Запас по грузоподъемности: понятие, формулы расчета

Из этого материала вы узнаете:

Суть грузоподъемности автокрана

Автокраны служат для перемещения габаритных грузов на небольшие расстояния. Также с помощью кранов проводятся монтажные и погрузочно-разгрузочные работы. В основном такая техника применяется на объектах строительства.

Суть грузоподъемности автокрана

Все автомобильные краны снабжены стрелами и кабинами управления. Главной характеристикой является грузоподъемность, показывающая максимально допустимую нагрузку при любых положениях автокрана. Выбирая модель автокрана, следует руководствоваться условиями эксплуатации, а также требованиями к этой технике. Нужно учитывать и предполагаемый объем перемещаемых грузов, их характеристики и свойства.

При расчете предельной массы транспортного средства учитывают максимальную массу перемещаемого груза, а также установленные механизмы для захвата и перемещения этого груза на определенном вылете и все навесные приспособления, смонтированные на конструкции. От этого суммарного параметра зависит, каким должен быть запас по грузоподъемности.

В любом случае необходимо учитывать паспортную грузоподъемность крана во избежание нештатных ситуаций и несчастных случаев на стройплощадке. Нужно избегать работы техники на пределе своих возможностей.

В зависимости от грузоподъемности существует 4 категории автомобильных кранов:

• для использования на небольших стройплощадках, в дорожно-ремонтных- работах и домашнем хозяйстве (6,5-8 т);
• для эксплуатации в мелких строительных компаниях, пожарных и коммунальных службах (10-15 т);
• для монтажа тяжелого оборудования и габаритных металлоконструкций (16-23 т);
• для использования в крупных строительных проектах, морских и железнодорожных перевозках (более 40 т).

Разница между запасом грузоподъемности и прочности КМУ

Существующие на рынке гидравлические краны-манипуляторы обладают достаточно большим запасом прочности. Но данное качество не дает права перегружать эту технику.

На практике же почти все владельцы транспортных средств с КМУ стараются выжать максимум производительности. А для этого берется как можно более тяжелый (и по возможности неделимый) груз и перемещается на дальнее расстояние с расчетом получения максимальной оплаты за такую услугу. Однако технические характеристики кранов-манипуляторов далеко не всегда допускают перегруз.

Фактически же владельцы техники нередко превышают максимально допустимое значение на 200-300 кг, объясняя свое решение предусмотренным запасом прочности КМУ в 25%. Чтобы получить такую возможность, перевозчики с помощью нехитрых манипуляций отключают программное ограничение системы безопасности. В итоге весьма нередкой является ситуация, когда при длительном перемещении деформируется стрела крана, рвутся тросы, и дело может закончиться опрокидыванием транспортного средства и повреждением груза.

Получается, что продавцы техники с КМУ намеренно вводят покупателей в заблуждение, указывая запас прочности крана? На самом деле, нет. Менеджеры по продажам зачастую не являются техническими специалистами и дают информацию исключительно рекламного характера. Существует принципиальная разница между показателями «запас по грузоподъемности» и «запас по прочности». Но в процессе продажи техники этому важному моменту не придается значение. Конструктивный прочностной запас действительно может достигать 30 %, а вот грузоподъемность допускается превышать лишь на незначительный процент. Менеджерами эти тонкости не озвучиваются.

Особенно важно соблюдать ограничение, когда стрела находится прямо над кабиной. В таком случае речь идет о безопасности самого оператора. К сожалению, находятся умельцы, отключающие программную блокировку перегруза ради собственной материальной выгоды.

Расчет грузоподъемности крана

Данный показатель определяется характеристиками как самого транспортного средства, так и собранной на его основе КМУ. В зависимости от грузоподъемности выделяют три класса кранов-манипуляторов:

• легкий (3-5 т);
• средний (5-10 т);
• тяжелый (свыше 10 т).

Фактическая же максимальная нагрузка зависит от вылета стрелы, а указанные здесь диапазоны следует рассматривать как ориентировочные. Дело в том, что каждый вид погрузочно-разгрузочных работ обладает своими особенностями и требует предварительного анализа. Также не стоит забывать и закон рычага: чем дальше от манипулятора находится груз, тем ниже грузоподъемность этого манипулятора.

Отсюда следует, что наиболее тяжелый груз КМУ сможет поднять только впритык к себе (или прямо под собой). Чтобы, например, погрузить 3 тонны на автомобиль, достаточно иметь манипулятор грузоподъемностью 5 тонн.

Расчет грузоподъемности крана

Если погрузка и разгрузка осуществляются в сложных условиях, когда доступ к грузу затруднен или его нужно переместить через препятствие, понадобится кран-манипуляторная установка с запасом для работы с вытянутой стрелой. А в случае слишком большого расстояния необходим уже большегрузный тяжелый автокран.

Длина стрелы не зависит от класса КМУ. Это следует учитывать. Например, максимальный вылет стрелы манипулятора грузоподъемностью 5 тонн составляет 10 м, а этот же параметр у более тяжелого крана (до 10 т) равен всего 8 м. Здесь нужно использовать специальную формулу.

Она выглядит так:

где:

• M – грузовой момент;
• G – общая масса груза;
• L – необходимый вылет стрелы.

Рассмотрим в качестве примера перенос бытовки массой 1,5 тонны. Кран находится от объекта на расстоянии 5 метров. Определим грузовой момент:

1,5 * 5 = 7,5 т.

Итак, чтобы выполнить поставленную задачу, потребует кран-манипулятор грузоподъемностью более 7,5 тонн. Запас должен составлять хотя бы 5-10 % от вычисленного значения. В нашем случае будет достаточно манипулятора, способного поднять до 8 тонн.

Теперь уменьшим расстояние между краном и бытовкой до 2 метров. Получим грузовой момент:

1,5 * 2 = 3 т.

Здесь нужна КМУ грузоподъемностью от 3 тонн.

Что нужно знать о запасе грузоподъемности автокрана

Очень многое зависит от характеристик груза. Это может быть небольшая кабельная катушка или же большой контейнер размером 5 на 5 метров. В одном случае груз можно поднять практически впритык к транспортному средству, в другом потребуется значительный вылет стрелы. Поэтому один и тот же манипулятор грузоподьемностью 6 тонн легко перемещает катушку массой 5 тонн, однако гораздо более габаритный, но при этом более легкий контейнер он уже переместить не сможет. Это следует учитывать, говоря о так называемой «погрузке под себя».

Что нужно знать о запасе грузоподъемности автокрана

Здесь же кроется опасность, ведь производители КМУ нередко завышают характеристики своей продукции и дают максимальную грузоподъемность исходя из того, что груз находится впритык к транспортному средству.

Практически у всех кранов-манипуляторов в паспортах используется своя шкала грузоподъемности, учитывающая длину вылета стрелы. Ниже приведем в качестве примера несколько популярных моделей от разных производителей. В каждом случае указана собственная шкала грузоподъемности.

• Palfinger 15500;
• Copma 150;
• Effer 150;
• HMF 1500.

Здесь все модели имеют одинаковую длину вылета стрелы и один и тот же грузовой момент. Однако обозначение шкалы будет разным:

• для Palfinger 15500 – 6 т;
• для Copma 150 – 6 т;
• для Effer 150 – 4,78 т;
• для HMF 1500 – 3,08 т.

В практических условиях эксплуатации все указанные КМУ считаются одинаковыми, хотя, например, у HMF показатели завышены в наименьшей степени. Причина заключается в том, что длиной вылета стрелы менее 4 метров попросту пренебрегают, а точка отсчета фактически начинается с 4,5 метров. При меньшем расстоянии груз считается установленным на опоры крана.

Нередко случаются и более курьезные ситуации. Так, манипулятор производства Угличского завода по паспорту имеет грузоподъемность 25 тонн, но при этом собран на двухосном шасси. Информация на сайте производителя гласит, что такой груз можно поднять только при вылете стрелы 2 метра. Но проверить это на практике не представляется возможным. Грузовые диаграммы дают более реалистичные показания. Данная модель крана способна перемещать груз массой до 16 тонн, а не до 25, как утверждает завод-изготовитель. Таким образом, неопытные покупатели вводятся в заблуждение.

Запас грузоподъемности строп

Для каждой стропы должно иметься паспортное значение максимально допустимой рабочей нагрузки. Это необходимо для обеспечения безопасности погрузочно-разгрузочных работ. Для предотвращения повреждения или обрыва строп под влиянием динамической нагрузки, временами многократно превышающей статическую, используется коэффициент запаса по грузоподъемности. Этот параметр обычно указывается в виде соотношения.

Канатные стропы (6:1)

Здесь обеспечивается шестикратный запас прочности. Иначе говоря, стропа разорвется, когда статическая нагрузка превысит паспортную грузоподъемность в 6 раз. Для динамической же нагрузки значение запаса прочности будет варьироваться в зависимости от схемы строповки. Перемещать груз массой, превышающей номинальную грузоподъемность канатных строп, не рекомендуется в силу возникающей опасности обрыва.

Цепные стропы (4:1)

Запас 4:1 говорит о том, что стропа порвется в случае четырехкратного превышения паспортной грузоподъемности при статическом воздействии. Для динамической нагрузки этот предельный показатель всегда будет ниже и зависеть от схемы строповки. Перемещать груз массой, превышающей номинальную грузоподъемность цепных строп, не рекомендуется в силу возникающей опасности обрыва.

Цепные стропы

Текстильные стропы (7:1)

Запас 7:1 говорит о том, что стропа разорвется в случае семикратного превышения паспортной грузоподъемности при статическом воздействии. Для динамической нагрузки этот предельный показатель, как обычно, будет ниже, а также он варьируется в зависимости от схемы строповки. Перемещать груз массой, превышающей номинальную грузоподъемность текстильных строп, не рекомендуется в силу возникающей опасности обрыва.

Часто задаваемые вопросы о запасе грузоподъемности

Какое влияние этот показатель оказывает на безопасность работ?

Когда кран-манипулятор работает, он становится источником повышенной опасности. Причем угрозу для людей могут представлять как непосредственно выносное оборудование, так и перемещаемый груз. В этих условиях крайне важно рассчитать предельную нагрузку на работающую технику, а также предусмотреть такие характеристики, как несущая способность рабочей площадки, высота выноса и угол наклона стрелы, масса тары, такелажа и монтажных приспособлений. Работать на пределе нормативных показателей техники недопустимо.

Как определить запас грузоподъемности строп?

Существует универсальная формула для вычисления данного параметра:

где:

• G – масса перемещаемого груза;
• M – количество нитей;
• K – коэффициент распределения массы по нитям;
• А – угол отклонения нитей от вертикали.

Коэффициент K равен единице, когда число нитей стропы не превышает четырех. В противном случае значение принимают 0,75.

Необходимо обеспечить такое соотношение всех параметров, чтобы итоговая величина S не превышала нормативные данные по каждой нити. Обычно производителями в норматив уже заложен запас прочности по динамической нагрузке. Но несмотря на это нужно стремиться, чтобы показатель S составлял не более 80 % от паспортных значений максимально допустимой грузоподъемности.

Целесообразно ли увеличивать запас грузоподъемности путем модернизации транспортного средства?

Компании, эксплуатирующие автокраны, обычно ради этого усиливают на машинах тяги и навесное оборудование, приваривают дополнительные элементы защиты и откосы. Но эти меры скорее увеличивают ресурс техники и дополнительно защищают ее от попадания грязи, нежели повышают производительность.

Многие современные краны-манипуляторы не позволяют операторам существенно превысить максимально допустимую нагрузку даже при программном отключении блокировки. Превышение максимального веса приведет к нехватке давления в гидронасосе, необходимого для перемещения груза. Может не хватить и производительности агрегата для поворота стрелы крана. Все это, тем не менее, обеспечивает дополнительную защиту.