ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

КРАНЫ-ШТАБЕЛЕРЫ СТЕЛЛАЖНЫЕ

ОСНОВЫ РАСЧЕТА

ГОСТ 28710-90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО УПРАВЛЕНИЮ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Дата введения 01.01.92

Настоящий стандарт устанавливает основы расчета кранов-штабелеров стеллажных (далее - краны-штабелеры) исполнений СА и САД по ГОСТ 16553 на стадии проектирования.

Требования настоящего стандарта являются обязательными.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Расчет крана-штабелера выполняется для проверки:

безопасности крана-штабелера в работе;

безопасности крана-штабелера при испытаниях;

соответствия расчетных параметров крана-штабелера требованиям технического задания и нормативно-технических документов;

обеспечения нормального взаимодействия крана-штабелера с тарой и стеллажом.

1.2. Безопасность крана-штабелера должна быть обеспечена для следующих случаев:

нормальной работы с номинальным грузом;

статических испытаний с грузом, превышающим на 25 % номинальную грузоподъемность;

динамических испытаний с грузом, превышающим на 10 % номинальную грузоподъемность;

аварийного наезда движущегося на полной скорости крана-штабелера на тупиковый упор;

аварийного упора в препятствие телескопическим захватом при его выдвижении;

аварийного упора грузоподъемника при подъеме (опускании) в крайнем верхнем (нижнем) положении (нижнее положение рассматривается для механизмов подъема с цепным органом при замкнутой схеме запасовки).

1.3. Исходные данные для расчета должны соответствовать параметрам, указанным в конструкторской документации на кран-штабелер. При этом размеры элементов крана-штабелера должны определяться по проектной геометрической схеме его конструкции без учета деформаций.

Номинальная масса элементов должна быть вычислена по их номинальным размерам; расчетная масса оператора крана-штабелера назначается равной 80 кг.

1.4. Расчетные скорости механизмов крана-штабелера должны находиться в пределах, указанных в ГОСТ 16553.

1.5. Расчетные ускорения (замедления) механизмов крана-штабелера должны находиться в пределах, указанных в табл. 1.

Таблица 1

м/с²

1.6. Прочность кранов-штабелеров достаточна для использования их в сейсмических районах без ограничений (т.е. учет сейсмических нагрузок не требуется).

2. РАСЧЕТ МЕХАНИЗМОВ

2.1. Общие положения

2.1.1. Расчетные характеристики режима работы механизмов в соответствии с табл. 2.

Таблица 2

__________

* Для таких сочетаний параметров крана-штабелера и проектной длины стеллажа, при которых время подъема груза на полную высоту равно или превышает время передвижения в конец стеллажа.

2.1.2. 90 %-ный ресурс механизмов должен быть не менее указанного в табл. 2 общего времени работы механизма.

Если для механизма предусматривается капитальный ремонт, то указанный ресурс исчисляется до капитального ремонта.

2.1.3. Циклограммы для расчета механизмов приведены на черт. 1, где по оси абсцисс отложено относительное количество циклов, по оси ординат - относительное значение нагрузки.

Черт. 1

Абсолютное значение количества циклов определяется как частное от деления необходимого ресурса (п. 2.1.2) на длительность одного цикла при установившемся движении (для вращающихся элементов циклом является один оборот).

Абсолютное значение наибольшей ординаты нагрузки для механизма передвижения соответствует моменту при разгоне с расчетным ускорением; для механизма подъема - моменту при установившемся движении подъема с номинальным грузом; для механизма выдвижения - при взятии номинального груза из ячейки стеллажа, т.е. на наибольшем вылете захвата, но без учета сил инерции.

2.1.4. Электродвигатели должны быть проверены по наибольшим нагрузкам пусковых и тормозных режимов, а также на нагрев с учетом данных табл. 2 и черт. 1.

2.1.5. Элементы механизмов должны быть проверены на прочность по наибольшим нагрузкам пусковых и тормозных режимов, а также на выносливость (или долговечность) с учетом п. 2.1.2 и черт. 1.

При этом расчет цилиндрических эвольвентных зубчатых передач внешнего зацепления следует выполнять по ГОСТ 21354, выбор зубчатых муфт - по ГОСТ 5006. Коэффициент запаса прочности и выносливости валов должен быть не менее 1,5; необходимые для расчета характеристики сопротивления усталости следует определять по ГОСТ 25.504.

2.2. Механизм передвижения крана-штабелера

2.2.1. Сопротивление передвижению крана-штабелера определяется как сила, необходимая для преодоления трения качения ходовых колес и подшипников, умноженная на коэффициент 1,1, учитывающий трение в боковых роликах. Уклон пути не учитывается. Коэффициент трения шариковых и роликовых подшипников назначается равным 0,015. Коэффициент трения качения назначается равным 0,4 мм для колес диаметром не более 320 мм; 0,6 мм - для колес диаметром более 320 мм и не более 560 мм; 0,8 мм - для колес диаметром более 560 мм и не более 700 мм; 1,0 мм - для колес диаметром более 700 мм.

2.2.2. Коэффициент запаса сцепления приводных колес крана-штабелера с грузом и без груза в режимах разгона и торможения должен быть не менее 1,1.

При этом грузоподъемник устанавливается в крайнее верхнее положение; горизонтальные инерционные силы, соответствующие расчетному ускорению (замедлению), вводятся в расчет без динамического коэффициента, а их направление назначается соответствующим разгрузке приводных колес. Коэффициент сцепления колеса с рельсом принимается равным 0,20.

Для кранов-штабелеров с гибким токоподводом следует дополнительно учесть воздействие усилий статического натяжения и сопротивления передвижению кабельной подвески, если эти усилия вызывают разгрузку приводного колеса. При этом кабельную подвеску следует рассматривать в наиболее растянутом положении.

2.2.3. При расчете коэффициента запаса сцепления массы крана-штабелера и груза принимаются в своем номинальном значении.

Все прочие расчеты выполняются при значении массы-штабелера 1,05 от номинальной и массы груза 1,1 от номинальной.

2.2.4. Динамический коэффициент пусковых и тормозных моментов при расчете прочности передаточных звеньев механизма принимается равным 2,0.

2.2.5. Расчетные усилия на ходовые колеса крана-штабелера для проверки контактных напряжений определяются в режимах разгона и торможения при крайнем верхнем положении грузоподъемника с грузом. Инерционные силы, соответствующие расчетному ускорению (замедлению), вводятся в расчет без динамического коэффициента, а их направление назначается соответствующим догрузке ходовых колес. Случай наезда на конечные упоры не рассматривается.

2.2.6. Наибольшие усилия на валы, подшипники и буксы ходовых колес кранов-штабелеров, снабженных только нижними буферами (т.е. расположенными на уровне нижнего рельсового кранового пути), определяются для случая наезда на конечные упоры с замедлением 4 м/с². При вычислении горизонтальных инерционных усилий вводится динамический коэффициент 1,8; грузоподъемник с грузом устанавливается в крайнее верхнее положение. Полученные значения усилий применяются для расчета прочности.

Если кран-штабелер снабжен также и верхними буферами, то определение упомянутых усилий выполняется в процессе расчетов согласно пп. 3.2.1; 4.1.2.

2.2.7. При расчете выносливости динамический коэффициент (п. 2.2.4), а также нагрузки (п. 2.2.6) не учитываются.

2.3. Механизм подъема груза

2.3.1. Коэффициент запаса прочности стального каната или цепи определяется по ГОСТ 28433. При определении усилия в канате или цепи масса грузоподъемника, груза, кабины и оператора принимается по ее номинальному значению и учитывается трение в блоках полиспаста и роликах грузоподъемника. Динамические нагрузки не учитываются.

2.3.2. Диаметры блоков и грузовых барабанов должны удовлетворять требованиям «Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов», утвержденных Госгортехнадзором СССР.

2.3.3. В нижнем положении грузоподъемника на грузовом барабане должно оставаться не менее 1,5 витков каната, не считая каната, находящегося под зажимным устройством.

2.3.4. Коэффициент запаса торможения должен соответствовать ГОСТ 28433. При этом масса грузоподъемника, груза, кабины и оператора принимается по ее номинальному значению и учитывается разгружающее действие сил трения. Динамические нагрузки в механизме не учитываются.

2.3.5. При расчете пускового режима электродвигателя, а также при расчете прочности передаточных звеньев механизма, масса грузоподъемника, кабины и оператора принимается равным 1,05, а груза - 1,25 от ее номинального значения; при этом учитываются силы трения и инерционные нагрузки, соответствующие расчетному ускорению (замедлению).

2.3.6. При расчете нагрева электродвигателя, а также при расчете выносливости (долговечности) передаточных звеньев механизма масса грузоподъемника, груза, кабины и оператора принимается по ее номинальному значению и учитывается трение в передачах, блоках, роликах грузоподъемника и на барабане.

2.3.7. Прочность передаточных звеньев механизма должна быть проверена на статическое действие наибольшего момента электродвигателя при упоре грузоподъемника в крайнем положении.

2.4. Механизм выдвижения грузозахватного органа

2.4.1. Сопротивление движению верхней секции телескопического захвата определяется с учетом одновременного движения с соответствующими скоростями остальных его выдвижных секций.

Наибольшая величина сопротивления соответствует начальному моменту движения груза из ячейки стеллажа. При этом учитывается сила, необходимая для преодоления трения качения роликов и подшипников, умноженная на коэффициент 1,1, учитывающий трение в боковых роликах. Учитывается также влияние уклона криволинейной траектории движения центра масс груза в указанной позиции, вычисленного с учетом проектных уклонов, зазоров, допусков и жесткостей телескопического захвата, грузоподъемника и колонны крана-штабелера (см. приложение 1).

Коэффициент трения шариковых и роликовых подшипников принимается равным 0,015, коэффициент трения качения роликов - 0,3 мм.

При наличии группы роликов по длине секции захвата в расчете учитываются только крайние ролики в нагруженной группе или же крайние пары роликов, если последние установлены на балансирах.

2.4.2. При расчете пускового режима электродвигателя, а также при расчете прочности передаточных звеньев и роликов, масса груза принимается равной 1,25 от номинальной. При этом учитывается сопротивление движению (п. 2.4.1), инерционные нагрузки и трение в передачах.

2.4.3. Прочность передаточных звеньев механизма должна быть проверена также на статическое действие наибольшего момента электродвигателя при упоре порожним захватом в препятствие. При этом если на кране-штабелере установлено два или более захватов, усилие упора считается приложенным полностью к одному из них.

2.4.4. При расчете нагрева электродвигателя, а также при расчете выносливости (долговечности) передаточных звеньев механизма, масса груза принимается равной номинальной, инерционные нагрузки не учитываются.

2.5. Расчетные значения КПД

2.5.1. В расчетах принимаются следующие значения КПД: блоков и грузовых барабанов - 0,98; промежуточных валов - 0,98; открытых цилиндрических зубчатых передач в сборе с валом - 0,96; закрытых цилиндрических зубчатых передач в сборе с валом - 0,98; закрытых конических зубчатых передач - 0,96; зубчатых муфт - 0,99; шарнирных муфт - 0,98; звездочек для цепей - 0,97; клиноременных передач - 0,95; стандартных редукторов - по документации поставщика.

3. РАСЧЕТ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ

3.1. Общие положения

3.1.1. При расчете металлоконструкций проверяется прочность, устойчивость, жесткость, выносливость и затухание колебаний конструкций в целом и отдельных элементов.

3.1.2. Проверка прочности, устойчивости и выносливости стальных конструкций и их элементов выполняется по методике СНиП II-23-81 «Нормы проектирования. Стальные конструкции», а алюминиевых конструкций - по методике СНиП 2.03.06-85 «Алюминиевые конструкции», утвержденных Госстроем СССР, с учетом требований настоящего стандарта.

3.1.3. Проверка прочности проводится по формулам для упругой стадии работы материала. Пластические деформации элементов не допускаются.