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Quelle est la charge de travail sûre de la grue

La charge de travail sûre d'une grue est le poids maximum qu'une grue peut transporter en toute sécurité lors de sa conception ou de sa fabrication. Cette limite de poids est conçue pour garantir un fonctionnement sûr de la grue et éviter les accidents causés par une opération surchargée. Ceci est déterminé en tenant compte de divers facteurs et critères pour garantir que la grue peut maintenir la stabilité et la sécurité pendant le fonctionnement. La charge de travail sûre est l'un des paramètres clés dans la conception et l'utilisation des grues, qui garantit la sécurité de l'opérateur et de l'équipement.

Définition Wikipédia

La charge de travail sûre (SWL), parfois appelée charge de travail normale (NWL), est la force de sécurité maximale qui peut être exercée par un équipement de levage, un dispositif de levage ou un accessoire lors du levage, de la suspension ou de l'abaissement d'une masse donnée sans peur de la rupture. Il est généralement marqué sur l'équipement par le fabricant. Elle est le résultat de la division de la résistance minimale à la rupture (MBS), également appelée charge minimale de rupture (MBL), par un facteur de sécurité, qui se situe généralement entre 4 et 6 pour les équipements de levage. Si l'équipement présente une menace pour la vie humaine, le facteur de sécurité peut atteindre 10 : 1 ou 10 : 1.

La limite de charge de travail (WLL) est la charge de travail maximale conçue par le fabricant. La force représentée par cette charge est bien inférieure à la force nécessaire pour faire tomber ou céder l’équipement de levage. la WLL est calculée en divisant la MBL par le facteur de sécurité (SF). Par exemple, si un facteur de sécurité de 5 (5:1, 5 à 1 ou 1/5) est utilisé, la SWL ou la WLL d'une chaîne avec une charge primaire de 2 000 lbf (8,89 kN) serait de 400 lbf ( 1,78 kN).

La norme américaine actuelle pour les équipements de levage et de manutention est la référence (1), qui spécifie ASME B30.20 Critères minimum de conception structurelle et mécanique et de sélection des composants électriques pour les équipements de levage sous crochet. Les dispositions de la présente norme sont applicables à la conception ou à la modification des appareils de levage sous crochet.

Donc:

WLL = MBL / SF

Les normes SWL ne sont plus utilisées pour déterminer la capacité de charge maximale des équipements car elles sont trop vagues et sujettes à des problèmes juridiques. Les normes américaines et européennes sont passées peu de temps après au critère « Working Load Limit ».

Comment calculer la charge de travail sûre des grues

La charge agissant sur la grue est divisée en trois catégories, à savoir : charge de base, charge supplémentaire et charge spéciale.

1. Charge de base

La charge de base fait référence au fait qu'elle agit toujours ou souvent sur la charge de la structure de la grue, y compris le poids mort, la charge de levage, la charge au niveau d'inertie, ainsi que la prise en compte des coefficients de charge dynamique (l, 2, 4) et la charge statique correspondante multipliée par la dynamique. effet de charge. Pour certaines grues équipées de bennes ou de disques électromagnétiques, il convient de considérer ce phénomène comme le résultat d'un déchargement soudain de la charge de levage généré par l'effet de délestage dynamique.

2. Charge supplémentaire

La charge supplémentaire fait référence à la grue dans les conditions normales de fonctionnement de la structure par le rôle non récurrent de la charge. Y compris la charge de vent maximale agissant sur la structure de la grue en état de fonctionnement, la force latérale du fonctionnement en biais de la grue, ainsi que, selon la situation réelle, il a été décidé de prendre en compte la charge de température, la charge de neige et de glace et certaines charges de processus.

3. Charge spéciale

La charge spéciale fait référence à la grue à l'état de non-fonctionnement, la structure peut être soumise à la charge maximale ou, en état de fonctionnement, la structure est occasionnellement soumise à des charges défavorables. Le premier, tel que la structure, est soumis à l'état de non-fonctionnement de la charge de vent maximale, aux charges d'essai, ainsi qu'en fonction de la situation réelle, il est décidé d'envisager l'installation de charges, de charges sismiques et de certaines charges de processus, etc. ; ces derniers, comme la grue en état de fonctionnement des charges de collision, etc.

• Considérez uniquement la combinaison de charges de base pour la combinaison I.
• Considérant la combinaison de la charge de base et de la charge supplémentaire comme la combinaison Ⅱ.
• Considérez la combinaison de charge de base et de charge spéciale ou trois types de charges sont combinés pour la combinaison de Ⅲ.

Différents types de combinaisons de charges constituent la base originale des calculs de résistance et de stabilité structurelles, et les coefficients de sécurité de résistance et de stabilité doivent être satisfaits aux valeurs spécifiées des trois types de combinaisons de charges I, III et III, et la résistance à la fatigue n'est que calculé en fonction de la combinaison de charges I.

Note :

1. Pour la combinaison Ⅱ, l'effet du vent sur le temps de démarrage (freinage) doit être pris en compte lors du calcul de PH2.
2. La combinaison Ⅲa peut également être utilisée pour les conditions d'installation, à ce moment PG selon la conception de l'installation, PW, 0 pour la charge de vent de l'installation.
3.Pdt

Principes de base du calcul

Afin de garantir un fonctionnement sûr et normal de la grue, sa structure métallique et son mécanisme de composants doivent répondre aux exigences de résistance, de stabilité et de rigidité. Les exigences de résistance et de stabilité font référence aux composants structurels dans la charge générée par la force interne ne doivent pas dépasser la capacité portante admissible (fait référence à la résistance, à la résistance à la fatigue et à la stabilité de la capacité portante admissible) ; L'exigence de rigidité signifie que la déformation produite par la structure sous l'action de la charge ne doit pas dépasser la valeur de déformation admissible et que la période d'auto-oscillation de la structure ne doit pas dépasser la période de vibration admissible.

Les composants de grue et les structures métalliques doivent faire l'objet des calculs suivants : ① calcul de fatigue, d'usure ou de chaleur :② calcul de résistance ; ③ Vérification de la force. Avec ces trois types de calculs, la charge calculée de la grue a les trois combinaisons suivantes :

1. Le calcul de la durée de vie (durabilité) charge une charge de classe I. Cette charge permet de calculer la durabilité, l’usure ou le dégagement de chaleur de pièces ou de structures métalliques. Calculé en fonction de la charge équivalente en fonctionnement normal, calcule non seulement la taille de la charge, mais prend également en compte leur temps d'action.
   Pour les pièces institutionnelles et les structures métalliques soumises à des charges variables, les calculs de fatigue doivent être effectués lorsque le nombre de cycles de changement de contrainte est suffisamment élevé ; les calculs de fatigue ne sont pas nécessaires lorsque le nombre de cycles de changement de contrainte est faible ou très faible. Le niveau de travail est A6, A7, A8. Les composants de la structure métallique de la grue et les pièces institutionnelles doivent être testés en fatigue.
2. Le calcul de la résistance charge une charge de classe II. Ce type de charge est utilisé pour calculer la résistance des pièces ou de la structure métallique, les composants de stabilité en compression et en flexion plane, la rigidité des composants structurels, la stabilité globale de la grue et la pression des roues, en fonction de la charge maximale de l'état de fonctionnement pour la résistance. calcul. Déterminez la charge de calcul de résistance, doit être sélectionnée comme la combinaison de charges la plus défavorable pouvant survenir.
3. Charge de calcul une charge de classe III. Ce type de charge est utilisé pour vérifier la grue de certains dispositifs (tels que les pinces à rail), le mécanisme de relevage, supportant certaines parties du dispositif rotatif et la structure métallique de la résistance et de la stabilité des composants, ainsi que la stabilité globale du grue, en fonction de la charge maximale de non-travail et de la charge spéciale (charge d'installation, charge de transport et charge d'impact, etc.) pour le calcul de la résistance.

Lors de la gestion des accidents de grue, des accidents provoqués par la destruction de la structure métallique et de parties du mécanisme, les calculs nécessaires doivent être effectués. Calcul, en fonction des conditions de travail réelles de la charge réelle.

Méthode de calcul

Le calcul actuel de la grue en utilisant la méthode des contraintes admissibles, c'est-à-dire dans le calcul de la résistance jusqu'à la limite d'élasticité du matériau, dans le calcul de stabilité pour stabiliser la contrainte critique, dans le calcul de la résistance à la fatigue jusqu'à la limite de résistance à la fatigue divisée par une certaine sécurité facteur et obtenez la résistance, la stabilité et la résistance à la fatigue de la contrainte admissible. Les composants structurels de la contrainte calculée ne doivent pas dépasser leur valeur admissible correspondante.

Les étapes de calcul de la méthode de contrainte admissible sont les suivantes : selon la charge de calcul correspondante pour déterminer la contrainte calculée, selon les propriétés mécaniques des matériaux utilisés pour déterminer la limite de résistance, puis comparée, de sorte que la limite de résistance et le rapport de contrainte calculé est égal ou supérieur au facteur de sécurité. Le contrôle de force doit satisfaire à l’inégalité :

Coefficient de sécurité

La condition de base du calcul de résistance et du calcul de fatigue est que la contrainte calculée de la section transversale dangereuse de la pièce ne doit pas être supérieure à la contrainte admissible, c'est-à-dire un multiple inférieur à la contrainte ultime du matériau, et ce multiple est le facteur de sécurité.

Le choix du facteur de sécurité doit garantir la sécurité, la fiabilité, la durabilité et utiliser pleinement les matériaux pour atteindre une technologie de pointe, économique et raisonnable. Les pièces ou composants de grue du facteur de sécurité peuvent être calculés selon la formule suivante :

k=1+k1+k2

Dans la formule :

1. k1 - considérer la réserve de résistance minimale du matériau, qui est liée à l'importance des pièces ou composants calculés et à la précision du calcul de la charge et de la contrainte ;
2. k2 - prise en compte de l'inhomogénéité du matériau, des éventuels défauts internes, ainsi que de l'erreur entre les dimensions réelles et les dimensions de conception, et d'autres facteurs.

Lorsque certaines parties de la grue sont endommagées, des objets tombent, une flèche tombe, une partie rotative du renversement, un renversement de la grue, ou lorsque la grue heurte la butée ou que les grues voisines provoquent un impact violent, ces pièces doivent avoir un facteur de sécurité plus élevé ; lorsque certaines parties de la grue sont détruites seulement après que la grue cesse de fonctionner, le coefficient de sécurité peut être réduit. Pour les pièces forgées et laminées, une valeur inférieure peut être prise ; pour les pièces moulées, il faut prendre une valeur plus élevée.

1. Calcul du facteur de sécurité de la structure métallique. Les pièces de la structure métallique de la grue doivent faire l'objet de calculs de résistance, de rigidité et de stabilité, ne tiennent généralement pas compte de l'influence plastique du matériau. Le niveau de travail est les composants de niveau A6, A7, A8 qui doivent être calculés en fatigue. Le calcul structurel du facteur de sécurité est visible dans le tableau 5-14.

2. Facteur de sécurité pour le calcul des pièces. Calcul de la résistance des pièces, y compris le calcul de la résistance statique et le calcul de la durée de vie de deux types. Le calcul de la résistance statique comprend le calcul des parties de la rupture fragile et de la déformation plastique ; Le calcul de la durée de vie comprend des parties du calcul de la résistance à la fatigue et le calcul de l'usure des pièces à friction coulissante. Le calcul des composants du facteur de sécurité est visible dans le tableau 5-15. point dangereux du calcul de contrainte avec la méthode habituelle de mécanique des matériaux, contrainte composite selon la théorie de résistance appropriée à synthétiser.

Remarque : Pour le transport de métaux en fusion et de marchandises dangereuses, ainsi que d'autres facteurs de sécurité de grue particulièrement importants doivent être augmentés de manière appropriée.

Facteurs affectant la charge de travail sûre des grues

Le calcul des charges de sécurité au travail implique un certain nombre de facteurs, notamment :

• Résistance structurelle de la grue : Les principaux composants de la grue, tels que la flèche, les stabilisateurs, les crochets, les câbles métalliques, etc., doivent être suffisamment solides pour maintenir l'intégrité structurelle sous charge.
• Stabilité : La grue doit rester stable lors du levage de charges pour éviter tout basculement. Les charges de travail sûres tiennent compte de la conception et de la structure de la grue pour garantir la stabilité sous charge.
• Facteurs environnementaux : L'environnement dans lequel une grue fonctionne, comme la vitesse du vent et les conditions du sol, peut affecter sa sécurité. La charge de travail sûre prend en compte ces facteurs pour garantir un fonctionnement sûr dans diverses conditions environnementales.
• Mode de fonctionnement et angle : Le mode de fonctionnement de la grue (par exemple levage vertical, mouvement horizontal, etc.) et l'angle de la charge affectent également le calcul de la charge de sécurité au travail.
• Charges supplémentaires : Les charges de sécurité au travail prennent généralement en compte d'éventuelles charges supplémentaires, par exemple les charges de vent, le poids de l'épandeur, etc. Les charges de sécurité au travail sont calculées sur la base des facteurs suivants
• Données et normes du fabricant : Le fabricant de la grue fournit généralement des informations sur les charges de sécurité au travail conformément aux normes et réglementations en vigueur. Ces données doivent être utilisées comme référence importante pour les calculs.

Le calcul de la charge de travail sûre d'une grue est une étape cruciale pour garantir la sécurité de l'opérateur et de l'équipement. Lors de l'utilisation d'une grue, sa charge de travail sûre ne doit jamais être dépassée pour éviter les accidents, les dommages matériels ou les blessures corporelles. Si nécessaire, consultez un ingénieur professionnel ou fiez-vous aux spécifications techniques fournies par le fabricant pour calculer et confirmer avec précision la charge de travail sécuritaire.