5.3. Особенности расчета козловых кранов

Расчетные основные сочетания нагрузок козловых кранов приведены в табл. 5.1.

Расчеты механизмов подъема и передвижения тележки козло­вых кранов почти не отличаются от соответствующих расчетов мо­стовых кранов. Некоторые отличия имеет только расчет механизма передвижения. В кранах без консолей нагрузки на ходовые колеса определяют так же, как нагрузки в мостовых кранах. При расчете козловых кранов особенно важно учитывать нагрузки от давления ветра и силы инерции при торможении тележки. Нагрузки на опоры козловых кранов с консолями определяют для случая, когда тележка с грузом находится на конце консоли. Согласно схеме на рис. 5.18 реакция опоры В

где G_М — вес моста крана; Q — вес груза; G_Т — вес тележки; F_К — давление ветра, действующее на кран; F_Г — давление, действующее на груз; Р_ИН — сила инерции при торможении тележки.

Реакция опоры

Сопротивление передвижению крана

где D — диаметр ходовых колес крана; β — коэффициент, учитывающий сопротивление реборд; F_К и F_Г — давление ветра, действующее на кран и груз.

Устойчивость козловых кранов проверяют на опрокидывание в продольном и поперечном направлениях относительно кранового пути с учетом ветровой нагрузки при торможении и сил инерции.

При торможении движущегося крана или при наезде на упоры в конце пути коэффициент устойчивости определяют по уравнению

где G — вес крана; Q — вес груза; Р_ИН — сила инерции; F — ветровая нагрузка в рабочем состоянии крана (определяют по ГОСТ 1451—77); l — база крана; h — высота до центра тяжести крана; р — расстояние от уровня головок рельсов до точки приложения равнодействующей ветровой нагрузки.

Рис. 5.18. Схема к определе­нию нагрузок на опоры коз­ловых кранов и расчету на опрокидывание поперек кра­нового пути

Коэффициент устойчивости должен быть не менее 1,15.

Силу инерции можно определить следу­ющим образом:

где v — скорость движения крана, м/с; t — время тор­можения, обычно t=З-8 с.

Грузовая устойчивость в направлении, перпендикулярном к направлению пути (см. рис. 5.18):

где G_М — вес моста; G_Т — вес тележки; F_K — ветро­вая нагрузка на кран в направлении, перпендикулярном направлению пути; F_Г — ветровая нагрузка на груз; P_ИН - сила инерции при торможении тележки; h—расстояние от уровня головки рельсов до центра тяжести тележки; p — расстояние от головки рельсов до точки при ложения равнодействующей ветровой нагрузки; Q — масса груза; а, b, с — расстояния, определяемые по рис. 5.18.

Рис. 5.19. Схема к расчету устойчивости козлового крана в продольном на­правлении относительно кранового пути

Коэффициент грузовой устойчивости должен быть не менее 1,4.

При выборе параметров проектируемого крана рекомендуется пролет (м) выбирать из следующего ряда чисел: 10—12; 5—16—20— 25—32—40. При выборе длины консолей необходимо учитывать тре­бования, приведенные в работе [16].

Обычно вылет консолей принимают из расчета удобной загрузки или разгрузки тех или других транспортных средств. Установлено, что грузовой крюк тележки, расположенной на консоли, может на 200—300 мм не доходить до края платформы транспортного средства. Иногда вылет консоли определяют из условия временного размеще­ния под ней груза (например, контейнеров). Следует уменьшать вылет консолей. Если исходить из условия, что изгибающие моменты и прогибы от одной и той же подвижной нагрузки, действующей в середине пролета и на консоли, будут одинаковы, то длина консоли должна составлять 1/3 длины пролета. Следует также учитывать, что при длине консолей более 0,25—0,30 длины пролета, при выходе тележки на консоль не всегда обеспечивается сцепление ходовых колес противоположной опоры.

Высоту подъема крюка выбирают исходя из высоты груза и операций, для которых предназначен кран. Обычно эту высоту при­нимают не менее 7,0—10 м. Требование улучшения обзора рабочей площади приводит иногда к необходимости увеличения высоты крана. Размеры базы крана (расстояние между осями колес, а при наличии балансирных тележек — расстояние между осями балансиров) опре­деляют из расчета возможности перемещения грузов между стойками опоры. Обычно отношение пролета к базе принимают L/а≤3-4. Для кранов легкого режима работы L/а≤5-6. Если краны исполь­зуют на складах, на которых груз подается безрельсовыми транспорт­ными средствами (автомашины, перегружатели, электрокары), то для удобства их передвижения рельсы крановых путей заглубляют. В этом случае ходовые тележки должны иметь клиренс не менее 100 мм. В обычных условиях (рельсы не заглублены) такое же рас­стояние должно быть выдержано между нижней точкой подкрановой тележки и головкой рельса.

Козловые краны в основном работают в среднем режиме. Только краны, работающие на контейнерных площадках и на складах сыпучих материалов, работают в тяжелом режиме.