Schokdemping voor kranen

Energiebalans

Schokdempers worden gebruikt om de snelheid van een last te verminderen van een initiële relatieve snelheid tussen de schokdemper en de last tot nul. Om de juiste schokdemperinstellingen te specificeren moeten we een vrijevalhoogte of een relatieve snelheid opgeven. De relatie tussen beide wordt gevonden in de energiebalans:

\frac{1}{2} m v^2 = m g h

Waarbij v de relatieve snelheid is, g de zwaartekracht en h de vrijevalafstand.

Raadpleeg voor meer informatie over het berekenen van de relatieve snelheid uit de scheepsbeweging het gedeelte over belastingsdiagrammen.

Schokdempers absorberen energie volgens de volgende vergelijking:

E_{SA} = \mu \eta S m g (\psi – 1)

Waarbij \mu een veiligheidsfactor is van 0,9 (om de slaglengte niet volledig te benutten), \eta het rendement van de schokdemper is,  S de slaglengte van de schokdemper is en \psi de dynamische factor is (statisch gewicht =1).

Een visuele weergave van de door de schokdemper geabsorbeerde energie wordt getoond in de onderstaande figuur.

Energy balance crane shock absorber

Als eenvoudig voorbeeld nemen we aan dat we een schokdemper hebben met een slaglengte van 1 meter en een rendement van 50%. Wat is de maximale vrije val die de last mag hebben als de toegestane dynamische versterking 30% is?

We gebruiken dan eenvoudig de energiebalans om te schatten:

m g h = \mu \eta S m g (\psi – 1)

Wat vereenvoudigt tot:

h = \mu \eta S (\psi – 1) = 0.9 \cdot 0.5 \cdot 1 \cdot (1.3-1) = 13.5\ \text{cm}

De juiste slaglengte bepalen

Het is relatief eenvoudig om de juiste slaglengte te vinden op basis van de bovenstaande energiebalansen, die worden geïllustreerd in het (vereenvoudigde) diagram hieronder dat de maximaal toegestane relatieve snelheid geeft op basis van de dynamische factor (DAF, \psi ) en de slaglengte van de schokdemper.

Dynamic amplification vs speed and stroke curves using crane shock absorber

Typen schokdempers

Er zijn twee hoofdtypen schokdempers op de markt:

  1. Conventionele schokdempers, die niet wezenlijk verschillen van basis PHC’s, gebruiken een gasveer gecombineerd met een stromingsbeperking (die kan verschillen in uitschuif- en intrekrichting) die al dan niet instelbaar kan zijn.
  2. Lichtgewicht schokdempers, een gepatenteerd product dat uitsluitend wordt geleverd door Norwegian Dynamics, dat de gasveer effectief elimineert en dynamische demping gebruikt die het rendement van de schokdemper verhoogt. De belangrijkste voordelen voor de klant zijn lagere kosten, lichter gewicht, kleiner formaat en snellere installatie.