Przypadkowe obciążenia dźwigów: 5 przypadków projektowych w GB/T 3811-2008

Obciążenia przypadkowe dźwigu to obciążenia, które nie występują często podczas normalnej eksploatacji dźwigu, ale mogą wystąpić sporadycznie. Obejmują one obciążenia spowodowane wiatrem, śniegiem, lodem, zmianami temperatury i przekosem dźwigu podczas eksploatacji. Obciążenia te zazwyczaj nie są uwzględniane w obliczeniach uszkodzeń zmęczeniowych.

W artykule tym podsumowano pięć typów obciążeń przypadkowych dźwigu i metody ich obliczania: obciążenie poziome boczne Ps występujące podczas przekosu, obciążenie nachylone, obciążenie wiatrem, obciążenie śniegiem i lodem oraz obciążenie spowodowane zmianami temperatury.

1. Przypadkowe obciążenie dźwigu spowodowane przekrzywieniem: Ps

Poziome obciążenie boczne powstające podczas przekrzywiania się dźwigu to obciążenie występujące sporadycznie na skutek reakcji urządzenia prowadzącego, takiego jak rolka prowadząca lub kołnierz koła, gdy dźwig kołowy lub wózek porusza się wzdłużnie lub poprzecznie w stanie ustalonym.

Gdzie:

• ∑P — Suma maksymalnych obciążeń kół: suma najczęściej występujących maksymalnych obciążeń kół na kołach związanych z efektywnym rozstawem osi na wózku końcowym po stronie poddawanej obciążeniu bocznemu.
• λ — współczynnik obciążenia poziomego. Zależy on od stosunku S/B (lub S/a), gdzie S to rozpiętość żurawia, B to rozstaw osi żurawia, a a to efektywny rozstaw osi. Wyznacz λ na podstawie poniższego rysunku.

W przypadku dźwigu wielokołowego zastosowanie efektywnego rozstawu osi a zamiast rozstawu osi dźwigu B zapewnia bardziej racjonalną podstawę do obliczenia poziomej siły bocznej. Zasady określania efektywnego rozstawu osi podano w punkcie D.2 normy GB/T 3811-2008, strony 134–135.

PS zapewnia podstawę teoretyczną do sprawdzenia konstrukcji poziomego zespołu kół. Aby poznać powiązane objawy i przyczyny działania, zapoznaj się z tym przewodnikiem. obgryzanie kół suwnicy i przekrzywianie szyn.

2. Obciążenie nachylenia dźwigu

Obciążenie nachylone dźwigu to składowa ciężaru własnego dźwigu i jego udźwigu nominalnego działająca wzdłuż pochyłej powierzchni zbocza, drogi lub szyny.

1. Żurawie mobilne: W przypadku konieczności wykonania obliczeń należy wziąć pod uwagę rzeczywiste warunki drogowe lub gruntowe.
2. Suwnice szynowe, w tym suwnice kolejowe: Jeżeli nachylenie toru nie przekracza 0,5% (0,29°), obciążenie nachylenia nie jest uwzględniane. W przeciwnym razie obciążenie nachylenia należy obliczyć na podstawie rzeczywistego nachylenia.
3. Zgodnie z tolerancjami prostoliniowości górnej części szyny dźwigu podanymi w tabeli 2 normy GB/T 10183.1-2018, Dźwigi — tolerancje kół i torów jezdnych i poprzecznych — część 1: ogólneNachylenie toru suwnicy pomostowej lub bramowej na szynach nie powinno przekraczać 1/1000 dla klasy tolerancji 2 lub 0,5/1000 dla klasy tolerancji 1, gdy prędkość jazdy suwnicy wynosi ≥112 m/min. Nachylenie toru jezdnego nie powinno przekraczać 0,5/1000 dla klasy tolerancji 2 lub 1. Jest to równoważny wniosek i osobista opinia autora; nie znaleziono wyraźnego, ogólnego wymogu dotyczącego nachylenia.
4. Suwnica bramowa do budowy statków: Należy stosować szyny spawane, a nachylenie toru jezdnego nie powinno przekraczać 1/1000 (GB/T 27997-2026).
5. Wózek widłowy typu reach stacker: Nachylenie podłoża nie powinno przekraczać 3% (GB/T 26474-2026).
6. Suwnica bramowa na oponach gumowych: Nachylenie gruntu na trasie przejazdu nie powinno przekraczać 1%, a nachylenie lokalne nie powinno przekraczać 3% (GB/T 14783-2009).

Biorąc pod uwagę te wymagania, czy w przypadku zgodności instalacji torowej na miejscu z obowiązującą normą, obliczenie obciążenia nachylenia dla suwnicy szynowej jest zbędne? Czy konieczność obliczenia obciążenia nachylenia oznacza, że określone warunki instalacji nie są zgodne z normą? Pytania te zostały poruszone w oryginalnym artykule.

3. Obciążenie wiatrem dźwigu PW

W przypadku dźwigów pracujących na zewnątrz należy uwzględnić obciążenie wiatrem. Przyjmuje się, że obciążenie wiatrem jest obciążeniem statycznym działającym w najbardziej niekorzystnym kierunku poziomym. Obliczone ciśnienie wiatru należy dobrać odpowiednio do typu dźwigu i regionu eksploatacji.

3.1 Obliczone ciśnienie wiatru

Gdzie:

• p — Obliczone ciśnienie wiatru w niutonach na metr kwadratowy (N/m²).
• Vs — obliczona prędkość wiatru w metrach na sekundę (m/s).

Obliczona prędkość wiatru to prędkość wiatru w porywach na wysokości 10 m nad otwartym terenem, wyrażona jako średnia chwilowa prędkość wiatru w odstępie 3 s.

W warunkach eksploatacyjnych prędkość wiatru w porywach wynosi 1,5-krotność średniej prędkości wiatru w odstępie 10 minut.

W przypadku wyłączenia urządzenia z eksploatacji prędkość wiatru w porywach wynosi 1,4 razy większą od średniej prędkości wiatru w ciągu 10 minut.

3.2 Obciążenie wiatrem podczas eksploatacji PWⅡ

Obciążenie wiatrem podczas eksploatacji to maksymalna siła wiatru, jaką dźwig musi wytrzymać w trakcie pracy.

Przyjmuje się, że ciśnienie wiatru podczas eksploatacji jest stałe na całej wysokości dźwigu, bez uwzględniania zmian związanych z wysokością.

Jeżeli w celu uniemożliwienia pracy dźwigu przy prędkości wiatru przekraczającej dopuszczalną prędkość stosuje się urządzenie do pomiaru prędkości wiatru, jest ono zazwyczaj instalowane w najwyższym punkcie dźwigu.

Obliczone ciśnienie wiatru w trakcie eksploatacji dzieli się na PⅠ i PⅡ. Odpowiednie ciśnienia i prędkości wiatru przedstawiono poniżej. Jeśli producent stosuje prędkości lub ciśnienia wiatru inne niż podane w tabelach, wartości te należy podać w dokumentacji projektowej i instrukcji obsługi dźwigu. W praktyce zazwyczaj decydujące znaczenie ma specyfikacja techniczna projektu.

• PⅠ to normalne obliczeniowe ciśnienie wiatru dla warunków eksploatacyjnych. Służy do obliczania rezystancji w celu doboru mocy silnika i weryfikacji termicznej.
• PⅡ to maksymalne obliczeniowe ciśnienie wiatru dla warunków eksploatacyjnych. Służy do obliczania wytrzymałości elementów mechanizmu i konstrukcji metalowych, sztywności i stateczności konstrukcji, przeciążalności napędu, ogólnej stateczności żurawia przed wywróceniem oraz odporności na wiatr i poślizg.

3.3 Obciążenie wiatrem podczas eksploatacji działające na dźwig

Gdzie:

• PWⅠ — normalne obciążenie wiatrem podczas eksploatacji działające na dźwig, w niutonach (N).
• PWⅡ — Maksymalne obciążenie wiatrem podczas eksploatacji działające na dźwig, w niutonach (N).
• C — współczynnik siły wiatru.
• PⅠ i PⅡ — Dwa obliczone ciśnienia wiatru podczas eksploatacji, w N/m².
• A — Powierzchnia bryły nawietrznej elementu dźwigu prostopadła do kierunku wiatru, w metrach kwadratowych (m²). Jest ona równa powierzchni bryły nawietrznej A0 pomnożonej przez współczynnik bryły Φ powierzchni nawietrznej: A=A0Φ.
• θ — kąt między kierunkiem wiatru a osią podłużną elementu lub powierzchni konstrukcji (θ≤90°), wyrażony w stopniach.

Całkowite obciążenie konstrukcji dźwigu siłą wiatru jest sumą obciążeń wiatrem działających na jej poszczególne części.

1. Współczynnik siły wiatru C można znaleźć w punkcie 4.2.2.3 normy GB/T 3811-2008. Obejmuje on współczynniki siły wiatru dla poszczególnych elementów, konstrukcji kratownicowych jednopłaszczyznowych i wież kratowych o przekroju kwadratowym.
2. Powierzchnia nawietrzna A jest powiązana ze współczynnikiem redukcji osłony. Na przykład, aby obliczyć powierzchnię nawietrzną głównych dźwigarów dwudźwigarowej suwnicy bramowej, należy zapoznać się z punktem 4.2.2.3.6 normy GB/T 3811-2008. Obejmuje on redukcję osłony dla dwóch elementów, redukcję osłony dla elementów wymienionych w oryginalnej normie, współczynniki odstępu i inne czynniki.

W celu praktycznego doboru sprzętu po ustaleniu obciążenia projektowego należy zapoznać się z KSCRANE Przewodnik po wyborze systemu ochrony przed wiatrem suwnicy bramowej.

3.4 Obciążenie wiatrem działające na podnoszony ładunek

Gdzie:

• PWQⅠ — Normalne obciążenie wiatrem podczas eksploatacji działające na podnoszony ładunek, w niutonach (N).
• PWQⅡ — Maksymalne obciążenie wiatrem podczas eksploatacji działające na podnoszony ładunek, w niutonach (N).
• AQ — Maksymalna powierzchnia podnoszonego ładunku po stronie nawietrznej, w metrach kwadratowych (m²).

W przypadku dźwigu obsługującego ładunki o określonych wymiarach i kształtach, należy określić powierzchnię nawietrzną na podstawie odpowiednich wymiarów i profilu. Jeżeli powierzchnia nie jest znana, należy oszacować powierzchnię nawietrzną zgodnie z punktem E.5 załącznika E do rozporządzenia GB/T 3811-2008.

4. Obciążenia śniegiem i lodem

W niektórych regionach należy uwzględnić obciążenie śniegiem i lodem. Należy również uwzględnić wzrost powierzchni nawietrznej spowodowany nagromadzeniem lodu i śniegu.

5. Obciążenia spowodowane zmianami temperatury

Niniejsza sekcja ma charakter teoretyczny i służy wyłącznie celom informacyjnym. Obciążenie temperaturowe zazwyczaj nie jest uwzględniane. Należy je jednak uwzględnić w niektórych regionach, w których temperatura podczas montażu suwnicy znacznie różni się od temperatury podczas użytkowania, lub w przypadku konstrukcji o dużej rozpiętości i statycznie niewyznaczalnych. Przykładem jest suwnica bramowa z dwoma sztywnymi nogami i rozpiętością 30 m lub większą. W takich przypadkach wymuszone rozszerzanie się lub kurczenie elementów konstrukcyjnych spowodowane zmianami temperatury generuje obciążenie. Obliczenia mogą być oparte na istotnych informacjach dostarczonych przez użytkownika.

6. GB/T 45680-2025 w sprawie oceny obciążenia wiatrem dźwigu

GB/T 45680-2025, Dźwigi — ocena obciążenia wiatrem(zapytanie o chińskie normy dotyczące dźwigów), to nowo opracowana norma pierwszego wydania dotycząca obliczania obciążenia wiatrem dźwigów. Jest to zmodyfikowana wersja (MOD) normy ISO 4302:2016. Została wydana 30 maja 2025 r., weszła w życie 1 grudnia 2025 r. i ma zastosowanie do obliczania obciążenia wiatrem dźwigów zarówno w warunkach eksploatacji, jak i postoju.

Za prędkość wiatru podczas eksploatacji przyjmuje się prędkość wiatru mierzoną w najwyższym punkcie dźwigu.

Aby zapoznać się z przeglądem dostępnego sprzętu używanego po ocenie obciążenia wiatrem, zobacz Akcesoria do urządzeń wiatroszczelnych suwnicy bramowej.

kryształowy

Ekspert OEM dźwigów

Dzięki 8-letniemu doświadczeniu w dostosowywaniu sprzętu dźwigowego pomogłem ponad 10 000 klientów w przypadku pytań i wątpliwości przedsprzedażowych. Jeśli masz jakiekolwiek powiązane potrzeby, skontaktuj się ze mną!

WhatsApp: +86 199 1373 9708

E-mail: krystalli@kscranegroup.com