So berechnen Sie die Durchbiegung eines Laufkrans

Ein Brückenkran ist ein unverzichtbares Werkzeug zum Heben und Transportieren schwerer Lasten in industriellen Umgebungen. Um jedoch den sicheren und effizienten Betrieb eines Brückenkrans zu gewährleisten, ist es wichtig, die Durchbiegung des Krans zu verstehen. In diesem Artikel besprechen wir, was Durchbiegung ist, warum sie wichtig ist und wie man die Durchbiegung eines Brückenkrans berechnet.

Was ist Ablenkung?

Durchbiegung ist der Grad, in dem sich die Struktur eines Krans unter Last verbiegt oder verformt. Dies ist ein wesentlicher Faktor, der bei der Konstruktion, dem Betrieb und der Wartung eines Brückenkrans berücksichtigt werden muss. Die Durchbiegung eines Krans kann durch verschiedene Faktoren verursacht werden, darunter Gewichtsverteilung, Beschleunigung und Vibrationen.

Warum ist Ablenkung wichtig?

Die Durchbiegung eines Brückenkrans kann dessen Sicherheit und Effizienz erheblich beeinträchtigen. Wenn die Struktur eines Krans zu stark durchbiegt, kann dies dazu führen, dass der Kran umkippt, was den Bediener und alle in der Nähe befindlichen Personen gefährdet. Darüber hinaus kann eine übermäßige Durchbiegung auch zur Ermüdung der Krankomponenten führen, was die Lebensdauer des Krans verkürzt und die Wartungskosten erhöht.

Kriterien für die vertikale Ablenkung

Das Kriterium der vertikalen Auslenkung bezieht sich auf das maximal zulässige (vertikale) Auslenkungsverhältnis für ein Hebegerät. Die vertikale Auslenkung unterscheidet sich von der horizontalen Auslenkung, aber beide werden bei Brückenkränen mit geschlossener Bahn berücksichtigt. Die vertikale Auslenkung bezieht sich auf die Positionsänderung der Brücke, der Bahn oder des Auslegers eines Krans entlang der vertikalen Achse.

Die meisten Kransysteme werden mit einer ungefähren Durchbiegung hergestellt, da die Hersteller keine Kontrolle über die Installation, die Fundamentsteifigkeit oder die Standardabweichungen in den Dickentoleranzen für Rohre, Schläuche, Stahlplatten und Bleche haben. Dies bedeutet, dass gewisse Abweichungen über oder unter den vom Hersteller angegebenen Durchbiegungen als normal angesehen werden sollten. Wenn Brückenkräne jedoch gemäß dem Standardinstallationshandbuch installiert und gemäß dem Installationswartungshandbuch des Herstellers gewartet werden, können Sie sich auf die Sicherheit der Hebeprodukte und ihre Fähigkeit verlassen, die gewählten Nennkapazitäten und Leistungsstandards zu handhaben.

Messung der Durchbiegung zur Einhaltung von Sicherheitsstandards

Bei der Messung der Durchbiegung für Sicherheitsstandards wird die Durchbiegung bei einer Tragfähigkeit von 1001 TP1T gemessen, nicht bei einer Tragfähigkeit von 1251 TP1T. Gemäß den ANSI-Standards (ANSI/ASME B30.2) für Betriebs- und Lauftests von Brückenkranen „muss die Standarddurchbiegung mit einer Last von 100 Prozent der Nenntragfähigkeit gemessen werden und darf die zulässige Durchbiegung gemäß der geltenden Konstruktionsnorm nicht überschreiten.“ Für jeden Krantyp ist der Durchbiegungswert je nach Gesamtlänge, Spannweite oder Reichweite des Krans unterschiedlich.

Berechnung der vertikalen Ablenkung

Bei Brückenkränen für Arbeitsstationen (mit geschlossener Bahn) ist der vertikale Auslenkungswert geringer als bei schwereren Brückenkränen. Brückenkräne für Arbeitsstationen mit geschlossener Bahn haben eine Auslenkungsgrenze von L/450, wobei „L“ die Länge oder Spannweite des Krans ist. Mit anderen Worten: Um die Auslenkung Ihres Brückenkrans für Arbeitsstationen zu bestimmen, müssen Sie zunächst seine Spannweite oder Länge kennen. Diese Gleichung wird normalerweise in Zoll oder Zentimetern gemessen, da die Gesamtauslenkung sehr gering sein sollte. Wenn Ihre Auslenkung höher ist als ein in Zoll gemessener Wert, liegt möglicherweise ein Problem vor.

Nehmen wir beispielsweise an, Sie haben eine 34 Fuß lange Brücke auf einem Brückenkran. Die Durchbiegung kann ermittelt werden, indem zunächst die Maßeinheit von Fuß auf Zoll geändert wird. Eine 34 Fuß lange Brücke ist 408 Zoll lang (Fuß x 12 = Zoll). Teilen Sie 408 Zoll durch die angegebene Durchbiegungsgrenze für geschlossene Brückenkräne (L/450). Das ergibt eine Durchbiegung von weniger als einem Zoll (0,9 Zoll).

Berechnung der horizontalen Ablenkung

Während bei Brückenkränen die vertikale Auslenkung eine wichtige Rolle spielt, ist auch die horizontale Auslenkung ein entscheidender Faktor, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Hebevorrichtung zu gewährleisten. Die horizontale Auslenkung ist definiert als die Verschiebung des Kranträgers an der Mittellinie unter voller Nennlast.

Die horizontale Auslenkung eines Krans wird normalerweise mit einem Auslenkungsmesser oder Lasermessgeräten gemessen. Der Auslenkungsmesser ist ein Gerät, das die relative Bewegung des Kranbahnträgers an der Mittellinie unter Volllast misst. Lasermessgeräte hingegen messen mit einem Laser den Abstand zwischen zwei Punkten und berechnen so die Auslenkung.

Die zulässige horizontale Auslenkung bei Brückenkränen beträgt normalerweise 1/600 der Spannweite und bei Auslegerkränen 1/400 der Höhe. Dies kann jedoch je nach spezifischem Konstruktionsstandard und Herstellerspezifikationen variieren.

Organisatorische Vorgaben

Wie bereits erwähnt, können die zulässigen Durchbiegungswerte für Brückenkräne von Kran zu Kran und von Verband zu Verband unterschiedlich sein. Deshalb ist es wichtig, bei der Konstruktion, Installation und Wartung von Brückenkränen die organisatorischen Spezifikationen des Herstellers oder des jeweiligen Verbands zu berücksichtigen.

Beispielsweise legt die Crane Manufacturers Association of America (CMAA) Standards für Brückenkräne fest, die in Nordamerika verwendet werden. Die CMAA hat Brückenkräne je nach Schwere der beabsichtigten Verwendung in sechs Serviceklassen eingeteilt. Jede Serviceklasse hat unterschiedliche Spezifikationen für die zulässige Durchbiegung, Tragfähigkeit und andere Faktoren.

Wie berechnet man die Durchbiegung eines Brückenkrans?

Die Durchbiegung eines Brückenkrans kann mithilfe verschiedener Formeln berechnet werden. So berechnen Sie die Durchbiegung eines Brückenkrans:

Schritt 1: Bestimmen Sie die Last

Bestimmen Sie zunächst das Gewicht der Last, die der Kran heben wird. Dieses Gewicht sollte das Gewicht der Last und das Gewicht der Hebevorrichtung umfassen.

Schritt 2: Bestimmen Sie die Lastverteilung

Bestimmen Sie als Nächstes, wie das Gewicht der Last auf die Kranstruktur verteilt wird. Dies kann je nach Krankonstruktion, verwendetem Hebezeug sowie Form und Größe der Last variieren.

Schritt 3: Berechnen Sie die Durchbiegung

Wenn Sie die Last und die Lastverteilung ermittelt haben, können Sie die Durchbiegung des Krans mit folgender Formel berechnen:

Durchbiegung = (5 x Last x Entfernung^4) / (384 x Elastizitätsmodul x Trägheitsmoment)

Wo:

Last = das Gewicht der zu hebenden Last

Abstand = der Abstand vom Mittelpunkt der Last bis zum Punkt, an dem die Durchbiegung gemessen wird

Elastizitätsmodul = ein Maß für die Steifigkeit und den Widerstand eines Materials gegen Verformung

Trägheitsmoment = Maß für den Widerstand einer Struktur gegen Biegung

Faktoren, die die Ablenkung beeinflussen

Die Durchbiegung eines Brückenkrans kann von mehreren Faktoren beeinflusst werden. Hier sind einige der wichtigsten Faktoren, die zu berücksichtigen sind:

Gewicht der Ladung

Das Gewicht der Last ist einer der entscheidendsten Faktoren, die die Durchbiegung beeinflussen. Je schwerer die Last, desto stärker wird der Kran durchbiegen.

Lastverteilung

Auch die Art und Weise, wie das Gewicht der Last über die Kranstruktur verteilt ist, kann sich auf die Durchbiegung auswirken. Eine ungleichmäßige Gewichtsverteilung kann dazu führen, dass der Kran in manchen Bereichen stärker durchbiegt als in anderen.

Krankonstruktion

Auch die Konstruktion des Krans selbst kann die Durchbiegung beeinflussen. Faktoren wie die Länge des Kranauslegers, die Art der verwendeten Hebevorrichtung und das Gesamtgewicht des Krans können sich darauf auswirken, wie stark sich der Kran unter Last durchbiegt.

Kranwartung

Schließlich kann auch die Wartung des Krans Auswirkungen auf die Durchbiegung haben. Mit der Zeit kann der Verschleiß der Krankomponenten dazu führen, dass sich der Kran unter Last stärker durchbiegt.

Die Berechnung der Durchbiegung eines Brückenkrans ist für die Gewährleistung der Sicherheit und Effizienz des Krans von entscheidender Bedeutung. Wenn Kranführer und Wartungsfachleute verstehen, was Durchbiegung ist, warum sie wichtig ist und wie sie berechnet wird, können sie ihre Kräne in optimalem Zustand halten und das Unfallrisiko minimieren.