Практична робота 3 стійкість кранів

Кількість аудиторних годин – 2

Форма проведення – вирішення задач

Технічне забезпечення навчання - відео проектор

Мета роботи: розрахувати повздовжню та поперечну вантажну та повздовжню власну стійкість козлового крану

Порядок виконання.

1. Дати визначення стійкості крану.

2. Дати визначення коефіцієнту стійкості крану.

3. Розрахувати коефіцієнт повздовжньої та поперечної вантажної стійкості крану.

4. Розрахувати коефіцієнт повздовжньої власної стійкості крану.

При перевірці стійкості козлових кранів, вони повинні мати достатній запа­с стійкості, оскільки зазвичай мають велику підвітряну площу і високо розташовані центр тяжіння і точку приложеного рівнодійного вітрового навантаження. Тому динамічне навантаження при несталих процесах роботи механізму пересування кранів у поєднанні з вітровим навантаженням можуть створювати значні перевертаючи моменти.

Таблиця 2.2

Розрахунок циклу роботи козлового крану кк-32 при роботі з великотоннажними контейнерами

Під стійкістю козлового крану розуміється його здатність протидіяти перевертаючим моментам [2]. Співвідношення між поновлюючими і перевертаючими моментами визначає міру стійкості крану проти перекидання. Для різних положень крану значення перевертаючих і поновлюючих моментів різні, оскільки змінюються значення діючих сил, їх пліч і положення центру тяжіння крану. Стійкість крану має бути забезпечена для всіх його положень при будь-яких можливих комбінаціях навантажень. До цих навантажень для козлового крану відносяться:

- маса вантажу, який піднімається;

- інерційні сили при пуску або гальмуванні механізмів крану;

- сила тиску вітру на вантаж і елементи крану.

Таким чином, розрізняють вантажну стійкість, тобто здатність крану протидіяти перевертаючим моментам, створюваними масою вантажу, силами інерції, вітровим навантаженням робочого стану, і власну стійкість - здатність крану протидіяти перевертаючим моментам при знаходженні крану в неробочому станах.

Стійкість козлових кранів в робочому стані характеризується коефіцієнтом стійкості, визначуваним як відношення моменту відносно ребра перекидання, що створюється силоміць тягарі крану і вантажу, до моменту від дії інерційних сил і вітрового навантаження на металеву конструкцію крану і на вантаж. Перевірку стійкості слід проводити на перекидання крану вздовж і поперек підкранової колії.

Міра стійкості крану в робочому стані визначається коефіцієнтом вантажної стійкості; міра стійкості крану без робочого вантажу (у неробочому стані) визначається коефіцієнтом власної стійкості. 

Коефіцієнтом вантажної стійкості називають відношення моменту відносно ребра перекидання, створюваного вагою крану та вантажу з врахуванням додаткових навантажень (вітро­вого навантаження, сили інерції, що виникають при пуску або гальмуванні механізмів підйому вантажу або пересування крану) і впливу найбільшого ухилу, що допускається при роботі крану, до моменту , що створюється робочим вантажем відносно того ж ребра. Цей коефіцієнт має бути не менше 1,15, тобто

, (3.1)

Коефіцієнтом власної стійкості називають відношення моменту, створюваного вагою крану, з врахуванням ухилу колії убік перекидання відносно ребра перекидання до моменту, що створюється вітровим навантаженням при неробочому стані крану відносно того ж ребра перекидання. Цей коефіцієнт також має бути не менше 1,15 [2]. Для визначення числових значень коефіцієнтів стійкості необхідно визначити сили, що діють на кран; плечі, на яких діють ці сили і створювані ними моменти. На рис. 3.1 показаний залізничний козловий кран в робочому стані і сили, що діють на нього.

Рис. 3.1. Розрахункові схеми для визначення коефіцієнтів стійкості крану:

а – розрахункова схема для повздовжньої стійкості; б – розрахункова схема для поперечної стійкості

Ребром перекидання є лінія, що проходить через точку контакту колеса і рейка, відносно якої кран прагне перекинутися.

Точка О на рис. 3.1 є ребром перекидання.

Коефіцієнт вантажної повздовжньої стійкості (див. рис. 3.1,а) розраховується за формулою

, (3.2)

де відповідно сили тяжіння маси крану, маси кранового візка, маси вантажу, Н;

база крану, м. Приймається відповідно технічній характеристиці крану м;

відповідно сили інерції крану, кранового візка та вантажу, яка виникає в момент раптової зупинки крану, Н;

сумарне вітрове навантаження на площу крану, Н;

відповідно плечі дії сил інерції крану, кранового візка з вантажем і вітрового навантаження відносно площини, що проходить через поверхню катання рейок, м. Приймаються відповідно шифру студента за даними табл. А.3 додатку А.

Сила тяжіння маси крану (Н) розраховується за формулою

, (3.3)

де маса крану, яка приймається відповідно технічної характеристиці крану, кг;

прискорення свобідного падіння, м/с². Приймається .

Сила тяжіння маси кранового візка (Н) розраховується за формулою

, (3.4)

де маса кранового візка, яка приймається відповідно технічної характеристиці крану, кг.

Сила тяжіння вантажу (Н) розраховується за формулою

, (3.5)

де маса вантажу, який переробляє кран і приймається відповідно технічної характеристиці крану, кг.

Сила інерції крану (Н) розраховується за формулою

, (3.6)

де швидкість руху крану, яка приймається відповідно технічній характеристиці, м/с. м/с;

час уповільнення крану, с. Приймається відповідно шифру студента за даними табл. А.3.

Сила інерції кранового візка (Н) розраховується за формулою

, (3.7)

Сила інерції вантажу (Н) розраховується за формулою

, (3.8)

Сумарне вітрове навантаження на площу крану (Н) розраховується за формулою

, (3.9)

де повздовжня площа крану, м². Приймається відповідно шифру студента за даними табл. А.3;

питоме вітрове навантаження на 1м² площі крану, Н/м². Приймається відповідно шифру студента за даними табл. А.3.

Коефіцієнт власної повздовжньої стійкості (див. рис. 3.1,а) розраховується за формулою

, (3.10)

Коефіцієнт вантажної поперечної стійкості (див. рис. 3.1,б) розраховується за формулою

, (3.11)

де ширина прольоту крану, м. Приймається відповідно технічній характеристиці крану м;

довжина робочого вильоту консолі, м. Приймається відповідно технічній характеристиці крану м;

сумарне вітрове навантаження на площу крану, Н;

плечі дії сили вітрового навантаження відносно площини, що проходить через поверхню катання рейок, м. Приймається відповідно шифру студента за даними табл. А.3.

Сила інерції візка крану (Н) розраховується за формулою

, (3.12)

де швидкість руху візка крану, яка приймається відповідно технічній характеристиці, м/с. м/с;

час уповільнення візка крану, с. Приймається відповідно шифру студента за даними табл. А.3.

Сила інерції вантажу (Н) розраховується за формулою

, (3.13)

Сумарне вітрове навантаження на площу крану (Н) розраховується за формулою

, (3.14)

де повздовжня площа крану, м². Приймається відповідно шифру студента за даними табл. А.3;

питоме вітрове навантаження на 1м² площі крану, Н/м². Приймається відповідно шифру студента за даними табл. А.3.