СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН, ГИДРОПРИВОДОВ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
грузоподъемную машину. Определен коэффициент грузовой устойчивости машины с грунтовыми якорями.
Ключевые слова: грунтовый якорь, устойчивость, кран, выдергивание, продавливание.
Введение
Стреловые краны находят широкое применение при монтажных и погрузочно-разгрузочных
работах в строительстве, на промышленных предприятиях, в портах и на железных дорогах. Более половины аварий стреловых кранов в той или иной степени связаны с потерей устойчивости и для повышения устойчивости используем грунтовые якоря (рисунок 1) [1].
Рисунок 1 – Автомобильный кран с грунтовыми якорями, вид сзади
291
Для оценки устойчивости крана с грунтовыми якорями рассмотрим случай без учета дополнительных нагрузок и уклона пути, тогда коэффициент грузовой устойчивости должен
быть более 1,4, т.е. |
|
= уд |
|
|
|||
|
о |
|
|
|
1,4, |
(1) |
|
где |
– |
удерживающий момент |
относительно ребра опрокидывания; |
|
|||
|
|
|
о |
≥ |
|
||
|
уд– опрокидывающие моменты относительно ребра опрокидывания. |
|
|||||
Для теоретического эксперимента оценку устойчивости проведем для автомобильного крана КС-35715.
Рисунок 2 – Схема сил с аутригерами
Фундаментальные и прикладные исследования молодых учёных: материалы Международной научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, 8-9 февраля 2017 г.
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН, ГИДРОПРИВОДОВ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
С аутригерами выберем стандартное положение крана из грузовой характеристики: вылет 6
м., масса груза 6 т [2]. Тогда, с учетом схемы сил (рис.2), по формуле 1 получим |
|||
аут |
|
г∙ 2 |
|
|
= |
м∙ 1 |
= 1,42. |
При расчете устойчивости с грунтовыми якорями принимаем, что они установлены в тех же местах, что и аутригеры. Тогда схема сил с грунтовыми якорями будет выглядеть следующим образом.
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 3 – Схема сил с грунтовыми якорями |
|
|
|
|
292 |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
Для определения сил на сжимание и выдергивание грунтовых якорей используем формулу |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
[3] |
|
|
|
сс,св = |
[( 1 |
|
1 |
+ |
|
2 |
|
1 1) |
|
+ |
( |
|
|
)], |
|
|
(2) |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
и |
|
|
|
|
|
работы сваи, зависящей от вида нагрузки действующей, |
на сваю |
|||||||||||||||||||||||||||
где |
|
– |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
коэффициент условий |
|
|
|
∙ |
|
|
|
|
|
∙ |
∙ |
|
∙ |
− |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
грунтовых условий [3]; |
, |
|
|
– безразмерные коэффициенты [3]; |
|
|
– расчетное значение |
||||||||||||||||||||||||||
удельного сцепления |
грунта в рабочей зоне, кПа [4]; |
|
|
– осредненное расчетное значение |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лопасти |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сваи (при водонасыщенных грунтах с |
|||||||||||||||
удельного веса грунтов, залегающих выше |
|
3 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
учетом взвешивающего действия воды), |
кН/м |
|
[4]; |
|
– глубина залегания лопасти сваи от |
|||||||||||||||||||||||||||||
природного рельефа, а при |
планировке территории срезкой – от уровня планировки, м; |
|
- |
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– |
||||||||||
проекция площади лопасти [3], |
м |
; |
|
– периметр поперечного сечения ствола сваи, м; |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
боковой поверхности ствола винтовой сваи, кПа [3]; |
|
– |
||||||||||||||||||||
расчетное сопротивление грунта на |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
длина ствола сваи, погруженной в грунт, м; |
|
|
– диаметр лопасти сваи, м. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
Проекция площади лопасти для |
выдергивания определяется по формуле |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
2, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
где |
– |
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3) |
|
|||||||||
диаметра ствола сваи, м |
при |
расчёте для сжимания, определяется по формуле [3] |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
− 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 2 2. |
|
|
|
|
|
|
|
– |
|
(4) |
|
||||||||
|
|
Принимаем следующие параметры для грунтового якоря: диаметр лопасти сваи |
|
0,3 м; |
||||||||||||||||||||||||||||||
диаметр ствола сваи – 0,108 м; длина ствола сваи – 2м.
Фундаментальные и прикладные исследования молодых учёных: материалы Международной научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, 8-9 февраля 2017 г.
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН, ГИДРОПРИВОДОВ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
Основные параметры грунта это: тип грунта, показатель текучести и пористость. Для примерного расчета примем пластичную супесь, с показателем текучести 0,2 и пористостью
0,45. Тогда сила на выдергивание будет равна |
|
||||
на сжатие |
|
|
св = 82,434 кН; |
|
|
|
|
|
|
= 96,173 кН. |
|
Тогда коэффициент устойчивости с |
грунтовыми якорями будет равен |
||||
|
|
сс |
|
|
|
гя |
= |
м∙ 2+2 св∙ 4+2 сс∙ 1 |
= 2,025. |
||
|
|
г∙3 |
|
||
Заключение
Использование грунтовых якорей при работе грузоподъемных кранов существенно повышают устойчивость машины, кроме того грунтовые якори могут служить естественным заземлением крана при работе в аварийных условиях или в близи линий электропередач. Но требуется создание динамической модели для более точного определение влияния грунтовых якорей на устойчивость грузоподъемной машины.
Библиографический список
1.Система заземления и повышения устойчивости мобильной грузоподъемной машины с винтовыми опорами [Текст] / В. С. Щербаков, М. С. Корытов, Н. А. Камуз // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. – 2010. – Вып. 2 (16). – С. 5–8.
2.Кран стреловой автомобильный КС-35715 [Текст]: КС-35715.00.000 РЭ. – Иваново: ОАО «Автокран»
–274 с.
3.СТО 56947007-29.120.95-050–2010. Нормы проектирования фундаментов из винтовых свай. – Введ.
2010-18-06. – М.: ОАО «ФСК ЕЭС», 2010 – № 429. – С. 33.
4. СНиП 2.02.01–83*. Основные здания и сооружения. – Введ. 1985-09-12. – М.: ФГУП ЦПП, 2006. – |
293 |
46 с. |
|
|
ASSESSMENT OF THE STABILITY OF THE LIFTING MACHINE USING GROUND ANCHORS
I.S. Bychkov
Abstract. The article describes a system of ground anchors to improve stability. The theoretical experiment installation of ground anchors on the lifting machine. Detected Load factor of stability of the machine with ground anchors.
Keywords: ground anchor, stability, crane, pulling, punching.
Бычков Илья Сергеевич (Россия, г. Омск) – аспирант кафедры «Автоматизация производственных процессов и Электротехника» ФГБОУ ВО «СибАДИ» (644080 г. Омск, пр. Мира, 5 e-mail:
unique007@yandex.ru).
Ilya Bychkov (Russia, Omsk) - graduate student of "Automation of production processes and Electrical Engineering" VO "SibADI" (644080, Omsk, Mira, 5 e-mail: unique007@yandex.ru.).
Фундаментальные и прикладные исследования молодых учёных: материалы Международной научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, 8-9 февраля 2017 г.