Вопрос №37 Расчёт устойчивости передвижных кранов и устройства против их опрокидывания и угона ветром.

С целью предупреждения самопроизвольного движения козлового крана (работающего на открытом воздухе) по рельсовому пути под действием силы ветра или его повреждения кран оборудуют противоугонными устройствами. Под противоугонным устройством понимают механизм, предназначенный для удержания крана на месте стоянки при воздействии ветра (ГОСТ 1451—77). По принципу действия противоугонные захваты разделяют на стопорные (фиксаторы), соединяющие кран с неподвижной опорой посредством закладных деталей, крюков и выдвижных упоров; остановы (нажимного типа), действие которых основано на создании сил трения между головкой рельса и заторможенным колесом крана, и клещевые, зажимающие своими рабочими поверхностями боковые грани головки рельса.Именно последние, в силу простоты конструкции и высокой надежности в работе, получили широкое применение. По типу привода противоугонные клещевые устройства подразделяют на ручные и машинные (с электроприводом), а по характеру приложения нагрузки — на устройства с постоянным и переменным по величине усилием удержания крана и соответственно с плоскими или эксцентричными рабочими поверхностями. Устройства с ручным приводом замыкает крановщик в принудительном порядке, тогда как машинный привод предусматривает как принудительное, так и автоматическое замыкание при поступлении сигнала от анемометра. Простая конструкция противоугонного клещевого устройства с ручным приводом, плоскими рабочими поверхностями и постоянным усилием удержания крана показана на рис. 99. Устройство состоит из двух симметричных стальных рычагов, шарнирно соединенных серьгой и установленных на ходовой тележке крана. Нижние (короткие) концы рычагов снабжены сменными плоскими губками, взаимодействующими с боковыми гранями головки рельса, а в верхних закреплены гайки. Последние имеют правую и левую внутреннюю резьбу и связаны с ходовым винтом, при вращении которого гайки поступательно в противоположные стороны передвигаются вдоль оси винта, сжимая или разжимая крановый рельс. Ходовой винт получает вращение от привода через цепную передачу. Рабочий ход рычагов ограничивает конечный выключатель. Для предупреждения возможного угона козлового крана ветром и его опрокидывания, а также оповещения крановщика звуковым сигналом об опасных для работы скорости (давления) ветра Правила по кранам рекомендуют устанавливать на краны грузоподъемностью более 8 т специальные приборы — анемометры (от греческих слов «анемос» — ветер и «метрео»—измеряю). При опасной для работы грузоподъемного крана скорости ветра крановщик обязан прекратить работу, отключить кран от электросети и закрепить его за рельсы кранового пути имеющимися противоугонными устройствами. Анемометр — прибор для измерения мгновенной скорости ветра, измеряющий кроме скорости продолжительность порывов ветра, предназначен для включения аварийного звукового (светового) сигнала оповещения крановщика, а в отдельных случаях и для автоматического включения приводов противоугонных устройств. Наибольшее распространение получил сигнальный анемометр М-95 Рижского опытного завода гидрометеорологических приборов, датчик которого измеряет силу ветра вне зависимости от направления последнего. Для предотвращения возможных аварийных ситуаций, связанных с разрушением ходовых колес и их валов (осей), все краны оснащают опорными деталями. Опорные детали (жесткие элементы металлоконструкции) рассчитывают на наибольшую возможную нагрузку и устанавливают на расстоянии не более 20 мм от головок рельсов, что позволяет уменьшить динамические нагрузки на кран в случае разрушения деталей ходовых колес. Такими же опорными деталями оборудуют грузовые тележки кранов. Передвижные электрические тали опорными деталями, как правило, не оснащают. Кроме опорных деталей перед ходовыми колесами кранов должны быть установлены предохранительные щитки, исключающие возможность попадания посторонних предметов под колеса и сход крана с рельсов. Зазор между предохранительными щитками и головкой рельса не должен превышать 10 мм. Иногда опорные детали и предохранительные щитки объединяют конструктивно. В соответствии с требованиями Правил по кранам и СНиП II1-4—80 грузовые крюки кранов и чалочные стропов должны иметь предохранительные замки, предотвращающие самопроизвольную расстроповку .перемещаемого груза. Конструкции и размеры предохранительных замков регламентированы требованиями ГОСТ 12840—80. Ловители — устройства безопасности, автоматически затормаживающие и останавливающие кабину управления на колонне крана-штабелера при возникновении любой неисправности в механизме подъема груза крана. Ловители конструктивно выполнены вместе с ограничителем скорости опускания кабины и срабатывают не только при обрыве грузового каната, но и когда скорость опускания кабины управления превысит допустимую величину (1,15…1,4 от номинальной величины, но не менее 0,7 м/с). Работа ловителя основана на создании силы трения между взаимодействующими поверхностями грузоподъемника и направляющих колонны. По конструкции различают механические ловители: клиновые, роликовые, эксцентриковые, применяемые при скорости движения кабины менее 1 м/с и обеспечивающие остановку кабины (посадку на ловители). Во избежание аварийных ситуаций при попытке установки груза в занятую ячейку стеллажа применяют различные устройства в виде щупа или выдвижного рычага, воздействующего на конечный выключатель при натыкании на ранее установленный груз, отключающего механизм выдвижения грузозахватного устройства и возвращающего его в исходное положение. На пульт оператора поступает соответствующий сигнал,на основании которого оператор переадресовывает груз. В открытых и полуоткрытых кабинах комплектовочных стеллажных кранов-штабелеров, не имеющих передней стенки и дверей, необходимо фиксировать положение крановщика, работающего стоя, в пределах пола кабины во время выполнения краном рабочих движений. Для этого пульт управления краном выполняют из двух частей, закрепленных в кабине слева и справа. В торцы обеих рукояток управления вмонтированы блок-контакты, замыкающие цепь управления крана. Выполнение краном рабочих движений возможно только при одновременном нажатии на оба блок-контакта; при этом крановщик обязательно должен находиться между пультами управления. Поскольку краны-штабелеры работают в интенсивном режиме, их дополнительно комплектуют различными приборами и устройствами безопасности: блокировкой, не допускающей одновременного включения механизмов выдвижения грузозахватного устройства и подъема груза (передвижения крана); устройствами, контролирующими наличие и положение груза на грузозахватном устройстве, натяжение каната ограничителя скорости опускания кабины, срабатывание ловителей и пр. Под устойчивостью крана понимается его способность противодействовать опрокидывающим моментам. Расчет устойчивости крана производится при действии испытательной нагрузки, действии груза (грузовая устойчивость), отсутствии груза (собственная устойчивость), внезапном снятии нагрузки и монтаже (демонтаже). Расчет устойчивости производится в соответствии с нормативными документами, например, РД 22-145-85 «Краны стреловые самоходные. Нормы расчета устойчивости против опрокидывания». Соотношение между восстанавливающим и опрокидывающим моментами определяет степень устойчивости крана против опрокидывания. Для разных положений крана значения опрокидывающих и восстанавливающих моментов различны, так как изменяются значения действующих сил, их плечи и положение центра тяжести крана. Устойчивость крана должна быть обеспечена для всех его положений при любых возможных комбинациях нагрузок. К этим нагрузкам для передвижного поворотного крана относятся: - вес поднимаемого груза; - инерционные силы при пуске или торможении меха­низмов крана; - центробежные силы, возникающие при вращении поворотной части крана; - сила давления ветра на груз и элементы крана. Таким образом, различают грузовую устойчивость, то есть способность крана противодействовать опрокидывающим моментам, создаваемыми весом груза, силами инерции, ветровой нагрузкой рабочего состояния, и собственную устойчивость — способность крана противодействовать опрокидывающим моментам при нахождении крана в рабочем (в том числе без груза) и нерабочем состояниях. Условия проверки грузовой устойчивости (рис. 3.26,а): кран стоит на наклонной местности, подвержен дейст­вию ветра (по нормам для рабочего состояния) и поворачивается, одновременно тормозится спускаемый груз; стрела установлена поперек пути (при установке стрелы вдоль пути может одновременно происходить и торможение движущегося крана); на кран действуют вес груза, силы инерции, возникающие при торможении спус­каемого груза и движущегося крана, силы инерции от вращения крана, ветровая нагрузка. Расчет устойчивости производится для всех вылетов. Условия проверки собственной устойчивости (рис. 3.26, б): кран стоит на наклонной местности, вылет стрелы мини­мальный; кран подвержен только действию ветра (по нормам для нерабочего состояния). Расчет производится только для минимального вылета. Величина запаса устойчивости характеризуется коэффициентом устойчивости и устанавливается нормативными документами.