10.3 Расчет устойчивости самоходного автокрана

Для безопасной работы передвижные стреловые краны должны обладать надлежащей устойчивостью, исключающей возможность их опрокидывания. Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов предусматривается проверка расчетом монтажных кранов на устойчивость.

При расчетах кранов различают устойчивость грузовую, то есть устойчивость крана от действия полезных нагрузок при возможном опрокидывании его вперед в сторону стрелы и груза, и собственную, то есть устойчивость крана при отсутствии полезных нагрузок и возможном опрокидывании его назад в сторону противовеса.

Схема для расчета грузовой устойчивости выбранного самоходного автокрана КС-45717К-1 приведена на рис. 10.4

Грузовая устойчивость самоходного крана должна соответствовать условию:

К₁М₂≤М_n, (10.4.1),

где К₁ – коэффициент грузовой устойчивости, применяемый для горизонтального пути без учета дополнительных нагрузок равным 1,4, а при наличии дополнительных нагрузок(ветер, инерционные силы) и влияния наибольшего допускаемого уклона пути – 1,15;

М₂ – момент, создаваемый рабочим грузом относительно того же ребра опрокидывания, Т*м;

М_n – момент всех прочих (основных и дополнительных) нагрузок, действующих на кран относительно того же ребра с учетом наибольшего допускаемого уклона пути, Т*м.

Величину грузового момента определим по формуле:

М₂=Q(a-b)=900(10-2)=7200 км.ч, (10.4.2),

где Q=900 кг – вес наибольшего рабочего груза;

а – расстояние от оси вращения крана до центра тяжести наибольшего рабочего груза, подвешенного к крюку, при установке крана на горизонтальной плоскости, м;

в – расстояние от оси вращения крана до ребра опрокидывания, м.

Величину удерживающего момента М_n, возникающего в кране от действия основных и дополнительных нагрузок, находим из выражения:

М_n=М'_в-М_у-М_ц.с.-М₄-М_в=59917,2-2741,5-69,08-48,92-760=56297,7 кг.м,(10.4.3)

где М'_в – восстанавливающий момент от действия собственного веса крана:

М'_в=G(b+c)cosα=20000(2+1)cos3=59917,2 кг.м,(10.4.4)

где G=20000 кг – вес крана;

с=1м – расстояние от оси вращения крана до его центра тяжести,

α – угол наклона пути крана в радиусах; для передвижных стреловых кранов, а также кранов-экскалаторов α=3° при работе без выностых опор и α=1,5° при работе с выностными опорами; для башенных кранов α=2° при работе на временных путях и α=0° при работе на постоянных путях;

М_у – момент, возникающий от действия собствеенного веса крана при уклоне пути:

М_у=G*h₁*sinα=20000*2,6*sin3°=2741,5 кг.м, (10.4.5)

где h₁ – расстояние от центра тяжести крана до плоскости, проходящей через точки опорного контура, м;

М_ц.с. – момент от действия центробежных сил:

М_ц.с.= кг.м., (10.4.6)

где n – число оборотов крана вокруг вертикальной оси в мин.,

h – расстояние от оголовка стрелы до плоскости, проходящей через точки опорного контура, м;

H – расстояние от оголовка стрелы до центра тяжести подвешенного груза( при проверке на устойчивость груз приподнимают над землей на 20-30см);

М₄ – момент от силы инерции при торможении опускающего груза:

М₄= кг.м., (10.4.7)

uде υ – скорость подъема груза в м/с(при наличии свободного опускания груза расчетную величину скорости принимают равной 1,5М/с);

g =9,81 м/с² –ускорение силы тяжести;

t - время неустановившегося режима работы механизма подъема(время торможения груза), равное 3с;

М_в – ветровой момент:

М_в=М_в.к.+М_в.г.=W*ρ+W₁*ρ₁=100*2,6+50*10=760 кг.м, (10.4.8)

где М_в.к. – момент от действия ветра на кран;

М_в.г. – момент от действия ветра на подвешенный груз;

W – сила давления ветра, действующего параллельно плоскости, на которую установлен кран, на наветренную площадь груза, кг;

W₁ – сила давления ветра, действующего параллельно плоскости, на которой установлен кран, на наветренную площадь груза, кг;

ρ=h₁ и ρ₁=h – расстояние от плоскости, проходящей через точки опорного контура, до центра приложения ветровой нагрузки, м.

Величину коэффициента грузовой устойчивости крана, не предназначенного для перемещения с грузом, определим по формуле:

К₁= >1,15(10.4.9)

Таким образом, расчет показал, что устойчивость самоходного автокрана обеспечена.

Рис. 10.4 Схема для расчета грузовой устойчивости самоходного