Согласно норм расчета на устойчивость против опрокидывания (РД22-145-85) (ссылка на источник [7]), расчет на устойчивость машины должен проводиться для следующих условий:

при действии испытательных нагрузок, а также испытания (статические и динамические) согласно инструкции по эксплуатации самоходной площадки должны проводиться при действии груза (грузовая устойчивость).

На собственную устойчивость в нерабочем состоянии не рассчитываются краны, у которых стрела в этом состоянии, согласно "Инструкции по эксплуатации" устанавливается в транспортное положение. У самоходной площадки СПО-15М стрела устанавливается в транспортном положении, поэтому на собственную устойчивость в нерабочем положении расчет не проводим.

Угол наклона (i) для кранов, устанавливаемых на выносных опорах (аутригерах) разрешается принимать [7]:

i=arctg 0,05/B =arctg 0,05/2,7=1?30^/ /10.1/

где В - расстояние между опорами (аутригерами), 2,7 м.

Эта величина подтверждается данными [5].

Схема расчета на устойчивость самоходной площадки СПО-15М показана на рисунке 10.1.

Рис.10.1. Схема расчёта на устойчивость СПО-15М

Ветровая нагрузка, действующая на элементы машины, определяется по формуле [12, 3]:

P_ветр= р_в ·F· k_а · k_р= 189,84·1,4·5,9625·1=1585,4 Н/м² /10.2/

где р_в - удельное ветровое давление, Н/м²;

р_в =q· k· c ·n=140,625 ·1,125 ·1,2 ·1=189,84H/м²

где q - динамическое давление (скоростной напор) ветра, Н/м²;

k - коэффициент, учитывающий изменение динамического давления по высоте, принимаемый [12] k= 1,125;

с - коэффициент аэродинамической силы, с=1,2;

n - коэффициент перегрузки, для рабочего состояния, принимаемый n=1.

Динамическое давление ветра q (Н/м²) связано с плотностью воздуха (с) и его скоростью формулой:

q=, /10.3/

где с - плотность воздуха, с =1,225 кг/м³;

х - скорость ветра, направленная параллельно поверхности земли м/с (х=15м/с - допускаемая скорость ветра, при которой машина может работать).

k_а - коэффициент аэродинамического сопротивления;

k_а=1,4 - для стрел, башен, мостов;

k_а=1,2 - для вант, канатов, противовесов, кабин;

k_р - коэффициент решетчетости, равный для сплошных конструкций =1, для решетчатых конструкций - 0,3ч0,4.

F - подветренная площадь, 5,9625 м² (величина рассчитана по подветренной площади узлов машины);

F₁-подветренная площадь машины с противовесом и поворотной колонной, м²;

F₁=5,9625k_аk_р =5,9625·1,2·1 =7,155 м² /10.4/

F₂ - подветренная площадь стрел, м²;

F₂ = [d₃5,7sin б+d₄6,9sin (г-90?)] k_аk_р=

[0,32·5,7sin 45?+0,23·6,9sin (60?-90?)] 1,4·1= 1,01 м² /10.5/

где d₃ - диаметр трубы нижней стрелы, 0,32 м; d₄ - диаметр трубы верхней стрелы,0,23 м; к_а=1,4; k_р=1. F_{3 -} подветренная площадь рабочих площадок, м²;

F₃ = 2 ·0,78k_аk_р = 2 ·0,78 ·1,4·1= 2,184 м² /10.6/

где 0,78 - подветренная площадь рабочих площадок, м²;

Координаты приложения нагрузок G, G₁,G₂:

1=5,7cos б+6,9cos (г-90?) =5,7cos 45?+6,9cos (60?-90?) =10,01 м /10.7/

l₁=5,7cos б+3,45cos (г-90?) = 5,7cos 45?+3,45cos (60?-90?) =7,02 м /10.8/

l₂=2,85cos б= 2,85cos 45?= 2,02 м /10.9/

Координаты приложения ветровой нагрузки на нижнюю стрелу h₆ и верхнюю стрелу h₇, м;

h₆=h₄+l₂tg б = 2,85+7,02·tg 30?= 6,9 м /10.10/

h₇= h₄+5,7sinб+3,45sin (г-90?) =

=2,85+5,7sin45? +3,45sin (60?-90?) =5,29 м /10.11/

Координата приложения ветровой нагрузки на рабочие площадки h₈, м;

h₈= h₄+5,7sin б+6,9sin (г-90?) =

=2,85+5,7sin30? +6,9sin (105?-90?) = 7,48 м /10.12/

Коэффициент запаса устойчивости, представляющий собой отношение удерживающего момента к опрокидывающему, должен быть равен 1,15 при учете ветровой нагрузки.

Составим уравнение опрокидывающего момента М_k^o и удерживающего М_k^y относительно ребра К:

М_k^o = (l₂-b) G₂cosi+h₆G₂sini+ (l₁-b) G₁cosi+h₇G₁sini+ (l-b) G₁cosi+h₈ (G+Q₁) ·

sini +h₁G_мsini+h₃G_прsini+h₉F₁р_в+р_в [h₆d₃5,7sinб+h₇d₄6,9sin (г-90?)] k_ak_p+

+рh₈F₃+= (2,02 - 1,35) 12000·cos 1?30^/+6,9·12000·sin 1?30^/ + (7,02 - 1,35) 6000·cos 1?30^/ +6,6·6000·sin1?30^/ + (10,01 - 1,3) 6000·cos 1?30^/ +7,48 (5500+2000) ·sin 1?30^/ +1,8·75000·sin 1?30^/ +1,8·15000·sin 1?30^/+1,8·7,155·189,84+189,84 [6,9·0,32·5,7·sin 45?+ 5,29·0,23·6,9sin

(60?-90?)] 1,4·1+189,84·7,48·2,184+= 112268,2 Н·м /10.13/

где Q₁ - грузоподъемность лебедки при испытаниях, 2000Н;

х - скорость опускания рабочей площадки в вертикальной плоскости, =0,4м\с;

t - время торможения механизма подъема, принято равное величине времени переключения распределителя /9/, 0,2с;

q - ускорение свободного падения, 9,8 м/с²;

G - нагрузка от пригруза 2х2000Н=4000Н и от веса рабочих площадок 2х750=1500Н;

d₃ - наружный диаметр нижней стрелы, 0,23 м;

d₄ - наружный диаметр верхней стрелы, 0,32 м.

М_k^y = (h₅+b) G_прcos i+b·G_{н. о.} cos i+b·G_мcos i =

= (1,5+1,35) 15000·cos1?30^/ +1,35 ·13300_{. ·}cos 1?30^/+

+1,35·75000·cos 1?30^/ = 157056,1 Н·м/10.14/

G_{н. о. -} вес навесного оборудования (G_но= 13300Н);

G_м - вес машины (G_м = 75000Н);

G_пр - вес противовеса (G_пр = 15000Н).

Коэффициент устойчивости равен отношению момента удерживающего к моменту опрокидывающему.

При расчете на устойчивость с учетом ветровой нагрузки К=1,15;

/10.15/

Заключение