Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование работы механизмов передвижения портальных кранов в морских портах при ветровых нагрузках Подобед Наталья Евгеньевна

Исследование работы механизмов передвижения портальных кранов в морских портах при ветровых нагрузках
<
Исследование работы механизмов передвижения портальных кранов в морских портах при ветровых нагрузках Исследование работы механизмов передвижения портальных кранов в морских портах при ветровых нагрузках Исследование работы механизмов передвижения портальных кранов в морских портах при ветровых нагрузках Исследование работы механизмов передвижения портальных кранов в морских портах при ветровых нагрузках Исследование работы механизмов передвижения портальных кранов в морских портах при ветровых нагрузках
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Подобед Наталья Евгеньевна. Исследование работы механизмов передвижения портальных кранов в морских портах при ветровых нагрузках : диссертация ... кандидата технических наук : 05.22.19 / Подобед Наталья Евгеньевна; [Место защиты: Мурман. гос. техн. ун-т].- Мурманск, 2010.- 166 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/2182

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Анализ аварийных ситуаций, нормативных актов и научных работ. Задачи исследований 9

1.1 Анализ аварийных ситуаций портальных кранов в морских портах при воздействии штормового ветра 9

1.2 Анализ нормативных актов по эксплуатации и расчёту портальных кранов на ветровую нагрузку 11

1.3 Анализ научных работ и задачи исследований 15

Глава 2 Ветровая нагрузка на механизм передвижения портальных кранов с учётом работы крановых механизмов 22

2.1 Расчётная схема и принимаемые допущения 22

2.2 Основные параметры ветрового воздействия 26

2.3 Ветровая нагрузка на крановые механизмы 29

2.4 Ветровая нагрузка на крановые механизмы с учётом собственных скоростей движения механизмов 35

2.5 Аналитические зависимости ветровой нагрузки на крановые механизмы 39

Глава 3 Численное моделирование режимов работы механизмов передвижения портальных кранов при динамическом воздействии ветра с учётом работы крановых механизмов 45

3.1 Обобщённая математическая модель работы крановых механизмов при динамическом воздействии ветра 45

3.1.1 Исследуемые показатели работы крановых механизмов портальных кранов при динамическом воздействии ветра... 45

3.1.2 Математическая модель режима работы крановых механизмов портальных кранов при динамическом воздействии ветра 47

3.2 Численное моделирование режима работы механизмов подъёма, изменения вылета стрелы и поворота крана и их влияние на механизм передвижения крана 53

3.2.1 Метод решения и блок-схема вычислений 53

3.2.2 Коэффициенты уравнений и исходные данные для портального крана с прямой стрелой типа Ганц 56

3.3 Основные результаты численного моделирования динамического воздействия ветра на крановые механизмы 62

Глава 4 Аналитическое определение параметров работы механизма передвижения портальных кранов при ветровой нагрузке ... 86

4.1 Дифференциальные уравнения движения механизма передвижения портальных кранов и результаты их решения 86

4.1.1 Общее решение дифференциальных уравнений 86

4.1.2 Результаты аналитического решения уравнений при постоянном движущем усилии без влияния ветра 98

4.1.3 Результаты аналитического решения уравнений при постоянных движущем усилии и ветровой нагрузке 104

4.2 Определение допустимых ветровых нагрузок для рабочего состояния механизма передвижения по условиям торможения 110

Заключение 117

Литература 123

Приложения 134

Введение к работе

Актуальность темы. Основным перегрузочным оборудованием морских портов являются портальные краны, работа которых в настоящее время разрешается до паспортных значений скоростей ветра 18-20 м/с. Однако, как показывает практика, при эксплуатации портальных кранов при таких ветровых нагрузках наблюдаются случаи их угона, а в некоторых случаях угон кранов с последующей потерей их устойчивости. При этом заводскими инструкциями по эксплуатации портальных кранов не предусматривается принятие дополнительных мер безопасности, исключающих угон кранов ветром при паспортных значениях ветровых нагрузок.

До настоящих исследований отсутствовали научные работы и публикации, посвященные влиянию ветровых нагрузок на работу механизмов передвижения с учетом работы механизмов подъема, изменения вылета стрелы и поворота портальных кранов. В нормах и расчётах механизмов передвижения портальных кранов ветровая нагрузка рассматривается как статическая нагрузка. При этом не учитываются собственные скорости движения крановых механизмов, конструктивные и эксплуатационные особенности кранов, технология перегрузочных работ, парусность грузов, а также состояние подкрановых путей.

В связи с изложенным весьма актуальным является исследование работы механизмов передвижения портальных кранов при воздействии динамической ветровой нагрузки с учётом работы механизмов подъёма, изменения вылета стрелы и поворота крана и обоснование допустимых ветровых нагрузок для рабочего состояния механизмов передвижения портальных кранов при максимальном использовании заложенных заводом-изготовителем резервов и разработка мероприятий, исключающих угон кранов ветром.

Работа выполнялась в соответствии с Отраслевой программой научно-исследовательских работ, утверждённой Первым заместителем председателя Госкомрыболовства России от 14 декабря 2001 года.

Целью диссертационной работы является исследование работы механизмов передвижения портовых портальных кранов с учётом работы

механизмов подъёма, изменения вьшета стрелы и поворота крана и обоснование допустимых ветровых нагрузок для их рабочего состояния. В соответствии с указанной целью в работе решаются следующие основные задачи:

  1. Анализ аварийных ситуаций портальных кранов в морских портах при ветровых нагрузках.

  2. Разработка методики расчёта механизмов передвижения портальных кранов на ветровую нагрузку.

  3. Разработка математической модели работы механизма передвижения потальных кранов с учётом движения механизмов подъёма, вьшета стрелы и поворота кранов при динамическом воздействии ветра.

  4. Численное моделирование основных показателей работы механизмов передвижения портальных кранов при динамическом воздействии ветра.

  5. Аналитическое определение параметров работы механизмов передвижения портальных кранов при ветровой нагрузке.

  6. Обоснование допустимых ветровых нагрузок для рабочего состояния механизмов передвижения портальных кранов и разработка рекомендаций по обеспечению их безопасности.

Объектами исследования являются портовые портальные краны, а предметом исследования - обоснование допустимых ветровых нагрузок для рабочего состояния механизмов передвижения портальных кранов.

Базовыми методологическими научными работами в области математического моделирования и исследования режимов работы стреловых поворотных кранов являются труды Гаранина Н. П., Дукельского А. И., Ерофеева Н. И., Казака С. А., Комарова М. С, Сиротского В. Ф., Степанова А. Л., Брауде В. И. и других, а судовых канатных дорог для передачи грузов в море - Махорина Н. И., Бачище А. В., Ходякова И. В. и других учёных. Воздействию ветровых нагрузок на инженерные сооружения и башенные краны посвящены работы Барштейна М. Ф., Давенпорта А. Г., Когана И. Я., Невзорова Л. А, Зарецкого А. А. и других учёных, а в области обоснования прогрессивных транспортно-технологических систем посвящены научные труды Гагарского Э. А.

Методы исследования. В исследованиях использовались положения теоретической механики, динамики машин и крановых установок, теории

электропривода, методы математического моделирования воздействия ветровой нагрузки на портальные краны; численные и аналитические методы решения дифференциальных уравнений, описывающих работу механизмов передвижения портальных кранов при воздействии ветра.

Достоверность и обоснованность результатов, полученных в диссертации, обеспечивается использованием перечисленных выше методов исследования, совпадением результатов численного и аналитического моделирования режимов работы механизмов передвижения портальных кранов при динамическом воздействии ветра, а также хорошей сходимостью полученных результатов с исследованиями отечественных авторов.

Научная значимость результатов работы. В диссертационной работе получены следующие основные результаты, определяющие её научную значимость:

  1. Усовершенствована методика расчёта механизмов передвижения портальных кранов на ветровую нагрузку, в которую впервые включены: определение аналитических зависимостей ветровой нагрузки на механизм передвижения с учётом работы механизмов подъёма, изменения вылета стрелы и поворота портального крана; математическое моделирование работы механизмов передвижения портальных кранов с учетом динамической составляющей ветровой нагрузки и собственных скоростей движения крановых механизмов в функции обобщённых координат передвижения крана, вылета стрелы и угла поворота крана; численные методы расчёта основных показателей работы механизмов передвижения в функции времени.

  2. Разработана математическая модель, позволяющая комплексно оценивать влияние всех механизмов крана на динамику работы механизма передвижения портальных кранов при динамическом воздействии ветра.

  3. Численными методами исследованы нагрузочные, кинематические и геометрические показатели работы механизмов передвижения портального крана "Ганц" с учётом работы механизмов подъёма, изменения вылета стрелы и поворота крана при динамическом воздействии ветра.

  4. Впервые аналитически определены основные параметры работы механизма передвижения наиболее распространённых в морских портах портальных кранов "Ганц" при воздействии ветра.

5. Впервые выполнено обоснование допустимых ветровых нагрузок для рабочего состояния механизмов передвижения для наиболее распространённых в морских портах портальных кранов "Ганц", позволяющие максимально использовать заложенные заводом-изготовителем резервы.

Практическая ценность работы состоит в том, что разработана методика обоснования допустимых скоростей ветра для рабочего состояния механизмов передвижения портальных кранов, позволяющая максимально использовать заложенные заводом-изготовителем кранов резервы; усовершенствована методика расчёта механизмов передвижения портальных кранов на ветровую нагрузку с учётом работы механизмов подъёма, изменения вылета стрелы, поворота крана и собственных скоростей их перемещения; предложенные численные и аналитические методы позволяют определять влияние ветровой нагрузки на нагрузочные, кинематические и геометрические показателей работы механизмов передвижения портальных кранов; предложены технические решения и организационные мероприятия по предотвращению угона портальных кранов ветром.

Реализация работы. Результаты диссертационной работы внедрены в нормативных правовых актах, регламентирующих работу портальных кранов при скоростях ветра свыше 15 м/с в морских рыбных портах, которые оформлены актом внедрения, утверждённым директором ОАО "ГИПРОРЫБФЛОТ" 25 ноября 2009 г.

Апробация работы. Основные положения и результаты научных исследований докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ФГОУ ВПО "Мурманский государственный технический университет" в 1990-2009 гг.; научно-технических конференциях по строительной механике корабля, посвященных памяти ак. Шиманского Ю. А. и профессора Папкови-ча П. Ф., ФГУП "ЦНИИ им. академика Крылова А. Н.", Санкт-Петербург 2008-2009 гг.; научно-технической конференции "Проблемы продления навигации", г. Нижний Новгород, 1991 г.; Первом съезде специалистов по безопасности деятельности человека, г. Санкт-Петербург, 1992 г.; в Калининградских морских портах, Мурманских морских портах и других морских и рыбных портах; ОАО "ГИПРОРЫБФЛОТ", Федеральном агентстве по рыболовству и ЦК профсоюза работников рыбного хозяйства.

Публикации. Основные научные результаты диссертации опубликованы в 21 печатной работе, три из которых опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ для опубликования основных результатов диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, и 3-х отчётах о научно-исследовательской работе, зарегистрированных в ВНТИЦ.

Основные результаты, выносимые на защиту:

  1. Методика расчёта механизмов передвижения портальных кранов на ветровую нагрузку.

  2. Математическая модель режима работы механизмов передвижения портальных кранов с учётом движения механизмов подъёма, изменения вылета стрелы и поворота портальных кранов при динамическом воздействии ветра.

  3. Результаты численного и аналитического моделирования основных показателей работы механизмов передвижения портальных кранов при динамическом воздействии ветровой нагрузки.

  4. Обоснование допустимых ветровых нагрузок для рабочего состояния механизмов передвижения портальных кранов.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объём диссертации 166 с, основной текст - 122 с, рис. - 29, табл. - 4, перечень использованной отечественной и иностранной научно-технической литературы из 118 наименований на 11 с, включая работы автора, приложения на 33 с, включая 8 рис.

Анализ нормативных актов по эксплуатации и расчёту портальных кранов на ветровую нагрузку

Основным нормативным актом, регламентирующим эксплуатацию портальных кранов при ветре, являются "Правила технической эксплуатации подъёмно-транспортного оборудования морских торговых портов" [90], которые разрешают работу кранов при скорости ветра, значение которой указано в паспорте машины. Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов [91] и ГОСТ 12.3.009-76 [24] также разрешается производить работы грузоподъёмными машинами до скорости ветра, значение которой указано в паспорте машины.

В работе [77] установлено, что наиболее вероятные пульсации скорости ветра в 1,25 раза превышают её среднее значение, а величина отдельных кратковременных порывов может превышать среднюю скорость ветра в 1,5 раза. Однако, во всех перечисленных выше правилах не указывалось, является ли допустимая скорость ветра средней или переменной величиной с постоянными или максимальными кратковременными порывами ветрового потока. Не оговаривалась высота замера скорости ветра над поверхностью земли, не учитывались конструктивные и эксплуатационные особенности крана, а также вес груза и его наветренная площадь. На основании выполненных исследований [77] в указанные правила были внесены дополнения, определяющие параметры ветровой нагрузки для рабочего состояния кранов, технологические схемы погру-зочно-разгрузочных работ и типы кранов, которые можно использовать при скорости ветра свыше 15 м/с, а также рекомендации по установке и поверке ветроизмерительных приборов и определению скорости ветра в порту с учётом защищённости местности, общие указания для руководителей, специалистов и крановщиков при получении штормового предупреждения [65, 80, 87, 88, 90]. Однако, в перечисленных работах предельные скорости ветра для рабочего состояния механизмов передвижения портальных кранов не определялись.

Нормативным актом, устанавливающим нормы и метод расчёта ветровой нагрузки на краны, является ГОСТ 1451 "Краны грузоподъёмные. Нагрузка ветровая" [23], которым устанавливается ветровая нагрузка на кран в нерабочем и рабочем состояниях, а также две группы показателей: скорость ветра и расчётное давление; аэродинамический коэффициент сопротивления, зависящий от типа конструкции и направления ветра.

В соответствии с ГОСТ 1451 [23] для рабочего состояния кранов скорость ветра на высоте 10 м над поверхностью земли для кранов, устанавливаемых в морских портах, должна была приниматься равной 20 м/с, а для кранов, устанавливаемых на объектах, исключающих возможность перерыва в работе, 28,5 м/с. Статическая составляющая ветровой нагрузки на кран в рабочем состоянии должна была учитываться в расчётах на прочность металлоконструкции и механизмов, надёжности тормозов, мощности двигателей и грузовой устойчивости крана, а динамическая составляющая, вызываемая пульсациями скорости ветра учитываться только при расчётах на прочность металлоконструкций и при проверке устойчивости кранов.

Скорость ветра 20 м/с для рабочего состояния кранов принята нормами ФРГ по ДИН 15018/19 и нормами ФЕМ [89].

В большинстве норм указаны только статические ветровые нагрузки. Методы определения динамических нагрузок на башенные краны и инженерные сооружения значительной высоты, вызываемых порывами ветра, указаны только в советских [64, 106] и некоторых зарубежных нормах [118]. Эти нагрузки определяются путём умножения статических нагрузок на соответствующие коэффициенты динамичности.

В соответствии с ГОСТ 1451 [23] для каждого положения крана и каждой отдельной его части (стрелы, хобота, поворотной платформы и т.д.) рассчитывают коэффициенты аэродинамического сопротивления, наветренную площадь и удельную распределённую ветровую нагрузку. Коэффициенты аэродинамического сопротивления конструкции в целом определяются на основании экспериментальных аэродинамических испытаний типовых элементов крановых конструкций в зависимости от угла атаки ветрового потока. Такой метод расчёта коэффициентов аэродинамического сопротивления не учитывает всех конструктивных элементов крана и их аэродинамическое взаимное влияние. В связи с этим в работе [77] впервые предложена методика и проведены аэродинамические исследования моделей портальных кранов и их отдельных частей в аэродинамической трубе [39], которые позволяют получить уточнённые значения коэффициентов аэродинамического сопротивления в функции угла атаки воздушного потока, выраженного через угол поворота и вылет стрелы крана. Результаты этих аэродинамических испытаний, включая продувки в аэродинамической трубе моделей порталов, использовались в настоящей работе.

Основные параметры ветрового воздействия

Система стрелового портального крана обеспечивает перемещение груза работой крановых механизмов: подъёма груза, изменения вылета стрелы, поворота и передвижения крана. Для материальной системы с пространственными колебаниями груза (как материальной точки), которые могут считаться малыми, уравнения движения можно получить на основе совмещения прямоугольных и цилиндрических координат. Движение крана характеризуется траекторией точки подвеса груза "а", расположенной на верхнем конце стрелового устройства. Координатами этой точки (рис. 2.1) являются: и - передвижение крана, z - подъём груза, р - изменение вылета стрелы, ф — угол вращения крана, высота h конца стрелы, если она изменяется, у шарнирно-сочлененных стрел эта величина может считаться постоянной. Эти координаты являются основными, так как определяют главные геометрические параметры рабочего процесса перемещения точки "а" подвеса груза.

Груз весом mg подвешен на гибкой упругой нити (канате) длиной /, которая отклоняется в пространстве на угол а, в результате ускорений точки "а" и воздействия ветровой нагрузки на кран с грузом. Координатами положения груза в пространстве будут фа, ра, za. Уравнения движения точки "а" и груза выразятся через все эти координаты как функции времени при условии принятия приведенных ниже допущений.

Любое деформируемое тело является системой с множеством степеней свободы. Если массами одних элементов пренебречь (масса каната и др.), а другие рассматривать как абсолютно жёсткие тела (основание подкрановых путей, платформа, каркас и некоторые другие части и детали крана), система будет иметь конечное число степеней свободы.

В этом случае степенями свободы точки подвеса и самого груза будут указанные выше шесть координат: \\г, = р, ф, и, ра, фа, za. При этом не учитываются упругие деформации элементов системы крана (перемещение конца стрелы, упругие смещения в звеньях привода крановых механизмов, упругое удлинение грузового каната), просадка подкрановых путей, перемещения вследствие изменения величин скольжения электродвигателей, зазоры в кинематических парах механизмов и устройств в виду их малости на несколько порядков по сравнению с основными координатами (\]//) [33].

Полагая углы а отклонения груза в пространстве малыми (5-10 при нормальной работе и 10-20 для некоторых вероятных случаев разгона и торможения механизмов) можно принять sina « a, cosa и 1, при этом относительная погрешность для этих углов составит 1-2%.

При вращении крана с изменением вылета стрелы моменты инерции стрелы и груза изменяются пропорционально квадрату радиуса инерции. При этом для определения момента инерции стрелы с приемлемым допущением можно считать её массивным стержнем с равно распределенной по длине массой. Приведённая к точке подвеса груза масса шарнирно-сочлененных стрел будет величиной переменной, однако установлено [33], что изменения этой величины небольшие, в связи с чем, она может приниматься постоянной.

Для решения задач динамики систем с несколькими степенями свободы наиболее универсальным методом являются уравнения Лагранжа второго рода. Эти уравнения составляются на основе обобщённых координат (Чу,-) и соответствующих им обобщённых сил (Qi). В связи с принятой системой обобщённых координат, нагрузки и массы приводятся: у механизма подъёма — к окружности грузового барабана, механизма изменения вылета — к точке подвеса груза "а", у механизма поворота - к оси вращения крана z, у механизма передвижения крана -к оси вращения приводного колеса. Приведение нагрузок и движущих усилий производится на основании уравнений работ, а приведение масс и моментов инерции - на основании уравнений кинетической энергии.

Математическая модель режима работы крановых установок без учёта сил ветра разработана Ерофеевым Н.И. [33], а с учётом влияния сил ветра на механизмы изменения вылета стрелы и поворота портальных кранов получена в работе [77].

Ветровая нагрузка является одной из составляющих обобщённых сил, действующих на кран с грузом, характер которой определён в работах [67, 77] на основе статистических характеристик ветрового потока и анализа воздействия ветровой нагрузки на кран с грузом.

Численное моделирование режима работы механизмов подъёма, изменения вылета стрелы и поворота крана и их влияние на механизм передвижения крана

Основные показатели работоспособности портальных кранов при воздействии ветровой нагрузки определяются численным интегрированием системы дифференциальных уравнений (3.10). Для интегрирования уравнений использовалась стандартная программа решения дифференциальных уравнений п-го порядка методом Рунге-Кутта [8, 27, 52, 62]. При представлении ветровой нагрузки, как случайного процесса с нормальным её распределением, интегрирование уравнений системы (ЗЛО) сводится к прямому вводу в ПЭВМ каждой реализации случайного процесса, т. е. к многократному интегрированию системы уравнений [14-16,21,51]. Блок-схема вычисления правых частей уравнений для портального крана типа Ганц приведена на рис. 3.1. Уравнения второго порядка приводятся к уравнениям первого порядка путём замены переменной Для вычисления правых частей уравнений и обращения к стандартной подпрограмме разработана специальная программа для ПЭВМ. Интегрирование уравнений является задачей Коши. Начальные условия структуры моделируемого цикла работы крана. При этом начальное значение скорости ветра принимается равным средней при нарастающем ветровом потоке, что является худшим случаем для режима работы крана при воздействии ветровой нагрузки. В табл. 3.1 приведены коэффициенты уравнений, характеризующие динамические характеристики портальных кранов с прямой стрелой типа Ганц грузоподъёмностью 5/6 тс, силовые параметры электропривода, а также другие постоянные величины дифференциальных уравнений системы (3.10). Силовые факторы управления механизмами принимались в соответствии с формулами (3.12) и диаграммами реостатного пуска их электродвигателей в функции времени (Приложение 4). В таблице приведены значения сил сцепления Рсц приводных колёс крана с подкрановыми рельсами при коэффициентах трения: ц. = 0,15 при сухих рельсах и \i = 0,12 при влажных рельсах [28, 102]. Значения коэффициентов аэродинамического сопротивления принимались на основании экспериментальных работ [77]. На рис. 3.2 - 3.4 приведены графики аэродинамических характеристик сопротивления отдельных частей портального крана "Ганц" (портала, стрелы в плоскости качания и поворотной части крана в сборе) в функции угла атаки воздушного потока при изменении вылета стрелы и поворота крана. В формулах (3.13)-(3.14) приведены аппроксимированные аналитические зависимости коэффициентов аэродинамического сопротивления портала соответственно по координатам х и у. .17) В формулах (3.18)-(3.19) приведены аппроксимированные аналитические зависимости коэффициентов аэродинамического сопротивления поворотной части портального крана "Ганц", где См— моментная характеристика поворотной части крана, Сх — коэффициент аэродинамического сопротивления стрелового устройства в присутствии поворотной колонны

Определение допустимых ветровых нагрузок для рабочего состояния механизма передвижения по условиям торможения

Запишем условие, обеспечивающее торможение механизма передвижения с нормативным запасом сцепления приводных колес с подкрановыми рельсами при движении крана по ветру где Fcu - сила сцепления приводных заторможенных колёс с подкрановыми рельсами; Рнн - силы инерции крана, механизма изменения вылета стрелы и поворотной части крана; PQ - сила, возникающая при отклонении грузовых канатов от вертикали; WT — сила сопротивления передвижению крана; Wy - сила сопротивления передвижению крана при уклоне подкрановых путей (угол уклона 9 = 0,002 [91]); п = 1,1 - коэффициент запаса сцепления приводных колёс с подкрановыми рельсами [28,102]. Сила сцепления заторможенных приводных колёс должна быть больше сил действующих на кран с грузом, включая ветровую нагрузку, на величину коэффициента запаса сцепления.

Рассмотрим три случая, при которых возможен угон крана ветром: первый случай - работают механизмы подъёма, изменения вылета стрелы, поворота и передвижения крана (передвижение крана осуществляется по сухим подкрановым рельсам, коэффициент трения заторможенных колес о рельс ц=0,15); второй случай — работают механизмы подъёма, изменения вылета стрелы, поворота и передвижения крана (передвижение крана осуществляется по влажным подкрановым рельсам, коэффициент трения заторможенных колес о рельс ц.=0,12); третий случай -кран перемещается с грузом (грейфером) при неработающих механизмах по направлению ветра (перемещение крана осуществляется по влажным подкрановым рельсам, коэффициент трения заторможенных колёс о рельс д=0,12). Для трёх случаев рассматриваются все возможные сочетания вылета стрелы р и угла поворота ф поворотной части крана к направлению действия ветровой нагрузки.

На основании (ЗЛО) и (4.1) на рис. 4.5-4.7 приведены результаты расчётов основных показателей режима работы крана с грузом (грейфером) при его движении по ветру для перечисленных выше трёх случаев. Цифрами указаны допустимые скорости ветра для рабочего состояния механизма передвижения как при совмещённой работе механизмов изменения вылета стрелы, поворота крана и передвижения, так и при работе только механизма передвижения с грузом (грейфером) при возможных сочетаниях вылета стрелы р и угла поворота крана ф к направлению ветра.

Как следует из рис. 4.5, допустимая скорость ветра для рабочего состояния механизма передвижения по условиям торможения при совместной работе механизмов изменения вылета стрелы, поворота и передвижения крана при сухих подкрановых рельсах составляет около 11 м/с, а при влажных рельсах около 7 м/с (рис. 4.6).

Как правило, при ветровых нагрузках кран перемещается без совмещения работы всех других механизмов при углах поворота ±(160-180), чтобы наблюдать за состоянием подкрановых рельсов и гибким питающим электрическим кабелем. Для этих случаев допустимая скорость ветра для рабочего состояния механизма передвижения для худшего случая (перемещение крана по влажным рельсам) по условиям торможения для возможных сочетаний вылета стрелы и угла поворота крана составляет около 14 м/с (рис. 4.7), в то время как паспортное значение скорости ветра для рабочего состояния крана "Ганц" составляет 18 м/с. Если же учесть, что на поверхности подкрановых рельс в отдельных местах практически всегда присутствует смазка, а в зимнее время — снег и лёд, то допустимая скорость ветра для передвижения крана может составлять намного меньше паспортной величины, т.е. уже при скорости ветра 10-12 м/с существует вероятность угона крана ветром.

Похожие диссертации на Исследование работы механизмов передвижения портальных кранов в морских портах при ветровых нагрузках