Грузовая устойчивость
Кран при проверке грузовой устойчивости устанавливается в следующее положение: Груз опускается и затормаживается, а стрела занимает крайнее нижнее положение (угол около 15° к горизонту). При таком положении стрелы момент сил, удерживающих кран от опрокидывания, принимает минимальное значение.
Ветровые нагрузки предполагаются действующими со стороны противовеса. Определение ветровых нагрузок при проверке грузовой устойчивости производится с использованием нормативной величины ветрового давления рабочего состояния крана, которая значительно меньше, чем для не рабочего состояния и равна для 3-го района 150 МПа. Если скорость ветра превышает допустимую по нормам величину, работа крана прекращается.
Вследствие торможения механизмов на кран и груз будут действовать горизонтальные силы.
При вращении поворотной части крана на элементы крана и груз действуют центробежные силы. Поскольку предполагаются небольшие скорости поворотного движения, то можно пренебречь центробежными силами.
Таким образом, с учетом указанных нагрузок, действующих на работающий кран, коэффициент грузовой устойчивости можно определить по формуле
Для решения задачи, поставленной в данной работе, преобразуем указанное уравнение в неравенство:
момент
силы тяжести массы крана в рабочем
состоянии относительно ребра опрокидывания
К,
момент
ветровых сил рабочего состояния
относительно ребра K1
сумма
моментов инерционных сил относительно
ребра K1
момент
силы тяжести массы груза относительно
ребра Κ1
коэффициент
грузовой устойчивости;
момент
центробежных сил, согласно сказанному
ранее, в расчётах не учитывается.
Величина коэффициента грузовой устойчивости К, согласно правилам Госгортехнадзора должна составлять не менее 1.15. Физический смысл этого коэффициента приближённо можно трактовать следующим образом; величина его показывает; во сколько раз может быть превышена номинальная грузоподъёмность крана до наступления опрокидывания; при этом не учитывается, что моменты М,„ и М„ рассчитываются исходя из номинальной массы груза.
Момент силы тяжести массы крана (без крюковой обоймы) равен:
Момент ветровых нагрузок определяется по формуле:
ветровая
нагрузка, приложенная к отдельному
элементу крана: к стреле, и к башне
ветровое
усилие, приложенное к грузу;
ордината
точки приложения ветровой нагрузки;
высота
оголовка стрелы;
Момент горизонтальных инерционных сил равен:
замедление
крана при торможении механизмов хода;
Q - масса груза;
Момент вертикальных инерционных сил равен:
замедление
груза при торможении механизма подъема;
вылет
крюка;
Коэффициент 1,05 учитывает массу крюковой обоймы и грузозахватных приспособлений;
Момент силы тяжести груза равен:
Исходя из условия грузовой устойчивости, можно решить обратную задачу, а именно определить допустимую массу груза при заданном вылете крюка L и заданной величине коэффициента грузовой устойчивости. После подстановки выражения в неравенство условие грузовой устойчивости приобретает вид:
Решение последнего неравенства относительно 0 позволяет получить искомую зависимость для грузоподъёмности:
