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Hansebubeforum » Technik » Durchbiegung Gittermast » Threadansicht

Autor Thread - Seiten: -1- [ 2 ]
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21.03.2006, 18:18 Uhr
Zooropa



Hallo,

mal ne Frage an die Praktiker, Spezialisten und Kranfahrer:

In www.hansebube.de/gastvorb2/cc8800/cc8800start.html ist ein "durchhängender" Mast gut zu sehen.
Wie verhalten sich eigentlich lange Gittermasten, die ohne Last am Haken in relativ flachem Winkel (z.B. 45°) gut sichtbar "durchhängen", unter Nennlast. (Das "Durchhängen" ist sicher die Summe aus Spiel in den Bolzenverbindungen und tatsächlicher elastischer Streckung und Stauchung der Tragrohre.)

Ich meine, dass sich die jeweilige Durchbiegung beim (langsamen) Anheben der (Nenn-)Last wesentlich reduzieren müsste, da die Abspannstangen i.d.R. am Nacken des Rollenkopfes und das Rollenpaket an der Vorderseite angeschlagen sind. Dadurch sollte sich IMO ein Biegemoment, dass der Durchbiegung des Gittermastes entgegenwirkt, ergeben. Dieses Biegemoment ändert sich mit der Ausladung bzw. dem Winkel des Gittermastes. Und zwar um so steiler der Mast steht, um so stärker wird es. Theoretisch müsste sich - wenn die angeschlagene Last nur groß genug ist und der Mast nicht Waagerecht steht - die Durchbiegung des Gittermastes irgendwann aufheben, da alle Gittermastelemente nur noch auf Druck (und nicht mehr Streckung infolge des Eigengewichtes) beansprucht werden.

Was sagt Ihr praxiserprobten Fachleute dazu? Ist dieses Phänomen vielleicht auch hörbar, z.B. wenn sich die Belastung in den Bolzenverbindungen u.U. umkehrt.

Freue mich schon auf Eure Antworten.

Vielen Dank.
MfG
Mathias
--
Beste Grüße ... und immer auf der Suche nach Modellen von MEDIACO!
Mathias

Dieser Post wurde am 13.10.2010 um 21:42 Uhr von Hendrik editiert.
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21.03.2006, 19:19 Uhr
Sebastian Suchanek
Admin
Avatar von Sebastian Suchanek


Zitat:
Zooropa postete
Wie verhalten sich eigentlich lange Gittermasten, die ohne Last am Haken in relativ flachem Winkel (z.B. 45°) gut sichtbar "durchhängen", unter Nennlast.

Vorweg: Ich bin kein MaschBauer, ich hatte nur eine einsemestrige Mechanikvorlesung im Grundstudium. Die "echten" Experten werden sich sicher noch melden.

Meine Meinung dazu: Man wird wohl zwei Fälle unterscheiden müssen:
1. Der Ausleger ist "frei" abgespannt.
2. Von den Nackenseilen geht in der Mitte eine Querverbindung zum Ausleger. (Wie auf den o.g. Fotos.)

Grundsätzlich glaube ich nicht, daß das o.g. Drehmoment im Rollenkopf die Durchbiegung kompensieren kann. Immerhin sind die Gittermastteile auch schwer (ein 12-m-Stück schwerer Hauptausleger wiegt bei der CC8800 17,5t...) und haben einen extrem langen Hebelarm "auf ihrer Seite".
D.h. im Fall 1 wird sich die Durchbiegung noch verstärken, da ja vom Rollenkopf her beim Hub eine Drucklast längs des Auslegers auftritt.
Im Fall 2 ist es so, daß die Querverbindungen so kurz sind, daß sie im Ruhezustand einen "Knick in die Nackenseile ziehen" (siehe Fotos!). D.h., beim Hub wird die Zuglast in den Nackenseilen IMHO dafür sorgen, daß sich der Knick in der Abspannung verkleinert oder zumindest nicht durch ein weiteres Durchbiegen des Auslegers vergrößert. => Die Durchbiegung sollte konstant bleiben oder sogar abnehmen - das dürfte wohl davon abhängen, wie groß der Knick im Ruhezustand ist.

So, und jetzt MaschBauer vor, bitte einmal durchrechnen. Daten gibt's im CC8800-Datenblatt genug.


Tschüs,

Sebastian
--
Baumaschinen-Modelle.net - Schwerlast-Rhein-Main.de

Dieser Post wurde am 21.03.2006 um 21:51 Uhr von Sebastian Suchanek editiert.
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002 — Direktlink
21.03.2006, 19:50 Uhr
Zooropa



Danke Sebastian für die schnelle Antwort. Dazu muss ich allerdings ergänzend zu meinem obigen Beitrag sagen, dass ich das ganze Sytem ohne die von Dir in´s Feld geführte Querverbindung zum Ausleger meine. Diese dienen aus meiner Sicht lediglich der Kompensation der Durchbiegung bei flach stehendem Ausleger. Unter Nennlast und besonders bei steilem Ausleger sind diese sicher in Bezug auf Durchbiegung und geradlinigem Lastabtrag eher hinderlich. Das macht IMO das System auch wesentlich schwerer zu berechnen. Ich denke, dass insbesondere bei maximalen Nennlasten das Eigengewicht der Gittermastteile %ual nicht übermäßig in´s "Gewicht" fällt. Ich denke auch nicht, dass sich die Durchbiegung unter Nennlast noch verstärken wird, da ja die Durchbiegung nicht über die Achsen der Mastkontur hinausgeht, d.h. konkret z.B. bei der bei der CC8800 nicht größer als der Achsenversatz zwischen Rollenpaket und Anlenkpunkt an der Drehbühne (also kleiner ca. 2 Meter) ist. In diesem Fall würde der Ausleger auf Knickung beansprucht, und das wäre (unter hoher Last) sehr gefährlich.(Schwer zu erklären ohne Skizze.) Vielleicht etwas einfacher ausgedrückt: Ich meine, dass sich der Mast unter hoher Last aufgrund der eingeleiteten Druckkräfte selbst "zentriert".

Ich kann auch falsch liegen, das sind nur meine Gedanken dazu. Ich lasse mich sehr gern belehren.

Vielen Dank
Mathias
--
Beste Grüße ... und immer auf der Suche nach Modellen von MEDIACO!
Mathias

Dieser Post wurde am 21.03.2006 um 19:55 Uhr von Zooropa editiert.
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003 — Direktlink
21.03.2006, 21:31 Uhr
robertd



hallo,

ohne jetzt das ganze statisch durchdacht bzw. gar berechnet zu haben sehe ich bei sowas zwei probleme / gefahren:
a) wie Mathias schon erwähnt die Knickung

und b)
Man stelle sich mal einen Mast mit ausgeleierten Bolzenverbindungen vor - also so, dass das in der Realität ja notwendigerweise immer vorhandene spiel sehr deutlich zu sehen ist.
Wenn man diesen - im Ruhezustand nach unten durchgebogenen Mast - nun anhebt und eine Last dranhängt bekommt man natürlich vor allem eine sehr hohe längskraft im Mast.
Wenn nun die Längskraft und das daraus entstehende Moment einen grossen gegeneinfluss auf die Durchbiegung hätten würde ja irgendwann (entsprechende Last vorausgesetzt) der Mast völlig gerade sein - und somit instabil. hier wäre die gefahr der "überschnappens" - sprich der mast biegt sich auf einen schlag nicht mehr nach unten, sondern nach oben durch. Und sowas kann nicht gut sein für einen Mast
(das ganze lässt sich ja ganz einfach mit einem stück draht oder so nachvollziehen).
Insofern denke ich, dass eine gewisse durchbiegung vorhanden sein muss, damit das ganze system in sich stabil bleibt. Durch die Last wird sich das ganze - wie von den vorschreibern schon bemerkt - stabilisieren oder bestenfalls ein bisschen "geradebiegen"

falls ich falsch liege bitte um korrektur. der tag war lang und ich bin müde

gruss robert

Dieser Post wurde am 21.03.2006 um 21:32 Uhr von robertd editiert.
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22.03.2006, 19:14 Uhr
ulrich



Ich habe einmal mit Power-Point ein paar Grafiken angefertigt.
Zunächst betrachten wir einmal den Ausleger ohne Last.



Die Kraft F mit dem Index G ist die Gewichtskraft des gesamten Auslegers die im gedachten Massenschwerpunkt des Auslegers angreift. Diese Kraft wird zerlegt in eine Kraft F mit dem Index B die den Ausleger auf Biegung beansprucht und eine Kraft F mit dem Index D die den Ausleger auf Druck beansprucht. Die Länge der Pfeile gibt die relative Größe der Kräfte wider.
Die grafische Zerlegung der Kräfte in der Skizze zeigt, dass beim Aufrichten des Auslegers die Beanspruchung des Auslegers auf Biegung abnimmt während die Belastung des Auslegers auf Druck zunimmt. Aufgrund des großen Verhältnisses von Auslegerlänge zu Querschnittshöhe wird der Ausleger durch die wirkenden Druckkräfte auch auf Knickung belastet. Belastung auf Knickung heißt, dass zusätzliche Biegemomente im Ausleger auftreten. Aus der nicht (oder kaum) sichtbaren Durchbiegung bei aufgerichteten Auslegern kann man ablesen, dass die so entstehenden Biegemomente nicht groß seien können.



Die zweite Grafik zeigt die Zerlegung einer Last-Kraft (F mit Index L). Als gemeinsamer Startpunkt für das Kräftedreieck wird das obere Ende der Symmetrielinie des Auslegers gewählt, da für die hier gemachte Vereinfachung die Wirklinie des Auslegers radial auf das Lager treffen muss. Für die grafische Bestimmung der in den Abspannstangen wirkenden Kraft wird die Wirklinie der Abspannstangen parallel verschoben bis sie den Endpunkt der Last-Kraft schneidet. Die Kraft F mit dem Index Z ist die Zugkraft die in den Abspannstangen wirkt. Die Kraft F mit dem Index D ist wiederum die Druckkraft die im Ausleger wirkt. Die Länge der Pfeile gibt auch hier die relative Größe der Kräfte wider.
Die Last greift jedoch, wie im rechten Teil gezeigt, nicht im Zentrum des Auslegers an sondern seitlich. Man kann die Druckkraft auch als eine Flächenlast behandeln, da ja die Druckkraft über den gesamten Querschnitt verteilt wirkt. Die Verteilung währe dann ähnlich der roten Fläche. Die Belastung auf Knickung würde den Ausleger dann vorzugsweise nach hinten durchbiegen. Durch die gestrichelte Linie ist der gerade Ausleger angedeutet. Die wirkenden Druckkräfte sind zwar relativ groß, die durch die Knickung hervorgerufenen Biegemomente augenscheinlich (im wahrsten Sinne des Wortes) jedoch nicht. Würde auf den Ausleger ein großes resultierendes Biegemomente wirken würde er sich ja entsprechend durchbiegen.



Zum Spiel der Auslegerverbolzung würde ich sagen, dass dieses nicht zulässig ist, da bei Lastwechseln, z.B. durch Seitenwind hervorgerufen, Bolzen und Ösen aneinander schlagen würden und damit die Ösen immer weiter ausschlagen würden.
Die Zugöse eines Anhängers und der Bolzen der Anhängerkupplung des Zugfahrzeugs dürfen (sollten) auch kein Spiel haben (sagt auch der TÜV).

Gruß aus BS
Ulrich

Dieser Post wurde am 22.03.2006 um 19:52 Uhr von Burkhardt Berlin editiert.
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005 — Direktlink
22.03.2006, 22:01 Uhr
Hendrik
Moderator
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Zitat:
ulrich postete



Die grafische Zerlegung der Kräfte in der Skizze zeigt, dass beim Aufrichten des Auslegers die Beanspruchung des Auslegers auf Biegung abnimmt während die Belastung des Auslegers auf Druck zunimmt.

Das ist nicht unbedingt richtig: Denn bei dieser Skizze hast du die Druckkraft vergessen, die sich im Ausleger ergibt, nämlich rein infolge der enormen Zugkräfte in den Abspannstangen/Nackenseilen beim Aufrichten, und weniger durch den (in Längsrichtung zerlegten) geringen Teil des Auslegereigengewichts.

Diese Zugkräfte (und damit die wahre Druckkraft im Ausleger) sind eine direkte Funktion des vollen Auslegereigengewichts und der Länge des A-Bocks! Da muß noch nicht mal eine Last am Haken sein - wenn der A-Bock nicht lang genug ist, bekommt der Kran entweder den Mast gar nicht hoch, oder aber aufgrund der riesigen Zugkräfte reißen die Nackenseile, oder aber der Mast knickt ein.

gruß hendrik
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22.03.2006, 22:56 Uhr
ulrich



Hallo Hendrik,

Mit dieser Grafik wollte ich nur die Aufteilung der Gewichtskraft in Abhängigkeit vom Winkel des Auslegers darstellen, um aufzuzeigen, warum die Durchbiegung beim Aufrichten so deutlich zurückgeht. Die Kraft F mit dem Index B muss natürlich auf das Hebelende, den Auslegerkopf umgerechnet werden und kann dann dort in eine Druckkraft, die in Auslegerrichtung wirkt, sowie eine Zugkraft in den Abspannstangen zerlegt werden. Die im Ausleger wirkenden Druckkräfte müssen dann noch addiert werden. Rechnet man F Index B auf das Hebelende um (Stichwort: Summe der Drehmomente = 0 ) ergibt sich dort eine kleine Kraft. Die durch Biegung des noch nicht aufgerichteten Auslegers wird in erster Linie durch die Gewichtskraft hervorgerufen und weniger durch die Druckkraft die den Ausleger auf Knickung beansprucht.

Bei einem kurzen A-Bock muss der A-Bock dann mit einer größeren Kraft bewegt werden.

Gruß aus BS
Ulrich

Dieser Post wurde am 23.03.2006 um 09:06 Uhr von ulrich editiert.
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007 — Direktlink
23.03.2006, 12:43 Uhr
Hendrik
Moderator
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Zitat:
robertd postete Wenn man diesen - im Ruhezustand nach unten durchgebogenen Mast - nun anhebt und eine Last dranhängt bekommt man natürlich vor allem eine sehr hohe längskraft im Mast. Wenn nun die Längskraft und das daraus entstehende Moment einen grossen gegeneinfluss auf die Durchbiegung hätten würde ja irgendwann (entsprechende Last vorausgesetzt) der Mast völlig gerade sein - und somit instabil. hier wäre die gefahr der "überschnappens" - sprich der mast biegt sich auf einen schlag nicht mehr nach unten, sondern nach oben durch. Und sowas kann nicht gut sein für einen Mast

Genau das ist die Kernaussage, die für die Behandlung dieser Thematik hier wichtig ist

Ab dem Moment, wo ein Gittermast aufgerichtet wird, hängt er nach unten durch. Diese Durchhängung nach unten bleibt auch bestehen beim weiteren Aufrichten, und sie bleibt bestehen beim Anhängen einer Last. Je nach Lastfall und Auslegerstellung ist diese Durchhängung dann unterschiedlich groß - mehr oder auch weniger sichtbar. Diese Durchhängung kommt zustande durch das Auslegereigengewicht und die Druckkraft, die im Ausleger wirkt; denn diese Druckkraft versucht ja, den Ausleger zu stauchen - zu knicken.

Aber ganz wichtig: Der Mast hängt ausschließlich nach unten durch! Das ist die "stabile Gleichgewichtslage". Er darf gar nicht genau gerade sein, denn das wäre die "labile Gleichgewichtslage", und das wäre fatal. Er könnte dann schlagartig sowohl nach oben als auch nach unten ausweichen, und dann würde der Kran aufgrund der Dynamiken möglicherweise direkt kollabieren.

Wenn Gittermastkrane über ihren Hauptausleger zusammenbrechen, dann bricht der Ausleger immer "nach unten" weg, weil er schon vorher "nach unten" durchhing.

Die Querverbindung von den Abspannstangen/Nackenseilen zum Ausleger sollen die Durchhängung des Auslegers verringern, aber niemals "zu Null" machen, oder gar umdrehen. Das wäre fatal.

gruß hendrik

Dieser Post wurde am 23.03.2006 um 15:25 Uhr von Hendrik editiert.
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23.03.2006, 16:05 Uhr
ulrich




Zitat:
robertd postete
... hier wäre die Gefahr des "überschnappens" - sprich der Mast biegt sich auf einen Schlag nicht mehr nach unten, sondern nach oben durch.


Zitat:
hendrik postete
... Er könnte dann schlagartig sowohl nach oben als auch nach unten ausweichen, ...

Kann ein Kranausleger zwischen zwei Positionen hin und her springen, so wie man es z.B. von diesen Blechdeckeln (-verschlüssen) kennt, die beim Öffnen einen Klick-Ton abgeben ? (Das meine ich nicht ironisch)
Der Deckelboden federt zwischen zwei Positionen hin und her wenn man auf den Deckelboden drück bzw. ihn wieder entlastet.

Zitat:
hendrik postete
... wenn der A-Bock nicht lang genug ist, bekommt der Kran entweder den Mast gar nicht hoch, oder aber aufgrund der riesigen Zugkräfte reißen die Nackenseile ...

In diesem Fall vergrößert man das aufgespannte Dreieck (Ausleger-Abspannstangen-Derrickausleger) mit dem Derrickausleger und reduziert so die in den Abspannstangen wirkenden Kräfte.


Zitat:
hendrik postete
Die Querverbindung von den Abspannstangen/Nackenseilen zum Ausleger sollen die Durchhängung des Auslegers verringern, aber niemals "zu Null" machen, oder gar umdrehen. Das wäre fatal.

Wieso ?

Gruß Ulrich

Dieser Post wurde am 23.03.2006 um 17:19 Uhr von ulrich editiert.
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23.03.2006, 16:42 Uhr
ulrich



Ob sich der Ausleger im Lastfall ausschließlich nach unten durchbiegt kann ich nicht sagen. Aufgrund des oben skizzierten Beispiels halte ich es auch für möglich, dass sich der Ausleger auch einmal nach hinten durchbiegen kann. Aus der Perspektive des Beobachters bei einem Kraneinsatz kann ich aufgrund der geringen, mit dem Auge nicht eindeutig wahrnehmbaren Durchbiegung nicht immer sagen in welche Richtung sich der Ausleger durchbiegt. Vielleicht muss man dafür erst eine exakte Rechnung durchführen.
In welche Richtung sich der Ausleger durchbiegt ist ja für die Stabilität des Auslegers auch egal, entscheidend ist, dass er eine stabile Gleichgewichtslage einnimmt. (Damit meine ich nicht die stabile Gleichgewichtslage nach dem Zusammenbrechen )
Auch der gerade Ausleger ist eine stabile Gleichgewichtslage, die vielleicht wirklich eintreten kann, wenn sich unterschiedliche Biegemomente kompensieren. Diese Gleichgewichtslage kann sich durch Änderung der Belastung z.B. durch Veränderung des Auslegerwinkels in eine Gleichgewichtslage mit einer Durchbiegung (in die eine oder andere Richtung) ändern. Wichtig dabei ist, dass sich die Belastung nicht schlagartig ändert. Aber im Allgemeinen werden die Lasten ja langsam angehoben bzw. abgesetzt und die Ausleger langsam bewegt. Das Abreißen der Last ist immer ungünstig, unabhängig von der Richtung der Durchbiegung des Auslegers.
Nach meinem Verständnis befindet sich ein senkrecht stehender Ausleger in einer "indifferenten Gleichgewichtslage".

Gruß aus BS
Ulrich

Dieser Post wurde am 23.03.2006 um 16:45 Uhr von ulrich editiert.
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23.03.2006, 18:43 Uhr
Hendrik
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Zitat:
ulrich postete
Zitat:
hendrik postete
... Er könnte dann schlagartig sowohl nach oben als auch nach unten ausweichen, ...

Kann ein Kranausleger zwischen zwei Positionen hin und her springen, so wie man es z.B. von diesen Blechdeckeln (-verschlüssen) kennt, die beim Öffnen einen Klick-Ton abgeben ?

Nein, das kann er nicht. Er kann entweder nur nach unten ausweichen, oder nach oben. (Theoretisch auch zur Seite, wenn es ein extrem komischer Lastfall ist, oder wenn das Auslegerprofil extrem komisch ist.)

Eine Schwingung aber zwischen den beiden verschiedenen Knickfällen gibt es nicht.

Was der Ausleger aber machen kann, ist innerhalb der vorgegebenen Biegelinie ("Knicklinie") zu schwingen - mit unterschiedlichen Amplituden. Da verhält er sich dann wie eine Feder. Wenn man es aber übertreibt, bricht er - er knickt.

Was aber verhindert werden muß, ist, daß der Ausleger von der einen Knickrichtung in die andere "flutscht".
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23.03.2006, 21:35 Uhr
ulrich



Hallo Hendrik

Hintergrund meiner Frage war die Überlegung, dass ich mir nicht vorstellen kann, dass der Ausleger, wie Du schreibst, schlagartig die Richtung der Durchbiegung ändert. Wenn sich der Lastfall nicht schlagartig ändert, wird sich die Beanspruchung des Auslegers doch auch nicht schlagartig ändern.
Wenn ich z.B. eine vorgespannte Kesselbrücke Stück für Stück immer stärker belaste, so geht die Vorspannung Stück für Stück zurück bis die Biegelinie gerade verläuft. Wir die Belastung weiter Stück für Stück erhöht biegt sich die Kesselbrück stückweise immer stärker nach unten durch. So sollte es meiner Meinung nach auch beim Gittermastausleger ablaufen, wenn sich die Belastung nicht schlagartig ändert. Ob eine solcher Lastfall in der Praxis auftritt oder auftreten kann habe ich hier einmal außer Acht gelassen.

Gruß aus Braunschweig
Ulrich
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23.03.2006, 22:23 Uhr
Hendrik
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Zitat:
ulrich postete Hintergrund meiner Frage war die Überlegung, dass ich mir nicht vorstellen kann, dass der Ausleger, wie Du schreibst, schlagartig die Richtung der Durchbiegung ändert.

Hallo Ulrich,

das kann er auch nicht! Zumindest nicht von alleine! Das einzige, was er kann, ist: Entweder nach oben, oder nach unten ausweichen! Und zwar ausgehend von einer "neutralen" Linie; nämlich die Auslegerlinie des "labilen Gleichgewichts". (Bei einem exakt senkrecht stehenden Auslegers wäre das genau die schnurgerade Auslegerlängsachse.)

Siehe post #007.

Da der Ausleger aber ab dem Moment des Aufrichtens nach unten durchhängt, sollte bei allen denkbaren Lastfällen im Kranbetrieb genau diese Durchhängung beibehalten werden. Es wäre fatal, wenn man den Ausleger zwingen würde (beispielsweise durch Einleitung von äußeren Momenten, oder durch erheblichen Geometrieänderungen beim Aufrichten), die Durchbiegung zu wechseln - dann könnte es möglicherweise zum dem "Überschnappen" kommen, was Robert meinte. Und das muß in jedem Fall verhindert werden!

(Nimm dir einfach mal ein Plastiklineal zur Hand, stelle es senkrecht auf den Tisch, und drücke oben drauf...)


Zitat:
Wenn ich z.B. eine vorgespannte Kesselbrücke....

Aber das ist genau der Unterschied zum Ausleger: Der Ausleger ist nicht vorgespannt, sondern hängt aufgrund seines Eigengewichts und den Längskräften durch. Im "Ruhezustand", oder auch in genau senkrechter Stellung, wäre er schnurgerade. Und deswegen kann er bei Beanspruchung auf Knickung bzw. Stauchung in zwei verschiedene Richtungen ausweichen. Man muß sich aber konstruktiv für eine Richtung entscheiden, und man muß einen genügenden Sicherheitsabstand zur "neutralen" bzw. "labilen" Lage halten, damit dieses "Überschnappen" nicht passiert.

oder so...

gruß hendrik
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013 — Direktlink
24.03.2006, 20:04 Uhr
ulrich



Hallo zusammen

So, ich habe dann doch einmal etwas gerechnet:









Diese Überkompensation der anfänglichen Auslegerdurchbiegung d.h. vor der Lastaufnahme wird man jedoch nur bei kurzen, steil stehenden Auslegern und bei großen Lasten beobachten, weil dann das vom Auslegereigengewicht verursachte Drehmoment klein ist und das von der Last bewirkte Drehmoment relativ groß. Wird der Ausleger länger, vergrößert sich der Hebelarm und das Auslegereigengewicht. Wird der Auslegerwinkel verringert, nimmt die Kraft F Index BG zu während gleichzeitig die Kraft F Index D1 abnimmt.

Gruß aus Braunschweig
Ulrich

Dieser Post wurde am 24.03.2006 um 21:32 Uhr von ulrich editiert.
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014 — Direktlink
24.03.2006, 22:01 Uhr
Hendrik
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Das ist gut. Ohne das jetzt nachgerechnet zu haben, sieht das gut aus.

Der Winkel von 83° ist aber sehr groß; der Ausleger steht fast senkrecht. Wie verhält sich denn jetzt das Ganze bei kleineren Winkeln; zum Beispiel bei 45°, was ja eingangs erwähnt wurde? Oder bei längeren Auslegern....also nicht dem S-Ausleger; und auch kleineren Lasten?

Bei einer Last von 400 t wird man natürlich nicht in große Ausladungsbereiche kommen, weil sonst der ganze Kran natürlich umfallen würde; auch arbeitet man schon gar nicht mit langen Auslegern; so daß es durchaus sein kann, daß der Ausleger bei solch einem Schwerlastfall "nach oben" durchgebogen wird; eben aufgrund des großen Versatzes von 3 Metern zwischen Abspannung und Rollenpaket. Erscheint mir als plausibel.

Aber bei kleineren Winkeln und längeren Auslegern gilt das nicht mehr. Und was nicht sein darf, ist ein Lastfall, bei dem dieser Wechsel durchschritten wird....also von "Durchbiegung nach oben" zu "Durchbiegung nach unten"; bei konstant angehängter Last. Das gäbe eine enorme Schwingung und einen gewaltigen "Ruck" im System, wodurch der Kran dann eventuell kollabieren könnte.

Geile Rechnung, Ulrich.

Kannst du nicht nochmal eine Rechnung machen mit einem längeren Ausleger, kleinerem Winkel und kleinerer Last?

gruß hendrik
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015 — Direktlink
24.03.2006, 22:16 Uhr
ulrich



Hallo Hendrik,

ich werde Morgen einmal eine Excel-Tabelle anfertigen mit der ich dann schnell für verschiedene Auslegerlängen und Winkel die Werte berechnen kann.
Ich kann mir vorstellen, dass bei einem bestimmten Lastfall allein durch Veränderung des Auslegerwinkels der Wechsel der Durchbiegung durchschritten wird. Da der Auslegerwinkel sehr langsam verstellt wird, dürfte sich der Wechsel auch sehr langsam vollziehen und somit kein Problem darstellen. Bei dem berechneten Beispiel ist die Differenz der Momente ja auch klein.

Gruß aus BS
Ulrich
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25.03.2006, 14:53 Uhr
Seilbagger



Hallo
Was haltet ihr davon?

--
MfG
Tom

Dieser Post wurde am 25.03.2006 um 14:53 Uhr von Seilbagger editiert.
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25.03.2006, 17:07 Uhr
Sebastian Suchanek
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Avatar von Sebastian Suchanek


Zitat:
Seilbagger postete
Was haltet ihr davon?

Daß Schrägzug gefährlich ist?


Tschüs,

Sebastian
--
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018 — Direktlink
26.03.2006, 15:10 Uhr
ulrich



Hallo zusammen

Zunächst eine Korrektur. In Posting 13 habe ich bei der Berechung des Moments M mit dem Index FBG für die Kraft F Index BG den Wert von F Index G (439kN) eingesetzt. Hier muss natürlich der Wert von F Index BG (53,5 kN) stehen. Der Fehler in der Berechung (in dem Bild) wird bzw. wurde korrigiert. An dem Prinzip ändert sich dadurch nichts.

Wie angekündigt gibt es heute die Berechung für unterschiedliche Lastfälle.
Als Lastfälle habe ich die Traglasten aus dem Technischen Datenblatt zur LR1750 angenommen (PDF-Dokument von der Liebherr Homepage, Seite 18, "Traglasten am SL-Ausleger")
Der einfacheren Berechung wegen habe ich nur 7m-Stücke für den Ausleger verwendet (siehe Abstufungen der Auslegerlänger in der Traglasttabelle).
Die Daten der Auslegerstücke wurden aus folgender Tabelle aus dem LR1750 Datenblatt entnommen.



Man beachte den Hinweis unter der Tabelle. Der berechnete Ausleger ist damit etwas schwerer als der reale Ausleger.

Damit ergibt sich für die Lastfälle folgende resultierende Kraft, die im gedachten Auslegerschwerpunkt angreift und den Ausleger entweder nach vorne oder hinten durchbiegt. Bei negativem Vorzeichen wird der Ausleger nach hinten gedrückt. D.h. in der Tabelle: für die Fälle oberhalb der roten bzw. blauen Linie. Dividiert man die angegebene Kraft durch 10, erhält man eine vergleichbare Gewichtskraft in Tonnen.

Resultierende Kraft am S-Ausleger (2826.20):


Resultierende Kraft am LI-Ausleger (2421.10):


Ich habe die rote und blaue Linie dann einmal in die Tabelle mit den Traglasten übertragen. (Traglasten in t)



Ob ein nur aus LI-Stücken bestehender Ausleger diese Lasten überhaupt tragen dürfte, habe ich hier einmal außer Acht gelassen. Wie oben schon erwähnt, es handelt sich bei dieser Tabelle um die Traglasten des SL-Auslegers.

Zur besseren Vorstellung hier noch die Tabelle mit den Auslegerwinkeln.



Wie man aus den Tabellen zur resultierenden Kraft entnehmen kann, nutzt man die Möglichkeit, dass sich der Ausleger nach beiden Seiten durchbiegen kann aus, um den Traglastbereich zu vergrößern. Andernfalls stünde nur der Traglastbereich unterhalb der eingezeichneten Linien zur Verfügung. Wenn man das kompensierende Moment der Last vermeiden müsste, dann müsste das Auslegerkopfstück so gestaltet sein wie das Anlenkstück (Auslegerfußstück), denn dann würden die Abspannstangen und die Last im selben Punkt (Drehpunkt) angreifen und es würde kein durch die Last verursachtes Drehmoment zustande kommen.

Gruß aus Braunschweig
Ulrich Grusemann

Dieser Post wurde am 26.03.2006 um 20:58 Uhr von ulrich editiert.
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019 — Direktlink
26.03.2006, 16:52 Uhr
Zooropa



Hallo zusammen!

Ich bin überwältigt über die Menge der Antworten und besonders über die fachliche Kompetenz, die sich hier so tummelt.

Eine Frage bleibt (für mich) aber noch. Ich habe mich nun doch mal mal im Skizzieren versucht. Durchschreitet die Durchbiegung (Blau) des Auslegers in der Praxis die Kraftlinie (Rot) oder nicht? Und läuft die gedachte Kraftlinie so wie in Bild 1 oder wie in Bild 2? Was geschieht, wenn da Hakenlast (Grün) hinzu kommt?

Vielen Dank und noch einen schönen Restsonntag
Mathias

PS: Skizze ist an Christian unterwegs.

Edit: Bild eingefügt


--
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Mathias

Dieser Post wurde am 26.03.2006 um 17:39 Uhr von Christian editiert.
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020 — Direktlink
26.03.2006, 20:00 Uhr
ulrich



Hallo Zooropa,

stimmt, dass gilt es noch zu beantworten.
Die Antwort ist JA !

Ich habe es mit der Exceltabelle ausgerechnet. Wenn man z.B. mit einem 49m langen S-Ausleger auf einem Radius von 24m 142t anhebt und dann durch Steilerstellen des Auslegers auf 18m heran holt, so wechselt bei ca. 19m die Richtung der Durchbiegung. In der umgekehrten Reihenfolge natürlich auch, also 142t bei 18m anheben und bei 24m absetzten. Um nur ein Beispiel zu nennen. Das Gewicht der Hakenflasche ist in den 142t bereits mit eingerechnet.
Einen schalgartigen Wechsel der Durchbiegung wird es nicht geben, da das durch die Last verursachte Drehmoment langsam zunimmt, während das durch das Auslegereigengewicht verursachte Drehmoment langsam abnimmt.
Der schlagartige Wechsel der Durchbiegung, so wie man es z.B. von einem Breiglasdeckel kennt, tritt bei einer vorgespannten Kesselbrücke oder einem Gittermastausleger nicht auf, weil sich die Sehnenlänge (in deinem 1. Bild die rote Linie) frei ändern kann. Bei einem Breiglasdeckel aber ist die Sehnenlänge d.h. der Durchmesser fest, er wird durch die Außenfläche (Mantelfläche) festgehalten. Wird auf den nach oben vorgespannten Deckel eine größer werdende Kraft ausgeübt, so vergrößern sich die Spannung im Material immer weiter weil der äußere Ring des Deckels (Mantelfläche) keine Längenänderung (Durchmesseränderung) zuläßt. Die aufgestauten Spannungen werden dann später schlagartig durch Ausbeulen in der anderen Richtung abgebaut.
Dein erstes Bild ist korrekt.

Gruß aus Braunschweig
Ulrich Grusemann

Dieser Post wurde am 26.03.2006 um 23:32 Uhr von ulrich editiert.
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26.03.2006, 21:52 Uhr
Hendrik
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Hallo Ulrich,

deine Rechnungen und Tabellen sind ja klasse. Ohne das jetzt nachzurechnen, will ich's dir einfach mal glauben... Das kommen ja Sachverhalte zum Vorschein, die ich überhaupt nicht für möglich gehalten hätte.

Man kann also festhalten, daß ein Gittermastausleger (zumindest der von der LR 1750 ) auf wechselseitige Biegung beansprucht wird; und das die Biegung auch beim Einziehen bzw. Ausladen einer konstanten Last "das Vorzeichen wechseln" kann.

Faszinierend.

gruß hendrik

PS: Und wie weit sind wir denn dann vom "Knicken" entfernt; z.B. bei dem Lastfall von 142 t @ 18-24 m? (siehe dein vorangegangenes Posting.) Hast du da vielleicht irgendwelche Näherungsformeln?
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26.03.2006, 23:07 Uhr
ulrich



Hallo Hendrik,

Dein kritischer Blick ist berechtigt. In dem Wissen, dass es für euch schwer ist die Rechnungen zu überprüfen, könnte ich euch hier Äpel als Birnen verkaufen.
Dahinter steckt aber vielmehr das eigene Interesse als Wissenschaftler die Zusammenhänge zu beleuchten und zu verstehen. Wie der eine oder andere vielleicht schon herausgefunden hat, arbeite ich an der Physikalisch Technischen Bundesanstalt in Braunschweig und kann es mir daher nicht erlauben, hier in der Öffentlichkeit, wissentlich irgend welchen Mist zusammenzuschreiben. Der Schwerpunkt meiner beruflichen Arbeit liegt jedoch im Bereich Lasertechnik und Optik.
Für die Berechung der Verformungen in mm müßte ich dann mal im Buch von Rudolf Becker die Materialdaten für hochfeste Feinkornstähle nachschlagen und die Flächenträgheitsmomente ausrechnen. Das würde dann aber doch zu umfangreich. Vielleicht gibt es im Buch von Rudolf Becker auch Näherungsformeln.

Gruß aus Braunscheig
Ulrich Grusemann

PS: Wer Interesse an dem Excel-File hat, kann sich per PM bei mir melden.

Dieser Post wurde am 27.03.2006 um 10:46 Uhr von ulrich editiert.
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27.03.2006, 09:07 Uhr
Zooropa



Bin begeistert und hätte im Leben nicht gedacht, dass der Mast sich so weit durchbiegen kann/darf, d.h. die resultierende Kraftlinie verlassen kann, geschweige denn, dass das Drehmoment am Mastkopf ausreicht, so dass sich der Biegelinienverlauf auch wirklich umkehren kann.

LG
Mathias
--
Beste Grüße ... und immer auf der Suche nach Modellen von MEDIACO!
Mathias

Dieser Post wurde am 27.03.2006 um 09:10 Uhr von Zooropa editiert.
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27.03.2006, 17:53 Uhr
ulrich



Hallo Mathias,

bis jetzt haben wir nur die Kraft berechnet, die die Richtung der Durchbiegung bestimmt. Die Größe der Durchbiegung z.B. in mm haben wir noch nicht bestimmt. Aber Du meinst wahrscheinlich die Größe der Kraft.

Jedes Bauteil das nennenswert Belastet wird, verformt sich, man sieht es nur mit dem bloßen Auge zumeist nicht. Um diese Verformungen online messen zu können, kann man z.B. Dehnungsmessstreifen auf die interessierende Bauteiloberfläche aufkleben.
http://www.igm.rwth-aachen.de/typo3temp/pics/6eb532a261.jpg
http://de.wikipedia.org/wiki/Dehnungsmessstreifen
http://www.hbm.de/products/listproducts.asp?category=3&mm=3,33,-1

Und außerdem, es ist gut, dass sich das Bauteil verformt bzw. verformen kann, denn dann kann das Bauteil oft eine günstigere geometrische Form annehmen.



Nehmen wir einmal das Beispiel: Wäscheleine. Je weiter die Wäscheleine durchhängt, desto kleiner werden die Kräfte in der Wäscheleine die das Material auf Zug beanspruchen. Im Material bauen sich entsprechende gegen Kräfte auf, die der von außen aufgebrachten Beanspruchung entgegen gerichtet sind. Diese inneren Kräfte kennen wir als Spannungen. Solange wie die inneren Kräfte, die das Material zusammen halten, kleiner sind, als die von außen aufgebrachten Kräfte wird das Material in die Länge gezogen. Dadurch kann es seine geometrische Form ändern und eine günstigere Lage einnehmen, im gezeigten Beispiel kann die Leine dadurch stärker durchhängen. Das führt dazu, dass die Zugkräfte in der Leine kleiner werden. Die inneren Kräfte im Material werden durch die Dehnung größer. Die Verformung hält solange an, bis ein Gleichgewicht zwischen der von außen einwirkenden Kraft und den inneren Kräften, die das Material zusammen halten, eingetreten ist. Wird jedoch vorher die zulässige Dehnung überschritten, reißt das Material auseinander.
Kann ein Bauteil durch die Verformung keine günstigere Form oder Position erreichen (finden), dann heiß das Ergebnis: Schrott (hoffentlich nur Schrott)

Gruß aus Braunschweig
Ulrich Grusemann

Dieser Post wurde am 27.03.2006 um 18:46 Uhr von Burkhardt Berlin editiert.
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