Устойчивость козловых кранов

Проверку устойчивости козловых кранов на опрокидывание производят в нерабочем положении при действии ураганного ветра вдоль пути. Расчетное давление ветра принимают по ГОСТ 1451—65.

Уравнение устойчивости относительно точки опрокидывания О (рис. 97) имеет вид

где К— коэффициент собст­венной устойчивости, принимаемый рав­ным 1,15;

—сила давления ветра на отдельные части конструкции крана в кГ;

—вес портала в кг;

—вес тележки и гру­зового полиспаста в кг;

G₃ — вес противовеса на одной тележке в кг;

а, Ь, с, h₁,..., h_n — плечи сил относи­тельно точки опроки­дывания в м.

Рис. 97. Расчетная схема устойчивости козлового крана

Пример. Проверить устойчивость козлового крана грузоподъемностью 20 т. Вес ригеля крана 12 г, вес машинного помещения 5 т, вес грузовой те­лежки 2 т, вес поднимаемого груза 20 т. Расчетная схема крана приведена на рис. 98.

Для решетчатой конструкции крана принимаем

α = 0,35, К = 1,5, q = 25 кГ/м³.

Рис. 98. Расчетная схема козлового крана к примеру

Площадь ригеля крана:

м²

Сила давления ветра на ригель крана:

Т.

Площадь жесткой ноги:

м²

Сила давления ветра на жесткую ногу:

Т.

Усилие при торможении крана, передвигающегося с грузом:

Т = О,1Q = 0,1·39 = 3,9 Т,

где Q —вес крана с грузом;

Q = 2 + 20+12+5=39 т.

При действии ветровой нагрузки кран будет стремиться опрокинуться вокруг колеса.

Расстояние от рельса до центра тяжести ригеля:

м,

Расстояние от рельса до центра тяжести жесткой ноги:

м.

Опрокидывающий момент от силы давления ветра на ригель:

Т·м.

Опрокидывающий момент от силы давления ветра на жесткую ногу:

Т·м.

Опрокидывающий момент от инерционных сил, возникающих при тор­можении, полагая, что силы действуют по оси ригеля:

Т·м.

Суммарный опрокидывающий момент^:

Т·м.

Расчетный удерживающий момент:

Т·м,

где h₃=0,66— плечо момента, равное половине расстояния между колесами.

Коэффициент грузовой устойчивости:

(допускаемый).

Произведем проверку козлового крана на собственную устойчивость в нерабочем положении при действии ураганного ветра силой 70 кГ/м² при аэродинамическом коэффициенте обдувания 1,4 q=l,4- 70~100 кГ/м^г.

Опрокидывающий момент от действия ветра

Т·м

Удерживающий момент при собственном весе крана Q = 19 т

Т

Коэффициент собственной устойчивости

В действительности коэффициент устойчивости крана будет несколько меньше, так как при расчете надо было учитывать давление ветра на гибкую ногу и поднимаемый груз, а также при определении опрокидывающего мо­мента для каждой силы брать свое плечо.

VIII. Выбор рабочих параметров монтажных кранов

Для обеспечения безопасности монтажных работ большое значение имеет правильный выбор монтажных кранов.

Под рабочими параметрами крана подразумевают длину и вылет стрелы, грузоподъемность при необходимом вылете стрелы и высоту подъема крюка. Величина рабочих парамет­ров крана зависит от веса и размеров монтируемых конструк­ций, размеров сооружения, места расположения конструкций в сооружении. Если рабочие параметры крана не соответствуют размерам сооружения с учетом веса и места монтируемой кон­струкции в сооружении, то монтаж конструкций в этих условиях может оказаться опасным и невозможным.

Так, при недостаточном вылете стрелы установка конструк­ции на предназначенное ей место может быть осуществлена лишь при «оттяжке» тягового каната, что запрещается правилами безопасности. Если грузоподъемность крана не соответствует весу поднимаемого груза, то при излишней грузоподъемности возникают неоправданные расходы в связи с эксплуатацией более мощного крана, а при недостаточной грузоподъемно­сти возможны аварии механизмов крана и его опрокидывание вследствие недостаточной устойчивости. При недостаточной вы­соте подъема крюка возможны удары перемещаемых деталей о смонтированные конструкции.

При завышенных рабочих параметрах кранов, т. е. при на­личии более мощных кранов, и при стесненных условиях на строительной площадке также могут создаваться ситуации, опасные с точки зрения травматизма и возможности аварий.

При определении рабочих параметров монтажных кранов большое значение имеют не только вес и размеры монтируемых

конструкций, но также вес и размеры навесных монтажных и такелажных приспособлений, размеры и вес конструкций уси­ления. Размеры и вес этих приспособлений должны быть учтены как при определении требуемой высоты подъема крюка, так и при определении необходимой грузоподъемности крана. Сле­довательно, выбор навесных такелажных и монтажных при­способлений и конструкций усиления (при необходимости их использования) должен производиться до определения рабочих параметров монтажных кранов и их выбора по этим парамет­рам. Захватные устройства такелажных и монтажных приспо­соблений (петли, карабины, крюки), используемые при монтаже, должны исключать возможность самопроизвольного расцепле­ния в процессе перемещения и монтажа конструкций. Рекомен­дуется для этих целей использовать полуавтоматические и авто­матические захватные устройства.

Необходимая длина стрелы крана зависит от ее формы и по­ложения в пространстве, маневренности крана в процессе мон­тажа, размеров сооружения и монтируемых конструкций, а так­же от размеров применяемых такелажных приспособлений.

Для определения влияния положения стрелы крана в прост­ранстве на ее длину, обеспечивающую возможность производ­ства монтажных работ, рассмотрим три основных возможных случая:

1) точка закрепления наклонной стрелы на кране располо­жена ниже уровня монтажных отметок; угол наклона стрелы крана к горизонту а переменный;

2) точка закрепления наклонной стрелы на кране расположе­на ниже уровня монтажных отметок; угол наклона стрелы кра­на к горизонту а фиксированный (фиксирован и вылет стрелы);

3) точка закрепления стрелы на кране расположена выше уровня монтажных отметок.

В первом случае длина стрелы крана зависит в большой степени от размеров сооружения в плане и по высоте, точнее, от месторасположения монтируемой конструкции в сооружении в плане и превышения уровня монтажных отметок над уровнем точки закрепления стрелы на кране, а также от расположения места стоянки крана относительно монтируемого сооружения. Так, в случае приближения стоянки крана к сооружению (рис. 99) для исключения возможности касания конструкций стрелой крана угол наклона стрелы надо увеличивать, что приведет к необходимости изменять длину стрелы крана. В этом случае может измениться и угол поворота стрелы крана φ, что также повлечет изменение длины стрелы.

Во втором случае при фиксированном угле наклона стрелы крана α длина стрелы также зависит от превышения уровня монтажных отметок над уровнем точки закрепления стрелы на кране, так как в этом случае удаление места стоянки крана от сооружения из условия возможности монтажа и исключения ка сания стрелой крана смонтированных конструкций сооружения определяется значением угла α. Следовательно, требуемая дли­на стрелы крана в этом случае будет также зависеть от угла α и размеров сооружения.

В третьем случае длина стрелы крана для осуществления монтажных работ не зависит от высоты, монтируемого соору-

Рис. 99. Схема монтажа плит покрытия в ячейке цеха а — вид сбоку: б — план

жения, а зависит только от его размеров в плане. При этом можно применять краны как с наклонной, так и с горизон­тальной стрелой.

С точки зрения влияния маневренности крана при монтаже на длину наклонной стрелы, закрепленной ниже уровня монтаж­ных отметок, могут быть рассмотрены следующие случаи:

кран при монтаже данного типа конструкций движется па­раллельно фронту монтируемых конструкций (ось II—II, рис. 99);

кран при монтаже данного типа конструкций движется по оси направления монтажа (монтаж «на себя», ось I—I, рис. 99);

монтаж осуществляется с одной стоянки крана.

В первом случае кран работает при φ = 0, а угол а будет фиксированным, будет фиксирован и вылет стрелы крана.

Во втором и третьем случаях кран будет работать с пере­менными углами α и φ при переменном вылете стрелы.

С точки зрения формы стрелы могут иметь значение разме­ры и форма сечения стрелы в точках возможного касания стре­лой смонтированных конструкций и поднимаемой конструкции, а также наличие надставки (гуська) на стреле крана, позволяю­щей уменьшить требуемую длину стрелы крана.

Таким образом, задача определения требуемой длины (и вы­лета) стрелы крана с учетом необходимой высоты подъема крю­ка и грузоподъемности крана зависит от целого ряда условии монтажа. Особенно сложно решение этой задачи в случае ис­пользования крана с наклонной стрелой, закрепленной на кране ниже уровня монтажных отметок, и работающего с переменны­ми углами наклона и поворота стрелы α и φ.