Расчет параметров безопасности энергосилового оборудования

7.7.1. Расчет грузоподъемного крана на устойчивость

Для обеспечения устойчивости крана коэффициент устойчивости К должен быть К ≥1,4.

Коэффициент устойчивости грузоподъемного крана определяют по формуле

К = М_у / М_о, (45)

где М_у – удерживающий момент, кН·м; М_о – опрокидывающий момент, действующий на кран.

Удерживающий М_у и опрокидывающий М_о моменты рассчитывают по формулам:

М_у = G_о · b, (46)

М_о = m · а, (47)

где G_о – вес крана, т; b – расстояние между выносными опорами крана, м;
m – максимальная масса перемещаемого груза, т; а – вылет стрелы крана, м.

Расчет опасных зон

В процессе выполнения строительно-монтажных работ на высоте, а также в местах работы грузоподъемных кранов образуются зоны, пребывание людей в которых становится опасным.

Так, при работах, выполняемых на высоте, опасной зоной считается участок, расположенный под рабочей площадкой, границы которого определяются горизонтальной проекцией площади S, увеличенной на безопасное расстояние L_без,

, (48)

где H – высота, на которой выполняется работа, м.

Более точно граница опасной зоны, возникающей при падении вблизи строящегося объекта предметов, которые имеют горизонтальную составляющую начальной скорости, может быть определена по следующей формуле:

, (49)

где l – максимальное расстояние от строящегося объекта, в пределах которого могут возникать опасности, м; S_с – эффективная площадь поперечного сечения падающего предмета, м² (определяют как среднее арифметическое значений площадей наибольшего и наименьшего сечений); m – масса падающего предмета, кг; v – горизонтальная составляющая скорости падения предмета, м/с.

Если при расчетах получаются различные значения L_без и l, то руководствуются большим из них.

При работе грузоподъемной машины (электротельфера, кран-балки) расстояние возможного отлета груза при обрыве одной из строп

, (50)

где h – высота подъема груза, м; l_c – длина ветви стропа, м; φ – угол между стропами и вертикалью, град; а – расстояние от центра тяжести груза до его края, м.

При расчете стреловых кранов дополнительно учитывают вылет стрелы. В этом случае

, (51)

где l_в – вылет стрелы крана, м.

Расчет ограждений

Ограждения помимо ограничительных функций должны гарантировать безопасность рабочего и обслуживающего персонала в случае отлета из рабочей зоны разрушенных частей инструмента, сорвавшихся заготовок, деталей, элементов крепления.

При расчете сплошных ограждений из металла по действующей ударной нагрузке определяют толщину стенки ограждения.

Для абразивного круга или вращающейся детали в случае их разрыва на две части ударная нагрузка на ограждения, Н, определяется

, (52)

где m_к – масса круга или детали, кг; V_вр – окружная скорость вращения, м/с; R₀ – радиус центра тяжести половины абразивного круга или детали, м.

Радиус центра тяжести, м,

, (53)

где R – радиус внешней окружности круга или детали, м; r – радиус центрального отверстия круга или детали, м.

Ударная (центробежная) сила, которой обладает деталь при освобождении зажимного устройства фрезерного станка, а также сила удара разорвавшегося ремня, цепи или части сломанного инструмента, Н,

, (54)

где m – масса детали или ее части, кг; V – скорость движения детали, части, м/с; r₁ – радиус кривизны траектории отрыва детали, части, м.

Толщину стенки ограждения, изготавливаемого из листовой конструкционной стали, принимают по табл. 7.

Таблица 7

Толщина стенки ограждения в зависимости от ударной нагрузки

Сплошные ограждения, толщина стенок которых подсчитана указанным методом, могут быть заменены отдельными кружками или сеткой после соответствующего перерасчета конструкции ограждения в зависимости от характера нагрузки (растяжение, изгиб, срез).

7.7.4. Расчет канатов и строп грузоподъемных машин

Грузовые, стреловые, несущие и тяговые стальные проволочные канаты перед установкой на грузоподъемную машину следует проверить расчетом:

, (55)

где Р_раз – разрывное усилие каната, Н, принимаемое по сертификату (при проектировании можно использовать данные табл. П.5.7 прил. 5); S_в – наибольшее натяжение ветви каната без учета динамических нагрузок, Н; k – коэффициент запаса прочности, зависящий от типа привода (ручной, машинный) и режима работы механизма: для кранов с ручным приводом k = 4, с машинным k = 5...6; для лифтов грузовых без проводника и малых k = 8...13; для лифтов грузовых с проводником и пассажирских k = 9...25; при подъеме и опускании грузов с помощью приводной лебедки k = 4; при подвешивании груза через крюки, петли или серьги k = 6; при строповании грузов для подъема и опускания k = 12.

Длина ветви стропа l_min из условия обеспечения требуемого угла наклона к вертикали (угол не должен превышать 60°)

, (56)

где а – максимальное расстояние между центром тяжести груза и местом закрепления стропа, м.

При известной массе груза Q натяжение, возникающее в каждой ветви стропа, Н,

, (57)

где Q – масса груза, кг; g – ускорение свободного падения: g = 9,81 м/с²; m – число ветвей стропа; К_н – коэффициент неравномерности распределения массы груза на ветви стропа: при m ≥ 4 К_н = 0,75, а при m < 4 К_н = 1; α– угол наклона строп к вертикали, град.

Разрывное усилие ветви стропа, Н,

. (58)

По известному разрывному усилию Р_раз и данным табл. П.5.7 прил. 5 или соответствующим стандартам подбирают канат конкретного типа и диаметра.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: