Deformarea macaralei cu braț este mișcarea verticală a brațului sub sarcină. Este de obicei revizuit în poziția exterioară a căruciorului, unde brațul este supus celui mai mare braț de pârghie. Un calcul preliminar poate utiliza teoria grinzilor în consolă-, dar proiectul final trebuie să ia în considerare și stâlpul de susținere, consolele, ancorele, fundația sau structura peretelui și rigiditatea conexiunii.
Deformarea trebuie revizuită în timpul selecției, nu după ce a fost fixat configurația macaralei. Calea de sprijin diferă întremacarale cu braț montate pe podea- şimacarale cu braț-montate pe perete, astfel încât raza necesară, poziția de încărcare și structura disponibilă ar trebui să fie confirmate împreună.
Formula de bază pentru deviația macaralei
Pentru un braț de braț dezlegat care poate fi aproximat ca o cantilever, cu o sarcină verticală concentrată la capătul liber:
δ = (P · L³) / (3 · E · I)
Unde:
- δ= braț vertical-deflexie vârf
- P=încărcare verticală aplicată
- L=lungime efectivă de la punctul de reținere la linia de încărcare
- E=modulul elastic al materialului brațului
- I=al doilea moment al zonei secțiunii brațului în jurul axei de îndoire
Greutatea proprie-a brațului creează, de asemenea, deviație. Dacă este reprezentată ca o sarcină distribuită uniform w pe lungimea brațului:
δ_w = (w · L⁴) / (8 · E · I)
Pentru o evaluare elastică preliminară a unui braț-încărcat cu vârf, pot fi adăugate componente compatibile:
δ_total=(P · L³) / (3 · E · I) + (w · L⁴) / (8 · E · I)
Această ecuație simplificată nu include rotația suportului, flexibilitatea stâlpului, deformarea locală a consolei, mișcarea fundației sau rigiditatea variabilă a brațului.
Intrări care controlează deviația macaralei
Intrările precise sunt mai importante decât formula în sine. Confirmați următoarele din aranjamentul real al macaralei și baza de proiectare a proiectului:
- Lungimea efectivă a brațului:Măsurați din punctul real de reținere, nu numai lungimea nominală a brațului. Deviația crește rapid pe măsură ce atingerea crește.
- Sarcina de operare:Includeți sarcina ridicată, palanul, căruciorul, accesoriul de ridicare acolo unde este cazul și greutatea proprie-brațului. Aplicați cote operaționale numai acolo unde este specificat de baza de proiectare care guvernează.
- Rigiditatea secțiunii:Utilizați al doilea moment corect al suprafeței pentru secțiunea brațului instalată și axa de îndoire a acesteia. Nu este același lucru cu aria-secțiunii transversale sau cu modulul secțiunii.
- Proprietatea materialului:Utilizați modulul elastic specificat. Limita de curgere este o proprietate separată și nu ar trebui să fie înlocuită cu E.
- Unități consistente:Dacă E este în N/mm² și I este în mm⁴, utilizați sarcina în N și lungimea în mm pentru a obține o deformare în mm.
Cum se calculează abaterea brațului macaralei
1. Confirmați aranjamentul structural
Stabiliți dacă macaraua cu braț este montată pe podea, pe perete sau susținută de o coloană de clădire. Un braț-tir, cu ferme, conic sau articulat nu se comportă ca o simplă consola și necesită o analiză a traseului său real de încărcare.
2. Definiți poziția căruciorului de guvernare și cazul de încărcare
Verificați poziția exterioară de funcționare și orice altă poziție relevantă pentru spațiu liber sau poziționare. Înregistrați locația căruciorului, sarcina, palanul și greutatea căruciorului, greutatea proprie-brațului și efectele operaționale necesare.
3. Calculați componenta de îndoire a brațului
Aplicați formula de -încărcare punctuală pentru poziția de încărcare relevantă și adăugați componenta de greutate proprie-dacă este cazul. Aceasta oferă estimarea de îndoire a brațului elastic-, nu mișcarea totală a cârligului.
4. Evaluați-Mișcarea sistemului de asistență
Mișcarea reală a cârligului poate depăși deviația calculată a brațului din cauza:
- Rotația conexiunii boom-la-coloană
- Coloana de susținere sau abaterea peretelui
- Flexibilitate pentru suport, ghișeu, placa de bază-, ancora sau fundație
- Mișcarea structurii de susținere
Pentru o macara cu braț montată pe podea-, placa de bază, ancorele și fundația din beton fac parte din sistemul complet de deviere. Pentru o macara cu braț montată pe perete-, peretele sau coloana de susținere trebuie verificate mai degrabă decât considerate adecvate.
5. Comparați cu cerințele de service aplicabile
Nu există o singură valoare de deviere admisă potrivită pentru fiecare macara cu braț. Criteriul de acceptare depinde de configurația macaralei, sarcina, structura de susținere, cerințele de funcționare și specificațiile de proiect care guvernează. Nu vă bazați pe un raport generic între distanță-la-deformare în locul cerinței de proiectare aplicabile.
Cauze comune ale deviației excesive
Atingerea mai lungă, rigiditatea secțiunii reduse, suporturile flexibile și funcționarea în apropierea razei exterioare, toate măresc mișcarea. Numai creșterea rezistenței materialului nu reduce neapărat deformarea elastică; Geometria brațului și al doilea moment al suprafeței sunt de obicei controalele primare ale rigidității.
Un calcul simplu în consolă nu trebuie utilizat ca verificare finală atunci când brațul este legat, strâns, conic, conectat la o structură existentă sau este necesar pentru a asigura o precizie critică de poziționare. În aceste cazuri, sistemul complet al macaralei cu braț ar trebui să fie evaluat de un inginer calificat.
Transformarea calculului într-o specificație a macaralei
Revizuirea deflexiunii ajută la transformarea unei cerințe de operare într-un brief de echipament funcțional. Înainte de a solicita o propunere de macara cu braț, definiți:
- Sarcina nominală necesară, inclusiv palanul și accesoriul de ridicare
- Aria de lucru și pozițiile critice de alegere-și-locație
- Înălțimea de ridicare necesară și spațiul liber disponibil
- Preferință de montare: podea, perete sau un aranjament alternativ
- Frecvența de operare și metoda de control
- Detaliile site-ului care afectează interfața stâlpului, peretelui sau fundației
Aceste intrări ajută la determinarea dacă amacara cu braț montată pe stâlp-, a macara cu braț fără fundație, sau o altă configurație este mai potrivită. Palanul trebuie considerat ca parte a cazului de încărcare; vezi cele disponibileopțiuni de ridicare electrică atunci când se definește sarcina în mișcare și cerința de înălțime.
Pentru revizuirea proiectului, furnizați sarcina, raza de acțiune, înălțimea de ridicare, locația de instalare, frecvența de operare și informațiile de asistență disponibile. Acest lucru permite ca aranjamentul macaralei, rigiditatea brațului și interfața de montare să fie luate în considerare împreună, mai degrabă decât să trateze deformarea ca un calcul al grinzii izolate.
Notă de siguranță și modificare
Calculul deformarii este doar o parte a verificării designului macaralei. Nu confirmă capacitatea de ridicare, stabilitatea, performanța la oboseală, capacitatea de ancorare, adecvarea fundației sau adecvarea structurii de susținere.
Nu măriți sarcina nominală, lungimea brațului, dimensiunea palanului sau greutatea atașamentului de ridicare-la o macara cu braț existentă pe baza unui calcul preliminar de deformare. Orice modificare trebuie revizuită în raport cu informațiile de proiectare originale și cerințele aplicabile ale site-ului.
Întrebări frecvente
Cum se calculează deviația macaralei cu braț?
Pentru o verificare preliminară a brațului în consolă cu o sarcină în vârf, utilizați δ=PL³ / 3EI. Utilizați valori confirmate pentru lungimea efectivă, sarcina aplicată, modulul de elasticitate și al doilea moment al suprafeței, apoi luați în considerare greutatea proprie-brațului și flexibilitatea suportului.
Deformarea brațului este aceeași cu mișcarea cârligului?
Nu. Mișcarea cârligului poate include îndoirea brațului plus deformarea coloanei, rotația conexiunii, deformarea suportului, flexibilitatea fundației și mișcarea-suspensiei palanului.
Oțelul cu o rezistență mai mare-reduce deformarea macaralei cu braț?
Nu de la sine. Deformarea elastică depinde în principal de modulul elastic și de rigiditatea secțiunii. Un material cu rezistență mai mare-poate modifica capacitatea de rezistență, în timp ce geometria brațului rămâne esențială pentru rigiditate.
O macara cu braț montată pe perete-poate fi verificată ca cantilever?
Brațul poate fi aproximat ca o consolă pentru o verificare inițială. Suporturile, ancorele și peretele sau coloana de susținere trebuie, de asemenea, evaluate ca parte a sistemului.
