Рис. 1. Расчетная схема крана на грузовую устойчивость

Все силы, действие которых направлено внутрь опорного контура, постоянно являются силами восстанавливающими. Силы, направление которых выходит за пределы опорного контура, могут быть как восстанавливающими, так и опрокидывающими. Поднимаемый груз всегда является силой опрокидывающей; собственный вес крана всегда является силой восстанавливающей. Ветер и силы инерции в зависимости от условий работы крана могут быть как силами опрокидывающими, так и восстанавливающими. Рельсовый путь может иметь небольшой угол наклона а иле превышение одного рельса над другим; это создает наклон крана, способствующий, в зависимости от того, в какую сторону кран наклонен, его опрокидыванию или устойчивости.

Действие силы в направлении опрокидывания крана или удержания его от опрокидывания определяется не только величиной силы, но и расстоянием точки ее приложения от грани опрокидывания. Величина произведения опрокидывающей силы на расстояние ее от грани опрокидывания, т. е. на плечо, называется опрокидывающим моментом, а величина произведения восстанавливающей силы на плечо — восстанавливающим моментом.

Обязательным условием, обеспечивающим устойчивость крана, является превышение суммы моментов восстанавливающих сил над суммой моментов опрокидывающих сил относительно грани опрокидывания.

Рис. 2. Расчетная схема крана на собственную устойчивость

При проектировании крана предусматривается обеспечение его устойчивости в самых неблагоприятных условиях. При этом предполагается, что ветер и силы инерции действуют- как силы опрокидывающие, а кран наклонен в сторону опрокидывания.

Кран проверяется на Устойчивость в рабочем и нерабочем состоянии.

Устойчивость в рабочем состоянии называется грузовой устойчивостью крана, в нерабочем состоянии — собственной устойчивостью крана.

Наиболее неблагоприятными условиями для устойчивости крана при его работе являются следующие : стрела занимает горизонтальное положение и повернута в сторону уклона, груз поднят на наибольшую высоту, кран движется под уклон, ветер дует в сторону уклона и происходит одновременное торможение опускаемого груза и механизма передвижения.

Наиболее неблагоприятными условиями для устойчивости крана в нерабочем состоянии являются следующие: кран стоит на уклоне, стрела поднята до предела, противовес повернут в сторону уклона, ветер дует в сторону уклона.

—

Все передвижные поворотные краны должны обладать достаточной для их безопасной работы устойчивостью, обеспечивающей невозможность опрокидывания крана. Величина коэффициента запаса устойчивости и методика ее определения регламентированы правилами Госгортехнадзора. Условия равновесия кранов определяются соотношением значений удерживающего и опрокидывающего моментов, действующих относительно оси (ребра) опрокидывания крана. Проверка кранов на устойчивость производится как при рабочем положении крана с грузом (грузовая устойчивость), так и при положении крана без груза (собственная устойчивость) в условиях, когда действующие на кран нагрузки имеют наиболее неблагоприятное сочетание в отношении опрокидывания крана.

Коэффициентом грузовой устойчивости называется отношение момента относительно ребра опрокидывания, создаваемого весом всех частей крана с учетом Осех дополнительных нагрузок (ветровой нагрузки, инерционных сил, возникающих при пуске или торможении механизмов подъема груза, поворота и передвижения крана), а также усилием, возникающим от наибольшего допустимого при работе крана уклона местности или пути к моменту, создаваемому рабочим грузом относительно того же ребра опрокидывания.

Коэффициентом собственной устойчивости крана называется отношение момента, создаваемого весом всех частей крана с учетом уклона пути в сторону опрокидывания относительно ребра опрокидывания, к моменту, создаваемому ветровой нагрузкой (см. ГОСТ 1451— 65 «Краны подъемные. Нагрузка ветровая») нерабочего состояния машины относительно того же ребра опрокидывания.

Согласно правилам Госгортехнадзора, значения коэффициентов грузовой и собственной устойчивости должны быть не менее 1,15. Определение числовых значений коэффициентов устойчивости производится без учета действия рельсовых захватов, повышающих устойчивость крана.

Устойчивость крана необходимо обеспечивать как при стреле, расположенной вдоль направления подкранового пути, так и поперек пути. Так как в большинстве случаев у передвижных кранов колея меньше базы, то обычно более опасным, а следовательно, и расчетным случаем является положение стрелы поперек пути. Кроме того, грузовую устойчивость крана, согласно правилам Госгортехнадзора, проверяют при направлении стрелы под углом 45° к направлению движения с учетом дополнительных касательных сил инерции. Поворотные велосипедные и консольные краны проверяют на устойчивость вдоль однорельсового пути при положении стрелы также вдоль пути.

При проверке грузовой устойчивости рассматривают положение крана с грузом, находящимся на максимальном вылете.