Приложение Б (обязательное). Требования к подтверждению работоспособности

Приложение Б
(обязательное)

Требования
к подтверждению работоспособности

Б.1 Общие положения

Б.1.1 Для подтверждения работоспособности крана и его элементов используются методы расчета, комбинации нагрузок и коэффициенты, приведенные в ГОСТ 32579.1. В настоящем стандарте приведены уточнения отдельных положений и коэффициентов применительно к расчету кранов данного типа.

Расчет крана и его элементов проводится с учетом его конструкции и условий эксплуатации, которые установлены в техническом задании на проектирование крана. При расчете необходимо руководствоваться следующими положениями:

а) кран принимается в наиболее неблагоприятном положении и конфигурации, а нагрузки задаются действующими по величине, месту приложения (для подвижных нагрузок) и направлению таким образом, чтобы они создавали наибольшие напряжения в расчетных точках, выбранных для оценки;

б) при необходимости в расчете могут учитываться кроме нагрузок и комбинаций, определенных в ГОСТ 32579.1, дополнительные нагрузки и комбинации, которые требуются для более адекватного моделирования реальных условий нагружения крана;

в) при определении нагруженности отдельных элементов металлической конструкции необходимо анализировать влияние упругих деформаций и неточностей изготовления, которые могут искажать кинематику конструкции (например, приводить к изменению вылета стреловой системы) и вызывать перераспределение нагрузок в стати чески неопределимых системах.

Для расчета элементов крана по критериям работоспособности и долговечности могут быть использованы иные методики моделирования нагрузок, если они подтверждены опытом проектирования и эксплуатации.

Б.1.2 Расчеты крана в целом и его элементов должны быть оформлены в доступном и легко проверяемом виде. Информация, которая должна быть представлена в расчетах:

- исходные данные, включая группы классификации крана и механизмов, грузовые характеристики, максимальный угол наклона крана, параметры климатических воздействий и пр.;

- чертежи и схемы крана и его элементов, отражающие условия их нагружения и размеры, фигурирующие в расчетах;

- расчетные характеристики и параметры механизмов, кинематические схемы;

- расчетные нагрузки и комбинации нагрузок, использованные для каждого вида расчетов, с указанием значений использованных коэффициентов;

- расположение ребер опрокидывания, использованных в расчетах общей устойчивости крана;

- механические свойства материалов;

- значения коэффициентов надежности или запаса прочности, предельных напряжений и/или сил, использованных в условиях работоспособности;

- результаты проверки выполнения условий работоспособности элементов конструкции и соединений.

В расчетах номинальная грузоподъемность принимается равной грузоподъемности брутто.

Б.2 Расчетные нагрузки и коэффициенты

Б.2.1 Общие положения

Система определения расчетных нагрузок и динамических коэффициентов для подтверждения работоспособности крана представлена в ГОСТ 32579.1 (раздел 6).

При расчете погрузочного крана должны быть учтены следующие нагрузки:

а) регулярные нагрузки:

- от собственного веса;

- от веса груза (весовые нагрузки должны вычисляться с учетом наклона основания крана);

- динамические силы;

б) нерегулярные нагрузки:

- ветровые нагрузки рабочего состояния;

- нагрузки на лестницы, платформы и перила;

- другие климатические и внешние воздействия, такие как температура, снег и лед;

в) исключительные нагрузки:

- испытательные нагрузки;

- нагрузки, возникающие при внезапной остановке движений при срабатывании механических устройств, например конца хода поворотного цилиндра или приборов безопасности, например кнопки аварийного останова, защитного клапана при разрыве гидролинии и др.;

- внезапное высвобождение груза, например разрыв каната или стропа и т.д.;

- силы, возникающие из-за одновременных максимальных динамических нагрузок, обусловленных подъемом или опусканием груза при максимальной сумме вертикальных скоростей от всех приводов.

Б.2.2 Динамические коэффициенты

Б.2.2.1 Динамический коэффициент, учитывающий колебания собственных масс крана при подъеме или опускании груза для комбинаций А1, В1 и С1, принимается равным = 1,1, но если < 1,1, то следует считать = . Для комбинаций А2 и В2 принимается = 0,95.

Б.2.2.2 Динамический коэффициент вычисляется по указаниям ГОСТ 32579.1 (пункт 6.2.2.2). При этом классы подъемных устройств принимаются с учетом конструкции крана:

- НС1 - для кранов, установленных на транспортном средстве или конструкциях с эквивалентной упругостью;

- НС2 - для жестко установленных кранов.

Жестко установленные краны, оборудованные устройством, которое ограничивает пиковое давление (например, аккумулятором) в гидроцилиндре первой секции стрелы, могут быть отнесены к классу НС1.

Значение скорости вычисляется по ГОСТ 32579.1 (таблица 3) с использованием классов приводов HD1, HD4 или HD5, которые выбираются по ГОСТ 32579.1 (таблица Б.1 приложения Б).

Комбинации нагрузок А1 и В1 должны рассматриваться применительно к работе каждого из имеющихся гидравлических приводов манипуляционной системы. Соответственно и максимальная вертикальная скорость крюка должна приниматься согласно кинематике и механическим характеристикам рассматриваемого привода. Для комбинации нагрузок С1 максимальная вертикальная скорость крюка , установленная для случая, когда все гидравлические приводы манипуляционной системы крана действуют одновременно.

Примечания

1 Для комбинаций нагрузок А1 и Б1 предполагается, что пиковые динамические нагрузки от одновременных движений не совпадают. Маловероятный случай, когда пиковые динамические нагрузки совпадут и наложатся, моделируется комбинацией нагрузок С1.

2 Динамический коэффициент может быть рассчитан с использованием кинематики движения твердого тела или определен экспериментальным путем.

Б.2.2.3 Динамический коэффициент для случая внезапной разгрузки крана вычисляется по ГОСТ 32579.1 (пункт 6.2.2.3).

Б.2.2.4 Динамический коэффициент для случая ускорения/замедления привода поворота должен иметь значение 1,05 для работы с крюком и 1,3 - для работы с ковшом или челюстным захватом.

Б.2.3 Расчетные нагрузки

Б.2.3.1 Расчетные нагрузки вычисляются в соответствии с используемым методом расчета согласно ГОСТ 32579.1 (подразделы 5.3, 5.4). Далее приведены дополнительные указания, связанные со спецификой работы кранов данного типа.

Б.2.3.2 Расчетный угол уклона основания должен приниматься в соответствии с техническим заданием, но не менее чем 3°.

Б.2.3.3 Центробежные силы, действующие на массы крана и груза при работе механизма поворота, вычисляются без учета динамического коэффициента.

Б.2.3.4 Нагрузка на домкраты выносных опор вычисляется как реакция основания при наиболее неблагоприятном положении стрелы и состоит из двух сил, вертикальной и горизонтальной. При этом горизонтальная сила должна действовать на основание выносных опор с балками максимальной длины в самом неблагоприятном направлении. Величина горизонтальной силы должна составлять не менее чем 5% от вертикальной силы.

Б.2.3.5 Нагрузки на лестницы, площадки и перила вычисляются согласно ГОСТ 32579.1 (пункт 6.5.2).

Б.2.4 Комбинации нагрузок

Комбинации нагрузок для расчета элементов погрузочного крана по критериям прочности и упругой устойчивости приведены в таблице Б.1. В таблице Б.2 приведены описания ситуаций, соответствующих комбинациям нагрузок.

Для подтверждения усталостной прочности должны применяться комбинации нагрузок А1 и А2 (таблица Б.1), при этом значения частных коэффициентов запаса принимаются равными единице.

Комбинации нагрузок для расчетов на устойчивость положения крана в пространстве (от опрокидывания) и частные коэффициенты надежности по нагрузкам приведены в ГОСТ 32579.1 (таблица 6).

Б.3 Подтверждение работоспособности крана

Подтверждение работоспособности крана и его элементов может быть выполнено с использованием метода предельных напряжений или допускаемых напряжений по ГОСТ 32579.1 (подраздел 7.2).

Для расчета элементов металлической конструкции следует руководствоваться методическими положениями ГОСТ 33169. Материалы металлических конструкций должны подбираться в соответствии с требованиями, установленными ГОСТ 32578.

Таблица Б.1 - Комбинации нагрузок

Категория нагрузки	Нагрузка		Комбинации нагрузок А			Комбинации нагрузок В			Комбинации нагрузок С			Строка
				А1	А2		В1	В2		С1	С3
Регулярные нагрузки	Силы тяжести, ускорения привода подъема	Собственная масса	1,22			1,16			1,1		1	1
		Масса груза	1,34			1,22			-	-	-	2
	Ускорения привода поворота	Собственная масса	1,22			1,16			-	-	-	3
		Масса груза	1,34			1,22			-	-	-	4
	Центробежные силы(а)	Собственная масса	1,22	1	1	1,16	1	1	-	-	-	5
		Масса груза	1,34	1	1	1,22	1	1	-	-	-	6
Нерегулярные нагрузки	Климатические влияния	Ветровые нагрузки рабочего состояния(б)	-	-	-	1,22	1	1	-	-	-	7
Исключительные нагрузки	Силы, соответствующие одному из случаев исключительных нагрузок		-	-	-	-	-	-	1,1		1	8
(а) Должны быть учтены только те центробежные силы, которые увеличивают влияние нагрузки. (б) Нагрузки от действия ветра одновременно с другими силами не должны превышать нагрузок от ускорений привода поворота, указанных в строках 3 и 4.

Таблица Б.2 - Описание комбинаций нагрузок

Комбинации нагрузок
Индекс	Описание
А1 И В1	Кран в рабочем состоянии, во время поворота стрелы осуществляется подъем или опускание груза с максимальными динамическими нагрузками от действия одного из гидравлических приводов: А1 без действия ветровых нагрузок, В1 при действии ветровых нагрузок.
А2 и В2	Кран в рабочем состоянии, во время поворота стрелы осуществляется работа с челюстным захватом, электромагнитом или аналогичным оборудованием, производится внезапный сброс части груза: А2 без действия ветровых нагрузок, В2 при действии ветровых нагрузок.
С1	Кран в рабочем состоянии, действуют максимальные динамические нагрузки, возникающие из-за подъема или опускания груза при одновременной работе приводов, создающих максимальную суммарную вертикальную скорость груза с учетом максимальной производительности насоса.
С3	Кран в состоянии, соответствующем условиям испытаний, прикладываются испытательные нагрузки.
Примечание - В группе комбинаций С при необходимости могут быть рассмотрены другие случаи действия исключительных нагрузок, например приведенные в Б.2.1.