Понятие устойчивости и нахождение опорного контура

Все передвижные стреловые поворотные краны должны обладать определенным запасом устойчивости в нагруженном и разгруженном состояниях, обеспечивающим требуемую степень надежности против опрокидывания. Поэтому расчет кранов на устойчивость сводится к определению коэффициентов запаса на устойчивость для рабочего и нерабочего состояний, т. е. коэффициентов грузовой и собственной устойчивости.

Под коэффициентом грузовой устойчивости понимают отношение суммы моментов сил, действующих на кран в рабочем состоянии, составленнрму относительно ребра опрокидывания, к моменту от веса груза, определенному относительно того же ребра.

Под коэффициентом собственной устойчивостипонимают отношение суммы моментов сил, действующих на кран в нерабочем состоянии, составленному относительно ребра опрокидывания, к моменту от сил ветра, определенному относительно того же ребра.

 Моменты сил, восстанавливающие устойчивое состояние крана, отмечаются положительным знаком, моменты сил, опрокидывающих кран, – отрицательным.

Коэффициент устойчивости определяется по выражению

(14.1)

где ΣМ_уд– сумма моментов сил, удерживающих машину;ΣМ_опр– сумма моментов сил, опрокидывающих машину.

Удерживающими силами являются силы, линия действия которых проходит через опорный контур, а вектор силы направлен к опорной поверхности. Все остальные силы являются опрокидывающими. Удерживающей силой является сила тяжести самой машины, приложенная в центре тяжести впределах опорного контура. Опрокидывающими силами являются силыинерции, давление ветра, составляющая сил тяжести при расположении машины на поверхности с допустимым уклоном и др.. Моменты сил вычисляютсяотносительно ребра опрокидывания. За ребро опрокидывания в расчетахобычно принимают линию опорного контура с наименьшим расстоянием допроекции центра тяжести машины на опорную плоскость.

Положение ребра опрокидывания зависит от конструктивных особенностей ходовой части крана (рисунок 14.1).

Рисунок 14.1 – Опорный контур и ребро опрокидывания стрелового крана

При работе стрелового крана, установленного на шасси с пневмоколесами без выносных опор (аутригеров), опорный контур образуется центрами поверхностного контакта передних и задних колес шасси с поверхностью рабочей площадки, а при работе на выносных опорах – центрами опорных поверхностей выносных опор A-B-C-D.

В качестве дополнительных опор внутри опорной площадки можно использовать ходовые колеса (контур А-1-4-D, рис. 14.1,а). При жесткой подвеске задних осей или при блокированных рессорах подвески свободно стоящего стрелового крана, как и в случаях идеальных условий опирания сдвоенного колесного хода, образуется опорная поверхность 1-2-3-4. Для сдвоенных пневматических шин действительными точками соприкосновения с грунтом внешних колес являются точки 1-2^'-3^'-4. Если кран работает с подрессоренными (не блокированными) ходовыми осями, то контур опирания образован линиями, соединяющими точки крепления рессор (1*-2*-3*-4*). При перемещении груза на крюке центр масс подрессоренной части крана должны оставаться внутри заштрихованной центральной поверхности.

На рисунке 14.1, б показано расположение ребра опрокидывания на опорном катке гусеничного и пневмоколесного хода.

Расположение линий опорного контура для рельсового ходового оборудования принимают по вершинам головок рельсовпо диаметральным плоскостям ходовых колес или по осям шарниров балансиров; у гусеничных машин – по линии контакта опорных катков с гусеничной лентой или по диаметральным плоскостям ведущих (натяжных) звездочек.

При определениикоэффициента устойчивости машины, удерживающие силы и плечи их действия принимаются минимальными, а опрокидывающие силы и их плечипринимаются максимальными.

Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных крановПБ 10–382– 00 требуют обеспечить устойчивость кранов против опрокидывания в следующих случаях:

- при удержании испытательного груза;

- при работе с номинальным грузом;

- в нерабочем состоянии.