¿Cuál es la carga de trabajo segura de la grúa?
La carga de trabajo segura de una grúa es el peso máximo que una grúa puede transportar con seguridad cuando está diseñada o fabricada. Este límite de peso está diseñado para garantizar la operación segura de la grúa y prevenir accidentes causados por una operación sobrecargada. Esto se determina teniendo en cuenta varios factores y criterios para garantizar que la grúa pueda mantener la estabilidad y la seguridad durante la operación. La carga de trabajo segura es uno de los parámetros clave en el diseño y uso de grúas, lo que garantiza la seguridad del operador y del equipo.
definición de wikipedia
La carga de trabajo segura (SWL), a veces denominada carga de trabajo normal (NWL), es la fuerza máxima segura que puede ejercer un equipo de elevación, dispositivo de elevación o accesorio al levantar, suspender o bajar una masa determinada sin miedo a la ruptura. Suele estar marcado en el equipo por el fabricante. Es el resultado de dividir la Resistencia Mínima de Rotura (MBS), también conocida como Carga Mínima de Rotura (MBL), por un factor de seguridad, que suele estar entre 4 y 6 para los equipos de elevación. Si el equipo representa una amenaza para la vida humana, el factor de seguridad puede llegar a 10:1 o 10 a 1.
El límite de carga de trabajo (WLL) es la carga de trabajo máxima diseñada por el fabricante. La fuerza representada por esta carga es mucho menor que la fuerza requerida para hacer que el equipo de elevación falle o ceda. el WLL se calcula dividiendo el MBL por el factor de seguridad (SF). Por ejemplo, si se utiliza un factor de seguridad de 5 (5:1, 5 a 1 o 1/5), entonces la SWL o WLL para una cadena con una carga primaria de 2000 lbf (8,89 kN) sería 400 lbf ( 1,78kN).
La norma actual de EE. UU. para equipos de elevación y manipulación es la referencia (1), que especifica ASME B30.20 Diseño estructural y mecánico mínimo y criterios de selección de componentes eléctricos para equipos de elevación con gancho. Las disposiciones de esta norma son aplicables al diseño o modificación de aparatos de elevación debajo del gancho.
Por lo tanto:
WLL = MBL / SF
Los estándares SWL ya no se utilizan para determinar la capacidad de carga máxima de los equipos porque son demasiado vagos y propensos a problemas legales. Poco tiempo después, las normas americanas y europeas cambiaron al criterio de "carga límite de trabajo".
Cómo calcular la carga de trabajo segura de las grúas
La carga que actúa sobre la grúa se divide en tres categorías: carga básica, carga adicional y carga especial.
1. Carga básica
La carga básica se refiere a la carga que actúa siempre o con frecuencia sobre la estructura de la grúa, incluida la carga de peso muerto, la carga de elevación, la carga del nivel de inercia, así como la consideración de los coeficientes de carga dinámica (l, 2, 4) y la carga estática correspondiente multiplicada por la dinámica. efecto de carga. Para algunas grúas con cucharas (contenedores) o funcionamiento con disco electromagnético, se debe considerar el resultado de una descarga repentina de la carga de elevación generada por el efecto dinámico de deslastre de carga.
2. Carga adicional
La carga adicional se refiere a la grúa en las condiciones normales de funcionamiento de la estructura por el papel no recurrente de la carga. Incluyendo la carga máxima de viento que actúa sobre la estructura de la grúa en condiciones de trabajo, la fuerza lateral de la operación oblicua de la grúa, así como de acuerdo con la situación real, se decidió considerar la carga de temperatura, la carga de nieve y hielo y algunas cargas de proceso.
3. Carga especial
La carga especial se refiere a la grúa en el estado de no funcionamiento, la estructura puede estar sujeta a la carga máxima o en el estado de funcionamiento de la estructura sujeta ocasionalmente a cargas desfavorables. El primero, como la estructura está sujeta al estado de inactividad de la carga máxima de viento, cargas de prueba, así como de acuerdo con la situación real decidió considerar la instalación de cargas, cargas sísmicas y ciertas cargas de proceso, etc.; este último, como la grúa en el estado de trabajo de las cargas de colisión y así sucesivamente.
- Considere únicamente la combinación de carga básica para la combinación I.
- Considerando la combinación de carga básica y carga adicional como la combinación Ⅱ.
- Considere la combinación de carga básica y carga especial o se combinan tres tipos de cargas para la combinación de Ⅲ.
Varios tipos de combinaciones de carga son la base original para los cálculos de resistencia y estabilidad estructural, y los coeficientes de seguridad de resistencia y estabilidad deben satisfacerse con los valores especificados de los tres tipos de combinaciones de carga I, III y III, y la resistencia a la fatiga es solo calculado según la combinación de carga I.
Nota:
1. Para la combinación Ⅱ, se debe tener en cuenta el efecto del viento en el tiempo de arranque (frenado) al calcular PH2.
2. La combinación Ⅲa también se puede utilizar para las condiciones de instalación, en este momento PG según el diseño de la instalación, PW, 0 para la carga de viento de la instalación.
3.Pdt
Principios básicos de cálculo.
Para garantizar que la grúa funcione de forma segura y normal, su estructura metálica y el mecanismo de los componentes deben cumplir los requisitos de resistencia, estabilidad y rigidez. Los requisitos de resistencia y estabilidad se refieren a los componentes estructurales en la carga generada por la fuerza interna no deben exceder la capacidad de carga permitida (se refiere a la resistencia, resistencia a la fatiga y estabilidad de la capacidad de carga permitida); El requisito de rigidez significa que la deformación producida por la estructura bajo la acción de la carga no debe exceder el valor de deformación permitido, y el período de autooscilación de la estructura no debe exceder el período de vibración permitido.
Los componentes de la grúa y las estructuras metálicas deben realizarse los siguientes cálculos: ① cálculo de fatiga, desgaste o calor: ② cálculo de resistencia; ③ Control de fuerza. Con estos tres tipos de cálculos, la carga calculada de la grúa tiene las siguientes tres combinaciones:
- Cálculo de vida (durabilidad) carga una carga Clase I. Esta carga se utiliza para calcular la durabilidad, el desgaste o la generación de calor de piezas o estructuras metálicas. Calculada según la carga equivalente en funcionamiento normal, no sólo se calcula el tamaño de la carga, sino que también se tiene en cuenta su tiempo de actuación.
Para piezas institucionales y estructuras metálicas sujetas a cargas variables, los cálculos de fatiga deben realizarse cuando el número de ciclos de cambio de tensión sea suficientemente alto; Los cálculos de fatiga no son necesarios cuando el número de ciclos de cambio de tensión es bajo o muy bajo. El nivel de trabajo es A6, A7, A8. Los componentes de la estructura metálica de la grúa y las piezas institucionales deben someterse a prueba de fatiga. - Cálculo de resistencia cargar una carga clase II. Este tipo de carga se utiliza para calcular la resistencia de piezas o estructuras metálicas, los componentes de estabilidad a compresión y flexión plana, la rigidez de los componentes estructurales, la estabilidad general de la grúa y la presión de las ruedas, de acuerdo con la carga máxima del estado de trabajo para la resistencia. cálculo. Para determinar la carga de cálculo de resistencia, se debe seleccionar como la combinación de cargas más desfavorable que pueda ocurrir.
- Carga de cálculo una carga clase III. Este tipo de carga se utiliza para comprobar la grúa de ciertos dispositivos (como abrazaderas de rieles), el mecanismo de abatimiento, el soporte de ciertas partes del dispositivo giratorio y la estructura metálica de la resistencia y estabilidad de los componentes, así como la estabilidad general del grúa, de acuerdo con la carga máxima no operativa y la carga especial (carga de instalación, carga de transporte y carga de impacto, etc.) para el cálculo de resistencia.
En el manejo de accidentes de grúa, el accidente causado por la destrucción de la estructura metálica y partes del mecanismo, se deben realizar los cálculos necesarios. Cálculo, según las condiciones reales de trabajo de la carga real.
Método de cálculo
El cálculo actual de la grúa utilizando el método de tensión permisible, es decir, en el cálculo de la resistencia al límite elástico del material, en el cálculo de la estabilidad para estabilizar la tensión crítica, en el cálculo de la resistencia a la fatiga hasta el límite de resistencia a la fatiga dividido por una cierta seguridad factor, y obtener la resistencia, estabilidad y resistencia a la fatiga de la tensión permitida. Los componentes estructurales de la tensión calculada no excederán su valor permitido correspondiente.
Los pasos del método de cálculo de tensión permisible son: de acuerdo con la carga de cálculo correspondiente para determinar la tensión calculada, de acuerdo con las propiedades mecánicas de los materiales utilizados para determinar el límite de resistencia, y luego comparar, de modo que el límite de resistencia y la relación de tensión calculada es igual o mayor que el factor de seguridad. La prueba de resistencia deberá satisfacer la desigualdad:
Factor de seguridad
La condición básica para el cálculo de la resistencia y la fatiga es que la tensión calculada de la sección transversal peligrosa de la pieza no sea mayor que la tensión permitida, es decir, un múltiplo menor que la tensión última del material, y este múltiplo es el factor de seguridad.
La elección del factor de seguridad debe garantizar la seguridad, confiabilidad, durabilidad y aprovechar al máximo los materiales para lograr tecnología avanzada, económica y razonable. Las piezas o componentes de la grúa del factor de seguridad se pueden calcular según la siguiente fórmula:
k=1+k1+k2
En la fórmula:
1. k1 - considerar la reserva mínima de resistencia del material, que está relacionada con la importancia de las piezas o componentes calculados y la precisión del cálculo de cargas y tensiones;
2. k2 - consideración de la falta de homogeneidad del material, posibles defectos internos, así como el error entre las dimensiones reales y las dimensiones de diseño, y otros factores.
Cuando algunas partes de la grúa se dañen y provoquen la caída de artículos, la caída del brazo, la parte giratoria de la grúa se vuelque, o cuando la grúa golpee el tope o las grúas vecinas causen un impacto violento, dichas partes deben tener un factor de seguridad más alto; cuando algunas partes de la grúa se destruyen solo después de que la grúa deja de funcionar, entonces el coeficiente de seguridad se puede reducir. Para piezas forjadas y laminadas se puede tomar un valor menor; para piezas fundidas se debe tomar un valor mayor.
1. Cálculo de estructura metálica del factor de seguridad. Las piezas de la estructura metálica de la grúa deben ser cálculos de resistencia, rigidez y estabilidad, generalmente no consideran la influencia plástica del material. El nivel de trabajo es los componentes de nivel A6, A7, A8 deben calcularse la fatiga. El cálculo estructural del factor de seguridad se puede ver en la Tabla 5-14.
2. Factor de seguridad para el cálculo de piezas. Cálculo de resistencia de piezas, incluido el cálculo de resistencia estática y el cálculo de vida útil de dos tipos. El cálculo de la resistencia estática incluye el cálculo de las partes de fractura frágil y deformación plástica; El cálculo de la vida útil incluye partes del cálculo de la resistencia a la fatiga y el cálculo del desgaste de la cubierta de las piezas de fricción deslizante. El cálculo de los componentes del factor de seguridad se puede ver en la Tabla 5-15. Punto peligroso del cálculo de la tensión con el método habitual de mecánica de materiales, tensión compuesta de acuerdo con la teoría de resistencia adecuada que se sintetizará.
Nota: Para el transporte de metal fundido y mercancías peligrosas y otros factores de seguridad particularmente importantes, se debe aumentar adecuadamente el factor de seguridad de la grúa.
Factores que afectan la carga de trabajo segura de las grúas.
El cálculo de las cargas de seguridad laboral implica una serie de factores, entre ellos:
- Resistencia estructural de la grúa: Los componentes principales de la grúa, como la pluma, los estabilizadores, los ganchos, los cables, etc., deben ser lo suficientemente fuertes para mantener la integridad estructural bajo carga.
- Estabilidad: La grúa debe permanecer estable al levantar cargas para evitar que se vuelque. Las cargas de trabajo seguras tienen en cuenta el diseño y la estructura de la grúa para garantizar la estabilidad bajo carga.
- Factores ambientales: el entorno en el que opera una grúa, como la velocidad del viento y las condiciones del suelo, pueden afectar su seguridad. La carga de trabajo segura tiene en cuenta estos factores para garantizar una operación segura en una variedad de condiciones ambientales.
- Modo de operación y ángulo: El modo de operación de la grúa (por ejemplo, elevación vertical, movimiento horizontal, etc.) y el ángulo de la carga también afectan el cálculo de la carga de seguridad en el trabajo.
- Cargas adicionales: Las cargas de seguridad en el trabajo normalmente tienen en cuenta posibles cargas adicionales, por ejemplo, cargas de viento, peso del esparcidor, etc. Las cargas de seguridad en el trabajo se calculan en función de los siguientes factores
- Datos y normas del fabricante: El fabricante de la grúa suele proporcionar información sobre las cargas de seguridad en el trabajo de acuerdo con las normas y reglamentos pertinentes. Estos datos deben utilizarse como referencia importante para los cálculos.
Calcular la carga segura de trabajo de una grúa es un paso crítico para garantizar la seguridad del operador y del equipo. Al operar una grúa, nunca se debe exceder su carga de trabajo segura para evitar accidentes, daños al equipo o lesiones personales. Cuando sea necesario, consulte a un ingeniero profesional o confíe en las especificaciones técnicas proporcionadas por el fabricante para calcular y confirmar con precisión la carga de trabajo segura.