У цьому стандарті використано терміни та визначення понять, наведені в EN ISO 12100-1 2003, EN ISO 12100-2 2003 і EN 1915-1 2001 р Додатково у цьому стандарті подано такі терміни та визначення понять
маса складника (component mass')
Маса тієї частини АНТ, міцність якої розраховують
. номінальна навантага (rated load)
Повна маса (включно з людьми), яку планують перевозити за допомогою АНТ або його частини
локальна навантага (local loads)
Навантага, похідна від номінальної, для розрахування міцності окремих частин АНТ
снігова навантага (snow load)
Максимальна маса снігу чи льоду, на обтяження якою розраховано АНТ
статична випробувальна навантага (static test load)
Випробувальна навантага чи комбінація випробувальних навантаг, яку використовують для імітації навантаженнядинамічні сили (dynamic forces)
Загальна навантага під час змінювання швидкості масивного тіла (наприклад, сили пришвидшення, сили гальмування, відцентрові сили)
вторинні динамічні сили (secondary dynamic forces)
Сили, спричинені рухом людей. Ці сили діють через центр маси тіла людини в горизонтальній площині. Прийнято, що центр маси людини лежить на висоті у 1,1 м над поверхнею, на якій вона стоїть.
сили гальмування (retardation forces)
Сили, що діють на окремі частини АНТ у випадку максимального сповільнення (найбільш ефективного гальмування) АНТ. Прийнято, що ці сили діють відносно центра маси окремої частини АНТ у напрямі руху
сила реакції ресори/пружини (spring reaction force)
Сила, що врівноважує навантагу
вітрова навантага (wind load)
Сила, що діє на АНТ або її частину через натиск вітру Вважають, що ця сила діє відносно геометричного центра корпусу АНТ у горизонтальній площині
ребро перекидання (tipping edge)
Та(-і) частина(-и) АНТ, що контактує(-ють) з опорною поверхнею та якнайдалі виступає(-ють) в напрямку найбільш завантаженої сторони
момент сил перекидання (tipping moment)
Сума добутків сил, які спричиняють нахил АНТ, на відстані (за нормаллю) до ребра перекидання
тиск розриву (bursting pressure)
Тиск, за якого складники (деталі) розриваються, чи відбувається надмірний витік рідини через руйнацію конструкції (ISO 8625-1:1993)
максимальний робочий тиск (maximum working pressure)
Найвищий тиск, за якого система має функціювати.
ПЕРЕЛІК НЕБЕЗПЕК
Додатково до небезпек, зазначених у решті частин EN 1915 і у відповідних частинах EN 12312, цей стандарт стосується небезпек через:
залежність від маси та швидкості (через кінетичну енергію елементів під час керованого або некерованого руху);
недостатню механічну міцність;
розриви та/або руйнацію елементів конструкції в процесі функціювання;
утрату стійкості чи перекидання АНТ.
ВИМОГИ ЩОДО БЕЗПЕКИ ТА ЗАХОДИ ЗАХИСТУ
Загальні положення
Засіб АНТ повинен задовольняти вимоги щодо безпеки та/або умови застосування заходів захисту зазначених у цьому пункті, разом з відповідними вимогами EN 1915-1, EN 1915-3 і EN 1915-4 та вимогами відповідних частин EN 12312. Крім того, машину треба розробляти згідно з принципами EN ISO 12100 для наявних, але не істотних небезпек, які не зазначені у цьому стандарті.
Примітка. Якщо використовують стандартне самохідне шасі, виробник АНТ повинен звернути увагу на відповідне нормування повної маси для використання за призначеністю
Вимоги до розрахування міцності сталевих конструкцій
Загальні положення
Метод розрахування має враховувати складність конструкції кожного конкретного виду АНТ. Доцільність методу обчислення потрібно обґрунтовувати в технічній документації.
Розрахунки потрібно виконуватися відповідно до:
визнаних методів інженерного проектування та інженерних правил, норм, методик тощо;
методу кінцевих елементів,
методів вимірювання фактичної напружини або комбінації зазначених методів
Примітка. Інформацію про геометричні параметри щодо навантаги наведено в додатку А
Джерело методів проектування та інженерних правил, якщо вони загальнодоступні, потрібно зазначати в разі застосування будь-яких особливих (не загальноприйнятих) формул або методів розрахування. Інакше треба використовувати тільки такі формули чи методи розрахування, які можна легко перевірити
Загальний аналіз напружин треба виконувати, щоб гарантувати безпечні рівні напружин відносно межі текучості використовуваного матеріалу
Безпечні рівні напружин або напружини, пов’язані з умовами навантаження, треба виявляти для всіх силових конструкцій. Головні розміри, поперечні перерізи, матеріали та засоби прикріплення потрібно підтверджувати
У процесі аналізування напружин треба розглядати істотний вплив пружної деформації, що охоплює й результати випробувань (див 5 4 3)
Щоб гарантувати врахування найбільш несприятливих окремих діапазонів навантаг, потрібно виконувати аналіз випадків комбінацій навантаг, що їх визначив виробник
Треба перевіряти міцність конструкції для складників під тиском, які піддаються вигинанню чи втраті стійкості під час стискання, використовуючи підтверджений метод.
Потрібно розглядати вплив значних динамічних сил, які можуть бути спричинені дією засобу захисту для запобігання неумисним рухам, якщо в системі трубопроводів є витік рідини чи внаслідок несправності каната, ланцюга, гайки, механізму
Конструкція механічних фіксувальних пристроїв має враховувати всі навантаги й сили, що виникають під час блокування.
Там, де система має два чи більше елементів підіймання, що працюють паралельно, конструкція має убезпечувати навантагу так, щоб відмова одного з елементів не спричинила небезпеку.
Примітка. Для розрахування треба розглядати ситуацію найбільшої навантаги
Навантаги та комбінаціїнавантаг
Треба брати до уваги наведені нижче навантаги або їхні гірші комбінації
маса складника,
номінальна навантага,
локальна навантага,
снігова навантага;
динамічні сили;
вторинні динамічні сили,
вітрова навантага
Примітка. Комбінації параметрів навантаг наведено в 5 4 5
Під час розраховування міцності елементів навантаги треба розглядати найнесприят- ливіші положення, значення й напрямки
Номінальну навантагу повинен заявляти виробник, вона має бути не менше ніж 3000 Н/м2 Там, де засіб АНТ використовують для перевезення людей, номінальну навантагу треба обчислювати з розрахунку чотири особи на 1 м2, вага кожної особи за цих умов — 80 кг. Для розрахунку параметрів підлоги треба брати до уваги локальні навантаги від однієї особи, розміщеної на поверхні 200 мм х 200 мм
Динамічні сили, що діють одночасно, треба вимірювати за умов використання за при- значеністю або розраховувати. Для АНТ, не спроектованої для руху під час використання за при- значеністю, загалом (див. також відповідні частини EN 12312) має бути враховано значення вертикальних динамічних сил, що становлять щонайменше 10 % від маси складника і номінальну навантагу на нього, що їх надав для оцінювання виробник
Для спрощення розрахування вторинні динамічні сили враховують як статичні, за формулою
Fs[H] = 200-^,
/ 1
тобто
Fs[/-/] = 200 (1/1 + 1/2 + 1/3 + ... + /),
де і— загальна кількість осіб на АНТ загалом.
Снігову навантагу повинен заявляти виробник.
Примітка. Снігова навантага є залежною від географічної області використання АНТ і іТ можуть узгодити між собою виробник і споживач (див розділ 0 — Переговори)
Силу вітру взагалі обчислюють за формулою:
W = c-q -А,
де с—чинник форми;
А — площа поверхні, м2;
q — динамічний натиск вітру, Па.
Динамічний натиск вітру обчислюють за формулою: де V— швидкість вітру, м/с;
р — густина повітря за температури 15 °С становить 1,225 кг/м3.
Максимальну припустиму швидкість вітру повинен заявляти виробник. Як мінімальне значення постійної швидкості вітру необхідно брати значення 20,58 м/с (40 вузлів).
Примітка. Характеристики робочих режимів щодо протистояння найбільш допустимим значенням швидкості пориву вітру можуть узгоджувати між собою виробник і споживач (див розділ 0 — Переговори)
Для спрощення беруть значення постійної швидкості вітру понад висоти АНТ.
Чинники форми с наведено в додатку В.
Матеріали
Тип, якість, хімічний склад, зварюваність і механічні характеристики (наприклад, межа текучості, модуль пружності, модуль зсуву) використовуваних матеріалів треба зазначати в технічній документації на засіб АНТ.
Коефіцієнти для розрахунку міцності
У таблиці 1 наведено коефіцієнти напруження S для конструкційних сталей з рівнем текучості до 355 Н/мм2.
Таблиця 1 — Коефіцієнти напруження, S
|
Види напружень |
На елементи конструкцій |
Стикове зварювання (*) |
Кутове зварювання (*) |
|
Еквівалентне напруження |
1,3 |
1,7 (1,4) |
2,1 (1,7) |
|
Розтягувальне напруження oz |
|||
|
Стискальне напруження crD |
1,4 |
1,7 (1,4) |
1.8 (1,5) |
|
Напруження зсуву т |
1,7 |
2,1 (1,7) |
2,1 (1,7) |
(*) Коефіцієнти напруження в дужках можна використовувати для оцінювання якості зварювання класу В, згідно з EN ISO 5817, і зварювань згідно з EN ISO 3834-1—EN ISO 3834-4.
Під час вибирання відповідних коефіцієнтів необхідно враховувати характеристики використовуваних матеріалів і методи обчислення та/або вимірювання.
Установлена напружина, що є добутком розрахованої напружини на коефіцієнт напруження S, не повинна перевищувати межі текучості відповідного матеріалу.
Комбіновані напруги
За комбінованої дії напруг треба перевірити дію еквівалентної напруги за формулою, наведеною нижче'
crv = ^о2 +СТ2 -с>х - сту + 3-Т2.
Утома
Треба виконувати розрахунок утоми. Вимоги для розрахування має надавати виробник, ураховуючи призначений спектр навантаг (див. розділ 0 — Переговори).
Для конструкційної сталі з текучістю до 355 Н/мм2 розрахування втоми необхідно виконувати для кількості циклів не менше ніж 2-Ю4. Для інших матеріалів необхідно брати до уваги відповідні діапазони.
За кількості циклів 2-Ю4 або вище, для конструкційної сталі з текучістю до 355 Н/мм2, коефіцієнт напруження S з таблиці 1 треба множити на коефіцієнт утомленої міцності D, як наведено в таблиці 2.
Таблиця 2 — Коефіцієнти втомленої міцності D
|
Цикли N |
Коефіцієнт втомленої МІЦНОСТІ D |
|
2 104 |
1,00 |
|
5 104 |
1,10 |
|
105 |
1,20 |
|
2 105 |
1,30 |
|
5 105 |
1,45 |
|
106 |
1,55 |
|
> 2 106 |
1,60 |
Також треба враховувати ефект надрізу.
Вимоги до розрахування елементів безпечності АНТ
Ланцюгові підіймальні елементи
Коефіцієнт запасу міцності для ланцюгів несних навантаг має дорівнювати щонайменше чотирьом. Там, де мають підійматися люди, коефіцієнт запасу міцності ланцюга має бути, принаймні, вісім. Коефіцієнт запасу міцності — це відношення мінімального значення міцності на розрив до максимального значення статичної сили, яка може з’явитися в ланцюзі в умовах максимальної статичної навантаги.
Кінці ланцюгів повинні мати міцність, що дорівнює не менше ніж 100 % від мінімальної міцності ланцюга.
Циліндри, труби та шланги, використовувані в підіймальних системах
Розрахування міцності циліндрів, труб і шлангів має ґрунтуватися на значенні максимального робочого тиску (див. EN 982)
Примітка. Тиск обмежують до дозволеного рівня запобіжним клапаном, або місткістю, або виходом акумулятора/бака- зберігача та/або помпи Проте, також потрібно врахувати стрибки допустимого рівня тиску, що можуть виникати в процесі функціювання будь-якого агрегату в межах системи
Необхідно показати через розрахунки, що циліндри, труби і їх з’єднини можуть витримувати, щонайменше, подвійний максимальний робочий тиск без залишкової деформації. Розрахунок для циліндрів і поршневих штоків, які працюють на стискання, має охоплювати аналіз міцності на поздовжній згин поршневого штока в цілком витягненому стані
