Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Строительные краны

..pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
36.43 Mб
Скачать

Ориентировочные размерные параметры башенных кранов (Нп — высота подъема при наибольшем вылете в м; Rc — наибольший вылет в м\

Q — наибольшая грузоподъемность в т)

П ар ам етр

Б аш енны е краны

Баш енны е краны

с п овор отн ой баш ней

с п ов ор отн ой Г О Л О В К О Й

 

Габаритные размеры поперечного сечения башни квадрат со стороной

Поперечное сечение трубчатой башни — труба с наружным диаметром

Габаритные размеры поперечного сечения решетчатой стрелы (в среднем сечении):

подъемной с концевым бло­ ком — прямоугольник с отно­ шением основания к высоте 1,3 — 1,5 и основанием

горизонтальной с подвижной грузовой кареткой, квадрат или треугольник углом вниз, высотой.

Поперечное сечение трубчатой стрелы:

подъемной с концевым бло­ ком и развилкой у пяты на

1 расстоянии ~ — длины стре­

лы, труба наружным диамет­ ром

горизонтальной с подвижной грузовой кареткой, с учетом наличия ездовой балки и бо­ ковых растяжек, труба на­ ружным диаметром

Высота от головки рельса до шар­ нира пяты стрелы:

при подъемной стреле .

при горизонтальной стреле. . Высота головки башни (от центра пяты стрелы, до центра верхних блоков); большие значения от­ носятся к кранам большей гру­

зоподъемности

Расстояние от оси вращения кра­ на до оси башни

Расстояние от оси башни до оси пяты стрелы

Нп

Нп

D6 = (0.9+ 1,1)-^-

Се = (0,9 -г- 1.1) Нс

hc — (0,9 -т- 1,1)

Rc

2 2

D ,-< 0,9+1,1) —

_

,Л _ ,

Rc

Dc =

(0,9- M,l)

 

hn = Hn

 

hn = Hn +

/3Q

^гол= (0,8-т- 1,2) ^ g

=

/ 1 1

1

a6

( 1 , 1

-5- 1 , 2 )

D6

*6 = ( 1 . 1 - * - 1 , 2 ) - ^ -

*o= - у - + 0,2 м;

*o = -y - + 0-2 M

аб = (0,9 -т-1,1) Нп

нп

D6 = (0,9 -г- 1»1) "~"

Сс = (0,9 -5-1,1) Rc

hc = (0,9-*-1,1) Rc

Dc = (0,9 -f- 1,1) R c

Dc = (0,9 l ,l1) Rc

hn = Hn

hn= H n+ 3/ Q

Rc ^гол= Ф ^ ~ ^>2) gg

dfj

x0 = — + 0 , 2 M \

x0 = -y - + 0 , 2 м

Параметр

Башенные коаны

Башенные краны

с поворотной оашней

с поворотной головкой

Расчетная длина противовесной консоли от оси вращения крана до центра контргруза

Длина распорки от оси вращения крана до оси блока (большие значения относятся к кранам меньшей грузоподъемности) .

Колея и база ходовой части крана

К X Б

ВПк =

(0,9 4-1,1) - у -

Lp = (0,11ч- 0,16) Нп

 

К х5=(0,95-т-1,05)—^ X К х Б =

(0,95-г 1,05)—

О

6

Угол наклона подъемной стрелы

к горизонту при Rc макс Rc мин

Расчетная длина стрелы:

подъемной

горизонтальной

Ориентировочный диаметр опорно­ го поворотного круга .

Ширина поворотной платформы.

Радиус хвостовой части поворот­ ной платформы

X (0,95 -т-1,05) - г -

 

>

 

О

II .со

1Ю—

О

 

О

Ln Rc — X6 — Х0

cos Рлцк

Lac = Rc — xб — * 0 + у'" Q

DonK = (1.45 -v-1,55) аб В = (0,75 1) К, но не более 3,1 м

* « = (!. 1 + 1.2) Lp

X (0,95-н 1 ,0 5 )-^ -

Р _

15°

Н

7()о

Ln

R c - X о

COS §мин

Lsc = Rc- x 0 + y Q

Б>0пк = (1 »45 -т- 1,55) a.Q

Т а б л и ц а 19

Расчетные формулы для определения ориентировочного веса башенного крана и весов его отдельных элементов — общий вес крана в т ; Мгр = QRC— грузовой момент крана в тм; Q — грузоподъемность наибольшая в т; Rc — вылет крюка от оси вращения при наибольшей грузоподъемности в м; Н — высота подъема груза наибольшая в м )

Параметр

Башенные краны

Башенные краны

с поворотной оашней

с поворотной Г О Л О В К О Й

Общий вес крана:

 

 

 

3/ 7 Г

 

 

*/Т

с подъемной стрелой

 

 

 

 

 

 

о«о,зш гр1 /

0 * 0,335Мгр у

с горизонтальной стрелой

 

 

У ~

н

 

 

V 7

0=0,335М гр- | /

О*0,36УИгр1 /

Укрупненное распределение обще­

 

 

 

 

 

 

 

 

го веса крана:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

металлоконструкции

 

GM.K =

0.41G

 

GM.K =

0,410

 

механизмы и электрооборудо­

GMex ~

0,25G

G^iex

 

 

вание

 

0.25G

 

балласт и контргруз

общего

Gea.i =

0,34G

 

^бал =

0,34G

 

Детальное распределение

 

 

 

 

 

 

 

 

веса крана:

кранов с

 

 

 

 

 

 

 

 

А. Металлоконструкции

 

 

 

 

 

 

 

 

подъемной стрелой:

 

Gc ^

0,035G

 

Gc =

0,035G

 

стрела

 

 

 

б аш н я .......................................

G6 ^

0 ,13G

 

G6 ^

0 ,16G

 

Параметр

поворотная платформа .

неповоротная рама

 

консоль контргруза

. .

портал .

Б. Металлоконструкции

кранов с

горизонтальной стрелой:

стрела

 

башня

 

поворотная платформа

 

неповоротная рама.

 

консоль контргруза

. . .

портал

В. Механизмы кранов с подъемной

стрелой:

подъема груза . . .

лебедка

лебедка

механизма

изменения

вылета

. .

. . .

механизм вращения

поворот­

ной части. . .

 

механизм передвижения крана грузовой полиспаст и крюк. стрелоподъемный полиспаст. . ходовые тележки и колеса (4 комплекта) .

кабина управления Г. Механизмы кранов с горизон­

тальной стрелой:

 

. .

лебедка

подъема груза

лебедка механизма

изменения

вылета

. .

. . .

карет­

лебедка

передвижения

ки по стреле .

механизм вращения поворот­ ной части. ...............................

механизм передвижения крана грузовой полиспаст и крюк. стреловой полиспаст

каретка

грузовая

.

. . .

ходовые

тележки

и

колеса

(4 комплекта) . .

 

 

кабина управления

 

 

Д.Балласт:

контргруз.

Башенные краны с поворотной оашней

G n .n s

0,10

GH.p =

0,145G

Gc s 0.05G G6 sO,13G G„.„ s 0.09G GH.p s 0.14G

GA.S S 0.04G

G .,.c s 0.04G

0M.g — 0,03G 0M.n — 0,04G

Gn . z s 0,005G Gn . c 0,005G

GX .T = 0,07G

GK. y s 0,02G

GA.a s 0,03G

GA,C = 0,03G

Gjt.rc s 0,02G

GM. e ^ 0,03G

GM.II = 0,04G Gn.e = 0,005G

Gn .c = 0,005G GK. a = 0,01G

GX.T = 0,06G GK. y ^ 0,02G

GK.a s 0.34G

Башенные краны с поворотной головкой

_

G nK ^ 0.065G Gn ^ 0,15G

Gc ^ 0,05G Gg = 0 ,15G

GK.K —0,07G G n = 0 ,14G

GA. 2 s 0,04G

G4.C S 0,04G

GM. e = 0,03G

G „.„-0,04G

G n . e = 0,005G

G n . c — 0,005G

GX .T = 0,07C

GK. y £ 0,02G

Ga . 2 ^ 0,03G

Gji.c = 0,03G

GA . K = 0,02G

GM.e = 0,03G

GM-п 0,04G

G n .s = 0,005G

G n . c = 0 ,005G

GK.e = 0.01G

GX.T = 0,06G

GK. y ^ 0,02G

GOOA = 0,24G

G/c.g = 0 ,1G

При пользовании формулами табл. 18 и 19 и аналогичными для дру­ гих типов кранов следует иметь в виду, что они являются обобщенными для всего диапазона грузоподъемностей, не могут полностью отражать специфику каждого конкретного крана и должны корректироваться пу­ тем сопоставления с фактическими данными выполненных конструкций и результатами расчета устойчивости. Вес отдельных элементов крана наносится на масштабную схему крана в местах расположения этих эле­ ментов. Затем определяются абсциссы относительно оси вращения и ординаты от основания их центров тяжести.

Все эти данные могут быть сведены в общую ведомость (табл. 20) для удобного подсчета статических моментов, а затем и координат цент­ ра тяжести крана. Соответствующие подсчеты целесообразно выполнять для нескольких положений стрелы, например положений наибольшего, среднего и минимального вылетов (табл. 21).

 

 

 

 

Т а б л и ц а 20

Сводные

данные для подсчета положения центра тяжести крана

 

 

 

 

Статический момент

 

Наименование

Вес

относительно оси

вращения

 

 

элемента крана

G. в т

 

 

 

 

 

 

абсцисса

момент

ордината

момент

 

 

г ъ м

Мг в тм

h в м

в тм

2G, = Ш г = Ш н =

 

 

г

Ш г

м h =

 

 

м.

 

 

 

ZGi

ZGi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

21

 

Сводные данные по определению положения центра тяжести крана

 

 

 

 

Положение

 

EGi.

ш г

™ h

h

При максимальном вылете крюка

Rc =

м

 

 

 

При вылете крюка, соответствующем максимально­

 

 

 

му грузу Rc =

. м

. . . . м

 

 

 

 

При среднем вылете крюка ... Rc =

 

 

 

 

При положении каретки в середине пролета до рас-

 

 

 

чала

RK=

м

 

 

 

 

 

 

Без учета веса стрелы

 

 

 

 

 

Только

поворотной

части крана и при максималь­

 

 

 

ном вылете

крюка

 

 

 

 

 

Вес номинального груза соответствует номинальной грузоподъемно­ сти крана. При расчете механизмов подъема груза дополнительно к весу груза учитывают вес нормальных грузозахватных приспособлений, рав­ ных примерно 0,05 от веса полезного груза. Вес грейферов, траверз и специальных захватов включается в номинальную грузоподъемность крана.

При переменной грузоподъемности крана для всех вылетов учиты­ вается грузоподъемность, соответствующая этим вылетам.

Инерционные нагрузки. Вертикальная инерционная нагрузка возни­ кает при подъеме или опускании груза. Наибольшее значение она полу­ чает при торможении опускающегося груза:

Р2Н= (<? + <7)

— ^ 0. 107Q

КГ,

ё

t*T

t*T

где Q + q ^ 1,05Q кГ — вес груза

и подвесных

приспособлений крана;

g — 9,81 м/сек2—ускорение силы тяжести;

 

v2— расчетная скорость опускания груза в м/сек;

t Te — время торможения в сек

(tT « 1 сек).

 

Нормальная горизонтальная инерционная сила возникает при пере­ движении крана. Наибольшее ее значение имеет место при резком пуске или торможении механизма передвижения крана.

Движение происходит обычно при стреле, направленной вперед по движению. Расчетным является случай торможения крана.

Для груза нормальная горизонтальная сила инерции

Р$Н =

2S 0,107Q

кГ.

g

t"т

tlт

Место приложения — головка стрелы.

Для крана в целом нормальная горизонтальная сила инерции

PZ = _£SL On-s

0,102GK„ -Sa кГ,

S t "

t"

где GKP— вес крана в кг;

vn — расчетная скорость передвижения в м/сек; t* — время торможения (/" ~ 2-^-3 сек) .

Место приложения этой силы — центр тяжести крана.

Аналогично могут быть определены горизонтальные силы инерции для отдельных элементов. Для каждого из них

р ‘ин= * ^ 1 " КГ. 8 t%

Место приложения — центр тяжести соответствующего элемента. Центробежные горизонтальные силы инерции возникают при враще­

нии поворотной части крана; величина центробежной силы инерции за­ висит от радиуса размещения массы относительно оси вращения:

Рц = tmo2R =

Gn2

п2

Q ^

Gn2R

кГу

 

 

 

g

900" К =

900

 

где G — вес тела в кг;

m — его масса;

п — угловая скорость вращения

поворотной части крана в об/мин; R — расстояние от оси вращения до

центра тяжести в м.

 

 

 

 

 

 

 

г{ (см. табл. 20).

Для всех элементов крана, кроме стрелы, R ^

Для стрелы весом Gc кг длиной Ьс м центробежная сила

с

Gc

п2п2 /

 

,

Lc sin 6 \

_

РЦ

~~g

900~ Г оН

2

)

 

SL JLOL

(2х0+

 

Lcsin 0) кГ.

 

g 1800

v

0

 

с

7

 

Плечо приложения (абсцисса) центробежной силы массы стрелы

 

_

Lc

Зх0 +

2Lc sin 0

#

 

 

4

3

2х0 +

Lc sin 0

 

 

ордината приложения центробежной силы

 

 

 

 

Исц = 1цcos0,

 

 

где х0— расстояние в м от оси

вращения поворотной части до пяты

стрелы; 0 — угол наклона стрелы к вертикали.

Центробежная сила массы груза приложена к головке стрелы: ввиду относа груза (при вращении) от оси вращения центробежную силу груза следует подсчитывать по формуле

Plp = mMR_ . кГt

где

т = q ; R = xQ+ Lcsin 0;

6

k4^ ---- ----- — коэффициент, учитывающий увеличение R ввиду

n2lle. с

900

относа груза от вертикали; Лг.с — ордината головки стрелы.

Касательные силы инерции возникают при разгоне или торможении вращательного движения поворотной части:

Р ин.кас М zmR кГ.

т в?

Касательные силы инерции масс груза, части блоков стрелового по­ лиспаста и стрелы существенно нагружают стрелу крана в поперечном направлении.

Касательная сила инерции массы груза и половины массы стрелового полиспаста приложена к головке стрелы. Величина ее (гл. И)

 

D<3+?+-f

Q + Я +

2

лп»р

t , , .

_

 

Рин.кас

 

зо[вр

(-^о "Ь Pc Sin9)

~

 

: 0,0107 ^Q +

q

+

+ Lssin 0) кГ

Касательная сила инерции массы стрелы

 

 

рс

_

ППвр

Lc sin 0

: 0,0107GC

xo+

i ин.кас

щ р ■(*о +

 

 

 

U

 

 

t?

 

 

 

LcS™-

^ кГ.

 

 

Плечо приложения (абсцисса) касательной силы инерции массы стрелы

аск = J W

j £ !L± 2 L £ sin0X

s-n0>

3

\ 2х0 + Lc sin 0 )

 

Ордината приложения касательной силы инерции

tin

Lc_f

Злг0 +

2Lc sin 0 \

3 V

2*o +

Lc sin 0 j C°

 

Подсчет сил инерции целесообразно выполнять в табличной форме (табл. 22).' Сюда целесообразно заносить также значения моментов инер­ ции вращающихся масс крана относительно оси вращения поворотной части крана. Массы, находящиеся достаточно далеко от оси вращения, можно считать точечными. В итоге определяются как силы, так и момен­ ты М всех горизонтальных инерционных сил относительно основания кра­ на. Момент М\ инерционных сил относительно любой другой точки (зна­ ние которого бывает необходимо, например, при расчетах на прочность) может быть определен из соотношения

Af

hT

,

= M _ L

1

h

 

где h и hi — соответственно ординаты

приложения равнодействую­

щих сил.

 

 

Вес

Элемент

в кг

Груз

иэлементы

крана

Вес

Элемент

в кг

Груз

иэлементы

крана

 

 

 

Подсчет

инерционных нагрузок крана

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Координаты центра

 

Скорости

 

 

Время торможения

инер­

 

 

 

 

Нормальные горизонтальные

 

тяжести относительно

опусканиягруза м/секвvg

вращенияпово­

ротнойчасти п об/минв

Рвции

 

 

ИнерционнаясилвРинв кг

 

силы инерции

Моментотноси­ тельнооснования

~^инРинКн кГмв

вращенияоси мв

основанияh. в м

передвижения vnкранав м/сек

пригрузаопус­ tzкании

прикранаперед­ виженииtn в сек Т

поворотнойчасти прикранавраще­

нии

Вертикальнаясила

 

 

 

Ординатаприло- Риннсения мвhUH

 

 

 

 

 

 

сек в

 

 

сек в

 

кГ в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

т

 

ин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2М ЦН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SP*

=

___

ЪРин =

• • • •

ик"~ у р ин

^*Мин — • • •

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

■ин

 

 

 

 

Центробежные силы ннерцнн

 

 

 

Касательные силы инерции

при вращении

Момент инерции относительно

 

 

 

 

оси вращения поворотной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

части

 

приложенияРадиус сторонув(+ стрелы, обратную)в— R мв

Центробежнаясила кГвцР

Ординатаприложе­

Рцния мвНц

относительноМомент основания

кГмв 4

 

 

 

 

Инерционнаякаса-

силательнаяРин.кас

кГв

 

ин.кас

для

к

 

 

 

 

 

 

 

относительноМомент стрелыпятыМс

кГмв

удлиненных масс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J =

ШИ- в кГмсек2

 

 

 

 

 

 

Радиус приложения

 

 

 

 

 

 

для точечных масс

 

 

 

 

 

 

относительно оси

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вращения RKac =

Р ц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в м

 

 

 

 

 

 

 

 

-f- г ^

кГмсек-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^ к а с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гм.

 

 

 

^ К н .к а с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Рц =

 

ц =

 

 

^Рцн-кас

 

ин-кас

™ инС .Кас =

 

2 / = . . . .

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^(Р ин-касРкас) __

^Рцн-кас

Ветровая нагрузка, дествующая на кран и груз, определяется в соот­ ветствии с ГОСТом 1451—65.

Ветровую нагрузку нерабочего состояния крана нужно учитывать при расчете металлоконструкций, механизмов передвижения крана, из­ менения вылета крюка, вращения поворотной части крана, противоугон­ ных устройств и собственной устойчивости крана.

Ветровую нагрузку рабочего состояния крана необходимо учиты­ вать при расчете металлоконструкций механизмов и определении мощ­ ности двигателей и грузовой устойчивости крана.

Скоростной ветровой напор является функцией кинетической энергии

движущегося воздуха:

 

 

 

q =

v2= 0,0625а2 кГ/м2,

 

 

где р = 1,23 — плотность воздуха в кг/м3;

 

 

g = 9,81 м/сек2 — ускорение силы тяжести;

 

 

v — скорость воздуха в м/сек.

и

характерна

Скорость ветра неравномерна, непрерывно меняется

наличием пиковых величин (рис. 15).

от

скорости,

Воздействие ветра характеризуется, в зависимости

12-балльной шкалой Бофорта

(рис. 16).

 

 

Скорость ветра в различных географических пунктах неодинакова. Вся территория СССР согласно ГОСТу 1451—65 разбита на семь райо­ нов (рис. 17) с различными предельными

скоростями

воздуха

 

и

соответственно

 

 

Т а б л и ц а 23

предельными

скоростными

напорами

Скорости ветра

и ветровые

напоры

(табл. 23) на высоте

10 м над поверхно­

 

 

 

 

 

стью земли.

территория

страны

отно­

Район

1 2 3 4 5

б

7

Основная

(по рис.

17)

сится

к районам

1—5.

Так как

обычно

 

 

 

 

 

район

установки

строительных

кранов

Скорость V

 

 

 

неизвестен,

обычно

ориентируются на

в м /сек. .

21 24 27 30 33 37

40

любой

из первых

пяти

районов.

 

Ветровой на­

 

 

 

Установка кранов

в 6 и 7-м районах,

пор

q в

 

 

 

кг/м2. . .

28 35 45 56 70 85 100

к которым относятся

местности,

примы­

 

 

 

 

 

кающие к Северному

 

Ледовитому океа­

 

 

 

 

 

ну и Охотскому морю, а также к г. Баку, должна специально оговари­ ваться. В эти районы краны поставляются в специальном исполнении.

Удельная ветровая нагрузка на кран в нерабочем состоянии опреде­ ляется при скоростном ветровом напоре, согласно табл. 23, по формуле

w"ер = qnyfyc кГ/м2у

где п — поправочный коэффициент на возрастание скоростного напора в зависимости от высоты над поверхностью земли, принимае­ мый по табл.24;

у — является коэффициентом перегрузки, принимаемым равным 1,0 при проведении расчетов по методу допускаемых напряжений

и равным 1,1 при проведении расчетов

по методу предельного

состояния;

динамичность воздей­

р = 1 + ml — коэффициент, учитывающий

ствия ветрового напора, зависящий от коэффициента пульсации

ветра т и коэффициента динамичности g = /(Г), где Т — период свободных колебаний крана в сек [8].

Значения Т определяются для башенных кранов по формуле

т = “ j / т : сек-

где Нб — высота башни в м; Lc— длина стрелы в м;

а — коэффициент, зависящий от вылета крюка Ьг и веса груза Q.

м/сек

V

Рис. 15. Характер скорости воздуха

при ветре:

а — пиковое возрастание скорости; б — кратковременная

стабильная высокая скорость

воздуха

 

5

6

7

8

9

10

11

12

Шкала Бофорта

Рис. 16. Сопоставление шкалы Бофорта с районированием террито­ рии СССР по ветровым воздействиям: / — зона допустимой работы всех кранов; / / — зона допустимой работы кранов, предназначенных

для работы в условиях частых и сильных ветровых воздействий;

J//'— нерабочая зона (районы 1— 7, см. рис. 17)

Значения а приведены в табл. 25.

Для башенных кранов ориентировочные значения (3 приведены в табл. 26.

Для самоходных стреловых кранов значения этого коэффициента не исследованы. Учитывая большую жесткость конструкции самоходных