Випадкові навантаження крана: 5 розрахункових випадків у GB/T 3811-2008

Аварійні навантаження крана – це навантаження, які не часто виникають під час нормальної роботи крана, але можуть виникати епізодично. До них належать навантаження, спричинені вітром, снігом, льодом, змінами температури та перекісом крана під час експлуатації. Ці навантаження зазвичай не враховуються в розрахунках на втому.

У цій статті узагальнено п'ять типів випадкових навантажень від кранів та методи їх розрахунку: горизонтальне бічне навантаження Ps під час перекосу, градієнтне навантаження, вітрове навантаження, снігове та льодове навантаження, а також навантаження, спричинене змінами температури.

1. Випадкове навантаження крана від перекосу: Ps

Горизонтальне бічне навантаження, що виникає під час перекосу крана, є епізодичним навантаженням, спричиненим реакцією напрямного пристрою, такого як напрямний ролик або фланець колеса, коли колісний кран або візок рухається поздовжньо або поперечно в сталому стані.

Де:

• ∑P — Сума максимальних навантажень на колеса: сума максимальних навантажень на колеса, що часто виникають, пов'язаних з ефективною колісною базою на кінцевому каретці з боку, що піддається бічному навантаженню.
• λ — Коефіцієнт горизонтального поперечного навантаження. Він залежить від співвідношення S/B (або S/a), де S — проліт крана, B — колісна база крана, а a — ефективна колісна база. Визначте λ з рисунка нижче.

Для багатоколісного крана використання ефективної колісної бази a замість колісної бази крана B забезпечує більш обґрунтовану основу для розрахунку горизонтальної поперечної сили. Принципи визначення ефективної колісної бази наведено в пункті D.2 стандарту GB/T 3811-2008, сторінки 134–135.

Ps забезпечує теоретичну основу для перевірки конструкції горизонтального колеса. Щодо пов'язаних симптомів та причин несправностей див. цей посібник. гризе колесо мостового крана та перекіс рейок.

2. Градієнтне навантаження крана

Градієнтне навантаження крана – це складова власної ваги крана та номінального вантажопідйомного навантаження, що діє вздовж похилої поверхні схилу, дороги або рейки.

1. Мобільні крани: Там, де потрібен розрахунок, враховуйте фактичні дорожні або ґрунтові умови.
2. Рейкові крани, включаючи залізничні крани: якщо градієнт колії не перевищує 0,5% (0,29°), градієнтне навантаження не враховується. В іншому випадку, градієнтне навантаження розраховують, використовуючи фактичний градієнт.
3. Відповідно до допусків прямолінійності верхньої частини кранової рейки, наведених у таблиці 2 стандарту GB/T 10183.1-2018, Крани — Допуски коліс та пересувних колій — Частина 1: Загальні положення, градієнт рейкової колії мостового або козлового крана не повинен перевищувати 1/1000 для класу допуску 2 або 0,5/1000 для класу допуску 1, коли швидкість руху мостового крана ≥112 м/хв. Градієнт візкової колії не повинен перевищувати 0,5/1000 для класу допуску 2 або 1. Це еквівалентний висновок і особиста думка оригінального автора; жодних загальних вимог до градієнта не було знайдено.
4. Козловий кран для суднобудування: слід використовувати зварні рейки, а ухил колії не повинен перевищувати 1/1000 (GB/T 27997-2026).
5. Річстакер: Ухил ґрунту не повинен перевищувати 3% (GB/T 26474-2026).
6. Козловий контейнерний кран на гумових шинах: Ухил ґрунту на шляху руху не повинен перевищувати 1%, а місцевий ухил не повинен перевищувати 3% (GB/T 14783-2009).

Виходячи з цих вимог, якщо встановлення колії на місці відповідає чинному стандарту, чи не потрібно розраховувати градієнтне навантаження для рейкового крана? Якщо градієнтне навантаження необхідно розрахувати, чи означає це, що задані умови встановлення не відповідають стандарту? Ці питання були порушені в оригінальній статті.

3. Вітрове навантаження крана PW

Для кранів, що працюють на відкритому повітрі, слід враховувати вітрове навантаження. Вітрове навантаження вважається статичним навантаженням, що діє в найбільш несприятливому горизонтальному напрямку. Розрахунковий тиск вітру виберіть відповідно до типу крана та регіону експлуатації.

3.1 Розрахунковий тиск вітру

Де:

• p — Розрахунковий тиск вітру, у ньютонах на квадратний метр (Н/м²).
• Vs — Розрахункова швидкість вітру, у метрах за секунду (м/с).

Розрахункова швидкість вітру – це швидкість поривчастого вітру на висоті 10 м над відкритою місцевістю, виражена як середня миттєва швидкість вітру протягом 3-секундного інтервалу.

Для експлуатаційних умов швидкість поривчастого вітру в 1,5 раза перевищує середню швидкість вітру протягом 10-хвилинного інтервалу.

Для стану несправності швидкість поривчастого вітру в 1,4 раза перевищує середню швидкість вітру протягом 10-хвилинного інтервалу.

3.2 Експлуатаційне вітрове навантаження PWII

Експлуатаційне вітрове навантаження – це максимальна сила вітру, яку кран повинен витримувати під час роботи.

Тиск вітру під час експлуатації приймається постійним по всій висоті крана, без урахування зміни з висотою.

Якщо використовується пристрій для вимірювання швидкості вітру для запобігання роботі крана при швидкості вище граничної, його зазвичай встановлюють у найвищій точці крана.

Розрахований експлуатаційний тиск вітру поділяється на PⅠ та PⅡ. Відповідні тиск вітру та швидкість вітру наведено нижче. Якщо виробник використовує швидкості вітру або тиск вітру, що відрізняються від табличних значень, ці значення повинні бути вказані в проектній документації та інструкціях з експлуатації крана. На практиці зазвичай переважну силу мають технічні умови проекту.

• PⅠ – це нормальний розрахунковий тиск вітру для експлуатаційних умов. Він використовується для розрахунку опору для вибору потужності двигуна та для теплової перевірки.
• PII – це максимальний розрахунковий тиск вітру для експлуатаційних умов. Він використовується для розрахунку міцності компонентів механізму та металевих конструкцій, жорсткості та стійкості конструкції, перевантажувальної здатності приводу, загальної стійкості крана до перекидання та вітростійкості та протиковзкості.

3.3 Вітрове навантаження, що діє на кран під час експлуатації

Де:

• PWⅠ — Нормальне експлуатаційне вітрове навантаження, що діє на кран, у ньютонах (Н).
• PWII — Максимальне експлуатаційне вітрове навантаження, що діє на кран, у ньютонах (Н).
• C — Коефіцієнт сили вітру.
• PⅠ та PⅡ — два розрахункові значення тиску вітру під час експлуатації, в Н/м².
• A — Площа суцільної поверхні навітряного елемента крана, перпендикулярна до напрямку вітру, у квадратних метрах (м²). Вона дорівнює площі контуру навітряного елемента A0, помноженій на коефіцієнт міцності Φ навітряної поверхні: A=A0Φ.
• θ — Кут між напрямком вітру та поздовжньою віссю компонента або поверхні конструкції (θ≤90°), у градусах.

Загальне вітрове навантаження на конструкцію крана дорівнює сумі вітрових навантажень, що діють на її окремі частини.

1. Щодо коефіцієнта сили вітру C, див. пункт 4.2.2.3 стандарту GB/T 3811-2008. Він включає коефіцієнти сили вітру для окремих елементів, одноплощинних фермових конструкцій та квадратних решітчастих веж.
2. Навітряна площа A пов'язана з коефіцієнтом зменшення екранування. Наприклад, для розрахунку навітряної площі головних балок двобалкового козлового крана зверніться до пункту 4.2.2.3.6 стандарту GB/T 3811-2008. Він охоплює зменшення екранування для двох елементів, зменшення екранування для елементів, перелічених у вихідному стандарті, коефіцієнти відстані та інші фактори.

Для практичного вибору обладнання після встановлення розрахункового навантаження див. KSCRANE Керівництво з вибору системи захисту від вітру для козлового крана.

3.4 Вітрове навантаження, що діє на піднятий вантаж

Де:

• PWQⅠ — Нормальне експлуатаційне вітрове навантаження, що діє на піднятий вантаж, у ньютонах (Н).
• PWQII — Максимальне експлуатаційне вітрове навантаження, що діє на піднятий вантаж, у ньютонах (Н).
• AQ — Максимальна площа піднятого вантажу з навітряного боку, у квадратних метрах (м²).

Якщо кран обробляє вантажі певних розмірів і форм, визначте навітряну площу за відповідними розмірами та профілем. Якщо площа невідома, оцініть навітряну площу відповідно до пункту E.5 додатка E до GB/T 3811-2008.

4. Снігові та льодові навантаження

У певних регіонах слід враховувати снігові та крижані навантаження. Також слід враховувати збільшення навітряної площі, спричинене накопиченням льоду та снігу.

5. Навантаження, спричинені змінами температури

Цей розділ є теоретичним і наведено для довідки. Температурне навантаження зазвичай не враховується. Однак його слід враховувати в певних регіонах, де температура під час встановлення крана значно відрізняється від температури під час використання, або для статично невизначених конструкцій з великим прольотом. Одним із прикладів є козловий кран з двома жорсткими опорами та прольотом 30 м або більше. У таких випадках обмежене розширення або стиснення конструктивних елементів, спричинене змінами температури, створює навантаження. Розрахунок може базуватися на відповідній інформації, наданій користувачем.

6. GB/T 45680-2025 для оцінки вітрового навантаження крана

GB/T 45680-2025, Крани — оцінка вітрового навантаження(запит на китайські стандарти кранів), – це нещодавно розроблений стандарт першого видання для розрахунку вітрового навантаження на крани. Він є модифікованим впровадженням (MOD) стандарту ISO 4302:2016. Він був опублікований 30 травня 2025 року, набрав чинності 1 грудня 2025 року та застосовується до розрахунку вітрового навантаження на крани як в експлуатаційних, так і в неексплуатаційних умовах.

Швидкість вітру під час експлуатації повинна бути швидкістю вітру, виміряною у найвищій точці крана.

Огляд доступної фурнітури, що використовується після оцінки вітрового навантаження, див. Аксесуари для вітрозахисних пристроїв козлового крана.

кришталь

Крановий OEM експерт

Завдяки 8-річному досвіду налаштування підйомного обладнання ми допомогли 10 000+ клієнтам із їхніми передпродажними запитаннями та проблемами. Якщо у вас є якісь пов’язані потреби, будь ласка, зв’яжіться зі мною!

WhatsApp: +86 199 1373 9708

Електронна пошта: krystalli@kscranegroup.com