Thread Content
Нагрузка крана (II). Динамическая нагрузка возникает при изменении состояния движения крана. Эффект динамической нагрузки приводит к увеличению значения статической нагрузки, оказываемой на кран силой тяжести Земли (включая собственный вес крана и нагрузку, поднимаемую им). При проектировании элементов и узлов крана, проведении проверок на безопасность, выборе средств защиты и анализе возможных аварий, необходимо учитывать направление действия динамических нагрузок. 1. Вертикальная нагрузка. Для удобства расчетов эффект динамической нагрузки в вертикальном направлении обычно обозначается с помощью различных коэффициентов динамики φi. Динамическая нагрузка, возникающая в разных условиях работы, рассчитывается путем умножения коэффициента динамики на соответствующую статическую нагрузку. Коэффициент мощности обычно берется из спецификаций по проектированию кранов или соответствующих руководств; его значение определяется с учетом фактических условий эксплуатации. Ниже приведены значения распространенных коэффициентов мощности и условия их применения: (1) Коэффициент удара при подъеме φ1: при внезапном подъеме или опускании груза, а также при торможении крана возникает ударная нагрузка, направленная против направления его ускорения. φ1 — это коэффициент удара под собственным весом, учитывающий такие условия работы; при расчете нагрузки он умножается только на нагрузку от собственного веса крана. (2) Коэффициент динамической нагрузки при подъеме φ2: при работе механизма подъема, когда поднимаемый груз внезапно отрывается от земли или снижается под действием тормозов, сила тяжести груза приводит к динамическому увеличению нагрузки. φ2 — это коэффициент увеличения подъемной нагрузки при таких условиях работы; при расчете нагрузки его необходимо умножить на саму подъемную нагрузку. Значение φ2 зависит от скорости подъема, жесткости системы и условий ее работы. Как правило, чем выше скорость подъема, чем больше жесткость системы и чем интенсивнее происходит ее работа, тем выше значение φ2. (3) Коэффициент внезапной разгрузки φ3. При разгрузке кранов с захватом и кранов с электромагнитными присосками, а также в случаях, когда крюк или стальные тросы рвется и груз падает, происходит внезапная частичная или полная разгрузка поднимаемого груза. Это приводит к динамическому снижению нагрузки на конструкцию. φ3 — это коэффициент ударного снятия нагрузки, учитывающий такие условия работы. При расчете устойчивости металлических конструкций и кранов против опрокидывания необходимо учитывать влияние этого динамического снижения нагрузки. (4) Коэффициент ударных нагрузок при движении φ4. Когда кран или подвесной кран проезжает по неровной дороге или по швам рельсов, возникают ударные нагрузки в вертикальном направлении. φ4 — это коэффициент ударных нагрузок, учитывающий этот эффект. Коэффициент удара при движении зависит от скорости движения крана или тележки, а также от состояния рельсов или дороги. 2. Горизонтальная нагрузка. Горизонтальная нагрузка включает инерционные нагрузки, возникающие под действием движущих или тормозных сил механизмов движения, вращения и изменения высоты подъема; эти нагрузки связаны с инерционными силами, рассчитываемыми с учетом законов динамики твердых тел, без учета факторов упругих колебаний. Горизонтальные нагрузки также включают горизонтальные боковые нагрузки, возникающие при отклонении рельсового крана во время движения по рельсам, а также ударные нагрузки при превышении допустимого расстояния движения. Поскольку механизмы возникновения нагрузок различных уровней отличаются, методы их расчета также различаются. (1) Инерционная сила при горизонтальном движении – это инерционная сила, возникающая при изменении скорости механизма движения. Она рассчитывается как 1,5 кратное произведения соответствующей массы и ускорения, вызывающих горизонтальное движение. Коэффициент 1,5 учитывает динамическое воздействие движущей силы на металлическую конструкцию крана. Результаты расчета инерционных сил должны быть не больше величины силы сцепления между ведущим колесом и рельсами. (2) Горизонтальные силы, возникающие при вращении и изменении угла наклона. При движении механизмов вращения и изменения угла наклона крана возникают горизонтальные силы, обусловленные весом поднимаемого груза. Кроме того, на эти силы влияют инерционные силы, возникающие при торможении процессов вращения и изменения угла наклона, центробежные силы, а также способ управления краном оператором. Все эти факторы приводят к появлению дополнительных горизонтальных сил. Обычно рассчитывается с учетом горизонтальной составляющей силы, возникающей из-за угла отклонения стального троса, поддерживающего подвешенный объект, от вертикальной линии. (3) Горизонтальная боковая сила при крене крана. Когда кран мостового типа движется с креном, возникает горизонтальная боковая сила, действующая вертикально на края колес или на горизонтальные направляющие колеса. Факторы, приводящие к отклонению в движении крана, очень сложны, и их трудно подвергнуть количественному анализу теоретически; обычно для приблизительных расчетов используются эмпирические формулы, полученные путем экспериментов и статистических методов. (4) Нагрузка от столкновения: возникает, когда кран или его подвижная часть превышает установленные границы движения и сталкивается с ограничителями на концах рельсов. Также нагрузка от столкновения может возникнуть при наличии нескольких кранов на одном участке рельсов – в этом случае происходит взаимное столкновение кранов. Нагрузка при столкновении рассчитывается на основе принципа энергии, исходя из предполагаемой кинетической энергии столкновения и кинетической энергии, полностью поглощаемой амортизаторами.