Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 42. 18 november 1952 - Lyftkranars dynamiska tillskottskrafter, av J Götzlinger
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
25 november 1952
981
Lyftkranars dynamiska
tillskottskrafter
Diplomingenjör J Götzlinger, Västerås
621.873.01 : 351.78
Sveriges Mekanförbund tillsatte 1943 en kommitté med
uppgift att utarbeta normer för beräkning av
stålkonstruktioner till lyftkranar och kranbanor. Tidigare hade dessa
beräkningar, i brist på svenska bestämmelser, dels anslutit
sig till de tyska krannormerna (DIN 120)1, dels har
beräkningarna i tillämpliga delar följt de Svenska
Järnbestämmelserna2 och då gällande svetsningsnormer8.
Vid utarbetandet av de svenska normbestämmelserna var
det bl.a. en fråga som vållade arbetsutskottet i
krankommittén rätt stort besvär, nämligen fastställandet av
föreskrifterna för de dynamiska tillskottskrafterna.
Som bekant är kranar under drift, till följd av stötar eller
i samband med hastighetsändringar, utsatta för dynamiska
påkänningar av mångahanda slag. En allmänt eftersträvad
ökning av kranarnas driftintensitet har medfört en
avsevärd höjning av hiss- och åkhastigheter mot vad tidigare
varit brukligt, vilket givetvis haft större
hastighetsändringar till följd. Snabb start och bromsning fordrar dessutom
minsta möjliga vikt hos kranen, vilket kan erhållas endast
om materialet överallt fullt utnyttjas. Härtill är det
nödvändigt att konstruktören vid dimensionering av
stålkonstruktionen, förutom till den statiska belastningen även
tar hänsyn till alla dynamiska krafter som eventuellt kan
uppstå. Det är således av stor betydelse att de värden för
dessa krafter som lägges till grund för beräkningen så nära
som möjligt väljes i överensstämmelse med verkliga
förhållanden under drift.
Tyska bestämmelser
I de tyska krannormerna har man sökt ta hänsyn till de
vid krandrift förekommande dynamiska krafterna genom
införandet av två tillskottsfaktorer, utjämningstalet och
stöttalet.
Utjämningstalet avser allmänna inflytandet av stötar och
upprepade belastningsväxlingar och är beroende av
krangruppen, dvs. kranens användningstid och relativa
belastning samt av risken för stötar. Utjämningstalet varierar
från 1,2 för grupp / till 1,9 för grupp IV. Enligt de tyska
bestämmelserna skall alla påkänningar som härrör från
föränderliga belastningen (last och rörliga delar, t.ex.
tralla) multipliceras med utjämningstalet.
Stöttalet avser enbart inflytandet av stötar som uppstår
vid kranens eller krandelars (t.ex. trallans) åkrörelser.
Dess storlek varierar från 1,1 till 1,2 och är beroende av
åkhastigheten och rälskarvens utförande. Endast
påkänningar härrörande från oföränderliga belastningen
(orörlig egenvikt) multipliceras med stöttalet.
Om dessa tyska föreskrifter kan följande anföras. Då
lasten, som hänger i en krän, i regel rör sig såväl
horisontellt som vertikalt, och dynamiska tillskottskrafter kan
uppstå i båda fallen, erbjuder införandet av två
tillskottsfaktorer fördelen att man kan ta hänsyn till de vid resp.
rörelse uppkommande dynamiska påkänningsökningarna
var för sig. Denna princip har dock beklagligtvis ej
konsekvent genomförts i de tyska krannormerna, vilket
framgår av följande.
Genom stöttalet, som är beroende av åkhastigheten, tas
hänsyn till dynamisk inverkan av kranens och trallans
åk-rörelser. Således torde utjämningstalet avse övriga
dynamiska belastningsökningar, dvs. i första hand sådana som
uppkommer vid hissning och firning av lasten. Med hänsyn
härtill borde utjämningstalet vara beroende av
hisshastigheten och inte enbart bestämmas av krangruppen.
Härtill kommer att den påkänningsandel, t.ex. i en
kranbrygga, som speciellt härrör från trallans egenvikt,
självfallet ökas genom stötar vid kranens eller trallans åkning.
Lastens vertikala rörelse torde däremot knappast påverka
just denna påkänningsandel. Enligt de tyska
bestämmelserna skall i motsats härtill även de påkänningar som härrör
från trallans egenvikt multipliceras med utjämningstalet,
men ej med stötalet. Detta kan ej anses överensstämma
med verkligheten. En viss förklaring till nämnda
förfaringssätt erhålles ur normernas "Erläuterungen", enligt
vilka utjämningstalet i viss mån även avser inflytandet av
spänningsvariationer. Sistnämnda faktor kan dock i
stället med fördel generellt beaktas genom lämplig reduktion
av tillåtna påkänningar beroende av
spänningsamplitu-den.
En närmare granskning av hithörande tyska
bestämmelser visar således en del inkonsekvenser, som i vissa fall
kan leda till påtagliga orimligheter. Det kan tilläggas att
de i DIN 120 angivna dynamiska tillskottsfaktorerna ej
förefaller vara baserade på företagna mätningar.
Amerikanska bestämmelser
I de amerikanska normerna för stålverkskranar4, har
bestämmelsen för stötkrafter erhållit följande formulering.
"För kranbanor med svetsade eller med eljest väl utförda
rälskarvar skall stötkraften bestämmas enligt följande: För
gripskope- och magnetkranar antages stötkraften vara 50 °/o
av maximala arbetslasten. För alla övriga kranar beräknas
stötkraften vara 0,5 °/o av maximala arbetslasten för varje
fot/min av fulla hisshastigheten, dock ej lägre än 20 %>."
I Amerika har man alltså valt en enda stötkraft. Den
beräknas å ena sidan som funktion av hisshastigheten och
maximallasten, men sättes å andra sidan i relation till
banans beskaffenhet. Kombinationen är måhända praktisk
men i övrigt något förbryllande, med tanke på att en rad
undersökningar och mätningar under åren 1939—1941
företagits av I E Madsen vid Lehigh University5 i avsikt att
vinna erforderliga underlag för bedömning av kranars
dynamiska påkänningar. Dessa undersökningar omfattade
dels bestämningen av dynamiska tillskottskrafter vid
uppryckning av lasten ("jerk impact"), dels uppmätningar av
stötkrafter vid passerande av dåliga rälskarvar.
Undersökningsrapporten beskriver resultaten av stöt- och
bromsprov företagna med tre stora traverser vid Betlehem
Steel Corporation och med en mindre travers i
Lehigh-universitetets laboratorium. Vid dessa prov har
påkänningen i kranarnas stålkonstruktioner, härrörande från
acceleration, bromsning och stöt registrerats med De Forests
rits-spänningsmätare. Ritsbilderna förstorades i mikroskop.
De uppmätta värdena på stötkrafterna varierade kraftigt.
Spänningsökningen vid uppryckning av lasten uppgick t.ex.
till 9—33 »/o, medan vid körning över kilar, jämförbara
med dåligt utförda rälskarvar uppmättes åktillskottsvärden
mellan 56 och 100 °/o. Sistnämnda värden ansågs dock vara
alltför höga, då kilarna bestod av W tjocka ekklotsar på
båda räler, som passerades samtidigt. Dessutom
konstaterades att tillskottskrafterna ökar för kortare lyftlina och
att åktillskottet är beroende av både trallans och
bryggans massa.
I kommentarerna till en senare upplaga av AISE:s
krannormer6, finnes följande teoretiska formel för ryckkraften
_ __W
~ 57600 ’ 0,002 / + d
där v är lyfthastigheten i fot per minut, W totallasten i
lbs, / avståndet mellan trumma och krok i fot och d
kranens nedböjning i fot.
Formeln förutsätter en dragspänning i linan av 20 000 psi
(14 kp/mm2) och torde vara baserad på en
energibetraktelse. Utgående från energiprincipen, erhålles dock ett värde
för ryckkraften som endast är hälften av värdet för I
enligt ovanstående formel, fig. 1. Här kan för övrigt
nämnas, att beräkningen enligt energiprincipen förutsätter
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
