Пример пользования графиками возможного увеличения грузоподъемности крана с расчаленной стрелой и методика расчета его грузоподъемности и усилий в расчалках

Пример пользования графиками

Краном МКГ-25 со стрелой длиной 32,5 м, с паспортной грузоподъемностью G₁ = 10 т требуется поднять груз массой G₂ = 16 т.

Необходимо найти угол наклона плоскости расчалки к горизонту и расстояние от шарнира стрелы до центра заложения якорей.

По графику на рис. 33 для крана МКГ-25 со стрелой длиной 32,5 м находим, что максимальная величина угла наклона плоскости расчалки к горизонту равна 15°, а расстояние от шарнира стрелы до центра заложения якорей не менее 123 м.

Расчет грузоподъемности крана с расчаленной стрелой

В основу определения грузоподъемности крана с расчаленной стрелой положено условие равенства усилий, возникающих в элементах конструкции стрелы крана при эксплуатации его с расчаленной стрелой и в обычном режиме.

Графоаналитический способ расчета

Предварительно грузоподъемность крана с маневренной расчаленной стрелой G₂ на минимальном вылете крюка определяют по формуле

G₂ = G₁ (12)

где G₁ - паспортная грузоподъемность крана при обычном режиме работы на минимальном вылете крюка, т;

a₀ - угол между осью стрелы и стреловым полиспастом, град;

b - угол между осью полиспаста расчалки и осью стрелы, град;

g - угол между осью грузового полиспаста и осью стрелы, град.

По полученной грузоподъемности составляют расчет стрелы на прочность по общепринятой методике. Он должен подтвердить наличие требуемых запасов прочности конструкции стрелы.

Величину углов a₀ и g определяют из конструктивных параметров крана при его работе в обычном режиме. Угол b определяют с учетом расстояния от шарнира стрелы до центра заложения якорей.

Величины углов между осью крана и осью стрелового (a₀) и грузового (g₀) полиспастов на минимальном вылете крюка кранов различных моделей приведены в табл. 1.

Таблица 1

Углы между осью стрелы крана и осью стрелового (a₀) и грузового (g₀) полиспастов на минимальном вылете крюков кранов

Модель крана	Длина стрелы, м	Угол a0, град	Угол g0, град
МКГ-20	12,5
22,5
32,5
МКГ-25	12,5
17,5
22,5
27,5
32,5
СКГ-30
СКГ-40		17,5	12,5
		12,5
		12,5
СКГ-50
СКГ-63
Э-1252	12,5
СКГ-100

Графический способ расчета

Графический способ расчета усилий при подъеме груза краном с расчаленной стрелой показан на рис. 47.

Этот способ расчета при минимальном вылете крюка дает результаты, совпадающие с вычисленными по формуле (12).

При выполнении расчета графическим способом следует вычертить в масштабе кран с необходимым вылетом крюка. Затем к оголовку стрелы приложить вычерченный в масштабе вертикальный вектор - усилие , равное массе груза на данном вылете крюка плюс половина массы стрелы с грузовым полиспастом 0,7g, т.е. = G₁ + 0,7g, где g - масса стрелы крана, т.

Рис. 47. Схема крана для графического расчета усилий в системах крана

Из конца этого вектора необходимо отложить вектор - усилие в сбегающей нитке грузового полиспаста (S_сб1). Из конца вектора S_сб1 проводят прямую, параллельную оси стрелоподдерживающей системы, до пересечения с осью стрелы. Отрезок на оси стрелы от ее оголовка до точки пересечения с прямой, параллельной стрелоподдерживающей системе, равен сжимающей стрелу нагрузке (S). Из конца вектора S, проводят прямую до конца вектора суммы + S_сб2 где = G₂ + 0,1g, S_сб2 - усилие в сбегающей нитке грузового полиспаста. Эта прямая определяет направление и величину усилия в полиспасте расчалки (S_p). Полученный построением угол b является минимально допустимым для подъема груза G₂.

Величину расчетного усилия в ветвях расчалки определяют графическим или аналитическим способами при расположении горизонтальной проекции оси стрелы на биссектрисе угла между ветвями неманевренной расчалки и на биссектрисе центрального угла сектора обслуживания (т.е. для ветвей расчалки, расположенных симметрично относительно оси стрелы), для маневренной системы расчаливания

(13)

При использовании двухветвевой расчалки усилие в одной ее ветви

(14)

где 2y - угол между ветвями неманевренной расчалки или центральный угол сектора обслуживания при маневренной расчалке, град.

Величину центрального угла y сектора обслуживания определяют из формулы

2y = arctg град, (15)

где a - расстояние между центрами якорей ветвей расчалки, м;

b - расстояние от оси вращения платформы крана до линии, соединяющей центры якорей ветвей расчалки, м.

Натяжение ветвей расчалки при повороте платформы крана с маневренной расчаленной стрелой в секторе обслуживания изменяется по закону:

, (16)

где S_a - натяжение ветви расчалки, в сторону которой производится поворот платформы крана, тс;

S_b - натяжение ветви расчалки, от которой происходит поворот платформы, тc;

j - угол поворота платформы крана от биссектрисы центрального угла сектора обслуживания, град.

Величины S_a и S_b определяют расчетным путем для всех значений угла поворота платформы крана (j) в секторе обслуживания с интервалом j = 5 + 10°.

Канаты и полиспасты ветвей расчалки подбирают по максимальным значениям величин S_a и S_b.

Длину каната каждой из ветвей маневренной системы расчаливания определяют по формуле

м, (17)

где к - количество ниток каната в ветви расчалки, шт.;

q - угол, образованный горизонтальной плоскостью и плоскостью системы расчаливания, град;

q = 90-(b + g);

l_n - длина полиспаста ветви расчалки, м;

n - кратность полиспаста ветви расчалки;

m - запас на привязку, принимаемый 10-12 м.

Длину одноветвевой расчалки крана с неманевренной стрелой определяют графическим построением или из уравнения

м. (18)

Длина двухветвевой расчалки

м. (19)

где h - отметка установки корня стрелы, м;

m - запас на привязку, принимаемый 10-12 м;

q - угол наклона расчалки к горизонту, град.

Устойчивость крана от сдвига горизонтальной силой, возникающей при отключении стрелоподдерживающей системы, в направлении расчалки проверяют из условия обеспечения необходимого коэффициента трения между гусеницами крана и опорной поверхностью.

f³ (20)

где f - необходимый коэффициент трения между гусеницами крана и опорной поверхностью (величины расчетных коэффициентов сухого трения для различных соприкасающихся поверхностей приведены в табл. 2);

h - коэффициент запаса (h = 2);

G_кр - масса крана, т;

S - сжимающее стрелу усилие при работе крана с расчаленной стрелой, определяемое графический построением или по формуле

тс (21)

Устойчивость крана от сдвига обеспечивается в случае, если фактический коэффициент трения будет не менее определенного по формуле (20).

Таблица 2

Коэффициент трения для различных соприкасающихся поверхностей

Соприкасающиеся поверхности	Коэффициент трения
Дерево по дереву	0,4
Дерево по грунту	0,5
Дерево по бетону	0,5-0,6
Дерево по стали	0,6
Сухой песок по стали	0,5
Сухой песок по бетону	0,7
Влажный песок по бетону	0,65
Влажный песок по стали	0,4
Песок, насыщенный водой, по стали	0,35
Песок, насыщенный водой, по бетону	0,45
Сталь по бетону	0,35-0,45
Сталь по стали	0,15-0,20
Сталь по льду	0,027

Приложение 4