Een beheerste slag spreidt een impactsituatie over tijd en afstand.
Schokabsorptie voor kranen
Een eerste beoordeling van een kraanschokdemper op basis van relatieve aangrijpsnelheid of valafstand, effectieve bewegende massa, toelaatbare piek en de referentielast daarvan, bruikbare slag en een geverifieerde kracht-slagrespons.
Door Tord Martinsen, CEO · · Beoordeeld · 6 min leestijd
Energiebalans
Een kraanschokdemper verlaagt de relatieve aangrijpsnelheid van een nuttige last over een beheerste slag. Definieer voor een eerste beoordeling de effectieve massa die aan de gebeurtenis deelneemt, m_{eff}, en de relatieve aangrijpsnelheid, v_{rel}, of de equivalente vrije-val-/bewegingsafstand, h:
Praktische toepassing: deze beoordeling is één invoer voor een situatiespecifieke selectie; zie POLARIS-kraanschokdemper en engineeringstudies en analyses.
E_{event} = \frac{1}{2} m_{eff} v_{rel}^{2} = m_{eff} g hDe vereenvoudigde energiemarge aan de demperzijde die op deze pagina wordt gebruikt, is:
E_{available} \approx \mu \eta S W_{ref} (\psi_{allow} – 1)Hierbij is \mu de situatiespecifieke bruikbare fractie van de fysieke slag, \eta de geverifieerde kracht-slagrespons die voor de beoordeling wordt gebruikt, S de fysieke slag, W_{ref} de opgegeven statische last die als DAF-referentie wordt gebruikt, en \psi_{allow} de toegestane piek gedeeld door die referentie. De resulterende slag voor de eerste beoordeling is:
S_{req} \ge \frac{m_{eff} v_{rel}^{2}}{2 \mu \eta W_{ref} (\psi_{allow} – 1)}Dit is een beoordelingsrelatie, geen definitieve verificatie van de piekbelasting. Bij de definitieve dimensionering worden de ingestelde kracht-slagcurve, de stijfheid en voorspanning van kraan/kabel/hijsgerei, de slagmarge, de herhalingsfrequentie, de reset- en thermische belasting, de omgeving, de oriëntatie en de project-/klassegrondslag gecontroleerd.
Illustratieve beoordeling. Neem aan dat m_{eff}=m_{ref}, een fysieke slag van 1 m, een situatiespecifieke fractie van de bruikbare slag \mu=0.9, \eta=0.5, en een toegestane piek \psi_{allow}=1.3. De equivalente gebeurtenisafstand die binnen de vereenvoudigde energiemarge past, is:
h_{cap} = \mu \eta S (\psi_{allow}-1) = 0.9 \cdot 0.5 \cdot 1 \cdot 0.3 = 0.135\ \text{m}Voor v_{rel}=1.25\ \text{m/s}, h_{event}=v_{rel}^{2}/(2g)\approx0.080\ \text{m}. Omdat 0.080 m kleiner is dan 0.135 m, voldoet deze situatie onder de vermelde aannames aan de vereenvoudigde energietoets. Dat resultaat bewijst op zichzelf niet dat de transiënte piek onder 1.3 blijft; dit moet worden geverifieerd voor het gekoppelde systeem en de ingestelde kracht-slagrespons.
De juiste slaglengte bepalen
De vereenvoudigde grafiek hieronder toont de maximale relatieve aangrijpsnelheid als functie van de fysieke slag en toegestane DAF. De weergegeven waarden komen overeen met \mu=0.9, \eta=0.9, g=9.81\ \text{m/s}^{2} en m_{eff}=m_{ref}. Dit zijn aannames voor de grafiek, geen universele productwaarden. Gebruik vóór de selectie van een eenheid een projectspecifieke fractie van de bruikbare slag, een geverifieerde kracht-slagrespons, de effectieve massa en de opgegeven DAF-referentie.
Uitgewerkt beoordelingsvoorbeeld: van relatieve snelheid naar slag
- De gebeurtenis. Neem het voorbeeld van een deklast uit de pagina met de kraanlasttabel pagina: relatieve aangrijpsnelheid vrel = 1.25 m/s. Equivalente vrije-val-/bewegingsafstand: h = v²/2g ≈ 8 cm.
- De opgegeven aannames. Stel meff = mref, fysieke slag S = 1 m, fractie van de bruikbare slag μ = 0.9, energiefactor η = 0.5 en toegestane DAF ψallow = 1.3. Dit zijn voorbeeldinvoerwaarden, geen overdraagbare ontwerpwaarden.
- De beoordeling. De vereenvoudigde marge is hcap = μ η S (ψallow−1) = 13.5 cm. Omdat 8 cm ≤ 13.5 cm, voldoet het voorbeeld aan deze energietoets. De werkelijke piek moet nog steeds worden geverifieerd met een transiënte controle van de ingestelde kracht-slagcurve en het gekoppelde systeem.
De grafiek in de vorige paragraaf is een afzonderlijke illustratieve beoordeling en gebruikt de aannames uit het bijschrift.
Typen schokdempers
Deze pagina vergelijkt twee gangbare uitvoeringen:
- Conventionele schokdempers met accumulatoren combineren doorgaans een gasveer in externe accumulatoren met een hydraulische stromingsweerstand. De weerstand kan per slagrichting verschillen en kan al dan niet instelbaar zijn.
- POLARIS, de gepatenteerde lichtgewichtarchitectuur van Norwegian Dynamics, gebruikt een klein intern gasvolume als gasveer en met CFD ontworpen kleppen in één hydraulische cilinder, zonder externe accumulatoren of naaldkleppen. Minder externe componenten maken het pakket lichter, kleiner en voordeliger voor geschikte schokbelastingen boven water; de uiteindelijke prestaties en instelling blijven configuratie- en situatiespecifiek.
| Uitvoering met accumulatoren | POLARIS-architectuur | |
|---|---|---|
| Werkingsprincipe | Gasveer in externe accumulatoren + hydraulische stromingsweerstand | Klein intern gasvolume + met CFD ontworpen kleppen in één cilinder, zonder externe accumulatoren of naaldkleppen |
| Instelling | De weerstand kan al dan niet instelbaar zijn | Klep en voorinstelling geselecteerd voor de opgegeven gebeurtenis en configuratie |
| Gewicht & ruimtebeslag | Externe componenten voegen massa toe en nemen dekruimte in | Minder externe componenten; lichter en kleiner voor een vergelijkbare geschikte toepassing |
| Kosten & instelling | Configuratieafhankelijk | Een geïntegreerde opbouw kan voor geschikte toepassingen voordeliger en sneller in te stellen zijn |
| Levering | Meerdere leveranciers | Gepatenteerd, geleverd door Norwegian Dynamics (POLARIS) |
Een nuttige eerste scheiding: een afzonderlijke impact of overbelasting wijst op een schokdemper; herhaalde beweging door golfcycli en continue trekbelasting wijzen op heave-compensatie. De herhalingsfrequentie, resettijd, thermische belasting en beschikbare slag bepalen de grensgevallen.
Schokabsorptie voor kranen, veelgestelde vragen
Wat doet een kraanschokdemper?
Hoe dimensioneert u een kraanschokdemper?
Heb ik een schokdemper of een heave-compensator nodig?
Welke typen kraanschokdempers bestaan er?
Hoe beschermt een schokdemper de kraancapaciteit?
Gerelateerd op Norwegian Dynamics
- Demping — Hoe de afstelling van de doorstroomopening het PHC-rendement over golfperioden bepaalt.
- Kraanlasttabel — Snelheidsformule, DAF-reductie, uitgewerkt voorbeeld.
- Dynamische vergrotingsfactor (DAF) — Formule, uitgewerkt voorbeeld en DNV-context.
Schokabsorptie onder de haak toevoegen?
Stuur de effectieve bewegende massa en lastdefinitie, relatieve aangrijpsnelheid of equivalente val-/bewegingsafstand, toelaatbare piek of DAF en de bijbehorende referentielast, beschikbare slag/vrije hoogte, herhalingsfrequentie/resetbelasting, omgeving en project-/klassegrondslag. Wij leveren een situatiespecifieke POLARIS-beoordeling en de invoer die nodig is voor de definitieve verificatie.
Bekijk de werking
Passieve heave-compensator gebruikt voor schokabsorptie
