2.2.1. Проверка устойчивости крана при испытательных нагрузках

В реальных условиях устойчивость крана может быть проверена в безветренную погоду на горизонтальной площадке при подъеме краном груза, превышающего номинальную грузоподъемность на 25 % (статические испытания). Считается, что кран обладает необходимой устойчивостью, если при подъеме испытательного груза на высоту 0,25 – 0,30 м от земли не происходит отрыв от опорной поверхности двух опор. Статические испытания являются также и проверкой прочности элементов металлоконструкции крана.

При динамических испытаниях в указанных условия кран должен совершать все возможные перемещения груза, у которого масса на 10 % превышает номинальную грузоподъемность, не менее трех раз в прямом и обратном направлениях.

Расчетная проверка коэффициента устойчивости при статических испытаниях заключается в проверке неравенства (2.8).

М_у – удерживающий момент, создаваемый весом всех частей крана и их плечами от центра тяжести до ребра опрокидывания РО (рис. 2.6). Ребро опрокидывания принимают на линии, проходящей через точки опирания выносных опор поперек колеи, при определении продольной устойчивости. При определении боковой устойчивости ребро опрокидывания принимают на линии, проходящей через точки опирания вдоль колеи.

а б

Рис. 2.6. Расчетная схема определения устойчивости

при статических и динамических испытаниях автомобильного крана:

а – для проверки фронтальной устойчивости;

б – для проверки боковой устойчивости

Удерживающий момент при испытательных нагрузках определяют относительно ребра опрокидывания РО:

M_у = G_кр ∙ a . (2.9)

М_о^Н = М_ои – опрокидывающий момент создается весом испытательного груза и грузовых канатов на плече b от груза до принятого ребра опрокидывания:

М_ои = (1,25G_гр + 0,25G_кан)b.

Величины G_гр и b принимают в соответствии с заданным грузовым моментом или согласно грузовой характеристике. G_кан – сила тяжести грузовых канатов между головными блоками и крюковой обоймой.

Коэффициент условий работы т_о = т₁∙ т₂, (2.10)

где т₁ – коэффициент вовлечения веса крана в создание удерживающего момента. Для автомобильных кранов, работающих на выносных опорах, т₁= 1;

т₂ – коэффициент однородности, учитывающий отклонение масс отдельных частей крана от их номинального значения:

т₂ = (0,95 М^* – 1,05М^**)/(М^* – М^**), (2.11)

где М^* и М^**- моменты относительно ребра опрокидывания веса частей крана, находящихся по разные стороны от указанного ребра и совпадающие по направлению соответственно с удерживающим и опрокидывающим моментами.

к = 1 при расчете на испытательные нагрузки.

При проверке устойчивости при динамических испытаниях опрокидывающий момент определяют по формуле

М_о^Н = М_од = М_иг+ М_ив+ М_ип , (2.12)

где М_иг – нормативный опрокидывающий момент груза при динамических испытаниях:

М_иг = 1,1G_гр ∙ b. (2.13)

М_ип – момент от нормативных динамических нагрузок при перемещении стрелы с грузом:

М_ип = , (2.14)

где А_о = G_грh_гр+ G_сh_с – потенциальная энергия системы "стрела - груз";

Е_с , Е_гр – кинетические энергии стрелы и груза соответственно:

Е_с = 0,5 ∙ J_сш ∙ ω², (2.15)

где J_сш - момент инерции стрелы относительно опорного шарнира. Считая условно стрелу стержнем с равномерно распределенной массой т_c:

J_сш = m_c l_c²/3. (2.16)

Угловая скорость ω_с стрелы при заданном полном времени t_пв изменения вылета от максимального до минимального, обеспечивающим угол поворота стрелы β, будет

ω_с = 2π∙β /360∙t_пв . (2.17)

Кинетическая энергия груза при совмещении операций подъема стрелы и груза

Е_гр=0,5{[V_г² + (ω_с l_с)²] (1,1G_гр +G_ко)/g}. (2.18)

М_ив – момент от динамической нагрузки при повороте крана:

М_ив = [(1,1G_гр∙ h_гр∙L_гр – G_кр r_цтк h_цтк)/g]ω_кр², (2.19)

где ω_кр – угловая скорость вращения крана.

Если выполнение неравенства (2.8) не обеспечивается, то корректировкой массы контргруза и размеров опорного контура К×Б (см. рис. 2.1), добиваются его выполнения.