CC BY
19
УДК 621.873/875 (031)
А.З. Манапов, И.Ю. Майстренко
ОЦЕНКА ФАКТИЧЕСКОГО ЗАПАСА ЖЕСТКОСТИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
МОСТОВЫХ КРАНОВ
В настоящее время более 80% мостовых кранов эксплуатируются за пределами установленного нормативного срока службы. Оценка фактического запаса жесткости металлоконструкций необходима для принятия решения о возможности или невозможности продления срока эксплуатации кранов.
В работе приводятся результаты статистического анализа фактического запаса жесткости 32 мостовых кранов, эксплуатируемых на машиностроительных предприятиях Приволжского округа Госгортехнадзора России с 1956 года.
В качестве критерия оценки состояния мостового крана может быть использован наряду с другими параметрами и коэффициент запаса жесткости конструкции. Логичность такого подхода объясняется: во-первых, тесной корреляцией жесткости и прочности главной балки; во-вторых, простотой получения информации о фактической жесткости главной балки путем измерения ее прогибов.
В расчетах были использованы результаты инструментальных измерений прогибов главных балок, полученные при проведении статических испытаний кранов в течение всего периода эксплуатации с периодичностью 1 раз в 3 года (при полном техническом освидетельствовании крана).
Можно говорить о двух коэффициентах запаса жесткости: о фактическом запасе жесткости и о расчетном запасе жесткости.
Фактический коэффициент запаса жесткости рассчитан по результатам инструментальных измерений прогибов и установлены границы доверительных интервалов для принятой доверительной вероятности:
К. =
[/]
У ± £
где [/] - допустимое значение прогиба главной балки, назначаемое с учетом группы режима работы крана и расположения кабины управления;
У - фактический прогиб главной балки по инструментальным измерениям;
£. - половина доверительного интервала для доверительной вероятности Ь (принята Ь = 0,95).
Расчетный коэффициент запаса жесткости
получен решением зависимости К = и ]
К=Т '
•> р
где /р - расчетный прогиб главной балки в середине
пролета крана под действием нагрузок: от веса груза, включая грузозахватный орган, и от собственного веса грузовой тележки с учетом соответствующих коэффициентов перегрузки [1].
Отношение
У ± £
Л
рассматривается как
показатель наличия или отсутствия дополнительного запаса жесткости Ку главной балки и представляется
как один из относительных критериев оценки остаточного ресурса металлических конструкций крана.
Результаты статистического анализа фактического запаса жесткости главных балок мостовых кранов для различных заводов-изготовителей, режимов работы и грузоподъемности представлены на рисунках 1-3.
%
Лт^ ^ л завод-изготовитель
^ / /
^ & сГ
/ у
/ /
Рис.1 Дополнительный запас жесткости Ку для различных заводов-изготовителей
Завод-изготовитель Расчетный запас жесткости Фактический запас жесткости N К
кр е р К р К К
«Подъемник» г.Ташкент 1,233 0,096 1,137 1,866 0,493 1,373 1,208 (+20,8%)
Бурейский завод Амурской области 1,277 0,234 1,043 2,733 1,381 1,352 1,296 (+29,6%)
Завод ПТО г.Комсомольск-на-Амуре 1,193 0,072 1,121 1,617 0,273 1,344 1,199 (+19,9%)
Узловский завод Тульской области 1,24 0,105 1,135 1,583 0,377 1,206 1,063 (+6,3%)
Рис.2 Дополнительный запас жесткости К , для различных заводов-изготовителей
Режим работы крана, ЯКр Расчетный запас жесткости Фактический запас жесткости К, = К- кР
Кр К р К К
Тяжелый 1,158 0,050 1,108 1,993 0,425 1,568 1,415 (+41,5%)
Средний 1,256 0,053 1,203 1,695 0,163 1,532 1,273 (+27,3%)
Грузоподъемность, Qëд, т Расчетный запас жесткости Фактический запас жесткости К, = К-К
К, £ р К р К £ К
5,0 1,312 0,097 1,215 2,364 0,483 1,881 1,548 (+54,8%)
10,0 1,225 0,079 1,146 1,638 0,179 1,459 1,273 (+27,3%)
15,0 1,168 0,102 1,066 2,20 0,708 1,492 1,399 (+39,9%)
20,0 1,137 0,092 1,045 1,433 0,110 1,323 1,266 (+26,6%)
Кр — расчетный запас жесткости по минимальному значению доверительного интервала £ , с доверительной вероятностью 0 = 0,95.
К { — фактический запас жесткости по инструментальным измерениям прогиба по минимальному значению доверительного интервала £ { с доверительной вероятностью 0 = 0,95.
В объеме использованной выборки можно сделать следующие выводы:
- фактический запас жесткости по всем объектам анализа превышает расчетный запас жесткости на 6,3 ^ 54,8%;
- наибольшее превышение фактического запаса жесткости по сравнению с расчетным получено для кранов, изготовленных Бурейским заводом, для кранов с более интенсивным режимом эксплуатации, для кранов с грузоподъемностью 5 тонн;
- для наиболее объективной оценки фактического состояния металлических конструкций главных балок мостовых кранов требуется иметь в наличии не только единичные результаты инструментальных измерений статических прогибов, полученных при проведении экспертных обследований, но и равномерную по времени выборку значений данных инструментальных измерений,
которая может быть получена при проведении, например, полных технических освидетельствований кранов с установленной периодичностью 1 раз в 3 года.
ЛИТЕРАТУРА
1. Краны грузоподъемные промышленного назначения. Нормы и методы расчета элементов стальных конструкций. СТО 24.09-5821-01-93. Стандарт ВНИИПТМАШ., 1993. - С.-135.
2. ПБ 10-382-00. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов.
3. РД 22-28-36-01. Краны грузоподъемные. Типовые программы и методики испытаний (вкл. ИТОс 2201-01 "Инструкция по проведению технического освидетельствования грузоподъемных кранов") (взамен РТМ 2201-79-93).
