Нагрузка от кран балки: Нагрузки и режимы работы кран-балок

Нагрузки и режимы работы кран-балок

Когда работает кран-балка на производстве, с определенным чередованием меняются направления тележки, подъемного механизма, крюка и движения агрегата. В частности, подъемный механизм поднимает и опускает, как ненагруженный крюк, так и груз. Чтобы повысить показатель производительности грузоподъемного оборудования, выполняемые операции совмещают.

Как это происходит, можно показать в наглядном примере. Пока навешивается груз на крюк, мотор выключен, точно так же он не включается при освобождении крюка от груза. Такие паузы позволяют сэкономить электроэнергию и снизить степень изнашивания отдельных деталей и узлов.

Виды режимов работы и их особенности

Существует несколько видов режимов работы для кран-балок общего назначения с электроприводом. Всего их три:

  • Легкий – во время эксплуатации оборудования наблюдаются достаточно большие перерывы в работе, одновременно с этим частота работы низкая, скорости движения малые, а вес груза ниже номинального. Продолжительность включения агрегата также относительно малая. Представленный режим работы применяется для оборудования, задействованного в обслуживании и ремонте станков, агрегатов, электростанций и прочего. То есть, как правило, агрегаты не участвуют напрямую в производственном процессе;
  • Средний режим предполагает эксплуатацию оборудования со средними показателями скорости движения, включения, в том числе включений в час. Грузы при этом поднимаются и перемещаются самые разные по весу и габаритам, но без превышения максимальной грузоподъемности агрегата. В среднем режиме эксплуатируются устройства, используемые в сборочных и механических цехах с серийным производством, а также в ремонтных цехах;
  • Тяжелый – наблюдается постоянная работа по подъему и перемещению грузов с высокой скоростью и интенсивностью. При этом число включений достаточно большое. Тяжелый режим характерен для грузоподъемного оборудования, задействованного в крупносерийном производстве и для работы на складских площадках.

Определить тот или иной режим работы для кран-балки можно, исходя из таких коэффициентов, как:

  • Активность использования агрегата;
  • Срок эксплуатации оборудования;
  • Степень нагруженности.

Для чего нужны все эти факторы и показатели? Очень просто – они позволяют разработать оборудование, максимально адаптированное для тех условий, в которых оно будет эксплуатироваться. Чем точнее будут расчеты и определение режима работы, тем дольше прослужит агрегат, и тем выше производительность труда.

Существует важное правило, которому необходимо следовать – коэффициент эксплуатации по грузоподъемности должен учитываться не только для подъемных механизмов, но и для механизмов и узлов, отвечающих за перемещение крана.

Виды нагрузок для агрегатов с нерегулярной загруженностью

Далеко не все грузоподъемное оборудование, присутствующее на производстве, работает регулярно. Есть также и агрегаты с нерегулярной загруженностью. И для них предусмотрены 3 типа нагрузок, которые влияют на эксплуатацию механизмов подъема. А именно:

  • Легкая. Подразумевает регулярную работу с незначительными нагрузками либо же редкую работу, но с максимальным показателем нагрузки;
  • Средняя – постоянная эксплуатация оборудования с чередованием максимальных, средних и редких нагрузок;
  • Тяжелая – нагрузки близкие к максимальным показателям.

Важнейшим критерием вычисления технических и экономических характеристик кран-балки на производстве является производительность труда. Производительность определяется такими данными, как вес груза (измеряемый в тоннах), который агрегат может переработать за принятую единицу времени – сутки, смену, час и т.п.

Для выбора режима работы необходимо использовать методики, формулы и таблицы ГОСТа 25546-82.

Наиболее популярный режим работы кранов:

А4- предполагает работу механизмов подъема, электрических кранов с талями, примерными объектами и возможными условиями использования которых являются перегрузочные работы среднего уровня интенсивности, и краны для монтажных и транспортных работ в механических целях.

9. Нагрузки от мостовых и подвесных кранов

9.1 Нагрузки от мостовых и подвесных кранов следует определять в зависимости от групп режимов их работы, устанавливаемых в таблице А.1 приложения А и других нормативных документах, от вида привода и способа подвеса груза.

9.2 Нормативные значения вертикальных нагрузок, передаваемых колесами кранов на балки кранового пути, и другие необходимые для расчета данные следует принимать в соответствии с требованиями государственных стандартов на краны, а для нестандартных кранов — в соответствии с данными, указанными в паспортах заводов-изготовителей.

Примечание.

Под крановым путем понимаются обе балки, несущие один мостовой кран, и все балки, несущие один подвесной кран (две балки — при однопролетном, три — при двухпролетном подвесном кране и т.п.).

9.3 Нормативное значение горизонтальной нагрузки, направленной вдоль кранового пути и вызываемой торможением моста крана, следует принимать равным 0,1 полного нормативного значения вертикальной нагрузки на тормозные колеса рассматриваемой стороны крана.

При отсутствии данных допускается принимать, что половина колес крана являются тормозными.

9.4 Нормативное значение горизонтальной нагрузки, направленной поперек кранового пути и вызываемой торможением электрической тележки, следует принимать равным:

  • для кранов с гибким подвесом груза — 0,05 суммы подъемной силы крана и веса тележки;
  • для кранов с жестким подвесом груза — 0,1 суммы подъемной силы крана и веса тележки.

Эту нагрузку следует учитывать при расчете поперечных рам зданий и балок крановых путей. При этом принимается, что нагрузка передается на одну сторону (балку) кранового пути, распределяется поровну между всеми опирающимися на нее колесами крана и может быть направлена как внутрь, так и наружу рассматриваемого пролета.

9.5 Нормативное значение горизонтальной нагрузки, направленной поперек кранового пути и вызываемой перекосами мостовых кранов и непараллельностью крановых путей (боковой силой), для каждого ходового колеса крана следует принимать равным 0,2 полного нормативного значения вертикальной нагрузки на колесо.

Эту нагрузку необходимо учитывать только при расчете прочности и устойчивости балок крановых путей и их креплений к колоннам в зданиях с кранами групп режимов работы 7К, 8К. При этом принимается, что нагрузка передается на балку кранового пути от всех колес одной стороны крана и может быть направлена как внутрь, так и наружу рассматриваемого пролета здания. Нагрузку, указанную в 9.4, не следует учитывать совместно с боковой силой.

9.6 Горизонтальные нагрузки от торможения моста и тележки крана и боковые силы считаются приложенными в месте контакта ходовых колес крана с рельсом.

9.7 Нормативное значение горизонтальной нагрузки, направленной вдоль кранового пути и вызываемой ударом крана о тупиковый упор, следует определять в соответствии с указаниями, приведенными в А.2 приложения А. Эту нагрузку необходимо учитывать только при расчете упоров и их креплений к балкам кранового пути.

9.8 Коэффициент надежности по нагрузке для крановых нагрузок, в том числе, при проверке местной устойчивости стенок балок, следует принимать равным γf = 1,2 для всех режимов работы.

9.9 При учете местного и динамического действия сосредоточенной вертикальной нагрузки от одного колеса крана полное нормативное значение этой нагрузки следует умножать при расчете прочности балок крановых путей на дополнительный коэффициент, равный:

  • 1,8 — для группы режима работы кранов 8К с жестким подвесом груза;
  • 1,7 — для группы режима работы кранов 8К с гибким подвесом груза;
  • 1,6 — для группы режима работы кранов 7К;
  • 1,4 — для группы режима работы кранов 6К;
  • 1,2 — для остальных групп режимов работы кранов.

9.10 При расчете прочности и устойчивости балок кранового пути и их креплений к несущим конструкциям расчетные значения вертикальных крановых нагрузок следует умножать на коэффициент динамичности, равный 1,2 независимо от шага колонн.

При расчете конструкций на выносливость, проверке прогибов балок крановых путей и смещений колонн, а также при учете местного действия сосредоточенной вертикальной нагрузки от одного колеса крана коэффициент динамичности учитывать не следует.

9.11 Вертикальные нагрузки при расчете прочности и устойчивости балок крановых путей следует учитывать не более чем от двух наиболее неблагоприятных по воздействию мостовых или подвесных кранов.

9.12 Вертикальные нагрузки при расчете прочности и устойчивости рам, колонн, фундаментов, а также оснований в зданиях с мостовыми кранами в нескольких пролетах (в каждом пролете на одном ярусе) следует принимать на каждом пути не более чем от двух наиболее неблагоприятных по воздействию кранов, а при учете совмещения в одном створе кранов разных пролетов — не более чем от четырех наиболее неблагоприятных по воздействию кранов.

9.13 Вертикальные нагрузки при расчете прочности и устойчивости рам, колонн, стропильных и подстропильных конструкций, фундаментов, а также оснований зданий с подвесными кранами на одном или нескольких путях следует принимать на каждом пути не более чем от двух наиболее неблагоприятных по воздействию кранов. При учете совмещения в одном створе подвесных кранов, работающих на разных путях, вертикальные нагрузки следует принимать:

  • не более чем от двух кранов:
    • для колонн, подстропильных конструкций, фундаментов и оснований крайнего ряда при двух крановых путях в пролете;
  • не более чем от четырех кранов:
    • для колонн, подстропильных конструкций, фундаментов и оснований среднего ряда;
    • для колонн, подстропильных конструкций, фундаментов и оснований крайнего ряда при трех крановых путях в пролете;
    • для стропильных конструкций при двух или трех крановых путях в пролете.

9.14 Горизонтальные нагрузки при расчете прочности и устойчивости балок крановых путей, колонн, рам, стропильных и подстропильных конструкций, фундаментов, а также оснований следует учитывать не более чем от двух наиболее неблагоприятных по воздействию кранов, расположенных на одном крановом пути или на разных путях в одном створе. При этом для каждого крана необходимо учитывать только одну горизонтальную нагрузку (поперечную или продольную).

9.15 Число кранов, учитываемое в расчетах прочности и устойчивости при определении вертикальных и горизонтальных нагрузок от мостовых кранов на двух или трех ярусах в пролете, при одновременном размещении в пролете как подвесных, так и мостовых кранов, а также при эксплуатации подвесных кранов, предназначенных для передачи груза с одного крана на другой с помощью перекидных мостиков, следует принимать по заданию на проектирование на основании технологических решений.

9.16 При определении вертикальных и горизонтальных прогибов балок крановых путей, а также горизонтальных смещений колонн нагрузку следует учитывать от одного наиболее неблагоприятного по воздействию крана.

9.17 При наличии на крановом пути одного крана и при условии, что второй кран не будет установлен во время эксплуатации сооружения, нагрузки на этом пути должны быть учтены только от одного крана.

9.18 При учете двух кранов нагрузки от них необходимо умножать на коэффициент сочетаний:

  • Ψt = 0,85 — для групп режимов работы кранов 1К — 6К;
  • Ψt = 0,95 — для групп режимов работы кранов 7К, 8К.

При учете четырех кранов нагрузки от них необходимо умножать на коэффициент сочетаний:

  • Ψt = 0,7 — для групп режимов работы кранов 1К — 6К;
  • Ψt = 0,8 — для групп режимов работы кранов 7К, 8К.

При учете одного крана вертикальные и горизонтальные нагрузки от него необходимо принимать без снижения.

9.19 Пониженные значения крановых нагрузок определяются умножением нормативного значения вертикальной нагрузки от одного крана (см. 9.2) в каждом пролете здания на коэффициент:

  • 0,4 — для групп режимов работы кранов 1К — 3К;
  • 0,5 — для групп режимов работы кранов 4К — 6К;
  • 0,6 — для группы режима работы кранов 7К;
  • 0,7 — для группы режима работы кранов 8К.

9.20 При расчете на выносливость балок крановых путей под электрические мостовые краны и креплений этих балок к несущим конструкциям следует учитывать пониженные значения нагрузок в соответствии с 9.19, и при этом для проверки выносливости стенок балок в зоне действия сосредоточенной вертикальной нагрузки от одного колеса крана пониженные значения вертикального усилия колеса следует умножать на коэффициент, учитываемый при расчете прочности балок крановых путей в соответствии с 9.9. Группы режимов работы кранов, при которых следует производить расчет на выносливость, устанавливаются нормами на проектирование конструкций.

Перемещение колесных нагрузок от мостовых электрических кранов

При работе мостового электрического мостового крана в мастерской или на складе динамическое воздействие на колеса создается в результате внезапного падения полной нагрузки, проскальзывания стропы , или резкое торможение во время движения полностью загруженного крана (где нагрузка включает собственный вес крана). Следовательно, увеличивается статическая нагрузка на колеса крана.

Этот эффект определяется путем умножения статической нагрузки на колесо на коэффициент воздействия для получения динамической нагрузки на колесо. Таким образом, максимальная динамическая вертикальная нагрузка на колесо = статическая нагрузка на колесо × динамический коэффициент (ϕ).

Динамический коэффициент зависит от класса нагрузки крана (класса нагрузки). Различные классы нагрузки перечислены в Таблице 1. В Таблице 2 перечислены нагрузки и динамические параметры, которые следует учитывать при одном движении крана. Значения динамических коэффициентов ϕ и следует рассчитывать по формулам, представленным в таблице 3.

Таблица 1: Рекомендации по классам нагрузки (на основе таблицы B.1 Еврокода 1, часть 3)a

0017 HC2, HC3

Пункт Тип крана поднятия класса S-Class
1 , складываемые ручные краны 1 . Сборка кранов HC1, HC2 S0, S1
3 Powerhouse Cranes HC1 S1, S2
4 .0020

HC2 S4
5 Storage cranes and spreader bar cranes, with continuous operation HC3, HC4 S6, S7
6 Workshop cranes h3, h4 S3 , S4
7 Мостовые краны и таранные краны |с грейферным и магнитным приводом HC3, HC4 S6, S7
0 Литейные краны 8 S6, S7
SOAKING-PIT CRANES HC3, HC4 S7, S8
10 , S8
10 , S8
10 , S8
10 , S8
, S8
.
11 ковцовские краны HC4 S6, S7

Таблица 2: Группы нагрузок и динамических факторов, которые можно рассматривать как один из характеристик. , Часть 3)a

Таблица 3: Динамические коэффициенты ϕ I для вертикальных нагрузок (на основе таблицы 2.4 из Eurocode 1, часть 3)

Динамический фактор щу. Значение динамического фактора
ϕ 1 0,9 < ϕ 1 <1,1 Два значения 1.1 и 0,9 Отражаются верхние и нижние значения и более низкие значения.0020
ϕ 2 ϕ 2 = ϕ 2 , min + β 2 v h , where v h = steady hoisting speed in m/s For ϕ 2,min and β 2 , see Table 4
ϕ 3 ϕ 3 = 1 − △ м (1+ β 3 )/ м , где △ м = выпущенная или сброшенная часть подъемной массы, м = общая масса подъема, β 3 90. 508 = для кранов, оборудованных грейферами или подобными грейферами устройства замедленного действия и β 3 = 1,0 для кранов, оснащенных магнитами или аналогичными устройствами быстрого освобождения.
ϕ 4 ϕ 4 = 1,0 при условии, что допуски для рельсовых путей соответствуют EN 1993-6 наблюдаются

Таблица 4: Значения β 2 и ϕ 2, min (на основе таблицы 2,5 Eurocode 1, Часть 3)

. β 2 ϕ 2,min
HC1 0.17 1.05
HC2 0.34 1,10
HC3 0,51 1,15
HC4 0,68 1,2
1,2
1,2
.
Для классов грузоподъемности НС1 и НС2, например, согласно таблице 3, мы имеем динамический коэффициент ϕ 1 для вертикальных нагрузок: 0,9 < ϕ 1 < 1,1. Примем ϕ 1 = 0,9, нижнее значение для вибрационных импульсов. У нас также есть;

ϕ 2 = ϕ 2, мин + β 2 В H

, где ϕ 2, мин = 1,05 и β 2 = 0,17 для класса поднятия HC1 и ϕ 2, 2, 0,17. min = 1,1 и β 2 = 0,34 для класса подъема НС2 (см. табл. 2.4).
Кроме того, V b = установившаяся скорость подъема = 1,3 м/с (предполагаемая).

Следовательно,
для класса HC1: динамический коэффициент = ϕ 2 = 1,05 + 0,17 × 1,3 = 1,27;
для класса HC2: динамический коэффициент = ϕ 2 = 1,1 + 0,34 × 1,3 = 1,54.

Таким образом, обращаясь к таблице 2.2 и принимая группу нагрузок 1, имеем:

для класса НС1: ϕ = ϕ 1 ϕ 2 = 0,9 × 1,27 = 1,14;
для класса HC2: ϕ = ϕ 1 ϕ 2 = 0,9 × 1,54 = 1,38.

В качестве руководства для различных классов грузоподъемности могут использоваться следующие коэффициенты вертикальной динамики:

  1. Для класса подъема НС1, легких ручных кранов, сборочных кранов, кранов электростанций и периодически используемых складских кранов: коэффициент динамики ϕ = 1,1 (минимум) до 1,25.
  2. Для подъемных кранов класса НС2 средней грузоподъемности (обычно на заводах, в мастерских и на складах, а также для литья и на свалках с непрерывным режимом работы): динамический коэффициент ϕ = от 1,25 до 1,4.
  3. Для класса грузоподъемности НС3, краны большой грузоподъемности (в литейных цехах и для прерывистых грейферных и магнитных работ, ковки, загрузки и т.д.): динамический коэффициент ϕ = 1,4 (минимум).

Как правило, производитель крана предоставляет динамический коэффициент вместе с нагрузкой на колесо крана, когда производитель получает подробные сведения о режиме работы (классе), пролете крана и грузоподъемности.

Поперечная горизонтальная сила (волна) на подкрановой балке

Следующие элементы влияют на поперечную горизонтальную волну: обход крабовых балок. Сила трения, создаваемая между крабовыми колесами и крабовыми балками, противодействует этой тяге, которая затем передается на крейцкопфы крана и, наконец, передается в виде точечных нагрузок через главные колеса крана на верхнюю полку крановых балок.

Грузы часто перемещаются по производственному цеху краном. Это тянущее движение создает поперечную горизонтальную составляющую силы (точечная нагрузка) на балки крана через колеса крана, если вес особенно велик. Подкрановые балки воспринимают поперечное горизонтальное усилие, создаваемое любой из вышеперечисленных причин или их комбинацией, через двухребордные крановые колеса на концевых балках, а краны предназначены для предотвращения схода с рельсов. Трудно количественно оценить значение этой силы, потому что в дополнение к предыдущим фактам есть неизвестные компоненты. Горизонтальная поперечная сила на каждой козловой балке должна равняться 10% поднимаемой нагрузки в соответствии с американскими спецификациями.

Британский свод правил BS 2573-1: 1983 (Британский институт стандартов, 1983 г.) определяет следующее:

Значение общей поперечной горизонтальной силы = 1/10 × вес (подъемная нагрузка + краб). Еврокод 1, часть 3 предусматривает такое же значение. Следовательно, значение общей поперечной горизонтальной силы = 1/10 × вес (подъемная нагрузка + краб).

Эта сила должна быть равномерно распределена между двумя портальными балками.

Продольная горизонтальная сила

Быстрое срабатывание тормозов во время движения крана вызывает фрикционное сопротивление заблокированным колесам, скользящим по рельсу, прикрепленному к козловой балке. Это сопротивление трения создает горизонтальную силу по всей длине козловой балки, которая затем передается на опорные колонны козловой балки. Предположим, что сталь, скользящая по стали, имеет коэффициент трения 0,2. Учитывайте максимальную вертикальную нагрузку на колесо портальной балки, которая возникает, когда поднимаемый вес находится в ближайшей допустимой точке к балке.

Таким образом, максимальная колесная нагрузка на ближайшую козловую балку = максимальная реакция крана (поднятый груз + половина собственного веса крана) = W = R.

Например, если поднимаемый груз равен W 1 , -вес крана W 2 , расстояние подъема груза от ближайшей козловой балки l и пролет крана (от центра до центра траверсы) L, тогда;

Максимальная нагрузка на колесо = W 1 (L − 1)/L + W 2 /2 = W = R.

Следовательно, развиваемая продольная горизонтальная сила = Rμ = 0,2R.

Американские нормы и правила определяют, что продольная сила равна 10% от максимальной нагрузки на колесо. Британский свод правил BS 2573 указывает, что продольная сила равна 5% от максимальной нагрузки на колесо, которая, как предполагается, действует на одну портальную балку, ближайшую к поднимаемому грузу. Еврокод 1 предусматривает, что продольная сила, приложенная к козловой балке, должна рассчитываться следующим образом (номера формул, приведенные в этой главе, относятся к Еврокоду 1, часть 3):

H L,i = ϕ 5 K i /n r

где
n r = число портальных балок = 2
K = движущая сила поставщик),
ϕ 5 = динамический коэффициент (см. Таблицу 5),
i = целое число для идентификации портальной балки (i = 1, 2).

Таблица 5: Коэффициент динамики ϕ 5 (на основе таблицы 2.6 Еврокода 1, часть 3)

= 1

110 1,617 1,1017 1,1017

Значение коэффициента динамики ϕ 5 Специфическое использование
ϕ 5 = 1 для центрифугированных войск для центрифугированных войск . где силы изменяются плавно
1,5 ≤ ϕ 5 ≤ 2,0 0020

Для приводов со значительным люфтом

Советы по расчету конструкции крановой балки

БЛОГ
НОВОСТИ И ТЕНДЕНЦИИ

Цель данного руководства

При анализе и расчете движущейся нагрузки крана рассчитывается влияние вертикальных и горизонтальных нагрузок (макс./мин. смещение узла, макс./мин. прочность стержня и реакция), вызванная перемещением крана по подкрановой балке, и означает ряд анализов и процессов проектирования для проектирования подкрановой балки под обычные конструкции.

В этом материале объясняется использование анализа подкрановых балок и конструктивных особенностей в midas nGen, а также представлены соответствующие технологии и данные проверки для этого анализа и проектирования.

nGen может поддерживать два типа подкрановых балок. Как показано на рис. 1, существует «общая (типовая) крановая балка», которая противостоит вертикальным и горизонтальным силам, создаваемым самим краном. Существует «Композитная (типовая) крановая балка», которую можно комбинировать с горизонтальной фермой и задней балкой для интеграции с горизонтальной силой.

Рисунок 1. Концепция общего крана балка

Рисунок 2. Концепция композитного ракового барабана

, в целом, не так, как не может быть масштабная мощность, не так, когда не может быть, а не в целом, не так, не так, не так, как не может быть масштабная мощность. можно использовать общую крановую балку. В случае крана, имеющего большую грузоподъемность и большую горизонтальную силу, как показано на рис. 2, можно использовать устойчивую композитную крановую балку с задней балкой и задней фермой.

В главах 1 и 2 представлена ​​общая концепция подкрановых балок и учебные данные. А в главах 3 и 4 представлена ​​концепция составной крановой балки и учебные данные.

 

 


 

1.

1. Концепции элементов (введение в одномерные балочные элементы и поддерживаемые секции)

 

Общие сведения Подкрановую балку лучше всего моделировать с помощью одномерной балки для анализа воздействия перемещения крана на элементы. Точки влияния используются для анализа воздействия движущихся грузов (рис. 3). Здесь, чем больше точек влияния, тем точнее результаты анализа движущегося веса, а количество точек влияния может быть задано пользователем заранее.

 

Рисунок 3. Элемент 1D балки и концепция точек влияния

 

В основном используются H-образная форма, H-образная форма с фланцевой пластиной, комбинированная форма H-C.

 

Тип Тип комбайна Односторонняя форма Замена конструкции
Н-образный

 

Х
Н-образная форма с фланцевой пластиной

 

Н-образная форма с фланцевой пластиной
Комбинированная форма H-C Вниз

 

Х

 

Таблица 1. Форма главной секции балки крана

 

 

 

 

1.2. Точки влияния концепции

 

На рис. 4 показан расчет результатов линии влияния, рассчитанных по удельным весам по каждой точке. Каждая из указанных вами точек влияния имеет следующие результаты линии воздействия, где вы можете ввести информацию о колесе крана, чтобы определить расчетную (максимальную) силу стержня и т. д. для каждой точки влияния.

 

91.3. Концепция проверки позиции

Контрольная позиция — это встроенная точка расчета, которая распознается при выполнении проекта после анализа, и программа назначает четыре секции (рис. 5) в качестве контрольной позиции, и вы можете настроить количество контрольных позиций в соответствии с вашими потребностями. намерения. Выбранный элемент определяется как NG, OK или Not Checked, в зависимости от того, какая из проверочных позиций имеет элемент с самым неблагоприятным рейтингом, и обеспечивает единственное в своем роде представление отчета о расчетах в выходных данных подробного расчета.

Back to top