Làm thế nào để tính toán tải trọng của cần cẩu nhà máy thép?

Làm thế nào để tính toán tải trọng của cần cẩu nhà máy thép?

 

1. Nguyên tắc tính toán cơ bản
 

Để đảm bảo hoạt động an toàn và bình thường của cần trục, cấu trúc kim loại của nó và các bộ phận của cơ chế phải đáp ứng các yêu cầu về độ bền, độ ổn định và độ cứng.
 

Yêu cầu về độ bền và độ ổn định có nghĩa là nội lực do các cấu kiện chịu tải trọng sinh ra không được vượt quá khả năng chịu lực cho phép (liên quan đến khả năng chịu lực cho phép về cường độ, độ bền mỏi và độ ổn định); yêu cầu về độ cứng có nghĩa là kết cấu chịu tải Biến dạng kết quả không được vượt quá giá trị biến dạng cho phép và chu kỳ dao động tự nhiên của kết cấu không được vượt quá chu kỳ rung cho phép.
 

Các bộ phận và kết cấu kim loại của cần trục cần được tính toán như sau: ① Tính toán mỏi, mài mòn hoặc nhiệt; ② Tính sức mạnh; ③ Kiểm tra cường độ.
 

Tương thích với ba kiểu tính toán này, tải trọng tính toán của cần trục có ba cách kết hợp sau:
 

 

(1) Tải trọng tính toán cho tuổi thọ (độ bền)—Tải trọng loại I.
 

Tải trọng này được sử dụng để tính toán độ bền, độ mòn hoặc nhiệt của cấu kiện hoặc kết cấu kim loại. Việc tính toán được thực hiện theo tải tương đương trong quá trình hoạt động bình thường, không chỉ tính toán kích thước của tải mà còn xem xét thời gian hoạt động của chúng.
 

Đối với các bộ phận cơ khí và kết cấu kim loại chịu tải trọng thay đổi, nên tính toán mỏi khi số chu kỳ thay đổi ứng suất đủ lớn; khi số chu kỳ thay đổi ứng suất ít hoặc rất ít thì không cần tính toán mỏi.
 

Các bộ phận kết cấu kim loại và cơ cấu của cần trục có cấp làm việc A6, A7, A8 phải được kiểm tra mỏi.
 

(2) Tải trọng tính toán cường độ--tải trọng loại II.
 

Loại tải trọng này được sử dụng để tính toán độ bền của các bộ phận hoặc kết cấu kim loại, độ ổn định của các bộ phận chịu nén và uốn phẳng, độ cứng của các bộ phận kết cấu, độ ổn định tổng thể và áp suất bánh xe của cần trục, và cường độ được tính theo giá trị lớn nhất tải ở trạng thái làm việc.
 

Khi xác định tải trọng tính toán cường độ, nên chọn tổ hợp tải trọng bất lợi nhất có thể xảy ra.
 

(3) Kiểm tra tải--tải loại III.
 

Loại tải trọng này được sử dụng để kiểm tra độ bền và độ ổn định của các bộ phận của một số thiết bị (chẳng hạn như kẹp ray) của cần trục, cơ cấu trượt, một số bộ phận và kết cấu kim loại hỗ trợ thiết bị quay và độ ổn định tổng thể của cần trục. Tải trọng tối đa ở trạng thái không hoạt động và các tải trọng đặc biệt (tải trọng lắp đặt, tải trọng vận chuyển và tải trọng va chạm, v.v.) được kiểm tra cường độ.
 

Khi giải quyếttai nạn cần cẩu trong nhà máy thép, cần thực hiện các kiểm tra cần thiết đối với các tai nạn do hư hỏng kết cấu kim loại và các bộ phận của cơ chế. Khi kiểm tra tính toán tiến hành theo tải trọng thực tế của điều kiện làm việc thực tế.
 

 

2. Phương pháp tính toán
 

Hiện tại, việc tính toán cần cẩu nhà máy thép áp dụng phương pháp ứng suất cho phép, nghĩa là giới hạn năng suất của vật liệu được sử dụng trong tính toán cường độ, ứng suất tới hạn ổn định được sử dụng trong tính toán ổn định và giới hạn cường độ mỏi được chia cho một hệ số an toàn nhất định trong tính toán độ bền mỏi. Ngoài ra, còn thu được các ứng suất cho phép đối với độ bền, độ ổn định và độ bền mỏi. Ứng suất tính toán của các cấu kiện không được vượt quá giá trị cho phép tương ứng của chúng.
 

Các bước tính toán của phương pháp ứng suất cho phép là: xác định ứng suất tính toán theo tải trọng tính toán tương ứng, xác định giới hạn bền theo cơ tính của vật liệu sử dụng, sau đó so sánh chúng để tỷ lệ giữa giới hạn bền với ứng suất tính toán. ứng suất bằng hoặc lớn hơn hệ số an toàn.
 

 

3. Hệ số an toàn
 

Điều kiện cơ bản để tính toán độ bền và tính toán mỏi là ứng suất tính toán của phần nguy hiểm của bộ phận không được lớn hơn ứng suất cho phép, nghĩa là bội số nhỏ hơn ứng suất giới hạn của vật liệu và bội số này là an toàn nhân tố.
 

Việc lựa chọn hệ số an toàn không chỉ đảm bảo an toàn, độ tin cậy và độ bền mà còn phải tận dụng triệt để vật liệu để đạt được công nghệ tiên tiến và kinh tế hợp lý.
 

Khi hư hỏng đối với bất kỳ bộ phận nào của cần trục nhà máy thép sẽ khiến vật phẩm rơi xuống, cần trục rơi, bộ phận quay bị lật, cần trục bị lật hoặc gây ra tác động nghiêm trọng khi cần trục dừng hoặc cần trục liền kề, những bộ phận đó sẽ có hệ số an toàn cao hơn; khi một số bộ phận của cần trục bị hư hỏng và chỉ làm cho cần trục ngừng hoạt động thì hệ số an toàn có thể thấp hơn.
 

Các giá trị thấp hơn có thể được sử dụng cho các bộ phận rèn và cán; giá trị cao hơn nên được sử dụng để đúc.
 

(1) Hệ số an toàn tính toán cho kết cấu kim loại.
 

Vìluyện kim và các bộ phận kết cấu kim loại của cần cẩuđược sử dụng trong các xưởng đúc, độ bền, độ cứng và độ ổn định phải được tính toán và độ dẻo của vật liệu thường không được xem xét. Phải kiểm tra mỏi đối với các cơ cấu có cấp làm việc A6, A7, A8.
 

(2) Hệ số an toàn khi tính toán bộ phận.
 

Việc tính toán độ bền của các bộ phận bao gồm tính toán độ bền tĩnh và tính toán tuổi thọ.
 

Tính toán độ bền tĩnh bao gồm tính toán kiểm tra độ gãy giòn và biến dạng dẻo của chi tiết; tính toán tuổi thọ bao gồm tính toán độ bền mỏi của các bộ phận và tính toán khả năng chống mài mòn của các bộ phận ma sát trượt.
 

Ứng suất tính toán của điểm nguy hiểm được tính theo phương pháp cơ học vật liệu thông thường và ứng suất tổng hợp được tổng hợp theo lý thuyết cường độ thích hợp.
 

Ghi chú: Đối với các ngành luyện kim đặc biệt quan trọng như vận chuyển kim loại nóng chảy, hàng nguy hiểm, hệ số an toàn của cần trục đúc cần được tăng lên một cách hợp lý.