ГОСТ 28609-90
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СТАНДАРТ
КРАНЫ ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА
Москва
Стандартинформ
2008
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
КРАНЫ ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ
Основные положения расчета
Hoisting cranes.
Basic provisions of design
|
ГОСТ
28609-90
|
Дата введения 01.01.92
Настоящий стандарт
распространяется на краны мостового типа и консольные и устанавливает
рекомендуемые основные положения расчета с целью обеспечения надежности при
установке, монтаже и эксплуатации кранов.
1.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Расчеты кранов и их
элементов должны выполняться в соответствии с утвержденной
нормативно-технической документацией. В обоснованных случаях допускается проводить
расчеты на основе результатов теоретических и экспериментальных исследований
или с использованием инженерных методик.
1.2. Результаты расчета
должны обеспечивать сохранение несущей способности крана и его элементов, а
также надежности при заданных эксплуатационных характеристиках в течение
установленного срока службы, при условии изготовления, установки и
использования крана в соответствии с требованиями нормативно-технической и
эксплуатационной документации.
1.3. При расчёте кранов
следует учитывать следующие расчетные ситуации:
установившуюся, имеющую
продолжительность того же порядка, что и срок службы крана или срок его
соответствующих элементов до списания или до капитального ремонта (если таковой
производится);
переходную, имеющую
продолжительность, небольшую по сравнению со сроком службы крана (например,
транспортировка и монтаж крана, использование технологического крана для
монтажных работ);
аварийную, характеризующуюся
малой вероятностью появления и продолжительностью (например, обусловленную
столкновением кранов, внезапным отказом какого-либо элемента конструкции).
Указанные расчетные ситуации
определяют выбор соответствующих расчетных схем и условий нагружения кранов и
их элементов, виды предельных состояний и других показателей, определяющих
несущую способность и работоспособность конструкций.
1.4. Принятый метод расчета,
а также используемые для расчета исходные данные должны учитывать возможную
изменчивость действующих нагрузок, геометрических и механических свойств
материала за срок службы крана или его элемента (например, возможность
увеличения массы конструкции вследствие проводимых в ходе эксплуатации
модернизации, уменьшения сечений элементов вследствие износа и коррозии).
1.5. Для учета степени
ответственности кранов и их элементов, а также последствий, связанных с их
возможным отказом, устанавливаются следующие классы ответственности,
определяемые назначением класса или его элементов:
класс 1 - краны и элементы
конструкции особо высокой ответственности;
класс 2 - краны и элементы конструкции
высокой ответственности;
класс 3 - краны и элементы
конструкции нормальной ответственности.
Классы ответственности
приведены в приложении.
Класс ответственности
учитывают при определении показателей, регламентирующих расчетные значения
нагрузок путем введения коэффициента надежности по назначению.
2.
МЕТОДЫ РАСЧЕТА
2.1. Для расчета кранов и их
элементов используют выраженные в детерминированной форме методы предельных
состояний (для металлических конструкций) и допускаемых напряжений (для
механизмов).
2.2. При наличии необходимых
исходных данных допускается для расчета кранов и их элементов применять
вероятностные методы.
2.3. Входящие в расчетные
зависимости показатели рекомендуется находить как случайные величины или как
случайные процессы.
3.
УСЛОВИЯ СОХРАНЕНИЯ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ
3.1. Основным условием
сохранения несущей способности элементов металлических конструкций и механизмов
является соблюдение требования, что действующие в элементе усилия не превышают
его несущей способности.
В соответствии с характером
напряжения и особенностями выполнения элемента, а также свойств его материала
за предельное напряжение принимают нормативные значения предела прочности,
предела текучести или предела выносливости, а для случая потери устойчивости -
критическое напряжение.
3.2. В обоснованных случаях
допускается проводить расчет:
для пластичных материалов с
учетом работы в упругопластической зоне;
для отдельных зон элементов,
испытывающих изгиб, с учетом напряжений, превышающих критические напряжения
потери устойчивости;
при ограниченном (N £ 5×104) числе циклов
напряжений - для условий малоцикловой усталости.
4.
РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ
4.1. Вне зависимости от
принятого метода расчета следует учитывать нагрузки следующих видов:
систематические, случайные, исключительные и прочие.
Систематические и случайные
нагрузки соответствуют установившейся расчетной ситуации, исключительные -
переходной и аварийной ситуации, а прочие переходной ситуации.
4.2. Систематические нагрузки
возникают при использовании кранов в условиях, определенных эксплуатационной
документацией. Эти нагрузки вызваны силами тяжести элементов крана и груза,
ускорениями и замедлениями массы груза и элементов конструкций крана, а также
выполнением краном дополнительных операций, предусмотренных технологией работ
(например, динамические нагрузки от подвешенного к крюку крана вибратора).
4.3. К случайным нагрузкам
относят нагрузки, обусловленные метеорологическими факторами (ветровые нагрузки
в рабочем состоянии, снеговые и гололедные нагрузки, температурные
воздействия), а также перекосные нагрузки при установившемся движении.
4.4. К исключительным
нагрузкам относят ветровые нагрузки в нерабочем состоянии, испытательные
нагрузки, динамические нагрузки, вызванные соударением буферов; нагрузки,
вызванные внезапным отключением электропитания крана и поломками элементов
механизмов, а также сейсмические нагрузки.
4.5. К прочим нагрузкам
относят нагрузки, возникающие в процессе монтажа и транспортирования крана.
5.
РАСЧЕТ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
5.1. Метод расчета
5.1.1. Металлические
конструкции рекомендуется рассчитывать по методу предельных состояний.
5.1.2. Устанавливают две
группы предельных состояний:
1 - по исчерпанию
конструкцией несущей способности;
2 - по достижению условий,
нарушающих нормальную эксплуатацию.
5.1.3. Предельные состояния
1-й группы характеризуются следующими условиями:
разрушение элемента или
соединения конструкции (хрупкое, вязкое, усталостное);
достижение состояния, при
котором дальнейшее увеличение нагрузок приведет к переходу конструкции или его
элемента в изменяемую систему (например, вследствие потери устойчивости формы
или достижения напряжениями в определенных зонах сечения предела текучести).
5.1.4. Предельные состояния
2-й группы характеризуются следующими условиями:
возникновением деформаций и
перемещений элементов конструкции, препятствующих нормальной эксплуатации крана
(например, наклон подтележечных направляющих, снижающий точность остановки
грузовой тележки, деформации концевых балок, приводящие к ухудшению ходовых
свойств крана и т.п.);
возникновением колебаний,
препятствующих достижению установленной точности работы крана, а также
приводящих к недопустимым воздействиям на людей, находящихся на кране.
5.2. Основные расчетные
зависимости
5.2.1. Расчетная зависимость
первого предельного состояния имеет вид
(1)
где gn - коэффициент надежности по
назначению крана или элемента конструкции;
F
- обобщенное
расчетное усилие для соответствующего сочетания нагрузок;
qn - нормативная нагрузка;
gf
- коэффициент надежности по нагрузке;
S -
обобщенная несущая способность конструкции или ее элемента;
Ф - геометрический фактор,
характеризующий зависимость между действующей нагрузкой и напряженным
состоянием конструкции;
Rn -
нормативное сопротивление материала;
gm
- коэффициент надежности по материалу;
gd -
коэффициент условий работы.
5.2.2. Основная расчетная зависимость
второго предельного состояния имеет вид
(2)
где - коэффициент
надежности по назначению крана или элемента конструкции;
y - обобщенная зависимость
между действующей нагрузкой и показателями деформации;
- коэффициент условий работы.
(Индекс «¢» соответствует второму
предельному состоянию). В общем случае
5.2.3. Коэффициент
надежности по нагрузке gd учитывает возможность отклонения при данном
расчетном сочетании нагрузок от их нормативного значения. В общем случае в
разных расчетных сочетаниях нагрузке каждого вида соответствует свое значение gd.
5.2.4. Коэффициенты условий
работы gd,
учитывают в общем
случае возможность отклонений:
принятой расчетной схемы от
проекта конструкции;
качества изготовления
элементов конструкции от установленных технической документацией требований,
включая размеры элементов, выполнение соединений и т.п.
5.2.5. Коэффициент
надежности по материалу gm
учитывает возможные отклонения механических характеристик материала и размеров
сортамента от установленных стандартами или техническими условиями.
6. РАСЧЕТ МЕХАНИЗМОВ
6.1. Расчеты механизмов и их
элементов рекомендуется проводить методом допускаемых напряжений. Основная
расчетная зависимость имеет вид:
где F- обобщенная нагрузка или
воздействие;
gn
- коэффициент ответственности элемента;
D
-
обобщенный фактор, учитывающий геометрические размеры элемента, свойства
материала и другие показатели, определяющие работоспособность механизма или его
элемента;
n
-
коэффициент запаса.
6.2. Основная расчетная
зависимость для расчетов на прочность и сопротивление усталости имеет
вид:
где Ф - геометрический фактор;
[s]
- допускаемое напряжение; при этом
где Rn - нормативное сопротивление
материала.
6.3. Расчетное значение
коэффициента запаса прочности n определяют по формуле
где n1 - коэффициент условий
эксплуатации, учитывающий режим и вероятность возникновения перегрузок;
n2 - коэффициент, учитывающий
влияние неоднородности структуры материала на сопротивление разрушению;
n3 - коэффициент, учитывающий
точность расчета нагрузок и напряжений в расчетном сечении.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Обязательное
КЛАССЫ ОТВЕТСТВЕННОСТИ КРАНОВ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Обозначение класса
|
Степень ответственности
крана или элемента
|
Наименование крана или
элемента
|
1
|
Особо высокая
|
Краны, транспортирующие опасный груз;
|
транспортно-технологические краны
металлургического производства;
|
краны атомных энергетических объектов;
|
краны, обслуживающие особо ответственный
технологический процесс при отсутствии резервирования.
|
Элементы кранов класса 1: несущая
металлоконструкция, механизм подъема груза и передвижения крана и тележки
|
2
|
Высокая
|
Краны, не вошедшие в класс 1.
|
Элементы кранов класса 2: несущая
металлоконструкция, механизм подъема груза
|
3
|
Нормальная
|
Элементы кранов класса 2: механизм
передвижения кранов и тележки
|
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1.
РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством тяжелого, энергетического и транспортного
машиностроения СССР
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ
Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции
и стандартам от 05.07.90 № 2111
3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
4. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Январь 2008
г.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие положения. 1
2. Методы расчета. 2
3. Условия сохранения несущей способности. 2
4. Расчетные нагрузки. 2
6. Расчет металлических конструкций. 2
Приложение
Классы ответственности кранов и их элементов. 3
|