1.1.3. Построение грузовой характеристики стрелового крана.

Схема нагрузок крана.

1. Общая схема.

Определим сумму моментов опрокидывающих сил в рабочем положении при минимальном вылете стрелы.

Условием устойчивости крана является выражение ≥ 1,4

Коэффициент должен быть в больше 1,4 без учета дополнительной нагрузки и уклона пути 1,5 с учетом всех нагрузок и уклонов пути. Расчет устойчивости производится в соответствии с гостом ГОСТ 1394-68.

M_уд. = G_н · b + G_пл · (b + l_пл) +G_пр · (b + l_пр) – G_стр · ( · cos α + (τ-b)- ∑P_вет · h_i

∑P_вет · h_i = W_р · (F_{непов.плат.} · h_н.п.+ F_пов.пл. · h_п.п.+ F_{против.} · h_{против.} + F_б. ·h_б + F_стрелы ·

· ( · sin α + h_р) + F_гр.· (h_р + L_стр. · sinα))

Где, G_н – вес элемента т, b – расстояние до точки м, L_стр.-длина стрелы м, l_пл- длинна элемента м, W_р – удельная ветровая нагрузка 250 н/м², F_{непов.плат}­- площадь

наветриваемой поверхности элементов конструкции крана м², h_{н.п ­}–высота от земли до центра тяжести элемента м, hi – плечо ветровой нагрузки относительно опорного контура м. h_р­ – расстояние от плоскости опорного контура до корневого шарнира стрелы м.

M_уд. = 265000 · 1,5 + 60000 · (1,5 + 1) + 280000 · (1,5 + 4) – 35000 ·( · cos 60º + (2,5-1,5) – 100825 = 1689175 Н · м

∑P_вет · h_i = 250 · (4 · 0,6 + 3,5 · 1 + 3 · 1,5 + 13 · 10 + 4 · ( · sin 60º + 19) + 3 ·

· (19 + 30 · sin 60º)) = 100825 Н

Определим сумму моментов сил опрокидывающих кран в рабочем положении, α =60º

М_опр = Q · (L_стр · cos60º – r - b) = Q · 11

Максимальная грузоподъемность крана при α =60º определяется из условия его грузовой устойчивости, ≥ 1,4

Коэффициент грузовой устойчивости принимаем в данной работе 1,4 уклоном крана пренебрегаем.

, ≥ 1,4 = = 109686,7 н = 11,18 Т.

Рассчитаем грузоподъёмность крана при угле подъема стрелы 45º

M_уд. = 265000 · 1,5 + 60000 · (1,5 + 1) + 280000 · (1,5 + 4) – 35000 ·( · cos 45º + (2,5-1,5) – 94862,5 = 1586463 Н · м

∑P_вет · h_i = 250 · (4 · 0,6 + 3,5 · 1 + 3 · 1,5 + 13 · 10 + 4 · ( · sin 45 + 19) + 3 ·

· (19 + 30 · sin 45)) = 94862,5 Н

М_опр = Q · (L_стр · cos45º – r - b) = Q · 17,21

≥ 1,4 = = 65844,71 н = 6,71 Т.

Рассчитаем грузоподъёмность крана при угле подъема стрелы 30º

M_уд. = 265000 · 1,5 + 60000 · (1,5 + 1) + 280000 · (1,5 + 4) – 35000 ·( · cos 30º +

(2,5-1,5) – 87100 = 1510750 Н · м

∑P_вет · h_i = 250 · (4 · 0,6 + 3,5 · 1 + 3 · 1,5 + 13 · 10 + 4 · ( · sin 30º + 19) + 3 ·

· (19 + 30 · sin 30º)) = 87100 Н

М_опр = Q · (L_стр · cos30 º – r - b) = Q · 21,98

≥ 1,4 = = 49094,96 н = 5,00 Т.

Рассчитаем грузоподъёмность крана при угле подъема стрелы 10º

M_уд. = 265000 · 1,5 + 60000 · (1,5 + 1) + 280000 · (1,5 + 4) – 35000 ·( · cos 10º + (2,5-1,5) – 74837,5 = 1461063 Н · м

∑P_вет · h_i = 250 · (4 · 0,6 + 3,5 · 1 + 3 · 1,5 + 13 · 10 + 4 · ( · sin 10º + 19) + 3 ·

· (19 + 30 · sin 10º)) = 74837,5 Н

М_опр = Q · (L_стр · cos10 º – r - b) = Q · 25,54

≥ 1,4 = = 40862,02 н = 4,16 Т.

Определим значение коэффициента собственной устойчивости при минимальном вылете стрелы 60º. ураганого ветра создающего опрокидывающий момент примем равным Wср. = 600 н/м2.

Показателем устойчивости будет выполнение неравенства ≥ 1,4

М_уд. = G_н · b₁ + G_пл · (b₁ – l_пл ) + G_б ·(b₁+ l_б) - G_пр · ( l_пр- b₁) +G_стр · ( · cos α +

+ (τ+b₁)

М_уд. = 265000·1,5 + 60000·(1,5-1) + 70000 · (1,5 + 1,6) – 280000 · (4 – 1,5) +

+ 35000 ·( · cos 60 + (2,5+1,5) )= 347000 Н · м

М_опр. = ∑P_{урагана} · h_i = W_c · S_пр · h_пр + W_c · S_нп · h_нп+ W_c · S_пл · h_пл+ W_c · S_б · h_б+

+ W_с · S_стр · ( · sin 60º + h_r) = 600 · ((3·1, 5) + (4·0, 6) + (3, 5·1) + (13·10) +

+4·( · sin 60º + 19)) =161016 Н · м

= = 2,15 ≥ 1,4.

Вывод. Неравенство выполняется, следовательно кран является устойчивым при воздействии на него ураганного ветра.