Hoe de doorbuiging van een bovenloopkraan te berekenen

Een bovenloopkraan is een essentieel hulpmiddel voor het heffen en transporteren van zware lasten in industriële omgevingen. Om de veilige en efficiënte werking van een bovenloopkraan te garanderen, is het echter van cruciaal belang om de doorbuiging van de kraan te begrijpen. In dit artikel bespreken we wat doorbuiging is, waarom het belangrijk is en hoe je de doorbuiging van een bovenloopkraan kunt berekenen.

Wat is doorbuiging?

Doorbuiging is de mate waarin de constructie van een kraan buigt of vervormt onder belasting. Het is een essentiële factor om te overwegen bij het ontwerpen, bedienen en onderhouden van een bovenloopkraan. Doorbuiging van kranen kan worden veroorzaakt door verschillende factoren, waaronder gewichtsverdeling, versnelling en trillingen.

Waarom is doorbuiging belangrijk?

De afbuiging van een bovenloopkraan kan een aanzienlijke impact hebben op de veiligheid en efficiëntie ervan. Als de constructie van een kraan te veel afbuigt, kan de kraan kantelen, waardoor de machinist en iedereen in de buurt gevaar loopt. Bovendien kan overmatige afbuiging ook leiden tot vermoeidheid van kraancomponenten, waardoor de levensduur van de kraan wordt verkort en de onderhoudskosten toenemen.

Verticale doorbuigingscriteria

Verticale doorbuigingscriteria hebben betrekking op de maximale (verticale) doorbuigingsverhouding die voor een hefinrichting is toegestaan. Verticale doorbuiging verschilt van horizontale doorbuiging, maar bij gesloten spoorbrugkranen wordt met beide rekening gehouden. Verticale doorbuiging verwijst naar de verandering in positie van de brug, het spoor of de giek van een kraan langs de verticale as.

De meeste kraansystemen worden geproduceerd met een benaderende doorbuiging, omdat fabrikanten geen controle hebben over de installatie, de stijfheid van de fundering of de standaardvariatie in diktetoleranties voor de leidingen, buizen, stalen platen en plaatwerk. Dit betekent dat enige variatie boven of onder de door de fabrikanten gedefinieerde doorbuigingen als normaal moet worden beschouwd. Wanneer bovenloopkranen echter worden geïnstalleerd volgens de standaard installatiehandleiding en worden onderhouden volgens de installatie-onderhoudshandleiding van de fabrikant, kunt u er zeker van zijn dat de liftproducten veilig zijn en dat ze de gekozen nominale capaciteiten en prestatienormen aankunnen.

Doorbuiging meten voor veiligheidsnormen

Bij het meten van de doorbuiging voor veiligheidsnormen wordt de doorbuiging gemeten bij een capaciteit van 100%, in plaats van bij een capaciteit van 125%. Volgens ANSI-normen (ANSI/ASME B30.2) voor operationele en lopende tests van bovenloopkranen, “moet de standaard doorbuiging worden gemeten met een belasting van 100 procent van de nominale capaciteit en mag deze de toegestane doorbuiging, gespecificeerd door de toepasselijke ontwerpnorm, niet overschrijden. .” Bij elk kraantype verschilt de doorbuigingswaarde afhankelijk van de totale lengte, overspanning of reikwijdte van de kraan.

Verticale doorbuiging berekenen

Bij werkstationbrugkranen (gesloten spoor) is de verticale doorbuigingswaarde kleiner dan bij zwaardere brugkranen. Brugkranen voor gesloten spoorwerkstations hebben een doorbuigingslimiet van L/450, waarbij “L” de lengte of spanwijdte van de kraan is. Met andere woorden: om de doorbuiging van uw werkstationbrugkraan te bepalen, moet u eerst de overspanning of lengte kennen. Deze vergelijking wordt doorgaans gemeten in inches of centimeters, omdat de totale doorbuiging zeer klein moet zijn. Als uw doorbuiging hoger is dan een waarde gemeten in inches, heeft u mogelijk een probleem.

Stel bijvoorbeeld dat u een 34-voets brug op een werkstationbrugkraan hebt. De doorbuiging kan worden bepaald door eerst de meeteenheid te veranderen van feet naar inches. Een 34-voets brug is 408 inches lang (feet x 12 = inches). Deel 408 inches door de opgegeven doorbuigingslimiet voor gesloten brugkranen (L/450). Dat geeft u een doorbuiging van minder dan één inch (.9 inches).

Horizontale doorbuiging berekenen

Hoewel verticale doorbuiging belangrijk is om te overwegen bij bovenloopkranen, is horizontale doorbuiging ook een kritische factor om de veiligheid en betrouwbaarheid van de hijsapparatuur te garanderen. Horizontale doorbuiging wordt gedefinieerd als de verplaatsing van de baanbalk van de kraan op de middellijn bij volledige belasting.

De horizontale doorbuiging van een kraan wordt doorgaans gemeten met een doorbuigingsmeter of met lasermeetinstrumenten. De doorbuigingsmeter is een apparaat dat de relatieve beweging van de baanbalk van de kraan op de middellijn onder volledige belasting meet. Lasermeetinstrumenten daarentegen gebruiken een laser om de afstand tussen twee punten te meten om de doorbuiging te berekenen.

De toegestane horizontale doorbuiging voor bovenloopkranen wordt doorgaans vastgesteld op 1/600ste van de overspanning voor brugkranen en op 1/400ste van de hoogte voor zwenkkranen. Dit kan echter variëren afhankelijk van de specifieke ontwerpstandaard en specificaties van de fabrikant.

Organisatorische specificaties

Zoals eerder vermeld kunnen de toegestane doorbuigingswaarden voor bovenloopkranen variëren van kraan tot kraan en van vereniging tot vereniging. Daarom is het belangrijk om bij het ontwerpen, installeren en onderhouden van bovenloopkranen te verwijzen naar de organisatorische specificaties van de fabrikant of de relevante vereniging.

De Crane Manufacturers Association of America (CMAA) stelt bijvoorbeeld normen voor bovenloopkranen die in Noord-Amerika worden gebruikt. De CMAA heeft bovenloopkranen ingedeeld in zes serviceklassen op basis van de ernst van het beoogde gebruik. Elke serviceklasse heeft verschillende specificaties voor de toegestane doorbuiging, draagvermogen en andere factoren.

Hoe de doorbuiging van een bovenloopkraan berekenen?

De doorbuiging van een bovenloopkraan kan worden berekend met behulp van een aantal verschillende formules. Hier zijn de stappen om de doorbuiging van een bovenloopkraan te berekenen:

Stap 1: Bepaal de belasting

Bepaal eerst het gewicht van de last die de kraan gaat hijsen. Dit gewicht moet het gewicht van de last en het gewicht van de hijsapparatuur omvatten.

Stap 2: Bepaal de belastingsverdeling

Bepaal vervolgens hoe het gewicht van de last over de structuur van de kraan wordt verdeeld. Dit kan variëren afhankelijk van het ontwerp van de kraan, de gebruikte hijsapparatuur en de vorm en grootte van de last.

Stap 3: Bereken de doorbuiging

Nadat u de last en lastverdeling heeft bepaald, kunt u met de volgende formule de doorbuiging van de kraan berekenen:

Doorbuiging = (5 x belasting x afstand ^ 4) / (384 x elasticiteitsmodulus x traagheidsmoment)

Waar:

Last = het gewicht van de last die wordt gehesen

Afstand = de afstand van het middelpunt van de last tot het punt waar de doorbuiging wordt gemeten

Elasticiteitsmodulus = een maat voor de stijfheid en de vervormingsweerstand van een materiaal

Traagheidsmoment = een maat voor de buigweerstand van een constructie

Factoren die de doorbuiging beïnvloeden

Verschillende factoren kunnen de doorbuiging van een bovenloopkraan beïnvloeden. Hier zijn enkele van de belangrijkste factoren waarmee u rekening moet houden:

Gewicht van de lading

Het gewicht van de lading is een van de meest kritische factoren die de doorbuiging beïnvloeden. Hoe zwaarder de last, hoe meer de kraan zal doorbuigen.

Lading distributie

De manier waarop het gewicht van de lading over de structuur van de kraan wordt verdeeld, kan ook van invloed zijn op de doorbuiging. Een ongelijke gewichtsverdeling kan ervoor zorgen dat de kraan in sommige gebieden meer doorbuigt dan in andere.

Kraanontwerp

Het ontwerp van de kraan zelf kan ook invloed hebben op de doorbuiging. Factoren zoals de lengte van de giek van de kraan, het type hefwerktuig dat wordt gebruikt en het totale gewicht van de kraan kunnen allemaal invloed hebben op hoeveel de kraan doorbuigt onder belasting.

Kraan onderhoud

Ten slotte kan het onderhoud van de kraan ook invloed hebben op de doorbuiging. Na verloop van tijd kan slijtage van de componenten van de kraan ervoor zorgen dat de kraan meer doorbuigt onder belasting.

Het berekenen van de doorbuiging van een bovenloopkraan is essentieel voor het waarborgen van de veiligheid en efficiëntie van de kraan. Door te begrijpen wat doorbuiging is, waarom het belangrijk is en hoe deze moet worden berekend, kunnen kraanmachinisten en onderhoudsprofessionals hun kranen in optimale conditie houden en het risico op ongevallen minimaliseren.