2.5 Устойчивость самоходных машин, ее виды и методика определения

Все передвижные поворотные краны должны обладать достаточной для их работы устойчивостью, обеспечивающей невозможность опрокидывания крана. Величина коэффициента запаса устойчивости, регламентируется правилами Госгортехнадзора.

Условие равновесия крана определяется соотношением значений опрокидывающего и действующего моментов, действующих относительно оси опрокидывания. Проверка кранов на устойчивость производится как при рабочем положении крана (грузовая устойчивость) так и при положении крана без груза (собственная устойчивость). Собственная устойчивость измеряется в условиях когда участвующие на кран нагрузки имеют наиболее неблагоприятные соотношения в отношении опрокидывания крана.

Коэффициент грузовой устойчивости крана - это отношение момента сил, относительно ребра опрокидывания создаваемого весом всех частей крана с учётом всех дополнительных нагрузок (ветровая нагрузка, моменты сил инерции создаваемые при пуске и торможении крана, при повороте крана, а также усилие возникающие при установке крана на максимально допустимом уклоне) к моменту создаваемого рабочим грузом относительно того же ребра опрокидывания.

где - момент создаваемый весом крана и его противовесом относительно ребра опрокидывания.

- сумма моментов инерции элементов крана и груза, возникающих в процессе пуска и торможения механизма крана с учётом центробежной силы возникающей при вращении крана.

- момент, создаваемый ветровой нагрузкой на подветренную площадь крана и груза.

- момент, создаваемый весом груза.

или в более развернутом виде:

а b

Рисунок 20 – Схема устойчивости крана а – грузовая устойчивость б – собственная устойчивость

Коэффициент собственной устойчивости крана - это отношение момента создаваемого весом всех частей крана с учётом уклона местности в сторону опрокидывания, к моменту создаваемого ветровой нагрузкой при нерабочем состоянии машины относительно того же ребра опрокидывания.

или в более развернутом виде:

В этих формулах:

G — вес крана, кгс ; Q— вес наибольшего груза, кгс; l — расстояние от оси вращения крана до центра тяжести подвешенного груза при установке крана на горизонтальной поверхности, м; m — расстояние от центра тяжести подвешенного наибольшего груза при установке крана на горизонтальной плоскости до ребра опрокидывания, м; c — расстояние от плоскости, проходящей через ось вращения крана параллельно ребру опрокидывания, до центра тяжести крана, м; H — расстояние от головки стрелы до центра тяжести подвешенного груза, м; h1 — расстояние от головки стрелы до плоскости, проходящей через точки опорного контура, м; h — расстояние от центра тяжести крана до плоскости, проходящей через точки опорного контура, м; v– скорость подъема груза, м/с; v1— скорость передвижения крана, м/с; n – частота вращения крана, об/мин; t — время неустановившегося режима работы механизма подъема, t1 — то же механизма передвижения, с; W — сила давления ветра на кран, Н; W1 — то же на подветренную площадь груза, Н; W2 – сила давления ветра, действующая перпендикулярно ребру опрокидывания и параллельно плоскости, на которой установлен кран, Н; h2 — расстояние от плоскости, проходящей через точки опорного контура, до центра приложения

ветровой нагрузки, м; α — угол наклона крана (пути).

Согласно правилам Госгортехнадзора значение коэффициентов грузовой и собственной устойчивости должно быть не менее 1,15.

Действие рельсовых захватов и других устройств повышающих устойчивость крана в расчёт не принимаются.

Устойчивость крана необходимо обеспечивать, как при расположении стрелы вдоль крановых путей, так и при поперечном её расположении.

Правилами Госгортехнадзора разрешается определять коэффициент грузовой устойчивости без учёта дополнительных нагрузок и уклона путей. При этом под коэффициентом грузовой устойчивости следует понимать отношение момента создаваемого элементами крана и противовеса относительно ребра опрокидывания определённого без учёта уклона пути, к моменту создаваемого номинальным грузом.

Предельный коэффициент устойчивости 1,4.