Как рассчитать прогиб мостового крана

Мостовой кран является важным инструментом для подъема и транспортировки тяжелых грузов в промышленных условиях. Однако для обеспечения безопасной и эффективной работы мостового крана важно понимать прогиб крана. В этой статье мы обсудим, что такое прогиб, почему он важен и как рассчитать прогиб мостового крана.

Что такое прогиб?

Прогиб — это степень изгиба или деформации конструкции крана под нагрузкой. Это важный фактор, который следует учитывать при проектировании, эксплуатации и обслуживании мостового крана. Прогиб крана может быть вызван различными факторами, включая распределение веса, ускорение и вибрации.

Почему важно отклонение?

Прогиб мостового крана может существенно повлиять на его безопасность и эффективность. Если конструкция крана прогибается слишком сильно, это может привести к опрокидыванию крана, подвергая риску оператора и всех, кто находится рядом. Более того, чрезмерный прогиб может также привести к усталости компонентов крана, сокращая срок службы крана и увеличивая расходы на техническое обслуживание.

Критерии вертикального отклонения

Критерий вертикального прогиба относится к максимальному (вертикальному) коэффициенту прогиба, допустимому для подъемного устройства. Вертикальное прогибание отличается от горизонтального прогиба, но оба учитываются для закрытых рельсовых мостовых кранов. Вертикальное прогибание относится к изменению положения моста, рельса или стрелы крана вдоль вертикальной оси.

Большинство крановых систем изготавливаются с приблизительным прогибом, поскольку производители не контролируют установку, жесткость фундамента или стандартные отклонения допусков толщины для трубопроводов, трубок, стальных пластин и листового металла. Это означает, что некоторые отклонения выше или ниже прогибов, определенных производителями, следует считать нормальными. Однако, когда мостовые краны устанавливаются в соответствии со стандартным руководством по установке и обслуживаются в соответствии с руководством по установке и техническому обслуживанию производителя, вы можете быть уверены в безопасности подъемных устройств и их способности справляться с выбранными номинальными грузоподъемностями и стандартами производительности.

Измерение прогиба для стандартов безопасности

При измерении прогиба для стандартов безопасности прогиб измеряется при 100% грузоподъемности, а не при 125%. Согласно стандартам ANSI (ANSI/ASME B30.2) для эксплуатационных и ходовых испытаний мостовых кранов, «Стандартный прогиб должен измеряться при нагрузке 100 процентов от номинальной грузоподъемности и не должен превышать допустимый прогиб, указанный в применимом стандарте проектирования». Для каждого типа крана значение прогиба различается в зависимости от общей длины крана, пролета или вылета.

Расчет вертикального отклонения

Для мостовых кранов рабочей станции (закрытого рельса) значение вертикального прогиба меньше, чем для более тяжелых мостовых кранов. Мостовые краны рабочей станции с закрытым рельсом имеют предел прогиба L/450, где «L» — длина или пролет крана. Другими словами, чтобы определить прогиб мостового крана рабочей станции, вы должны сначала знать его пролет или длину. Это уравнение обычно измеряется в дюймах или сантиметрах, поскольку общий прогиб должен быть очень незначительным. Если ваш прогиб больше значения, измеренного в дюймах, у вас могут быть проблемы.

Например, предположим, что у вас есть 34-футовый мост на мостовом кране рабочей станции. Прогиб можно определить, сначала изменив единицу измерения с футов на дюймы. 34-футовый мост имеет длину 408 дюймов (футы x 12 = дюймы). Разделите 408 дюймов на указанный предел прогиба для закрытых мостовых кранов (L/450). Это даст вам прогиб менее одного дюйма (.9 дюйма).

Расчет горизонтального отклонения

Хотя вертикальное отклонение важно учитывать для мостовых кранов, горизонтальное отклонение также является критическим фактором для обеспечения безопасности и надежности подъемного оборудования. Горизонтальное отклонение определяется как смещение балки кранового пути на центральной линии при полной номинальной нагрузке.

Горизонтальное отклонение крана обычно измеряется с помощью датчика прогиба или лазерных измерительных приборов. Датчик прогиба — это устройство, которое измеряет относительное перемещение балки крана по центральной линии при полной нагрузке. С другой стороны, лазерные измерительные приборы используют лазер для измерения расстояния между двумя точками для расчета отклонения.

Допустимое горизонтальное отклонение для мостовых кранов обычно устанавливается на уровне 1/600 пролета для мостовых кранов и 1/400 высоты для консольных кранов. Однако это может варьироваться в зависимости от конкретного стандарта проектирования и спецификаций производителя.

Организационные характеристики

Как упоминалось ранее, допустимые значения прогиба для мостовых кранов могут различаться от крана к крану и от ассоциации к ассоциации. Вот почему важно ссылаться на организационные спецификации, установленные производителем или соответствующей ассоциацией при проектировании, установке и обслуживании мостовых кранов.

Например, Ассоциация производителей кранов Америки (CMAA) устанавливает стандарты для мостовых кранов, используемых в Северной Америке. CMAA классифицировала мостовые краны по шести классам обслуживания в зависимости от тяжести предполагаемого использования. Каждый класс обслуживания имеет различные спецификации для допустимого прогиба, грузоподъемности и других факторов.

Как рассчитать прогиб мостового крана?

Прогиб мостового крана можно рассчитать с помощью нескольких различных формул. Вот шаги для расчета прогиба мостового крана:

Шаг 1: Определите нагрузку

Сначала определите вес груза, который будет поднимать кран. Этот вес должен включать вес груза и вес подъемного оборудования.

Шаг 2: Определите распределение нагрузки

Далее определите, как будет распределен вес груза по конструкции крана. Это может варьироваться в зависимости от конструкции крана, используемого подъемного оборудования, а также формы и размера груза.

Шаг 3: Рассчитайте прогиб

Определив нагрузку и ее распределение, можно рассчитать прогиб крана по следующей формуле:

Прогиб = (5 x Нагрузка x Расстояние^4) / (384 x Модуль упругости x Момент инерции)

Где:

Нагрузка = вес поднимаемого груза

Расстояние = расстояние от центра нагрузки до точки, где измеряется прогиб.

Модуль упругости = мера жесткости материала и сопротивления деформации.

Момент инерции = мера сопротивления конструкции изгибу

Факторы, влияющие на прогиб

На прогиб мостового крана могут влиять несколько факторов. Вот некоторые из наиболее важных факторов, которые следует учитывать:

Вес груза

Вес груза является одним из наиболее важных факторов, влияющих на прогиб. Чем тяжелее груз, тем больше прогнется кран.

Распределение нагрузки

То, как вес груза распределяется по конструкции крана, также может влиять на прогиб. Неравномерное распределение веса может привести к тому, что кран будет прогибаться в некоторых областях больше, чем в других.

Конструкция крана

Конструкция самого крана также может влиять на прогиб. Такие факторы, как длина стрелы крана, тип используемого подъемного оборудования и общий вес крана, могут влиять на то, насколько сильно кран прогибается под нагрузкой.

Техническое обслуживание кранов

Наконец, техническое обслуживание крана также может повлиять на прогиб. Со временем износ компонентов крана может привести к тому, что кран будет больше прогибаться под нагрузкой.

Расчет прогиба мостового крана необходим для обеспечения безопасности и эффективности работы крана. Понимая, что такое прогиб, почему он важен и как его рассчитать, крановщики и специалисты по техническому обслуживанию могут поддерживать свои краны в оптимальном состоянии и минимизировать риск несчастных случаев.