Como calcular a deflexão do guindaste de lança?

A deflexão do guindaste de lança é o movimento vertical da lança sob carga. É comumente revisado na posição externa do carrinho, onde a lança está sujeita ao braço de alavanca maior. Um cálculo preliminar pode usar a teoria da viga cantilever, mas o projeto final também deve considerar a coluna de suporte, os suportes, as âncoras, a estrutura da fundação ou parede e a rigidez da conexão.

A deflexão deve ser revisada durante a seleção e não após o layout do guindaste ter sido corrigido. O caminho de suporte difere entreguindastes-montados no chão eguindastes-montados na parede, portanto, o alcance necessário, a posição da carga e a estrutura disponível devem ser confirmados em conjunto.

Para um jib boom desamarrado que pode ser aproximado como um cantilever, com uma carga vertical concentrada na extremidade livre:

δ = (P · L³) / (3 · E · I)

Onde:

• δ= lança vertical-deflexão da ponta
• P=carga vertical aplicada
• L=comprimento efetivo do ponto de restrição até a linha de carga
• E=módulo de elasticidade do material da lança
• I=segundo momento da área da seção da lança em relação ao eixo de flexão

O peso próprio-da lança também cria deflexão. Se for representado como uma carga w uniformemente distribuída ao longo do comprimento da lança:

δ_w = (w · L⁴) / (8 · E · I)

Para uma avaliação elástica preliminar de uma lança-carregada na ponta, componentes compatíveis podem ser adicionados:

δ_total=(P · L³) / (3 · E · I) + (w · L⁴) / (8 · E · I)

Esta equação simplificada não inclui rotação do suporte, flexibilidade da coluna, deformação local do suporte, movimento da fundação ou rigidez variável da lança.

Informações precisas são mais importantes do que a própria fórmula. Confirme o seguinte a partir do arranjo real do guindaste e da base de design do projeto:

• Comprimento efetivo da lança:Meça a partir do ponto de restrição real e não apenas o comprimento nominal da lança. A deflexão aumenta rapidamente à medida que o alcance aumenta.
• Carga operacional:Inclua a carga levantada, o guincho, o carrinho, o acessório de elevação, quando aplicável, e o peso próprio-da lança. Aplique subsídios operacionais somente quando especificado pela base de projeto aplicável.
• Rigidez da seção:Utilize o segundo momento de área correto para a seção da lança instalada e seu eixo de flexão. Não é o mesmo que área-de seção transversal ou módulo de seção.
• Propriedade material:Use o módulo elástico especificado. A resistência ao escoamento é uma propriedade separada e não deve ser substituída por E.
• Unidades consistentes:Se E estiver em N/mm² e I estiver em mm⁴, use carga em N e comprimento em mm para obter a deflexão em mm.

1. Confirme o Arranjo Estrutural

Estabeleça se o guindaste de lança é montado no chão, na parede ou apoiado por uma coluna de construção. Um tirante-, uma lança treliçada, cônica ou articulada não se comporta como um simples cantilever e requer análise de seu caminho de carga real.

2. Defina a posição do carrinho regulador e a caixa de carga

Verifique a posição operacional externa e qualquer outra posição relevante para folga ou posicionamento. Registre a localização do trole, a carga, o peso da talha e do trole, o peso próprio-da lança e os efeitos operacionais necessários.

3. Calcule o componente de flexão da lança

Aplique a fórmula de carga-pontual para a posição de carga relevante e adicione o componente de{{1}peso próprio quando apropriado. Isso fornece a estimativa de flexão da lança elástica-e não o movimento total do gancho.

4. Avalie a movimentação do sistema-de suporte

O movimento real do gancho pode exceder a deflexão calculada da lança devido a:

• Rotação de conexão-para{1}}coluna
• Coluna de apoio ou deflexão da parede
• Flexibilidade de suporte, reforço, placa{0}}de base, âncora ou fundação
• Movimento da estrutura de suporte

Para um guindaste de lança montado-no piso, a placa de base, as âncoras e a fundação de concreto fazem parte do sistema de deflexão completo. Para um guindaste de lança montado-na parede, a parede ou coluna de suporte deve ser verificada em vez de considerada adequada.

5. Compare com o requisito de manutenção aplicável

Não existe um valor de deflexão único permitido adequado para cada guindaste de lança. O critério de aceitação depende da configuração do guindaste, serviço, estrutura de suporte, requisitos operacionais e especificações do projeto. Não confie em uma proporção genérica de vão-para-deflexão no lugar do requisito de projeto aplicável.

Maior alcance, baixa rigidez da seção, suportes flexíveis e operação próxima ao raio externo aumentam o movimento. O aumento da resistência do material por si só não reduz necessariamente a deflexão elástica; a geometria da lança e o segundo momento da área são geralmente os controles primários de rigidez.

Um cálculo simples do cantilever não deve ser usado como verificação final quando a lança estiver amarrada, treliçada, cônica, conectada a uma estrutura existente ou necessária para fornecer precisão de posicionamento crítica. Nestes casos, o sistema completo do guindaste de lança deve ser avaliado por um engenheiro qualificado.

A revisão da deflexão ajuda a converter um requisito operacional em um resumo funcional do equipamento. Antes de solicitar uma proposta de guindaste de lança, defina:

• Carga nominal necessária, incluindo a talha e o acessório de elevação
• Alcance de trabalho e posições críticas de escolha-e-local
• Altura de elevação necessária e altura livre disponível
• Preferência de montagem: piso, parede ou um arranjo alternativo
• Frequência operacional e método de controle
• Detalhes do local que afetam a interface do pilar, da parede ou da fundação

Essas entradas ajudam a determinar se umguindaste de lança-montado em pilar, a guindaste de lança sem fundação, ou outra configuração é mais apropriada. A talha deve ser considerada como parte do caso de carga; veja os disponíveisopções de guinchos elétricos ao definir a carga móvel e o requisito de altura livre.

Para análise do projeto, forneça carga, alcance, altura de elevação, local de instalação, frequência de operação e informações de suporte disponíveis. Isto permite que o arranjo do guindaste, a rigidez da lança e a interface de montagem sejam considerados em conjunto, em vez de tratar a deflexão como um cálculo de viga isolado.

O cálculo da deflexão é apenas uma parte da verificação do projeto do guindaste. Não confirma a capacidade de elevação, estabilidade, desempenho em fadiga, capacidade de ancoragem, adequação da fundação ou adequação da estrutura de suporte.

Não aumente a carga nominal, o comprimento da lança, o tamanho da talha ou o peso do-acessório de elevação em um guindaste de lança existente com base em um cálculo preliminar de deflexão. Qualquer modificação deve ser analisada em relação às informações originais do projeto e aos requisitos aplicáveis ​​do local.

Como é calculada a deflexão do guindaste de lança?

Para uma verificação preliminar da lança cantilever com carga de ponta, use δ=PL³ / 3EI. Use valores confirmados para comprimento efetivo, carga aplicada, módulo de elasticidade e segundo momento da área e, em seguida, considere o peso próprio-da lança e a flexibilidade do suporte.

A deflexão da lança é igual ao movimento do gancho?

Não. O movimento do gancho pode incluir flexão da lança e deflexão da coluna, rotação da conexão, deformação do suporte, flexibilidade da fundação e movimento de suspensão-da talha.

O aço-de maior resistência reduz a deflexão da lança do guindaste?

Não por si só. A deflexão elástica depende principalmente do módulo de elasticidade e da rigidez da seção. Um material-de maior resistência pode alterar a capacidade de resistência, enquanto a geometria da lança permanece central para a rigidez.

Um guindaste-montado na parede pode ser verificado como cantilever?

A lança pode ser aproximada como um cantilever para uma verificação inicial. Os suportes, âncoras e parede ou coluna de suporte também devem ser avaliados como parte do sistema.

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