Cargas de grúa: carga estática y dinámica

La grúa durante su operación debe soportar múltiples tipos de cargas (como cargas estáticas, cargas dinámicas, cargas alternantes, cargas de impacto, cargas de vibración, etc.), los elementos portantes y los componentes estructurales generarán tensiones y deformaciones correspondientes. Si se supera cierto límite, se perderá la funcionalidad o incluso se producirá la destrucción, lo que puede causar peligro.

1. Introducción a las cargas de la grúa

Durante el funcionamiento de la grúa, la complejidad de las cargas no solo se refleja en la diversidad de tipos de carga, sino que también presenta características de variación de amplitud según las diferentes condiciones de trabajo de la grúa. La carga es la base original para el análisis de fuerzas en el funcionamiento normal de la grúa y sus componentes, y también es la base de análisis para determinar la causa de la eliminación de componentes o accidentes. La precisión en la determinación de la carga tendrá un impacto directo en la seguridad de los resultados del cálculo y en la correcta determinación de las causas del accidente.

2. Introducción a las cargas estáticas de la grúa

Cuando la grúa está en estado estacionario o en funcionamiento estable, la grúa solo soporta cargas estáticas como la carga de peso propio y la carga de elevación.
(1) Carga de peso propio PG, incluye la gravedad de la estructura metálica de la grúa, el equipo mecánico, el equipo eléctrico, así como la tolva o transportador adherido a la grúa y su material (excluyendo la gravedad de la carga de elevación). El modo de aplicación de la carga puede considerarse por separado; en circunstancias normales, la carga del equipo mecánico y eléctrico se considera como carga concentrada;
(2) Carga de elevación PQ, se refiere a la gravedad de todas las masas elevadas, incluyendo la gravedad del objeto útil máximo permitido para elevar, la gravedad del dispositivo de agarre (como el bloque de poleas inferior, gancho, viga elevadora, cucharón, contenedor, electroimán de elevación, etc.), la gravedad de los elementos de enrollamiento suspendidos y otras masas de preparación en elevación. El peso del cable de elevación con una altura de elevación inferior a 50 m puede ignorarse.

3. Introducción a las cargas dinámicas de la grúa

La carga dinámica se refiere al efecto dinámico generado cuando el estado de movimiento de la grúa cambia. Es una base importante para el cálculo de resistencia y también afecta el cálculo de fatiga.
Cuando la grúa no está trabajando o la carga está suspendida estáticamente en el aire, su carga de peso propio y carga de elevación están en estado estático. Cuando la grúa está trabajando, el estado de movimiento cambia, y el efecto dinámico aumenta el valor de la carga estática original; la parte aumentada es la carga dinámica. Las cargas dinámicas incluyen: cargas de inercia generadas por el peso propio y la carga de elevación durante el movimiento acelerado de la estructura; cargas de impacto generadas cuando las ruedas pasan por juntas de riel irregulares o cuando las piezas móviles tocan los amortiguadores; cargas de vibración generadas por las cargas de inercia y las cargas de impacto en el sistema elástico de la estructura metálica y el mecanismo. La carga dinámica está relacionada con la dirección del movimiento y la velocidad de trabajo (aceleración), con factores estructurales (como la distribución de masa del sistema, la rigidez del sistema y el amortiguamiento, etc.), y con las condiciones de uso (como la magnitud de la carga externa y su ley de variación, si hay impacto, etc.). Para facilitar el cálculo, generalmente se utiliza el coeficiente dinámico (la relación entre la carga dinámica y la carga estática). En uso, generalmente se consulta la norma de diseño de grúas y los manuales relevantes según la situación real para su selección.

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