Определение нагрузок и их комбинаций. Нагрузки крановых конструкций. Схема нагружения стрелы. Схема нагружения фермы консольного крана, страница 3

нагрузка из-за отклонения груза при его раскачивании F_р^в;

ветровые нагрузки на верхнюю (нижнюю) грань стрелы и груз W_c^в и W_г^в.

Из плоскости подвеса груза:

нагрузка из-за отклонения груза при его раскачивании F_р^г;

горизонтальные касательные силы инерции масс стрелы и груза,  возникающие при повороте стрелы, q_и^с, F_и^г;

ветровые нагрузки на боковую грань стрелы и груз q_w и W_г^г.

Расчетные нагрузки определяются следующим образом:

а)  расчётная нагрузка от сил тяжести стрелы

q  = G /l, где G - вес стрелы, определённая по аналогии с существующими конструкциями или  по  приближённым  формулам  и графикам [6]; l - длина стрелы;

 б)  вертикальная расчётная нагрузка от силы тяжести груза

Q_г  = Q_н + g_кр , где Q_н  - номинальная грузоподъёмность;  g_кр  - сила тяжести крюковой подвески [11]; в) горизонтальные центробежные силы вращающихся масс

, где m -  вращающаяся масса; w = pn/30 – угловая скорость;  n – частота вращения платформы (n= 0,75…2 об/мин);  L_R – расстояние от оси поворотного круга до центра тяжести массы;

г) горизонтальные инерционные нагрузки от массы стрелы и груза при приближённых расчётах можно принимать равными 10 %  от соответствующих вертикальных нагрузок

F_и^г  = 0,1Q    и   q_и^с  = 0,1q_с ;

д)  горизонтальные ветровые нагрузки:

суммарная сосредоточенная на стрелу в плоскости подвеса груза

W_c = P_w A_с k_з;

распределенная на стрелу из плоскости подвеса груза    

q _w =  P_w A_с k_з /l ;

на груз         

W_г^в = W_г^г = W_г = P_w A_г , где P_w – статическая составляющая  ветровой нагрузки (давление ветра). P_w = 150…250 н/м² -  условно (независимо от района установки), точнее см. [6], [11]; А_с - наветренная  площадь (брутто) соответствующей грани стрелы; A_г - площадь груза,  принимаемая по фактическим данным  или  по весу груза [6],  [11];

k_з – коэффициент заполнения (сплошности). Ориентировочно k_з = 0,3…0,4 (точнее см.[6]);

е) горизонтальные нагрузки от раскачивания груза:

в плоскости подвеса груза

F_р^в = Q_г tga^’, из плоскости подвеса

F_р^г = Q_г tga^’’, где a^’ и a^’’ – углы раскачивания в соответствующих плоскостях [11].

 3.1.2. Стрела балочная

Схема нагружения приведена на рис. 3.2.

Особенностью нагружения является наличие подвижной нагрузки, создаваемой колесами ходовой каретки. Условно можно принять, что нагрузки от веса груза и каретки  распределяются равномерно между четырьмя колесами. Наиболее опасными являются  положения подвижной нагрузки на максимальном вылете (I) и в пролете между креплением  стрелового расчала и корневым шарниром (II).

В плоскости подвеса груза могут не учитываться центробежная и ветровая нагрузки, действующие на стрелу.

Из плоскости подвеса груза нагрузки соответствуют схеме нагружения подъемной стрелы (см. п. 3.1.1).

3.1.3. Ферма консольного крана

На ферму действуют максимальные нагрузки рабочего состояния,  происходит подъем груза.

Схема нагружения в плоскости подвеса груза представлена на рис. 3.3.

В плоскости подвеса груза на ферму действуют  вертикальные и горизонтальные нагрузки: 

вертикальная от веса фермы G;

вертикальная динамическая нагрузка от веса груза Q;

нагрузка от натяжения грузового каната F (направление оговаривается заданием).

Расчетные нагрузки определяются следующим образом:

а)  узловая нагрузка (нагрузка от веса фермы считается равномерно распределённой между узлами)

G_i  = G /n, где G - сила тяжести стрелы (определяется заданием);

n - количество узлов фермы;

б)  вертикальная динамическая нагрузка от веса груза

Q_д  = (Q + g_кр) y, где Q  - вес груза и каретки (определяется заданием);

g_кр  - вес крюковой подвески;

y - динамический коэффициент. Значения коэффициента в зависимости от скорости подъема груза и особенностей привода см. [6], [11].

3.1.4. Пролётное строение козлового крана

Рассматривается расчетное состояние II b: кран с максимальным грузом находтся в движении, причём возникают перекосные нагрузки установившегося движения. Схема нагружения показана на рис. 3.4.