ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Краны грузоподъемные

ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА НАГРУЗОК И КОМБИНАЦИЙ НАГРУЗОК

Часть 2

Самоходные краны

СТ РК ИСО 8686-2-2010

ISO 8686-2:2004 Cranes. Design principles for loads and load combinations. Part 2: Mobile cranes (IDT)

Издание официальное

Комитет технического регулирования и метрологии Министерства индустрии и новых технологий Республики Казахстан

Астана

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Акционерным обществом «Главное диспетчерское управление нефтяной и газовой промышленности»

ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации № 58 «Нефть, газ, продукты их переработки, материалы, оборудование и сооружения для нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности»

2    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Председателя Комитета технического регулирования и метрологии Министерства индустрии и новых технологий Республики Казахстан от 3 июля 2010 года №291-ОД.

3    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 8686-2:2004 Cranes. Design principles for loads and load combinations. Part 2: Mobile cranes (Краны грузоподъемные. Принципы расчета нагрузок и комбинаций нагрузок. Часть 2. Самоходные краны).

Международный стандарт ISO 8686-2:2004 разработан Техническим комитетом по стандартизации ИСО/ТК 96 «Краны» Международной организации по стандартизации (ISO)».

Сведения о соответствии государственных (межгосударственных) стандартов ссылочным международным стандартам, приведены в дополнительном Приложении Д.А.

Перевод с английского (еп)

Степень соответствия - идентичная (IDT)

4 СРОК ПЕРВОЙ ПРОВЕРКИ ПЕРИОДИЧНОСТЬ ПРОВЕРКИ

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Нормативные документы по стандартизации», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Государственные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Государственные стандарты»

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Комитета технического регулирования и метрологии Министерства индустрии и новых технологий Республики Казахстан.

II

СТ РК ИСО 8686-2-2010

6.3 Метод предельного состояния

6.3.1    Нагрузки и комбинации нагрузок для метода предельного состояния вместе с применяемыми коэффициентами частичной нагрузки у_р и коэффициентами динамического усиления (р_п приведены в Таблице 2. Значения для коэффициентов <р_п и другая соответствующая информация по нагрузке приведены в Таблице 3. Коэффициент сопротивления у_т принимается равным 1,1 для всех комбинаций нагрузок. Этот коэффициент делится на предел прочности, чтобы отражать статистические изменения в прочности материала и местных отклонениях.

6.3.2    Для узлов под осевым сжатием, коэффициент сопротивления у_т и коэффициенты частичной нагрузки у_р, приведенные в Таблице 2, применяются только тогда, когда используются вместе с формулой столбца, выбранной в соответствии с Приложением А.

7 Отклонение боковой нагрузки решетчатых стрел

7.1    Боковые отклонения опорного стального троса решетчатых стрел и гуськов стрел являются мерой упругой устойчивости, так как эти узлы первоначально нагружены на сжатие. Чрезмерные боковые отклонения могут вызвать упругую неустойчивость. Следовательно, все решетчатые стрелы с опорным стальным тросом и гуськом стрелы ограничиваются отклонениями, не превышающими 2 % от их эффективной длины, когда подвергаются номинальной грузоподъемности вместе с боковой нагрузкой 2 % от номинальной грузоподъемности. Пределы отклонения могут быть проверены при помощи расчета или на основании испытаний. Пределы отклонений относятся только к самоходным кранам с решетчатыми стрелами и гуськами стрел, установленными на решетчатых стрелах.

7.2    Для единичного гуська стрелы, установленного на кливере, дано следующее соотношение см. Рисунок 1:

Zj < 0,02Lj +Z_b+Z' (Lj cos J3) + в(Ь_] sin p),    (4)

где следующие значения рассчитаны (или измерены):

Zj - отклонение головки гуська стрелы;

Zb - отклонение головки гуська решетчатой стрелы;

Zi - отклонение гуська решетчатой стрелы на расстояние L\ книзу от головки гуська стрелы;

Z₂ - отклонение подпоры гуська стрелы в головке;

и следующие значения рассчитываются:

Z’ (уклон) = (Z_b - Zi) / L_x\

7

0 = (Z_b-Z₂)/Z₂.

Если уклон Z' и кручение в не рассчитаны, последние два условия уравнения для Zj могут быть удалены.

грузоподъемность Рисунок 1 - Термины и обозначения, связанные с измерением отклонения - Решетчатая стрела с гуськом

8

Таблица 1 —Нагрузки и комбинации нагрузок — Самоходные краны — Метод допустимого напряжения

1 2 3 4 5 6 Комбинации нагрузок А Комбинации нагрузок В Комбинации нагрузок С Катего рии нагрузок Перечень нагрузок Коэф. допустим. напряж. 7f А1 А2 АЗ А4 Коэф. допустим. напряж. 7f В1 В2 ВЗ В4 Коэф. допустим. напряж 7f Cl С2 сз С4 Стр ока Стандар тная (6.1) Сила тяжес ти, 1. Масса крана Р1 Pi 1 Pi Pi 1 Pi 1 Pi 1 1 ускорение и воздействие 2. Масса номинальной грузоподъем ности 92 9ъ 1 92 <Ръ 1 п 1 2 3. Масса крана и масса номинальной грузоподъемное ти перемещающегося на неровной поверхности 1,48 Щ 1,34 Щ 1,22 3

СТ РК ИСО 8686-2-2010

1 2 3 4 5 6 Ускорение от приводов 4. Массы крана и номиналь ной нагрузки. Иное, кроме привода подъемного механизма 1,34 <Р5 <Р5 1 1,22 <Р5 <Р5 1 1Д <Р5 4 Привод подъем ного механизма 1,34 <Р5 1,22 Р5 5 Эпизоди ческая (6.2) Воздейст вие климата 1. Ветер в период эксплуатации 1,16 1 1 1 1 1,1 1 6 2. Снег и лед — — — — 1,22 1 1 1 1 1Д — — 1 — 7 Исключи тельная (6.3) 1. Подъем наземного груза U <Р2 8 2. Ветер вне периода эксплуатации — — — — — — — — 1,1 — 1 — — 9 3. Испытательные нагрузки — — — — — — — — 1Д — — (Рб — 10 4. Аварийное отключение — — — — — — — — U — — — <Р5 11

СТ РК ИСО 8686-2-2010

U)

Таблицы 1 и 2: номера строк	<Рп	Ссылки ISO 8686-1	Значения для коэффициентов (р „ Значения для нагрузок, относящихся к стандартам ИСО
1	<Р\	6.1.1	(pi = \±a а = 0 для нормальных условий эксплуатации а = 0,1 для рабочего цикла эксплуатации, таких как работа с грейфером, драглайном или магнитом Значение (р\ берется как большее или меньшее значение 1,0 в зависимости от желательности или нежелательности воздействие.
2	(Рг	6.1.2.1	Класс подъемного механизма НС1 для нормальных условий эксплуатации (р2 = 1,0 (с бесступенчато- регулируемым управлением приводом). Класс подъемного механизма НС2 для периодического рабочего цикла эксплуатации (р2 = 1,3 (с бесступенчаторегулируемым управлением приводом). Для других ситуаций ISO 8686-1
2	<Рз	6.1.2.3	Применимо для эксплуатации других видов грузозахватывающих устройств грейфером, драглайном, магнитом
3	Щ	6.1.3.1	Для колесных самоходных кранов: щ = 1,1 для скорости передвижения < 0,4 м/с; щ= 1,3 для скорости передвижения > 0,4 м/с Для гусеничных самоходных кранов: щ = 1,0 для скорости передвижения < 0,4 м/с; щ = 1,1 для скорости передвижения > 0,4 м/с
4, 5, и 11	<Р5	6.1.4 и Приложение Е	Для самоходных кранов с бесступенчаторегулируемым управлением приводом: <Р5 = 1,2 для нормальных условий эксплуатации; (р5 = 1,5 для рабочего цикла эксплуатации. Для самоходных кранов со ступенчатым управлением приводом: (р5 = 1,6 для нормальных условий эксплуатации; <р5 = 2,0 для рабочего цикла эксплуатации.

15

Таблица 3 (продолжение)

Таблицы 1 и 2: номера строк <Рп Ссылки ISO 8686-1 Значения для коэффициентов ср п Значения для нагрузок, относящихся к стандартам ИСО 6 6.2.1.1 В соответствии с ISO 4302 при ветре во время эксплуатации, не рекомендуется что бы скорость была менее 9,0 м/с, соответствующей статическому давлению 50 Н/м2 7 6.2.1.3 Обычно не рассматривается. Однако, эти воздействия учитываются, если это специально оговорено покупателем и производителем. 8 92 6.1.2.2.2 Применяется к самоходным кранам спроектированным для рабочего цикла эксплуатации при (р2 МаКС =1,6 9 6.3.1 Максимальная ветровая нагрузка вне периода эксплуатации и/или конфигурация крана определяется производителем. 10 <Рб 6.3.2 Испытательная нагрузка в соответствии с ISO 4310 фе = 0,5(1 + (р2 из п. 6.1.2.1 ISO 8686-1

16

СТ РК ИСО 8686-2-2010

Содержание

1    Область применения    1

2    Нормативные ссылки    1

3    Термины и определения    2

4    Выбор нагрузок и комбинаций нагрузок    2

5    Нагрузки от ускорения приводов крана    4

6    Расчеты подтверждения работоспособности    6

для несущих нагрузку конструкций

7    Отклонение боковой нагрузки решетчатых стрел    7

Приложение А (обязательное) Прочность колонны    17

Приложение В (информационное) Синхронизированные ускорения    18

Приложение С (информационное) Применение комбинаций нагрузок,

приведенных в Таблице 1 и Таблице 2    21

Приложение Д.А (информационное) Сведения о соответствии государственных стандартов ссылочным международным стандартам (международным документам)    26

III

Приложение А

(обязательное)

Прочность колонны

Применяются формулы (или кривые) прочности колонны в соответствии с ISO 10721-1 и ISO 10721-2 вместе с коэффициентами допустимого напряжения y_f Таблицы 1 или коэффициентом сопротивления у_т Таблицы 2. Кроме того, могут использоваться формулы (или кривые) прочности колонны из национальных стандартов со соответствующими коэффициентами допустимого напряжения или сопротивления.

17

СТ РК ИСО 8686-2-2010

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Краны грузоподъемные ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА НАГРУЗОК И КОМБИНАЦИЙ НАГРУЗОК

Часть 2 Самоходные краны

Дата введения 2011-07-01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования по применению принципов расчета нагрузок и комбинаций нагрузок, изложенных в ISO 8686-1, для самоходных кранов (см. ISO 4306-2), предназначенные для использования в расчетах несущей способности металлических конструкций самоходных кранов.

Настоящий стандарт применим к самоходным кранам, используемым для нормальных условий эксплуатации и к самоходным кранам, используемым для рабочего цикла эксплуатации.

ПРИМЕЧАНИЕ Средства для подтверждения несущей способности рассматриваются в другом документе.

2    Нормативные ссылки

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные нормативные документы:

СТ РК 1.9-2007 Государственная система технического регулирования Республики Казахстан. Порядок применения международных, региональных и национальных стандартов иностранных государств, других нормативных документов по стандартизации в Республике Казахстан.

ISO 4302:1981 Cranes - Wind load assessment (Краны грузоподъемные. Оценка ветровой нагрузки).

ISO 4306-2:1994 Cranes - Vocabulary - Part 2: Mobile cranes (Краны грузоподъемные. Словарь. Часть 2. Самоходные краны).

ISO 4310:2009 Cranes - Test code and procedures (Краны грузоподъемные. Нормы, правила и процедуры испытаний).

ISO 8686-1:1989 Cranes - Design principles for loads and load combinations. Part 1: General (Краны грузоподъемные. Принципы расчета нагрузок и комбинаций нагрузок. Часть 1. Общие положения).

Издание официальное

ISO 10721-1:1997 Steel structures - Part 1: Materials and design (Стальные конструкции. Часть 1. Материалы и проектные решения).

ISO 10721-2:1999 Steel structures - Part 2: Fabrication and erection (Стальные конструкции. Часть 2. Изготовление и сборка).

ПРИМЕЧАНИЕ 1 При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по ежегодно издаваемому информационному указателю «Нормативные документы по стандартизации» по состоянию на текущий год и соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

ПРИМЕЧАНИЕ 2 Ссылочные нормативные документы, приведенные в настоящем разделе, применяются в соответствии с СТ РК 1.9.

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применяются термины по ISO 4306, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    Номинальная мощность (номинальная нагрузка), (rated capacity, rated load): средняя нагрузка грузоподъемного механизма, которая включает массу подъемного груза.

3.2    Нормальные условия эксплуатации, (normal service): функциональные назначения грузоподъемного крюка, для которого не требуется анализ усталости стальной конструкции, несущей нагрузку, включая эпизодическое использование для эксплуатации рабочего цикла, если номинальное значение рабочего цикла составляет не более 80 % номинального значения нормальных условий эксплуатации.

3.3    Рабочий цикл эксплуатации, (duty cycle service): повторяемые функциональные назначения, для которых может потребоваться анализ усталости стальной конструкции, несущей нагрузку.

ПРИМЕР Функциональные назначения грейфера, драглайна, магнита или сравнимые повторяемые функциональные назначения.

4    Выбор нагрузок и комбинаций нагрузок

4.1 Основные критерии

Нагрузки комбинируются с целью оценки воздействия предельно допустимой нагрузки на детали или узлы самоходного крана во время эксплуатации в соответствии с инструкциями изготовителя, на основе

2

СТ РК ИСО 8686-2-2010

смоделированного упруго-статического расчета. Расчет при подготовке к испытаниям на устойчивость определяется по следующим критериям:

a)    для учета нагрузок по абсолютной величине, положению и направлению, вызывающих неблагоприятное напряжение в критических точках, выбранных для оценки на основании инженерных критериев, рассматривается кран в наиболее неблагоприятном положении и конфигурации;

b)    нагрузки могут комбинироваться по значениям, определенным в настоящем стандарте или комбинироваться с определенными нагрузками, скорректированными поправочными коэффициентами, для учета всех вероятностных комбинированных действий, с целью более конкретного отражения условий нагрузок, возникающих на практике.

4.2    Синхронизированные ускорения

Воздействие одного привода ускорения, поворота, изменения вылета стрелы или телескопирования предполагает одновременное действие с ускорением подъема, только два привода предполагают синхронизированное ускорение при отсутствии ускорения подъема. Однако никакое синхронизированное ускорение не рассматривается при особом запрещении изготовителем для конкретной конфигурации. Никакие другие ускорения не комбинируется с перемещением, если это особо не разрешено в инструкциях изготовителя.

Дополнительная информация о синхронизированном ускорении приведена в Приложении В.

4.3    Боковая нагрузка

Определенные особенности конструкции могут воздействовать как стимулятор боковой нагрузки на стрелы. Когда такие характеристики присутствуют в конструкции, они включаются со всеми применяемыми комбинациями нагрузок, для которых выполняются расчеты, комбинированными так, чтобы увеличить боковую нагрузку. Характеристиками дополнительно к повороту и ветровому воздействию влияющими на боковую нагрузку, могут быть:

a)    системы по запасовке каната, которые вызывают его отклонение от центральной линии стрелы, между концом стрелы крана и крайним положением на подъемном барабане;

b)    отклонение основания стрелы из-за отклонения опорной конструкции крана.

3

4.4    Монтаж и демонтаж

Выполняется оценка каждого действия во время процесса монтажа и демонтажа в соответствии с типом крана и конфигурацией, и выполняется подтверждение несущей способности для каждого значительного узла или детали нагрузки. Расчеты учитывают показатели из Таблицы 1 или Таблицы 2 данные в столбце комбинации нагрузок В.

4.5    Действия, производимые автоматически

Когда самоходные краны оснащены средствами управления или приборами, которые выключают приводы и применяют тормоза без осуществления крановщиком каких-либо действий или снабжены автоматическими тормозами, применяемыми при потере энергии или функции управления, расчеты, отражающие такое воздействие, выполняются по столбцу Аварийное отключение в соответствии с Таблицей 1 и Таблицей 2 строка 11.

5 Нагрузки от ускорения приводов крана

5.1    Общие положения

Самоходные краны спроектированы так, чтобы размещать диапазон длин стрел и различные выдвижения или оборудование в передней части. Следовательно, некоторые краны могут обладать избыточной мощностью в некоторых конфигурациях, мощность, которых операторы крана на практике используют не полностью (в соответствии с инструкциями изготовителя). Следовательно, расчеты подтверждения работоспособности, изменения усилия, развиваемого приводом {AF), включая ускорение или замедление, могут быть выбраны на основе моделирования действий оператора крана или тестов, а не характеристик привода или тормоза.

5.2    Поворотные факторы

На практике, показатели ускорения или замедления поворотов кранов могут измениться в зависимости от оборудования, установленного в передней части, от радиуса действия, установленной схемы управления, опыта оператора крана и характеристик механизма поворотного привода и тормозов. Для расчетов подтверждения работоспособности, изменение усилия, развиваемого приводом AF, вызывающего ускорение или замедление

СТ РК ИСО 8686-2-2010

поворота, производимых боковой нагрузкой, можно применять, нижеследующее:

a)    Для кранов с пошаговыми элементами управления и для кранов, в которых оператор крана не контролирует показатели ускорения или замедления поворота, AF вычисляется по характеристикам привода/тормоза;

b)    Для кранов с бесступенчато-регулируемым управлением привода, AF рассчитывается на основании:

1)    наибольших усилий, которые прилагаются в ходе нормальных условий эксплуатации, как описано в инструкциях изготовителя;

2)    моделирования действий оператора или тестов;

3)    характеристик привода/тормоза, но результирующее боковое усилие от поворота по отношению к головке стрелы крана не берется при наличии менее 2 % от номинальной грузоподъемности для решётчатых стрел или 3 % для телескопических стрел.

5.3 Факторы подъема

5.3.1 Инерционные эффекты от подъема, за исключением подъема неограниченной нагрузки на земле в соответствии с ISO 8686-1, (см. 6.1.2.2), зависят от изменения усилия, развиваемого приводом в подъемном механизме AF. Изменение этого усилия может быть вычислено из характеристик привода подъемного механизма или тормоза; или для приводов    подъемных    механизмов с бесступенчато-регулируемым

управлением приводом, AF по формулам (1), (2), (3):

AF = SF,    (1)

д = 0,167(v_a -0,2) ,    (2)

для 0,2 <v_h< 1,7,    (3)

где

F - номинальная грузоподъемность, Н;

Уь - постоянная скорость подъемного/опускающего механизма, м/с.

Как приведено выше, показатель 8 - для кранов при нормальных условиях эксплуатации, 8 можно также определять исходя из опыта или на основании испытаний.

5.3.2 При скорости подъема или спуска v_h более 1,7 м/с, не допускается увеличение показателя 8.

При скорости подъема или спуска v_h не более 0,2 м/с, 8 принимается равным нулю.

5

5.3.3 Для кранов с рабочим циклом эксплуатации, д применяется как удвоенное значение для нормальных условий эксплуатации или, в качестве альтернативы, 5 можно определить исходя из опыта или на основании испытаний.

5.4 Применение изменений усилия, развиваемого приводом, AF

5.4.1    Значения AF при подъеме увеличиваются соответствующим значением коэффициента динамического усиления <р₅, взятым из Таблицы 3, для учета при использовании в строке 5 Таблицы 1 или Таблицы 2.

5.4.2    Значения AF для приводов, кроме механизма подъема, увеличиваются соответствующим значением коэффициента динамического усиления ф₅, взятым из Таблицы 3. Полученная в результате инерционная сила, увеличивает нагрузку для применения в строке 4 Таблицы 1 или Таблицы 2.

6 Расчеты подтверждения работоспособности для несущих нагрузку конструкций

6.1 Общие положения

Расчеты подтверждения несущей способности конструкций изготовитель крана выполняет методом допустимого напряжения, или методом предельного состояния. Расчеты методом допустимого напряжения выполняются в соответствии с 6.2. Расчеты методом предельного состояния выполняются в соответствии с 6.3.

6.2 Метод допустимого напряжения

6.2.1    Нагрузки и комбинации нагрузок для метода допустимого напряжения вместе с применяемыми коэффициентами допустимого напряжения у_{ и коэффициентами динамического усиления (р_п. приведены в Таблице 1. Значения для коэффициентов ср_п и другая соответствующая информация по нагрузке приведены в Таблице 3.

6.2.2    Для узлов с осевым сжатием коэффициенты допустимого напряжения у^ указанные в Таблице 1, применяются только тогда, когда используются вместе с формулой столбца, выбранного в соответствии с Приложением А.