Термінологія проектування кранів: посібник для початківців з основних термінів

Термінологія проектування кранів є основою для читання інженерних креслень, виконання проектних розрахунків та надання технічних пропозицій. У цьому посібнику представлено загальні терміни, що охоплюють параметри кранів, класи навантаження, металеві конструкції, навантаження та показники продуктивності.

Ключова термінологія проектування кранів: параметри та класи навантаження

Параметри механізму крана описують експлуатаційні характеристики підйомних машин і забезпечують основу для проектування та вибору обладнання. Клас експлуатації крана враховує використання вантажопідйомності та часу, а також кількість робочих циклів.

1. Номінальна вантажопідйомність Gn

Номінальна вантажопідйомність – це загальна вага вантажу або матеріалу, який кран може підняти, разом зі знімними вантажозахоплювальними пристроями (за винятком контейнерних розкидачів) або допоміжними пристроями, такими як грейфери, електромагнітні підйомні пристрої та підйомні балки. Для кранів зі змінним радіусом, таких як баштові крани, автокрани та портальні крани, номінальна вантажопідйомність змінюється залежно від робочого радіуса. Номінальна номінальна вантажопідйомність – це максимальна номінальна вантажопідйомність, дозволена за безпечних умов роботи на мінімальному радіусі.

У звичайному вжитку «вантажопідйомність» зазвичай означає номінальну вантажопідйомність.

Для підтримки серійного виробництва та стандартизації було встановлено стандарт номінальної вантажопідйомності серії (Таблиця 1-1). Джерело посилається на GB783-87 та вказує одиницю вимірювання як t. Для нещодавно розроблених підйомних машин номінальна вантажопідйомність крана та допоміжного підйомного механізму повинна відповідати стандартним серійним значенням. Обладнання зі спеціальними характеристиками також повинно відповідати або залишатися якомога ближчим до стандартних серійних значень.

2. Спан С.

Для мостового крана проліт – це горизонтальна відстань між центральними лініями рейок мостового переміщення крана. Вона позначається як S, хоча раніше зазвичай використовувалася L, і вимірюється в метрах (м). Прольоти електричних мостових кранів мають національну стандартну серію (джерело Таблиця 1-2). На рисунку 1-1 зображено проліт крана. Проліт мостового крана залежить від прольоту будівлі Sc; у серії прольотів крок зазвичай становить 3 м.

На рисунку 1-1 показано (а) проліт крана та (b) проліт крана з двома рейками.

3. Калібр K

Колія, яку також називають колією, визначається наступним чином:

• Для візка це відстань між центральними лініями рейок візка.
• Для стрілового крана це відстань між центральними лініями рейок або між центральними лініями сходинок ходових коліс.

4. Колісна база B

Колісна база, яку також називають міжосьовою відстанню, – це відстань між опорними центральними лініями крана або візка вздовж поздовжнього напрямку руху. Розмір колісної бази B залежить від розташування опорних коліс.

5. Висота підйому H, глибина опускання h та діапазон підйому D

Джерело визначає відповідні вертикальні відстані, використовуючи найвище та найнижче робочі положення підйомного пристрою, та дає:

D = H + h

Якщо глибина опускання відсутня, діапазон підйому D дорівнює висоті підйому H. Висота підйому та глибина опускання вимірюються, використовуючи центр чаші гака як опорну точку. Для інших вантажопідйомних пристроїв, таких як грейфери, як опорна точка використовується найнижча точка в закритому положенні.

6. Швидкості роботи механізму

Робочі швидкості механізмів різняться залежно від механізму крана:

• Швидкість підйому та опускання Vn: швидкість вертикального переміщення номінального навантаження в сталому робочому стані, виміряна в м/хв.
• Швидкість пересування крана або мосту VR': швидкість пересування крана, що перевозить номінальне вантаження на горизонтальній поверхні або рейці в сталому робочому стані, виміряна в м/хв.
• Швидкість руху візка Vt': швидкість візка, що перевозить номінальне навантаження по горизонтальній рейці в сталому робочому стані, виміряна в м/хв.

7. Навантаження на колесо

Колісне навантаження – це максимальний вертикальний тиск, що чиниться на колеса крана власною вагою мосту, разом із власною вагою візка та номінальною вантажопідйомністю, коли візок знаходиться в граничному положенні. Це важлива основа для проектування механізму пересування та рейок.

8. Клас обов'язку

Клас навантаження крана поділяється за класом використання — загальною кількістю робочих циклів протягом розрахункового терміну служби — та станом навантаження. Він вказує на вимогливість роботи крана, зокрема на його завантаженість з часом та на частоту обробки повних вантажів.

У джерелі класи навантаження поділяються на A1–A8. Приблизне порівняння: A1–A4 для легкого навантаження, A5–A6 для середнього навантаження, A7 для важкого навантаження та A8 для надважкого навантаження. У таблиці 1-4 джерела наведено приклади класів навантаження крана.

Загальні терміни для металевих конструкцій та компонентів кранів

1. Металева конструкція крана

Металева конструкція крана, яку також називають сталевою конструкцією крана, — це споруда, здатна витримувати різні навантаження крана. Вона складається зі сталевих пластин і профілів, виготовлених з металевих матеріалів і зібраних у певній структурній схемі за допомогою зварювання, заклепок, болтів та інших методів з'єднання.

Металеві конструкції кранів складаються з несучих елементів, ненесучих елементів та з'єднувальних секцій. Основні балки, кінцеві балки та опори є несучими елементами та потребують розрахунків на міцність, жорсткість та стійкість. Доріжки, перила та драбини є ненесучими елементами; джерело зазначає, що вони не потребують розрахунків на міцність, жорсткість та стійкість, але слід враховувати безпеку, зручність використання та ергономіку. З'єднання в основному використовують зварювання та болти, тоді як заклепки зараз використовуються рідко.

2. Типові типи металевих конструкцій

Типові типи включають мостові конструкції, козлові крани, вежі та стріли. Металеві конструкції кранів виготовляються з елементів, пластин та профілів, які утворюють основні елементи, такі як головні балки, кінцеві балки та опори. Різні елементи утворюють основні конструкції кранів, такі як мости, козлові крани, вежі та стріли.

3. Загальні структурні та компонентні терміни

• Головна балка: Основний несучий елемент мостового або козлового крана, що несе вантаж, що піднімається.
• Нога: Опорний елемент козлового або автокрана, що допомагає підтримувати загальну робочу стійкість.
• Стрілка: Фіксована або телескопічна стріла на стріловому крані, що використовується для підйому вантажів та регулювання робочого радіуса.
• Підйомний механізм: Механізм, який піднімає та опускає вантажі вертикально, що складається з двигуна, коробки передач, барабана, гальма, гака та інших компонентів.
• Механізм пересування: Механізм, який переміщує весь кран або візок; він може бути рейковим або нерейковим.
• Поворотний механізм: Механізм, який обертає стрілу навколо вертикальної осі, зазвичай використовується на автокранах, гусеничних кранах та баштових кранах.
• Гальмо: Гальмівний пристрій, що використовується для зупинки, обмеження швидкості та безпечного утримання.
• Кінцевий вимикач: Запобіжний пристрій, який обмежує висоту підйому, відстань ходу або кут повороту, щоб запобігти перевантаженню.
• Обмежувач перевантаження: Запобіжний пристрій, який автоматично вимикає зусилля підйому, коли піднятий вантаж перевищує номінальне значення.

Умови навантаження та сили

1. Звичайні навантаження

Під час нормальної роботи крана часто виникають регулярні навантаження. До них належать навантаження від сили тяжіння, інерційні навантаження, що виникають під час руху або гальмування, що прискорює або уповільнює кран, а також навантаження, спричинені зміщенням або деформацією сталевої конструкції крана. Ці навантаження слід враховувати під час розрахунку та перевірки на міцність, пружну нестабільність та втому.

Звичайні навантаження включають:

• Власне навантаження від ваги PG: Гравітаційна сила сталевої конструкції крана, механізмів, електрообладнання та інших мас.
• Номінальне вантажопідйомне навантаження PQ: Гравітаційна сила загальної піднятої маси при підйомі номінальної вантажопідйомності. Якщо вантажопідйомність велика, слід враховувати вагу підйомного пристрою та троса.
• Інерційне навантаження горизонтального переміщення PH: Горизонтальна інерційна сила, що виникає внаслідок власної маси крана або візка та піднятої маси під час поздовжнього або поперечного руху та прискорення або гальмування в горизонтальній площині.

2. Випадкові навантаження

Аварійні навантаження – це навантаження, які не виникають часто під час нормальної експлуатації, але можуть виникати епізодично. До них належать переважно такі типи:

• Горизонтальне бічне навантаження від перекосу Ps: Навантаження, спричинене напрямною реакцією на напрямному пристрої, такому як фланець колеса або горизонтальне напрямне колесо, коли кран або візок перекошується під час поздовжнього або поперечного руху.
• Навантаження класу Pp: Опір, який виникає, коли кран або візок рухається вгору вздовж ходової рейки. Формулювання «вздовж ходової рейки» містить текстову помилку та потребує технічної перевірки.
• Експлуатаційне вітрове навантаження Pw: Максимальна сила вітру, яку повинен витримувати зовнішній кран під час роботи. У джерелі також згадуються навантаження від льоду, снігу та температури.

3. Спеціальні вантажі

Спеціальні навантаження – це навантаження, що виникають за виняткових умов, коли кран не працює нормально або виведений з експлуатації. До них належать переважно такі типи:

• Зіткненне навантаження Pc: Навантаження, що виникає при зіткненні двох сусідніх кранів на одній рейці або при зіткненні крана з буферним упором на кінці рейки.
• Горизонтальне перекидаюче навантаження Psl: Наприклад, у штабелерному крані об'єкт або вантажозахоплювальний пристрій, що рухається всередині жорсткої підйомної напрямної рами, або нижній кінець жорсткої напрямної рами, може зіткнутися з перешкодою та створити горизонтальну силу, яка прагне перекинути кран або візок.
• Сейсмічні навантаження PE: Навантаження, спричинене землетрусом і діюче на кран тального типу.
• Вітрове навантаження поза експлуатацією: Максимальна сила вітру, яку кран може витримувати під час непрацюючого стану, виміряна в Н.

Інші навантаження можуть виникати в певних ситуаціях, таких як технологічні навантаження. Втомне навантаження – це циклічне змінне навантаження, яке відчуває конструкція під час багаторазової роботи крана та впливає на термін служби обладнання.

Терміни показників ефективності

• Міцність, включаючи перевірку міцності на втому: Здатність елемента уникати руйнування під дією зовнішніх сил. Міцність включає міцність на розтяг та стиск, міцність на вигин, міцність на зсув та міцність на розтяг або стиснення.
• Жорсткість: Здатність обмежувати деформацію елемента під дією зовнішніх сил. Вона включає статичну жорсткість у вертикальному та горизонтальному напрямках, а також динамічну жорсткість, пов'язану з використанням.
• Стабільність: Здатність протистояти втраті стійкості під впливом зовнішніх сил. Вона включає загальну стійкість до перекидання, глобальну стійкість членів та локальну стійкість.
• Коефіцієнт безпеки: Запас міцності, зарезервований у проекті, який тут визначається як відношення несучої здатності конструкції до фактичного навантаження. Він повинен відповідати вимогам чинних норм.
• Допустиме напруження: Максимальне значення напруження, яке дозволяє витримувати конструкційний матеріал згідно з чинним кодексом.

Резюме

Ці терміни є основними та часто використовуються в проектуванні кранів. Вони допомагають підготувати креслення, розрахувати параметри, обговорити технічні пропозиції та подальше вивчення проектування конструкцій та застосування норм.

Сінді

WhatsApp: +86 191 3738 6654

Електронна пошта: cindywang@hndfcrane.com

Мене звати Сінді, я маю 10-річний досвід роботи в крановій промисловості та накопичив багаті професійні знання. Я вибрав задовільні крани для 500+ клієнтів. Якщо у вас є якісь потреби або запитання щодо кранів, будь ласка, не соромтеся зв’язатися зі мною, я використаю свої знання та практичний досвід, щоб допомогти вам вирішити проблему!