CC BY
8Примечание. В данной таблице и далее в первой колонке под частотами имеются в виду среднегеометрические частоты 1/3 октавных полос.
RESULTS OF VIBRATION TEST BOATS-BONOPOSTANOVSCHIKA " GENNADY KOZHUKHOV
S.N. Sikarev, I.A. Volkov
The paper presents results of a study of vibration of the main engines and diesel generators.
УДК 621.873/.875 (031)
Н.С.Отделкин, д. т. н., профессор, ФБОУВПО «ВГАВТ» А.С. Рукодельцев, к.т.н., доцент, ФБОУ ВПО «ВГАВТ» 603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5.
БЕЗОПАСНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ МОСТОВЫХ ПОДВЕСНЫХ КРАНОВ С ИЗНОСОМ ГЛАВНЫХ БАЛОК
Статья посвящена исследованию возможности безопасной эксплуатации мостовых
подвесных кранов, у которых в процессе эксплуатации главные балки получили износ.
Исследования безопасной эксплуатации крановых металлоконструкций с учетом их износа проводились на мостовых подвесных двухпролетных кранах КМП1-10-10,5^2, принадлежащих ОАО "НАЗ"Сокол" (г. Н. Новгород), на котором эти краны эксплуатируются с 1970 года.
Целью данных исследований - определить фактические величины износа главных балок крана и установить с какой грузоподъемностью может безопасно эксплуатироваться данный кран с учетом фактического износа.
В процессе эксплуатации указанных грузоподъемных устройств главные балки получили уменьшение толщины стенки ездового двутавра, вызванное задеванием колес грузовой тележки о стенку.
Расчет металлоконструкций выполнен по методу предельных состояний. При расчете использовалась программа «Structure CAD, v 11» (лицензия №6510). Эта программа имеет сертификат №Росс RU.Cn09.H00026 о ее признании Ростехнадзором РФ в качестве расчетной программы.
Для металлоконструкций подъемно-транспортных машин должны удовлетворяться два предельных состояния.
Для первого предельного состояния / 3 / по несущей способности предельное условие имеет вид: для II случая нагружения
О
< mn • R , (1)
II — ' "0
где О - приведенные напряжения стационарного симметричного цикла, 11 МПа;
m0
коэффициент условий работы;
Я - расчетное сопротивление материала, МПа. Для стали марки
ВСт3 сп Я = 205МПа / 1 /. Коэффициент условий работы определяется по формуле
m0 = m1 • m2 • m3
(2)
где тх
т,
да.
коэффициент, учитывающий ответственность рассчитываемого элемента, тх = 0,9;
коэ ффициент, учитывающий возможные повреждения элементов конструкции в процессе эксплуатации, транспортировки и монтажа,
т2 = 0,9;
коэффициент, учитывающий несовершенства расчета, т3 = 0,9. т0 = 0,9 • 0,9 • 0,9 = 0,729 . ап < 0,729 • 205 = 149,4 МПа.
Для второго предельного состояния предельное условие имеет вид
" £
L
£ <
L
(3)
где
£ L
■ расчетное и допускаемое значение относительного прогиба.
Для мостовых кранов с кабиной, установленной у края моста, как в нашем слу-
чае, величина
1
/1/. Следовательно, [ £1 =-10500 = 17,5 мм.
600 600
Основные технические данные и характеристики пролетных подвесных мостовых кранов КМШ-10-10,5х2 следующие:
- грузоподъемность крана, т 10
- скорости механизмов, м/мин:
подъема; 1,56
передвижения тележки; 30
передвижения крана; 60
- пролет, м 10,5 х2
- группа режима работы А5
- масса грузовой тележки, кг 4263
- масса металлоконструкции, кг 8800
Главные балки крана выполнены в виде шпренгельной конструкции. Вид проката, материал и конструкции сечений элементов фермы главных балок представлены в табл. 1.
Таблица 1
Вид проката, материал и конструкции сечений элементов фермы главных балок
Обозначение элемента
Вид проката
Сечение элемента
Элементы нижнего пояса (двутавровые балки усилены листом)
Двутавр
36 ГОСТ8239 ВСтЗспГОСТ 535
Лист-
10 Г0СТ19903 ВСт3кпГОСТ 380
Элементы верхнего пояса
Швеллер
12 ГОСТ8240 ВСт3спГОСТ 535
Стойки
Швеллер
12 ГОСТ8240 ВСтЗспГОСТ 535
Расчетные нагрузки по первому предельному состоянию приведены в табл. 2.
Таблица 2
Расчетные нагрузки по первому предельному состоянию для комбинации 11а _мостовых кранов КМП1-10-10,5*2_
Нагрузки Значения нагрузок
Собственный вес Оф конструкции, Н п1°ф 1,1-2200-9,81=23740,2
Вес оборудования О^, расположенного на конст- п2°1
рукции, Н:
- грузовая тележка От ; 1,2-4263-9,81=50184
- механизм передвижения крана Ом ; 1,2-380-9,81-1=4473,4
- электрощит О1; 1,2-25-9,81=2943,0
- электрощит О 2; 1,2-150-9,81=1765,8
- электрощит 03; Продолжение таблицы 2 1,2-150-9,81=1765,8
- ящик с сопротивлениями 04; 1,2-50-9,81=588,6
Вес Q груза, включая грузозахватное устройство,
динамического коэффициента \уц , Н 1,2-1,4-98100=164808
В табл. 2 расчетные нагрузки определены для второго случая нагружения с комбинацией 11а, что означает максимальные нагрузки рабочего состояния при работе только механизма подъема (отрыв груза от основания) в наиболее тяжелых условиях эксплуатации крана / 2 /.
Так как исследуемый кран находится в цеху и действие на него ветровых нагрузок исключено, металлоконструкция крана на действие нагрузок нерабочего состояния (III случай нагружения) не рассчитывалась.
Значения приведенных в табл. 2 коэффициентов приняты по /1/ и имеют следующие значения:
1) коэффициенты перегрузок: «1 = 1,1; П2 = 1,2; П3 = 1,2 ;
2) динамический коэффициент = 1,4.
Нагрузки от колес грузовой тележки определялись по формуле:
И = п3У1& + Gт (21)
1 0 5•п '
"кол
где пкол - число колес механизма передвижения тележки, пкол = 16 шт.
„ 1,2 • 1,4 • 98100 + 1.2 • 50184
N = = И3 = И4 = ----= 26874 Н;
1 2 3 4 • 0,5 • 16
Схема приложения нагрузок, действующих на металлоконструкцию крана КМП1-10-10,5^2 приведена на рис. 1, а расчетная схема главной балки одного пролета крана - на рис. 2.
Фактические характеристики износа стенок главных балок крана были замерены с помощью толщиномера марки «Булат-5УП». Для балки, на которой установлены
ящики с электрооборудованием, оказались максимальными и составили 3,8...4,2 мм. Расположение зон износа стенки главной балки показаны на рис. 3.
Рис. 1. Схема приложения нагрузок, действующих на металлоконструкцию крана КМШ-10-10,5*2.
Рис. 3. Расположение зон износа стенки главной балки
Расчет производился для наиболее опасного расположения подвижных нагрузок, а именно когда тележка находится на расстоянии от опоры, величина которого определяется по выражению
Ъ = ь _ а , 2 4
где Ь а
пролет балки, Ь = 10,5 м;
расстояние между подвижными силами, а = 2,48 м.
1 10,5 2,48 „ _ Ъ1 =—---— = 4,63 м.
24
Расчетная схема с обозначением стержней и точками приложения сил приведена на рис. 4.
На рис. 5 представлены эквивалентные напряжения и зоны максимальных напряжений в элементах главной балки крана, а на рис. 6 - значения прогибов главной балки этого крана.
Рис. 4. Расчетная схема с обозначением стержней и точками приложения сил.
МХ
Рис. 5. Эквивалентные напряжения и зоны максимальных напряжений в элементах
главной балки крана.
Рис. 6. Значения прогибов главной балки крана.
По результатам расчета можно сделать следующие выводы:
1. Величина максимальных расчетных напряжений в ездовой балке крана равна а ц = 178,8 МПа (см. рис. 5). Следовательно, условие (1.1) для первого предельного состояния выполняется 178,8 МПа < 184,8 МПа.
2. Максимальная величина прогиба главной балки крана равна 11,29 мм. Предельное условие (1.3) для второго предельного состояния также выполняется 11,29 мм < 17,5 мм.
3. Кран КМП1-10-10,5х2, несмотря на существующий износ стенок ездового двутавра главных балок, может эксплуатироваться на паспортной грузоподъемности, а именно 10 т, при условии, что увеличение существующего износа будет отсутствовать.
Таким образом, результаты выполненных расчетов показывают, что несущая способность главной балки с учетом фактического износа стенки ездового двутавра мостового крана КМШ-10-10,5*2 достаточна.
Список литературы
[1] Справочник по кранам: В 2-х томах. Т. 2. Под общ. ред. М.М.Гохберга. - М.: Машиностроение, 1988. - 559 с.
N
[2] Вершинский А.В., Гохберг М.М., Семенов В.П. Строительная механика и металлические конструкции подъемно-транспортных машин. - Л.: Машиностроение, 1984. - 231 с.
[3] Краны грузоподъемные. Стальные конструкции. Методы расчета. РТМ 24.090.3277. - М.: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1978. - 60 с.
SAFE OPERATION OF BRIDGE SUSPENDED CRANE TO THE WEAR OF THE MAIN BEAMS N.S. Otdelkin, A.S. Rukodeltsev
The article investigates the possibility of safe operation of overhead cranes overhead, which in the course of operation the main beams were worn.
УДК 621
А.С. Рукодельцев, к.т.н.,доцент, ФБОУ ВПО «ВГАВТ»
О.В. Сидорова, к.п.н., ст. преподаватель, ФБОУ ВПО «ВГАВТ»
603950, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ В МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ КОЗЛОВОГО КРАНА КК-25 НА МОМЕНТ АВАРИИ
В статье методами аналитической механики определяются усилия в стержне верхнего пояса крана и методом конечных элементов - напряжения в разрушенном фланцевом узле
В конце марта 2011 на площадке ст. Костариха Горьковской ж/д при перегрузке контейнера массой 25,7 т (на 0,7 т выше грузоподъемности крана согласно паспортной характеристике) произошла авария с козловым краном КК-25 производства ОАО «Балткран» 2005 г . группы классификации А6 (см. рис. 1). Кран является модернизированной версией козлового крана КК-32 группы классификации А4. Основной причиной аварии стало разрушение верхнего пояса по месту локализации трещины усталостного характера, перекрывающей около 1/3 площади поперечного сечения пояса. Трещина возникла в зоне термического влияния сварного соединения (рис. 2).
