ГОСТ 28609-90

Группа Г02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР


КРАНЫ ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ

Основные положения расчета

Hoisting cranes.
Basic provisions of design

ОКП 315000

Дата введения 1992-01-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

     1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения СССР

     РАЗРАБОТЧИКИ:

     А.С.Липатов, канд. техн. наук; И.И.Абрамович, канд. техн. наук (руководитель темы); Н.М.Колпаков; Н.Н.Кулькова, канд. техн. наук

     2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 5.07.90 N 2111

     3. Срок проверки - 1996 г., периодичность - 5 лет

     4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ


     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 расчете 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 () 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 конструкции 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  - коэффициент надежности по назначению крана или элемента конструкции;

     - обобщенное расчетное усилие для соответствующего сочетания нагрузок;

      - нормативная нагрузка;

      - коэффициент надежности по нагрузке;

      - обобщенная несущая способность конструкции или ее элемента;

      - геометрический фактор, характеризующий зависимость между действующей нагрузкой и напряженным состоянием конструкции;

      - нормативное сопротивление материала;

      - коэффициент надежности по материалу;

      - коэффициент условий работы.

     5.2.2. Основная расчетная зависимость второго предельного состояния имеет вид

,                                                                                     (2)

где  - коэффициент надежности по назначению крана или элемента конструкции;

          - 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  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 .

     5.2.4. Коэффициенты условий работы ,  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  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  - обобщенная нагрузка или воздействие;

      - коэффициент ответственности элемента;

     - обобщенный фактор, учитывающий геометрические размеры элемента, свойства материала и другие показатели, определяющие работоспособность механизма или его элемента;

       - коэффициент запаса.

     6.2. Основная расчетная зависимость для расчетов на прочность и сопротивление усталости имеет вид:

 где  - геометрический фактор;

      - допускаемое напряжение; при этом

где  - нормативное сопротивление материала.

     6.3. Расчетное значение коэффициента запаса прочности  определяют по формуле

где  - коэффициент условий эксплуатации, учитывающий режим и вероятность возникновения перегрузок;

       - коэффициент, учитывающий влияние неоднородности структуры материала на сопротивление разрушению;

      - коэффициент, учитывающий точность расчета нагрузок и напряжений в расчетном сечении.

ПРИЛОЖЕНИЕ
Обязательное

КЛАССЫ ОТВЕТСТВЕННОСТИ КРАНОВ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Текст документа сверен по:
официальное издание
Госстандарт  СССР -
М.: Издательство стандартов, 1990