Реконструкция производственного цеха "Втормет" в г. Гомеле, страница 24

К₁М_Г<М_П,

где К₁ – коэффициент грузовой устойчивости, принимаемый наличии дополнительных нагрузок (ветра, инерционных сил) и влияния наибольшего допускаемого уклона пути — 1,15; М_Г — момент, создаваемый рабочим гру­зом относительно ребра опрокидывания, Нм; М_П — момент всех прочих (основных и дополнительных) нагрузок действующих на кран относительно того же ребра с учетом наибольшего допускаемого уклона пути, Нм.

Грузовой момент

M_Г = Q(a-b),

где Q – 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; b — расстояние от оси вращения до ребра опрокидывания, м.

a=6 м

b=1,5 м

Q=32,4 кН

M_Г = 32,4(6-1,5)=145,8 кНм,

Удерживающий момент, возникающий от действия основных и дополнительных нагрузок:

M_П=M`_В—М_У—М_Ц.С–М_И–М_В,

 где M`_В — восстанавливающий момент от действия собственного веса крана:

M`_В = G(b + c)cosa,

где G — вес крана, Н; с — расстояние от оси вращения крана до его центра тяжести, м; a — угол наклона пути крана, град (для передвижных стреловых кранов, а также кранов-экскаваторов a=3° — при работе без выносных опор;

G=1350 кН

с=0,5 м

M`_В =1350(1,5 +0,5)cos3°=2696 кНм,

Рисунок 1. Расчетная схема устойчивости самоходного крана:

а) с грузом, б) без груза

 М_У — момент, возникающий от действия собственного веса крана при уклоне пути:

М_У = Gh₁sina,

где h₁ — расстояние от центра тяжести крана до плоскости, проходящей через точки опорного контура, м;

h₁=3,3 м

М_У = 1350 3,3 sin3°=233,16 кНм,

М_Ц.С — момент от действия центробежных сил:

М_Ц.С = Qn²ah/(900—n²H),

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 приподнимают над землей на 20... 30 см);

h=18 м

n=0,5 мин^-1

Н=17,7 м

М_Ц.С =1350 0,5² 6 18/(900—0,5² 17,7)=2,26 кНм,

М_И — момент от силы инерции при торможении опускающегося груза:

М_И =Qn(a-b)/gt.

здесь n — скорость подъема груза (при наличии свободного опускания груза расчетную скорость принимают равной 1,5 м/с), м/с; g — ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2; t— время неустановившегося режима работы меха­низма подъема (время торможения груза), с;

n=1,5 м/с

t=30 c

М_И =1350 1.5(6-1,5)/9,81 30=30,96 кНм.

М_В — ветровой момент:

М_В = M_B.K+M_B.Г=Wr+W₁r₁

здесь M_B.K — момент от действия ветровой нагрузки на подвешенный груз; W — ветровая нагрузка, действующая параллельно плоскости, на которой установлен кран, на наветренную площадь крана, Па; W₁ — ветровая нагрузка, действующая параллельно плоскости, на которой установлен кран, на навет­ренную площадь груза, Па; r = h, и r₁=h₁ — расстояния от плоскости, прохо­дящей через точки опорного контура, до центра приложения ветровой на­грузки, м.

Давление ветра на кран

W=q^c_нF, _

где F — наветренная поверхность крана, м2; q^с_н —статическая составляющая ветровой нагрузки. Н/м²; q^с_н=q_OK_C

где q_O — скоростной напор, принимаемый в зависимости от района строитель­ства.

Наветренная поверхность крана F определяется площадью, огра­ниченной контуром крана F', и степенью заполнения этой площади элементами решетки а:

F=F¹a

где a — коэффициент заполнения, для ре­шетчатых конструкций a=0,3.

Наветренную площадь груза определяют по действительной пло­щади наибольших грузов, поднимаемых краном.

W=270 1,25 70,6 0,3=7,15 кН,

W=270 1,25 10,8=3,645 кН

М_В =7,15 3,5+3,645 18=90,635кНм

M_П=2696—233,16—2,26–30,96–90,635=2338,985 кНм

К₁М_Г=1,15 145,8=167,67 кНм << М_П=2338.985 кНм,

Грузовая устойчивость крана обеспечена

Устойчивость передвижных стреловых кранов без груза опреде­ляется уравнением собственной устойчивости:

k₂М₀ < М_У,

где k₂ — коэффициент собственной устойчивости; М₀ — момент, создаваемый ветровой нагрузкой, Hм; М_У — момент, возникающий от действия собственно­го веса крана при уклоне пути, Hм.

Коэффициент собственной устойчивости, т. е. коэффициент устой­чивости без рабочего груза, в сторону, противоположную стреле,

k₂ = G[(b—c)cosa—h₁sina]/(W₂r₂) ≥ 1,15,