Устойчивость козловых кранов

На козловые краны приходится наибольший объем погрузочно-разгрузочных работ на железнодорожных станциях при переработке крупнотоннажных грузов. Проверку собственной устойчивости козловых кранов на опрокидывание производят, исходя из действия ураганного ветра вдоль пути. На рис.6.3 представлена расчетная схема устойчивости козлового крана. Под действием ветровой нагрузки кран будет стремиться опрокинуться вокруг колеса (точка О).

Рисунок 2.2 Расчетная схема устойчивости козлового крана

Согласно схеме (рисунок 2.2), на кран действует опрокидывающий момент ветровой нагрузки:

где W₁…W_n – ветровые нагрузки на отдельные части конструкции крана, Н; h₁…h_n – плечи ветровых нагрузок относительно точки опрокидывания О, м.

Препятствует опрокидыванию удерживающий момент: (2.2)

где G₁ – вес портала, Н; G₂ – вес грузовой тележки, Н; G₃ – вес противовеса на одной рельсовой тележке, Н;a, b, c – плечи действия сил относительно точки опрокидывания О, м.

Собственная устойчивость козлового крана обеспечивается при выполнении неравенства: (2.3)

При определении грузовой устойчивости козлового крана необходимо дополнительно учитывать опрокидывающий момент инерционных сил, возникающий при торможении:

где Т=0,1∙Q – усилие при торможении крана, передвигающегося с грузом, Н; Q – вес крана с грузом, Н; h – плечо действия силы инерции при торможении, м.

При этом удерживающий момент можно определить по формуле:

Грузовая устойчивость козлового крана обеспечивается при выполнении неравенства:

где W_к – ветровая нагрузка на поднимаемый груз, Н; h_к – расстояние от центра приложения ветровой нагрузки на поднимаемый груз до плоскости, проходящей через точки опорного контура, м.

Пример 1. Определить коэффициент грузовой собственной устойчивости козлового крана и установить, будут ли обеспечены условия безопасной эксплуатации крана. Грузоподъемность крана 20 т. Вес ригеля 120 кН, машинного помещения 50 кН, грузовой тележки 20 кН, груза 200 кН. Расчетная схема приведена на рис.2.3 Площадь наветренной поверхности груза 16 м2. Район работы – I, местность открытая.

Решение. 1) По таблице 2.3 скоростной напор для I района q=270 Н/м². По таблице 1 для открытой местности и высоты h над поверхностью земли определяем Кн – коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора по высоте: для ригеля при h>10 м Кн=1,25, для груза и жесткой опоры при h<10 м Кн=1. Аэродинамический коэффициент сопротивления для груза ад=1,2, для элементов крана ад=0,7. Определяем статическую составляющую ветровой нагрузки:

2) Наветренную поверхность элементов крана, учитывая габаритные размеры и принимая коэффициент решетчатости б =0,3:

3) Ветровые нагрузки:

4) Вес крана с грузом:

5) Усилие при торможении крана, передвигающегося с грузом:

6) В соответствии с расчетной схемой принимаем следующие плечи действия сил:

а – плечо силы тяжести крана (рисунок 2.3) принимаем равным половине расстояния между колесами опоры а=5/2=2,5 м;

h₁ – расстояние от рельса до центра тяжести ригеля:

h₂ – расстояние от рельса до центра тяжести опоры:

h – плечо действия силы инерции при торможении крана принимаем равным h₁=12,5 м, полагая, что сила действует по оси ригеля;

h_г – расстояние от центра тяжести груза до плоскости, проходящей через точки опорного контура – 3 м.

7) Определяем коэффициент грузовой устойчивости:

Поскольку К₁=1,76>1,4, то грузовая устойчивость козлового крана обеспечивается.

8) Поскольку проверку собственной устойчивости крана проводят при ураганном ветре, то согласно таблице 1 примем максимальный скоростной напор ветра qо=1000 Н/м2 и определим ветровые нагрузки по формуле:

10) Коэффициент собственной устойчивости козлового крана:

Поскольку К₂=2,45≥1,15, то собственная устойчивость кран обеспечивается.

Дата добавления: 2014-10-23