Kranlasten: statische und dynamische Lasten im Überblick
Krane müssen während des Betriebs verschiedene Lasten aufnehmen (wie statische Lasten, dynamische Lasten, Wechsellasten, Stoßlasten, Vibrationslasten usw.). Die tragenden und strukturellen Bauteile erfahren entsprechende Spannungen und Verformungen. Wenn diese ein bestimmtes Maß überschreiten, kann die Funktion verloren gehen oder sogar Schäden auftreten, was Gefahren verursachen kann.
1. Einführung in Kranlasten
Während des Betriebs eines Krans zeigt sich die Komplexität der Belastung nicht nur in der Vielfalt der Lastarten, sondern auch in den veränderlichen Eigenschaften, die sich je nach den verschiedenen Arbeitsbedingungen des Krans ergeben. Die Last ist die grundlegende Grundlage für die Kräfteanalyse des normalen Betriebs des Krans und seiner Komponenten sowie die analytische Grundlage für die Bestimmung der Ursachen von Komponentenverschrottung oder Unfällen. Die Genauigkeit der Lastbestimmung hat direkten Einfluss auf die Sicherheit der Berechnungsergebnisse und die korrekte Beurteilung von Unfällen.
2. Einführung in statische Kranlasten
Wenn sich der Kran in einem ruhenden oder stabil laufenden Zustand befindet, trägt der Kran nur statische Lasten wie das Eigengewicht und die Hubkraft.
(1) Eigengewichtslast PG, einschließlich der Gewichtskraft der Metallstruktur des Krans, der mechanischen Ausrüstung, der elektrischen Ausrüstung sowie der am Kran angebrachten Behälter oder Förderer und deren Materialien (ausgenommen die Gewichtskraft der Hubkraft). Die Art der Lasteinwirkung kann separat betrachtet werden; im Allgemeinen werden die Lasten der mechanischen und elektrischen Ausrüstung als Einzellasten betrachtet;
(2) Hublast PQ, bezieht sich auf die Gewichtskraft aller Hubmassen, einschließlich der Gewichtskraft der maximal zulässigen Nutzlast, der Gewichtskraft der Lastaufnahmemittel (wie unterer Flaschenzug, Haken, Traverse, Greifer, Behälter, Hubmagnet usw.), der Gewichtskraft der herabhängenden Wickelteile und anderer während des Hebens vorbereiteter Massen. Das Gewicht des Hubseils bei einer Hubhöhe von weniger als 50 m kann vernachlässigt werden.
3. Einführung in dynamische Kranlasten
Dynamische Lasten beziehen sich auf die dynamischen Effekte, die auftreten, wenn sich der Bewegungszustand des Krans ändert. Sie sind eine wichtige Grundlage für die Festigkeitsberechnung und beeinflussen auch die Ermüdungsberechnung.
Wenn der Kran nicht arbeitet oder die Last still in der Luft hängt, befinden sich sein Eigengewicht und die Hublast in einem statischen Zustand. Wenn der Kran arbeitet, ändert sich der Bewegungszustand, und der dynamische Effekt vergrößert die ursprüngliche statische Last; der vergrößerte Teil ist die dynamische Last. Dynamische Lasten umfassen: Trägheitslasten, die durch das Eigengewicht und die Hublast der Struktur bei beschleunigter Bewegung entstehen; Stoßlasten, die durch das Überfahren von unebenen Schienenstößen durch die Räder oder das Auftreffen von beweglichen Teilen auf Puffer entstehen; Vibrationslasten, die durch Trägheits- und Stoßlasten im elastischen System der Metallstruktur und der Mechanismen erzeugt werden. Dynamische Lasten hängen mit der Bewegungsrichtung und der Arbeitsgeschwindigkeit (Beschleunigung) zusammen, mit strukturellen Faktoren (wie Systemmassenverteilung, Systemsteifigkeit und Dämpfung) sowie mit den Nutzungsbedingungen (wie Größe der äußeren Last und deren Änderungsgesetz, Vorhandensein von Stößen usw.). Zur Vereinfachung der Berechnung wird üblicherweise der dynamische Koeffizient (Verhältnis von dynamischer Last zu statischer Last) verwendet. In der Praxis wird dieser in der Regel anhand der tatsächlichen Gegebenheiten aus den Kran-Konstruktionsnormen und einschlägigen Handbüchern ausgewählt.
Häufig gestellte Fragen
F: Was ist der Unterschied zwischen statischer und dynamischer Last bei Kränen?
A: Statische Lasten beziehen sich auf Lasten, die der Kran im Ruhezustand trägt, einschließlich Eigengewicht und Hublast; dynamische Lasten beziehen sich auf Lasten, die der Kran unter dynamischen Bedingungen wie Betrieb, Anfahren/Bremsen und Windlast trägt, die normalerweise durch Multiplikation der statischen Last mit dem dynamischen Koeffizienten (im Allgemeinen 1,1 bis 1,5) berechnet werden. Bei der Strukturkonstruktion dient die dynamische Last als Nachweisgrundlage.
F: Welche Normen gelten für die Lastberechnung von Kränen?
A: Die Lastberechnung von Kränen erfolgt nach GB/T 3811 „Krane – Konstruktionsvorschriften“. Diese Norm legt die Berechnungsmethoden für verschiedene Lastarten und die Prinzipien der Lastkombinationen detailliert fest. Die Windlast wird nach dem in GB/T 3811 festgelegten Basiswinddruck berechnet.
F: Was ist die Nenntragfähigkeit eines Krans?
A: Die Nenntragfähigkeit ist das maximale Gewicht der Last, das der Kran unter normalen Nutzungsbedingungen heben darf, ohne das Eigengewicht von Haken, Anschlagmitteln usw. Sie wird mit Gn bezeichnet und ist der wichtigste Parameter für die Auswahl und den Einsatz von Kränen.
