2.2.2. Проверка устойчивости крана при номинальных нагрузках

Реальные условия эксплуатации крана предполагает учет следующих нормативных нагрузок: нагрузки от силы тяжести номинального груза и силы тяжести крана, нагрузку от ветра рабочего состоянии, динамические нагрузки при повороте крана и при подъеме номинального груза. Влияние уклона опорной поверхности на устойчивость крана при работе на выносных опорах не учитывают.

Расчетное положение при проверке грузовой устойчивости показано на рис. 2.7. Грузовую устойчивость автомобильного крана, работающего на выносных опорах, проверяют по (2.8). Коэффициент т_о определяют по (2.10; 2.11).

Коэффициент перегрузки к, учитывающий влияние случайных составляющих нагрузок, при расчете грузовой устойчивости, определяют по формуле

к = 1 + к₁ к₂, (2.20)

где к₁ – коэффициент надежности при выполнении работ, не оговоренных особыми условиями, принимают к₁= 5;

к₂ ‑ коэффициент изменчивости нагрузки:

; (2.21)

М_о^Н – опрокидывающий момент составляющих нормативных нагрузок:

М_о^Н = М_гр^Н + М_вк^Н + М_вг^Н. (2.22)

Рис. 2.7. Расчетное положение автокрана при проверке грузовой устойчивости

Нормативную составляющую веса груза М_гр^Н = G_гр b_гр определяют исходя из грузоподъемности крана при заданном значении вылета.

Нормативную составляющую ветровой нагрузки F_вi на i-ю часть крана и груз G_гр определяют как статическую составляющую по ГОСТ 1451-77. Момент от нормативной составляющей ветровых нагрузок на кран вычисляют по формуле

М_вк^Н = ∑F_вi h_i , (2.23)

где F_вi = q_o S_i к_с n_i – сила давления ветра на рассматриваемую часть крана;

h_i – высота расположения центра давления ветра рассматриваемой части;

q_o = 125 Па – нормативное давление ветра рабочего состояния;

S_i – наветренная площадь элемента крана, ограниченная его контуром;

к_с – коэффициент сплошности элемента конструкции крана;

n_i – поправочный коэффициент, зависящий от высоты рассматриваемого элемента крана над уровнем земли.

Момент от нормативной ветровой составляющей на груз вычисляют по формуле

М_вг^Н. = F_вг h_г , (2.24)

где h_г – высота точки подвеса грузового крюка над опорным контуром. Наветренную площадь груза в зависимости от грузоподъемности принимают по табл. 2.6.

Таблица 2.6

Расчетная наветренная площадь груза

Gгр , т	10	16	25	32	40	63
Sгр , м^2	10	14	18	20	22	28

Среднеквадратичные отклонения случайных составляющих нагрузок учитывают следующие моменты:

∑ М_si² = М_sгр²+ М_sвк² + М_sвг²+ М_sпг²+ М_sвр² , (2.25)

где М_sгр – момент от среднеквадратичного отклонения случайной составляющей веса груза.

М_sгр = к_с1 ∙М_гр^Н. (2.26)

к_с1 принимают для автомобильных кранов при грузоподъемности до 10 т,

к_с1= 0,05; при грузоподъемности до 25 т - к_с1 = 0,04; при грузоподъемности свыше 25 т - к_с1 = 0,03.

М_sвк – момент от среднеквадратичного отклонения случайной составляющей ветровой нагрузки на кран.

М_sвк = 1,25 к_псв ∙ М_вк^Н. (2.27)

к_псв – коэффициент пульсации ветра. Для автомобильных кранов без гуська к_псв = 0,12.

М_sвг – момент от среднеквадратичного отклонения случайной составляющей ветровой нагрузки на груз.

М_sвк = 0,1 М_вг^Н. (2.28)

М_sпг – момент от среднеквадратичного отклонения динамической нагрузки при работе механизма подъема.

М_sпг = к_дп ∙ М_гр^Н, (2.29)

где к_дп – коэффициент динамичности.

; (2.30)

А₀= G_кр∙ h_цтк+ G_гр∙ h_гр – потенциальная энергия системы "кран-груз";

J₀ = (G_кр/g)(a²+h_цтк² )+(G_гр/g)(b²+h_гр²) – момент инерции системы "кран-груз" относительно ребра опрокидывания;

к_р – коэффициент режима включений механизма подъема груза, численно равен индексу режима работы крана. Для автомобильных кранов минимальное значение к_р = 4, максимальное к_р = 8.

v_гр – скорость подъема (опускания) груза;

к_у – коэффициент управления. Для автомобильных кранов с гидравлическим приводом к_у = 0,45.

М_sвр – момент от среднеквадратичного отклонения динамических нагрузок, возникающих при работе механизма поворота. Для автомобильных кранов

М_sвр= 0,08G_гр ∙ h_гр . (2.31)