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Wie hoch ist die sichere Arbeitslast des Krans?

Die sichere Arbeitslast eines Krans ist das maximale Gewicht, das ein Kran bei seiner Konstruktion oder Herstellung sicher tragen kann. Diese Gewichtsbeschränkung soll einen sicheren Kranbetrieb gewährleisten und Unfälle durch überlasteten Betrieb verhindern. Dies wird unter Berücksichtigung verschiedener Faktoren und Kriterien ermittelt, um sicherzustellen, dass der Kran während des Betriebs stabil und sicher bleibt. Die sichere Arbeitslast ist einer der Schlüsselparameter bei der Konstruktion und Verwendung von Kränen, der die Sicherheit des Bedieners und der Ausrüstung gewährleistet.

Wikipedia-Definition

Die sichere Arbeitslast (SWL), manchmal auch als normale Arbeitslast (NWL) bezeichnet, ist die maximale sichere Kraft, die von einer Hebeausrüstung, Hebevorrichtung oder einem Anbaugerät beim Heben, Aufhängen oder Senken einer bestimmten Masse ausgeübt werden kann Angst vor einem Bruch. Normalerweise ist es vom Hersteller auf dem Gerät vermerkt. Sie ergibt sich aus der Division der Mindestbruchfestigkeit (MBS), auch bekannt als Mindestbruchlast (MBL), durch einen Sicherheitsfaktor, der bei Hebezeugen normalerweise zwischen 4 und 6 liegt. Wenn von der Ausrüstung eine Gefahr für Menschenleben ausgeht, kann der Sicherheitsfaktor bis zu 10:1 oder 10 zu 1 betragen.

Die Arbeitslastgrenze (WLL) ist die vom Hersteller angegebene maximale Arbeitslast. Die von dieser Last ausgehende Kraft ist viel geringer als die Kraft, die erforderlich ist, um ein Versagen oder Nachgeben der Hebeausrüstung zu verursachen. Die WLL wird berechnet, indem die MBL durch den Sicherheitsfaktor (SF) dividiert wird. Wenn beispielsweise ein Sicherheitsfaktor von 5 (5:1, 5 zu 1 oder 1/5) verwendet wird, beträgt die SWL oder WLL für eine Kette mit einer Primärlast von 2000 lbf (8,89 kN) 400 lbf ( 1,78 kN).

Die aktuelle US-Norm für Hebe- und Handhabungsgeräte ist Referenz (1), die ASME B30.20 Mindestkriterien für die strukturelle und mechanische Konstruktion sowie die Auswahl elektrischer Komponenten für Unterhaken-Hebegeräte festlegt. Die Bestimmungen dieser Norm gelten für die Konstruktion oder Änderung von Hebegeräten unter dem Haken.

Daher:

WLL = MBL / SF

SWL-Standards werden nicht mehr zur Bestimmung der maximalen Belastbarkeit von Geräten verwendet, da sie zu vage und anfällig für rechtliche Probleme sind. Amerikanische und europäische Normen stellten kurz darauf auf das Kriterium „Working Load Limit“ um.

So berechnen Sie die sichere Arbeitslast von Kränen

Die auf den Kran einwirkende Last wird in drei Kategorien eingeteilt: Grundlast, Zusatzlast und Sonderlast.

1. Grundlast

Unter Grundlast versteht man die immer oder oft auf die Kranstruktur einwirkende Last, einschließlich Eigengewichtslast, Hublast, Trägheitslast, sowie die Berücksichtigung dynamischer Lastkoeffizienten (l, 2, 4) und der entsprechenden statischen Last multipliziert mit der Dynamik Belastungseffekt. Bei manchen Kränen mit Greifern (Behältern) oder elektromagnetischem Scheibenbetrieb ist mit einem plötzlichen Entladen der Hublast aufgrund des dynamischen Lastabwurfeffekts zu rechnen.

2. Zusatzlast

Die Zusatzlast bezieht sich auf den Kran unter normalen Betriebsbedingungen der Struktur durch die einmalige Rolle der Last. Einschließlich der maximalen Windlast, die im Betriebszustand auf die Struktur des Krans einwirkt, der Seitenkraft des Kranschräglaufs sowie entsprechend der tatsächlichen Situation wurde beschlossen, die Temperaturlast, die Schnee- und Eislast und einige Prozesslasten zu berücksichtigen.

3. Sonderlast

Die besondere Belastung bezieht sich auf den Kran im Ruhezustand, die Struktur kann der maximalen Belastung ausgesetzt sein oder im Betriebszustand der Struktur gelegentlich ungünstigen Belastungen ausgesetzt sein. Ersteres, wie z. B. die Struktur unterliegt im Ruhezustand der maximalen Windlast, Testlasten und je nach tatsächlicher Situation wird beschlossen, die Installation von Lasten, seismischen Lasten und bestimmten Prozesslasten usw. zu berücksichtigen; Letzteres, wie z. B. der Kran im Arbeitszustand der Kollisionslasten und so weiter.

• Berücksichtigen Sie die Grundlastkombination nur für die Kombination I.
• Betrachtet man die Kombination aus Grundlast und Zusatzlast als Kombination Ⅱ.
• Berücksichtigen Sie die Grundlast- und Sonderlastkombination oder kombinieren Sie drei Lastarten für die Kombination Ⅲ.

Verschiedene Arten von Lastkombinationen bilden die ursprüngliche Grundlage für Berechnungen der strukturellen Festigkeit und Stabilität, und die Sicherheitskoeffizienten für Festigkeit und Stabilität müssen mit den angegebenen Werten der drei Arten von Lastkombinationen I, III und III erfüllt werden, und die Ermüdungsfestigkeit beträgt nur berechnet nach der Lastkombination I.

Anmerkung:

1. Für Kombination Ⅱ sollte bei der Berechnung von PH2 der Einfluss des Windes auf die Anfahr- (Bremszeit) berücksichtigt werden.
2. Kombination Ⅲa kann auch für Installationsbedingungen verwendet werden, derzeit PG gemäß Installationsdesign, PW, 0 für die Installationswindlast.
3.Pdt

Grundprinzipien der Berechnung

Um sicherzustellen, dass der Kran sicher und normal funktioniert, müssen seine Metallstruktur und der Mechanismus der Komponenten die Anforderungen an Festigkeit, Stabilität und Steifigkeit erfüllen. Festigkeits- und Stabilitätsanforderungen beziehen sich auf die strukturellen Komponenten, bei denen die durch die innere Kraft erzeugte Last die zulässige Tragfähigkeit nicht überschreiten darf (bezieht sich auf die zulässige Tragfähigkeit der Festigkeit, Ermüdungsfestigkeit und Stabilität); Steifigkeitsanforderung bedeutet, dass die von der Struktur unter Lasteinwirkung erzeugte Verformung den zulässigen Verformungswert nicht überschreiten darf und die Eigenschwingungsperiode der Struktur die zulässige Vibrationsperiode nicht überschreiten darf.

Für Krankomponenten und Metallkonstruktionen sollten folgende Berechnungen durchgeführt werden: ① Ermüdungs-, Verschleiß- oder Wärmeberechnung: ② Festigkeitsberechnung; ③ Festigkeitsprüfung. Mit diesen drei Berechnungsarten weist die berechnete Last des Krans die folgenden drei Kombinationen auf:

1. Berechnung der Lebensdauer (Haltbarkeit) einer Last der Klasse I. Anhand dieser Belastung werden die Haltbarkeit, der Verschleiß oder die Wärmeentwicklung von Teilen oder Metallstrukturen berechnet. Berechnen Sie anhand der äquivalenten Last im Normalbetrieb nicht nur die Größe der Last, sondern berücksichtigen Sie auch deren Einwirkungszeit.
   Für institutionelle Teile und Metallstrukturen, die wechselnden Belastungen ausgesetzt sind, sollten Ermüdungsberechnungen durchgeführt werden, wenn die Anzahl der Spannungswechselzyklen ausreichend hoch ist; Ermüdungsberechnungen sind nicht erforderlich, wenn die Anzahl der Spannungswechselzyklen gering oder sehr gering ist. Die Arbeitsebene ist A6, A7, A8. Kranmetallstrukturkomponenten und institutionelle Teile sollten auf Ermüdung getestet werden.
2. Festigkeitsberechnung einer Last der Klasse II. Diese Art von Last wird verwendet, um die Festigkeit von Teilen oder Metallstrukturen, die Druck- und Biegestabilitätskomponenten, die Steifigkeit von Strukturkomponenten, die Gesamtstabilität des Krans und den Raddruck entsprechend der maximalen Belastung im Betriebszustand für die Festigkeit zu berechnen Berechnung. Bestimmen Sie die Festigkeitsberechnung der Belastung. Es sollte die ungünstigste Kombination von Belastungen ausgewählt werden, die auftreten können.
3. Berechnungslast eine Last der Klasse III. Diese Art von Last wird verwendet, um den Kran bestimmter Vorrichtungen (z. B. Schienenklemmen), des Wippmechanismus, der Unterstützung bestimmter Teile der Drehvorrichtung und der Metallstruktur auf Festigkeit und Stabilität der Komponenten sowie die Gesamtstabilität des Krans zu überprüfen Kran, entsprechend der maximalen Nichtarbeitslast und der Sonderlast (Installationslast, Transportlast und Stoßlast usw.) zur Festigkeitsberechnung.

Bei der Behandlung von Kranunfällen, Unfällen, die durch die Zerstörung von Metallkonstruktionen und Teilen des Mechanismus verursacht wurden, sollten die erforderlichen Berechnungen durchgeführt werden. Berechnung entsprechend den tatsächlichen Arbeitsbedingungen der tatsächlichen Ladung.

Rechenmethode

Die aktuelle Kranberechnung erfolgt nach der zulässigen Spannungsmethode, also bei der Festigkeitsberechnung auf die Streckgrenze des Materials, bei der Stabilitätsberechnung auf die Stabilisierung der kritischen Spannung, bei der Dauerfestigkeitsberechnung auf die Dauerfestigkeitsgrenze dividiert durch eine bestimmte Sicherheit Faktor, und erhalten Sie die Festigkeit, Stabilität und Dauerfestigkeit der zulässigen Beanspruchung. Strukturkomponenten der berechneten Spannung dürfen ihren entsprechenden zulässigen Wert nicht überschreiten.

Zulässige Spannungsberechnungsschritte sind: Bestimmen Sie die berechnete Spannung entsprechend der entsprechenden Berechnungslast, bestimmen Sie die Festigkeitsgrenze anhand der mechanischen Eigenschaften der verwendeten Materialien und vergleichen Sie sie dann, um die Festigkeitsgrenze und das berechnete Spannungsverhältnis zu ermitteln gleich oder größer als der Sicherheitsfaktor ist. Die Festigkeitsprüfung muss die Ungleichung erfüllen:

Sicherheitsfaktor

Grundbedingung der Festigkeitsberechnung und der Ermüdungsberechnung ist, dass die berechnete Spannung des gefährlichen Querschnitts des Teils nicht größer als die zulässige Spannung sein darf, d. h. um ein Vielfaches kleiner als die Grenzspannung des Materials, und dieses Vielfache ist die Sicherheitsfaktor.

Die Wahl des Sicherheitsfaktors sollte Sicherheit, Zuverlässigkeit und Haltbarkeit gewährleisten und die Materialien voll ausnutzen, um fortschrittliche, wirtschaftliche und vernünftige Technologie zu erreichen. Kranteile bzw. Komponenten des Sicherheitsfaktors können nach folgender Formel berechnet werden:

k=1+k1+k2

In der Formel:

1. k1 – Berücksichtigen Sie die Mindestfestigkeitsreserve des Materials, die mit der Bedeutung der berechneten Teile oder Komponenten und der Genauigkeit der Berechnung von Last und Spannung zusammenhängt;
2. k2 – Berücksichtigung der Inhomogenität des Materials, möglicher interner Fehler sowie des Fehlers zwischen den tatsächlichen Maßen und den Konstruktionsmaßen und anderen Faktoren.

Wenn die Beschädigung einiger Teile des Krans dazu führt, dass Gegenstände herunterfallen, der Ausleger herunterfällt, ein rotierender Teil des Krans umkippt oder der Kran umkippt, oder wenn der Kran auf den Stopper oder benachbarte Kräne trifft und einen heftigen Aufprall verursacht, sollten diese Teile einen höheren Sicherheitsfaktor haben. Wenn einige Teile des Krans erst dann zerstört werden, wenn der Kran nicht mehr funktioniert, kann der Sicherheitskoeffizient niedriger angesetzt werden. Bei Schmiedestücken und gewalzten Teilen kann ein niedrigerer Wert angenommen werden; für Gussteile sollte ein höherer Wert angenommen werden.

1. Berechnung des Sicherheitsfaktors der Metallstruktur. Kranmetallstrukturteile sollten Festigkeits-, Steifigkeits- und Stabilitätsberechnungen unterzogen werden und den plastischen Einfluss des Materials im Allgemeinen nicht berücksichtigen. Die Arbeitsebene ist A6, A7, A8-Ebenenkomponenten sollten Ermüdung berechnet werden. Die statische Berechnung des Sicherheitsfaktors ist in Tabelle 5-14 zu sehen.

2. Sicherheitsfaktor für die Teileberechnung. Festigkeitsberechnung von Teilen, einschließlich statischer Festigkeitsberechnung und Lebensdauerberechnung auf zwei Arten. Die statische Festigkeitsberechnung umfasst die Berechnung von Teilen des Sprödbruchs und der plastischen Verformung; Die Lebensdauerberechnung umfasst Teile der Ermüdungsfestigkeitsberechnung und die Gleitreibungsteile umfassen die Verschleißberechnung. Die Komponentenberechnung des Sicherheitsfaktors ist in Tabelle 5-15 ersichtlich. Gefahrenpunkt der Spannungsberechnung mit der üblichen Methode der Werkstoffmechanik, Verbundspannung entsprechend der entsprechenden Festigkeitstheorie zu synthetisieren.

Hinweis: Für den Transport von geschmolzenem Metall und gefährlichen Gütern sowie anderen besonders wichtigen Kranen sollte der Sicherheitsfaktor entsprechend erhöht werden.

Faktoren, die die sichere Arbeitslast von Kränen beeinflussen

Bei der Berechnung der Arbeitssicherheitsbelastungen sind eine Reihe von Faktoren beteiligt, darunter:

• Strukturelle Festigkeit des Krans: Die Hauptkomponenten des Krans, wie Ausleger, Ausleger, Haken, Drahtseile usw., müssen stark genug sein, um die strukturelle Integrität unter Last aufrechtzuerhalten.
• Stabilität: Der Kran muss beim Heben von Lasten stabil bleiben, um ein Umkippen zu verhindern. Sichere Arbeitslasten berücksichtigen die Konstruktion und Struktur des Krans, um die Stabilität unter Last zu gewährleisten.
• Umweltfaktoren: Die Umgebung, in der ein Kran betrieben wird, wie Windgeschwindigkeit und Bodenbeschaffenheit, kann seine Sicherheit beeinträchtigen. Die sichere Arbeitslast berücksichtigt diese Faktoren, um einen sicheren Betrieb unter verschiedenen Umgebungsbedingungen zu gewährleisten.
• Funktionsweise und Winkel: Auch die Betriebsart des Krans (z. B. vertikales Heben, horizontale Bewegung usw.) und der Winkel der Last haben Einfluss auf die Berechnung der Arbeitssicherheitslast.
• Zusatzlasten: Die Arbeitssicherheitslasten berücksichtigen in der Regel mögliche Zusatzlasten, z. B. Windlasten, Gewicht des Streuers usw. Die Arbeitssicherheitslasten werden anhand der folgenden Faktoren berechnet
• Herstellerangaben und Normen: Der Kranhersteller gibt in der Regel Auskunft über die Arbeitssicherheitslasten gemäß den einschlägigen Normen und Vorschriften. Diese Daten sollten als wichtige Referenz für Berechnungen verwendet werden.

Die Berechnung der sicheren Arbeitslast eines Krans ist ein entscheidender Schritt zur Gewährleistung der Sicherheit des Bedieners und der Ausrüstung. Beim Betrieb eines Krans sollte die sichere Arbeitslast niemals überschritten werden, um Unfälle, Geräteschäden oder Personenschäden zu vermeiden. Wenden Sie sich bei Bedarf an einen professionellen Ingenieur oder verlassen Sie sich auf die technischen Spezifikationen des Herstellers, um die sichere Arbeitslast genau zu berechnen und zu bestätigen.