2. Нагрузки и основы расчета гпм.
Расчеты ГПМ должны соответствовать требованиям Правил Госгортехнадзора, а также ГОСТам, ОСТам и РТМ.
При расчете механизмов ГПМ и их элементов необходимо учитывать все возникающие в процессе работы нагрузки, возможное совпадение действия этих нагрузок: определять наиболее опасные их сочетания и по ним проводить расчет на прочность, жесткость и выносливость.
Расчетные нагрузки:
- весовые нагрузки (вес груза, собственный вес крана и его элементов, испытательная нагрузка);
- метеорологические нагрузки (ветровые, снеговые, от обледенения, от изменения температуры окружающей среды);
- динамические нагрузки ( при разгоне и торможении крановых механизмов, при наезде крана, тележки и др. элементов крана на упоры, от центробежных сил при вращении крана, при прохождении колесами стыков рельсов, при внезапном снятии нагрузки);
- сейсмические;
- транспортные;
- монтажные;
- нагрузки на площадки, лестницы, мостики;
- специфические нагрузки (например, от качки при волнении для плавучих кранов и т.д.).
Расчетное сочетание нагрузок.
Механизмы и м/к обычно рассчитывают для трех предельных случаев нагружения (таблица 2).
I - максимальные нагрузки рабочего состояния (расчет на прочность и жесткость);
II - эквивалентные нагрузки рабочего состояния (расчет на ограниченную выносливость по заданной долговечности);
III - нагрузки нерабочего состояния (расчет на прочность и жесткость).
Таблица 2
|
Нагрузки |
Случай нагружения |
||
|
I |
II |
III |
|
|
Вес: Номинальный груз Конструкция ГПМ снег и слой льда Сила инерции Ветровая Рабочего состояния Нерабочего состояния |
+ + + +
+ - |
+ + - +
+ - |
- + + -
- + |
Примечание: 1) При работе кранов в районах возможных землетрясений необходимо учитывать сейсмические нагрузки при нерабочем состоянии крана:
Рс = Кс Gкр , (4)
где Рс - горизонтальная сила инерции;
Кс - сейсмический коэффициент;
Gкр - вес крана.
При монтаже и перевозке кранов кроме указанных выше нагрузок возникают особые монтажные и транспортные нагрузки, которые необходимо учитывать при проверочном расчете кранов, а также при составлении проекта монтажа крана и при выборе мест расположения опор и способов крепления перевозимых элементов крана.
Запасы прочности. Допускаемые напряжения.
Расчет прочности деталей механизмов ГПМ для всех случаев нагружения проводится по формуле:
;
(5)
где max - максимальное напряжение;
[] - допускаемое напряжение;
0 - разрушающее напряжение.
т
- для пластичных материалов предел
текучести
0
в
- для хрупких материалов предел прочности
n = n1 n2 n3 - коэффициент запаса.
n1 - коэффициент, учитывающий влияние внутренних пороков материала на усталостную прочность:
n1
= 1.3 - стальные
отливки;
при расчете на выносливость
n1 = 1.1 - для проката;
n1 = 1.0 - при расчете на прочность.
n2 - коэффициент, учитывающий назначение ГПМ;
n3 - коэффициент, учитывающий режим работы крана (механизмов);
n3 = 1.0 - для всех механизмов с ручным приводом, для режима Л;
n3 = 1.1 - для механизмов со средним режимом работы;
n3 = 1.2 - для тяжелых режимов;
n3 = 1.3 - для весьма тяжелых режимов.