэффициент перегрузки ( для рабочего состояния крана, для нерабочего состояния).

Таблица 1

Значение скоростного напора в зависимости от района строительства

Район строительства	I	II	III	IV	V	VI	VII
Скоростной напор , Па

Примечание: При расчете устойчивости кранов давление ветра для большинства районов страны принимают: для самоходных кранов – 250 Па, для высоких башенных кранов – 150Па. При высоте крана 20-100м определяется интерполяцией. Общая высота крана разбивается на зоны высотой 20м, в пределах каждой зоны значение принимается постоянным и определяется по высоте средней точки зоны.

Таблица 2

Значение коэффициента

Район строительства	Значение при высоте над поверхностью земли
Открытая местность		1,25	1,55	1,75	2,1	2,6	3,1
Местность покрытая препятствиями высотой более 10м	0,65	0,9	1,2	1,45	1,8	2,45	3,1

Наветренная поверхность крана (F) определяется по формуле:

,м² (14)

где - наветренная площадь контура, ограниченная кабиной крана, противовесом (сплошным габаритом крана), м²;

- наветренная площадь контура стрелы крана, м²;

=1 – коэффициент заполнения для сплошных конструкций крана;

=0,3-0,4 – для решетчатых конструкций крана (стрелы).

Таблица 3

Значения в зависимости от номинального веса груза

Q, T		Q, T		Q, T
0,05	0,5	1,25	3,2	12,5
0,1	0,8	1,60	3,6
0,2			4,4
0,25	1,4	2,5
0,32	1,6	3,2	5,6
0,4	1,8		6,3
0,5			7,1
0,63	2,2	6,3
0,8	2,5
	2,8

Ветровая нагрузка, действующая на наветренную сторону груза, определяется по формуле:

(15)

где, - наветреннаяплощадь груза, определяемая по действительной площади наибольших грузов, поднимаемых краном, или по табл. 3. [2], в зависимости от номинального веса груза. Ветровую нагрузку на груз следует принимать не менее 500 Н.

1.3. Определяется коэффициент грузовой устойчивости крана, не предназначенного для перемещения с грузом, по формуле:

(16)

1.4. Определяется коэффициент собственной устойчивости стрелового крана (коэффициент устойчивости без рабочего груза, в сторону, противоположную стреле) по формуле:

(17)

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

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

Динамическое давление () и скорость ветра для нерабочего состояния крана на высоте 10м над поверхностью земли, вне зависимости от района установки, но с учетом назначения крана, принимается по табл. 4.

(18)

где (19)

(20)

где - подветренная площадь контура крана, м²;

- подветренная поверхность площади крана, ограниченная сплошным габаритом;

- подветренная поверхность контура стрелы крана, м². Расчет собственной устойчивости производится с учетом условия, что кран не установлен на выносные опоры.

Таблица 4

Значение V и

Дата добавления: 2015-08-10