11.6. Устойчивость кранов

Свободно стоящие стреловые краны, не закрепленные на фун­даменте или стене здания, подвержены действию внешних нагру­зок в процессе выполнения грузоподъемных операций, а также в нерабочем состоянии, определенное сочетание которых вместе с силами тяжести составных частей кранов может привести к их опрокидыванию. Способность кранов противостоять опрокидыва­нию относительно некоторой общей с основанием оси (ребра опрокидывания) называют устойчивостью. Условием устойчивости является равенство опрокидывающих (М_опр) и удерживающих (М_уд) кран моментов сил относительно возможного ребра опрокидыва­ния или превышение второго над первым: М_уд > М_опр.

Различают продольную при возможном опрокидывании в про­дольной плоскости ходового оборудования и поперечную устой­чивость — в поперечной плоскости. При проверке продольной ус­тойчивости в качестве ребра опрокидывания принимают ось, про­ходящую через точки контакта передних или задних колес — для колесных кранов без выносных опор, центры опорных поверхно-

стей передних или задних выносных опор — для кранов с вынос­ными опорами, крайние (в передней или задней частях) точки опорного контура — для гусеничных кранов. При проверке попе­речной устойчивости ребро опрокидывания проходит через те же точки, но взятые попарно на одной из боковых сторон ходового оборудования. Устойчивость крана с грузом на крюке называют грузовой, а без груза — собственной устойчивостью.

Так, устойчивость проверяют для следующих состояний крана (рис. 11.22): грузовую — при работе крана с грузом (см. рис. 11.22, а)\ собственную — для рабочего состояния крана без груза с предель­но поднятой стрелой (см. рис. 11.22, б); для нерабочего состояния (см. рис. 11.22, в и г). Состояние (см. рис. 11.22, в) является расчетным в случае, если у кранов в нерабочем состоянии допускается свобод­ное вращение поворотной части, которая под действием ветра зай­мет положение, показанное на рис. 11.22, в. Кроме того, устойчивость проверяют для случая внезапного обрыва груза (см. рис. 11.22, д), когда кран может опрокинуться в сторону, противоположную рабочему оборудованию, вследствие преобразования накоплен­ной в предшествующем расчетному случаю нагруженном состоя-

Рис. 11.22. Схемы для расчета устойчивости свободно стоящих кранов: ³— грузовой; б— собственной; в, г,— в нерабочем состоянии; д— в случае отрыва груза; е— при монтаже (демонтаже); ж— при неполностью смонтированном блоке

нии потенциальной энергии в кинетическую энергию опрокиды­вания крана. Устойчивость проверяют также при монтаже (демон­таже) крана — в начале монтажа или в конце демонтажа в момент отрыва монтируемого блока от земли (см. рис. 11.22, е) и при вертикально установленном, но не полностью смонтированном блоке (см. рис. 11.22, ж).

Устойчивость проверяют для наиболее неблагоприятных усло­вий состояния крана: при наиболее неблагоприятном в отноше­нии опрокидывания сочетании действующих на кран нагрузок при расположении крана на наклонной в сторону возможного опро­кидывания поверхности. При расчете учитывают упругую дефор­мацию элементов крана под действием приложенных к нему сил, деформацию кранового пути (для рельсово-колесных кранов), а также просадку основания под опорными элементами крана.

Удерживающий момент в начальной стадии монтажа форми­руется только силой тяжести элементов нижней части крана G_H (см. рис. 11.22, е), а во всех других случаях — силами тяжести всех элементов крана. Опрокидывающий момент создается силой тя­жести груза (только при проверке грузовой устойчивости), вет­ровой и инерционными нагрузками при подъеме груза и пере­движении крана, а для случая (см. рис. 11.22, ё) — силой тяже­сти поднимаемого блока G_n. Расчетную массу груза принимают равной грузоподъемности крана. Ветровую нагрузку для случаев (см. рис. 11.22, а, б ид) принимают по нормам рабочего состоя­ния, для всех других случаев — по нормам нерабочего состояния. Последняя примерно в 3,6 раз больше ветровой нагрузки рабоче­го состояния. Расчетная ветровая нагрузка направлена в сторону возможного опрокидывания. Инерционные нагрузки определяют в соответствии с инерционными параметрами (массами и момен­тами инерции) движущихся элементов привода, груза и крана в целом, а также динамическими характеристиками привода.

Грузовую устойчивость проверяют расчетом и испытанием из­готовленного крана по Правилам Госгортехнадзора при приемоч­ных испытаниях на предприятии-изготовителе и при техническом освидетельствовании на строительной площадке. Остальные виды устойчивости проверяют только расчетом. Параметры устойчиво­сти рассчитывают в соответствии с нормативной документацией головных научно-исследовательских организаций, согласованной с Госгортехнадзором РФ.