Механизации. Механизация-и-автоматизация-строительства. Учебное пособие Табаков С. В
 Скачать 1.16 Mb.
|
|
Раздел VII. Грузоподъемные машины Назначение и классификация грузоподъемных машин. Основные параметры, общие узлы и механизмы грузоподъемных машин (Г.М.) Назначение, устройство и принцип работы реечных, винтовых и гидравлических домкратов Г.М. используют для перемещения стройматериалов, монтажа строительных конструкций, погрузочно-разгрузочных работ на складах, монтажа и обслуживания технического оборудования в процессе его эксплуатации. По характеристике рабочего процесса это машины циклического действия. Главный параметр – грузоподъемность. Также Г.М. характеризируются зоной обслуживания, вылетом груза, высотой подъема, скоростями рабочих движений, массой, мощностью, опорными нагрузками, грузовым моментом. По конструктивному исполнению и виду выполняемых работ их делят на: 1-домкраты; 2-лебедки; 3-подъемники; 4-монтажные вышки; 5-краны. Домкраты: винтовые, реечные, поршневые, гидравлические (на h до 0,6м на монтаже и ремонтных работах). Лебедки (тали и электротали) – ручной и механический привод. Подъемники: грузовые и пассажирские, грузопассажирские; в жестких направляющих. Вышки – на грузовых автомобилях. Краны – универсальные машины для перемещения штучных и сыпучих материалов по пространственной траектории произвольной конфигурации и различной протяженности. Требования к Г.М. определяются Правилами ГосГорТехнадзора. Домкраты. Наиболее распространены реечные, винтовые и гидравлические. 1. Реечный домкрат состоит из корпуса, в нем по направляющим перемещается стойка. Рукояткой движение передается стойке через зубчатую пару и речную передачу. Груз располагают на поворотной головке либо на пяте. Для удержания груза на любой высоте имеется грузоупорный тормоз с храповым механизмом. Процесс опускания груза (вращение рукояти на спуск) состоит из чередующихся падений и остановок. Эта неравномерность практически не ощущается в отрегулированном тормозе. Из уравнений моментов относительно оси зубчатого колеса определяется усилие Q на рукоятке при подъеме груза массой m. , (1) где - диаметр начальной окружности зубчатого колеса; R – длина рукоятки; u – передаточное число зубчатых передач; g – ускорение свободного падения; - КПД домкрата (0,65-0,85). Допускается усилие на рукоятке: 200Н – при кратковременной работе, 80Н – при непрерывной работе. Грузоподъемность до 3т. Высота подъема 0,6м. 2. Винтовой домкрат состоит из винта с прямоугольной или трапецеидальной резьбой, вращаемого рукояткой; корпуса с бронзовой гайкой грузовой головки. Рукоятка оборудована трещеткой, состоящей из зубчатого колеса, одетого на квадратную часть винта, и собачки, поджимаемой стопором и пружиной. Такие домкраты не требуют дополнительных устройств для удержания груза, так как винтовая пара (винт – гайка) – самотормозящаяся. Усилие Q на рукоятке R при подъеме груза массой m равно: , (2) где t – шаг винта; - КПД домкрата: ; - угол подъема винтовой линии; - угол трения в винтовой паре. Грузоподъемность – до 50т, h= до 0,35м. Есть домкраты с машинным приводом (рукоятка заменяется червячной передачей). Гидравлический домкрат состоит из цилиндра с поршнем, насоса, всасывающего, нагнетательного и спускного клапанов, масляного бака. Рабочая жидкость – минеральное масло, смесь из воды со спиртом (глицерином). Усилие на рукоятке: , (3) где d, D - диаметры поршней насоса и гидроцилиндра; , - плечи рукоятки; - КПД. Грузоподъемность 200т; h=0,18-0,2м. Домкраты с приводом отдельного насоса – грузоподъемность – 500т. Система из нескольких параллельных установочных домкратов, питаемых от одной насосной станции, осуществляют подъем крупных сооружений. Канатные подъемные механизмы (КПМ) КПМ состоят из подъемных лебедок и полиспастных систем. Применяют как самостоятельные подъемные устройства и как составные части кранов и подъемников. КПМ состоят из барабана (1), стального каната (2), системы блоков (3, 4, 5), грузового устройства(6). Рис. 5.1. Канатно-блочная система ПМ Канат – это свивка их высокопрочной стальной проволоки диаметром 0,3-3мм одинарной (из отдельных проволок), двойной (из свитых прядей) и тройной (из нескольких канатов двойной свивки) свивки. В центре сердечник из органического волокна, пропитанный смазкой, являющейся базой для навивки. Применяют в основном шестипрядные канаты двойной крестовой свивки с одним органическим сердечником с числом проволок 6*19=114 и 6*37=222. Есть семипрядные канаты с центральной металлической прядью. Канаты характеризируются диаметром, маркировочной группой проволоки и разрывным усилием F о. По нему выбирают типоразмер каната, связанный с наибольшим усилием натяжения S max , (4) где - минимальный коэффициент запаса прочности (для неподвижных канатов – 2,5- 5; для подвижных – 3,15-9). Для крепления свободных концов каната к конструкциям применяют разнообразные коуши и зажимы (закладывают клином, загибом концов с заливкой легкоплавким металлом, заплеткой, канатным зажимом). Канатный блок – установленное на оси на подшипниках качения, скольжения чугунное или стальное колесо, с V-образным ручьем на его ободе для укладки в нем каната. Должно выполняться условие: отношение диаметра блока, измеренного по средней линии каната, к его диаметру принимается не менее 12,5-28. Блоки устанавливают единично или группами на единой оси. Называются блочными обоймами, которые образуют полиспаст. Кратность полиспаста (всегда есть целое число 2;3;4…): , (5) где - скорость навивки каната на барабан (входной параметр); - скорость подъема груза. ( < ). Усилие определяется: , (6) где S – усилие в навиваемой на барабан ветви каната; mg – сила тяжести груза и грузозахватывающего приспособления; - КПД полиспаста. Нужно запомнить правило: Кратность полиспаста численно равна числу ветвей каната, (частный случай) на которых подвешен груз. Правило Кратность полиспаста равна отношению числа ветвей каната, (общий случай) на которых подвешен груз, к числу ветвей, навиваемых на приводной барабан. КПД полиспаста: ; (7) (с кратностью не выше 4), где - КПД одного блока; i - кратность полиспаста; n - число блоков в полиспасте. Типоразмер каната назначают по его разрывному усилию в соответствии с действующими стандартами (ГОСТ 2688-80) Типы: ЛК-0 – одинаковый диаметр проволок (линейное касание); ЛК-Р – разный диаметр проволок. Согласно ГОСТ – шестипрядный канат двойной свивки с линейным касанием проволок в прядях типа ЛК-Р с одним органическим сердечником. Диаметр каната, мм Масса 1м, кг Маркировочная группа, Н/кв.мм Минимальное разрывное усилие, кН 22,5 1,85 1370 220 21 1,635 1570 222 19,5 1,405 1860 218,5 Барабаны цилиндрической формы с бортами от соскальзывания каната (ребордами – высота реборды над последним витком h р ≥2dk) из чугуна, стального литья, сварными из листовой стали. Каната в один слой в барабане – однослойная навивка; в несколько – многослойная. Конец каната закрепляют на барабане клином, винтом, прижимными планками с болтами на рабочей поверхности барабана или на его реборде. Основные параметры: 1)- диаметр D б; 2)- длина рабочей поверхности l o ; 3)- канатоемкость (общая длина навиваемого на барабан каната) L; 4)- число слоев навивки каната m; 5)- диаметр барабана по ребордам D р ; 6)- частота вращения n б ; 7)- шаг нарезки канавок (при однословной навивки) b; Геометрические размеры барабана определяют в зависимости т диаметра каната d к , диапазона вертикального перемещения груза H, кратности полиспаста i. , (8) где D o – диаметр барабана по первому слою навивки каната. (9) - канатоемкость равно длине каната, навиваемого на барабан при подъеме груза из наиболее высокого положения, сложенной с длиной 1,5-2 запасных витков каната на барабане для разгрузки крепления к нему каната. Крюки – простейшие грузозахватные устройства (однорогие и двурогие) для подвешивания к ним грузов непосредственно или с помощью чалочных устройств или захватов. Однорогие – для грузов 1т до 75т. Двурогие – от 5т и выше. Рис. 5.2. Крюки. а)-однорогий крюк; б)-двурогий крюк. Крюки снабжают предохранительным замком А. Стропы – канатные и цепные. Они могут быть одно (1СК), двух (2СК), трех (3СК), четырехветвевыми (4СК), двухпетлевыми (СКП), кольцевыми (СКК). оба конца каждой ветви стропа имеют коуши. Концы каната закрепляют алюминиевыми или стальными втулками опрессовкой, заплеткой, обмоткой концов прядей проволокой. Усилие напряжения ветви стропа: , (10) где m – масса груза; n – число ветвей; - угол наклона ветви стропа к вертикали. С увеличением усилие S возрастает. ГОСТ ограничивает угол . Между любыми двумя ветвями ≤90°. Основные параметры: грузоподъемность – 0,32-32т; длина – 0,9-25м. Строп 4СК1-:,34400 ГОСТ25573-82 – 4-х ветвевой строп, канатный, грузоподъемностью 6,3т, длиной 4,4м. Захваты. Для захватывания однотипных грузов и подвешиванию их к крюку применяют клещевые и эксцентриковые зажимные фрикционные захваты. Стальные листы и прокат в цехах металлоконструкций применяют подъемные элекромагниты. Для подъема немагнитных листовых грузов (плиты перегородок, фанеры, листового стекла, бетонных изделий) применяют вакуумные грузозахватные устройства (вакуумные присосы диаметром 400мм с резиновым ободом). Для сыпучих и жидких грузов используют опрокидные и раскрывающиеся бадьи. Для массовой перегрузки сыпучих материалов применяют челюстные ковши – грейферы. Чаще двухчелюстные двухканатные грейферы. Глубина погружения челюстей грейфера в материал зависит от его плотности, массы грейфера, кинетической энергии его заброса при падении. Каждому материалу определенной плотности соответствует своя определенная масса грейфера, которую изменяют специальными грузами. Строительные лебедки, подъемники и вышки Лебедки – это устройства для подъема (подъемные) или горизонтального перемещения (тяговые) грузов. Ручные и приводные (элекродвигатель, гидромотор, ДВС). Барабанные с одним или двумя барабанами, безбарабанные с канатоведущим шкивом (шахтные подъемники, лифты, подвесные подмостья). Характеризируются: 1- тяговым усилием, 2- скоростью движения каната, 3- канатоемкостью барабана. Ручные лебедки просты, как вспомогательное монтажное оборудование. Состоит из 1- барабана, 2- открытых зубчатых передач, 3- дискового грузоупорного тормоза на параллельных валах, опирающихся на подшипники в боковинах станины, 4- рукояток для подъема. Электрореверсивные лебедки – наиболее распространенные в приводах машин самостоятельные механизмы. Основные параметры: номинальная мощность приводного двигателя Р дв , крутящий момент на барабане Т б, частота вращения барабана n б. , (11) где Q – грузоподъемность полиспаста; - скорость перемещаемого груза (требуемая); - суммарный КПД механизма. ; - КПД канатно-балочной системы; - КПД барабана; - КПД трансмиссии; Передаточное отношение трансмиссии электродвигателя: , (12) где - частота вращения элекродвигателя; - частота вращения барабана. Тормоз выбирают по тормозному моменту: , где - 1,5-2,5 – коэффициент запаса торможения; - наибольший статический тормозной момент. Тяговое усилие – от 3,2 до 125кН при скорости каната 0,5…0,1 м/с и канатоемкости от 80 до 800м. Многоскоростные лебедки – два электродвигателя. Их широко применяют в кранах с элекроприводом на монтаже СК. Ручные тали – на ремонтных работах для подъемов грузов до 5 т, h до 3м. Из подвешивают к потолочным балкам, треногам и другим устройствам с помощью крюка. Тяговым органом служит грузовая пластинчатая или овально-звеньевая цепь, охватывающая звездочку, жестко связанную с червячным колесом редуктора. Для подъема и опускания груза червяк приводят во вращение вручную цепью, охватывающей цепное колесо. Прилагаемое к приводной цепи усилие: , (13) где m – масса груза, крюковой обоймы и тяговой цепи; r, R – радиусы начальных окружностей звездочки и цепного колеса; u – передаточное число червячной передачи; - КПД тали, учитывает потери энергии при трении. Тельферы (тали с электроприводом) – для перегрузки грузов в складах, произвольных помещениях, на монтажных площадках, для комплектования комбинированных однобалочных, козловых и полукозловых кранов. Перемещаются по монорельсам собственным механизмом перемещения. Управляют электроталью с пола кнопочным пультом на гибком кабеле. Грузоподъемность: 0,25-5т. Высота подъема: до 6 метров. Скорость подъема: 20м/мин. Есть электротали с грузоподъемностью 10т при высоте подъема до 20м. Подъемники – для подъемов грузов и людей на этажи при отделочных и ремонтных работах. Грузы размещают в ковшах, кабинах, площадках, перемещаемых в жестких направляющих вертикально. Бывают грузовые, грузопассажирские, мачтовые, шахтные. Внутри здания стационарные подъемники (лифты). Грузовые мачтовые подъемники снаружи возводимых зданий. Они состоят из опорной рамы, мачты из секций, каретки, грузовой платформы, элекрореверсивной лебедки с полиспастной системой, электрошкафа. При высоте мачты более 10м ее крепят к стене здания настенными опорами. Грузы массой 0,3-0,5т при высоте здания до 16 этажей имеют скорость подъема 22-37м/мин. В высотном строительстве есть подъемники с грузоподъемностью до 1,6т при высоте подъема до 200м и более. Бесканатные подъемники в виде одностоечной или двухстоечной мачты. К ее направляющим прикреплены зубчатые рейки с зубчатыми колесами, на грузовой платформе подъемного механизма. Для подъема и подачи в окна грузов, персонала в башенные краны. Ковшовые (скиповые) подъемники для подачи сыпучих материалов в бункера, работы на складах и предприятиях промышленности стройматериалов. Ковш оборудован ходовыми колесами (рамками), перемещается лебедкой по наклонно-вертикальным рельсам. Ковш, доходя до упора, опрокидывается. Емкость – 1 куб.м. скорость перемещения 0,1-0,5 м/с. Грузопассажирские подъемники на высотных зданиях для подъема грузов и людей. Грузоподъемность 0,5-1т при высоте здания до 110м (30 этажей). Статические испытания перед пуском, каждые 12 месяцев. Нагрузкой на 50% > тягового усилия. Динамические испытания на 10% больше. Техническое освидетельствование. Вышки для подъема грузов и людей при обслуживании ЛЭП, осветительных сетей, контактных линий общественного транспорта, монтажных и ремонтных работах. Состоит из базового автомобиля, телескопной мачты, люльки, механизма подъема мачты и ее раздвижки. Мачта состоит из нескольких трубчатых секций. Раздвигается канатно- блочной системой лебедкой, гидравлически и комбинированно. Автомобиль устанавливают на выдвижные опоры в его задней части перед началом работы. Сейчас больше вышки с гидроприводом и телескопическими мачтами и стрелами. Основные параметры: 1)- грузоподъемность; 2)- рабочая высота; 3)- продолжительность подъема люльки. Классификация, назначение, область применения, устройство, рабочие процессы и производительность строительных кранов (СКр) Общие сведения о строительных кранах Краны применяют в различных отраслях н/х для перемещения грузов по пространственным траекториям произвольной конфигурации. Их изготовляют в виде консольных и пролетных конструкций. Базовые параметры СКр определяются параметрами строительных объектов и их элементов. Консольные краны - стреловые с поворотными неповоротными частями. К ним крепится стрела с полиспастом на ее конце, к подвижной обойме которого подвешено грузозахватное устройство. Обойма может быть установлена на подвижной каретке (тележке), перемещающейся вдоль стрелы. Груз в таких кранах всегда находится вне опорного контура крана. К консольным относят мачтово-стреловые и башенные краны, большая группа самоходных стреловых кранов (гусеничных, рельсоколесных, пневмоколесных, на шасси автомобильного типа, автомобильных, тракторных, кранов- трубоукладчиков, мощных монтажных кранов). Краны пролетного (мостового) типа - состоят из пролетного строения и перемещающейся по нему тележки с полиспастом. Груз находится в пределах опорного контура крана. В эту группу входят мостовые, козловые и кабельные краны. Основные параметры кранов: 1- грузоподъемность; 2- высота подъема груза; 3- вылет груза; 4- пролет (расстояние между продольными осями рельсов кранового пути); 5- глубина опускания груза; 6- колея(расстояние между колес, гусениц); 7- база; 8- скорость подъема груза; 9- скорость главной посадки груза; 10- средняя скорость изменения вылета; 11- частота вращения поворотной части крана; 12- скорость передвижения крана. Зависимость грузоподъемности от вылета груза называют грузовой характеристикой. Представляется графически. Различают min и max вылеты, соответствующие наибольшей и наименьшей грузоподъемности. Изменение вылета влечет к изменению max высоты подъема груза. Это высотная характеристика. Совмещая их на одном графике, называют ее грузовысотной характеристикой. Грузоподъемность * вылет = грузовой момент. Контур, охватывающий опорные элементы (колеса, выносные опоры, гусеницы) называют опорным контуром. Производительность кранов (общая масса, перемещенная в единицу времени): , (1) где Q – максимальная грузоподъемность; , - коэффициенты использования крана по грузоподъемности и по времени; - продолжительность рабочего цикла крана; =0,5-0,6 (12-14ч работы в сутки) – среднесуточный; =0,41-0,43 (3600-3800ч в году) – среднегодовой; =0,5 – при СМР; =0,6 – при перегрузке штучных грузов. Мачтово-стрелковые краны Это краны со стационарно установленной мачтой, поддерживаемой растяжками- вантами (вантовые краны) или жесткими раскосами (подкосные или жестконогие краны). Применяются для монтажа сборных конструкций и технология на крупных стройках. Вантовый мачтово-стреловой кран состоит из мачты, стрелы, грузового и стрелового полиспастов, электролебедок, опорной балки, удерживающих мачту вант. Внизу через подпятник мачта опирается на поворотный круг с канатным приводом. Сверху через опору она раскреплена 4,6 или с 8-ью растяжками – вантами (зависит от грузоподъемности). Она наклонены к горизонту под 30 0 . Винты натягивают и удерживают ручными лебедками или стяжными муфтами (талрепами), прикрепленных к якорям. Стрела шарнирно внизу закреплена на мачте. Вверху удерживается стрелоподъемным полиспастом. Грузоподъемность их от 5 до 25 т. Жестконогий мачтово-стрелковый кран . Мачта у него поддерживается жесткими подкосами, опирающие на балки- лежни. Для устойчивости их пригружают балластом или заанкеривают. Здесь стрела может быть удлинена (в 1,5 – 2 раза по сравнению с предыдущим краном). Их грузоподъемность от 0,75 до 35 т. Башенные краны – это машины со стрелой, закрепленной вверху вертикальной башни, ведут работы по перемещению грузов и монтажу СК за счет сочетания работы движений: подъем, опускание груза, изменение вылета, поворота стрелы и передвижения самого крана. Это основные грузоподъемные во многих отраслях промышленности и строительства. Грузоподъемность: от 5 до 25, до 50 т и до 250 т. Высокая маневренность, большая зона обслуживания и подстрелового пространства. Классифицируют: - по назначению (строительные, монтажные, краны перегружатели); - по возможности передвижения (по рельсам; стационарные или приставные; самоподъемные); - по способу изменения вылета крюка (с подъемной и с горизонтально балочной стрелой); - по типу вращающихся элементов башенно-стрелового оборудования (с поворотными башнями или головками); - по типу металлоконструкций (решетчатые и трубчатые). О системе индексации. Их обозначают индексом типа КБ-0000 Базовые модели башенных кранов обозначаются буквами КБ (кран башенный) и цифрами: Рис.6.1. Система индексации башенных кранов: Первая цифра (I) – размерная группа по грузовому моменту. Две вторые цифры (II, III) – порядковый номер базовой машины, имеющей поворотную или неповоротную башню. Четвертая (IV) – номер исполнения, отличающийся от базовой модели, например, длиной стрелы, высотой подъема, величиной максимальной грузоподъемности. После цифр (V) – может указываться обозначение очередной модернизации (А, Б, В) и климатическое исполнение для холодного, тропического и тропически влажного климата (ХЛ, Т, ТВ). Башенный кран с поворотной башней состоит из неповоротной рамы с ходовым устройством и ее приводом и поворотной частью. Последняя включает поворотную платформу с противовесом, механизмом вращения, грузовой и стреловой лебедками, башню, стрелу, полиспасты. На всех механизмах электроприводная стрела может быть оборудована грузовой кареткой. Краны с неповоротной башней - отличие в том, что вместе с нижней рамой и ходовыми тележками к неповоротной части относится также башня с порталом и балластом в нижней части. Приставные (стационарные) башенные краны – для строительства высотных сооружений (150м и более). Состоит из поворотной головки и горизонтальной стрелы с перемещающейся по ней грузовой кареткой. Их устанавливают на специальном фундаменте или на части фундамента здания. Башню крепят к зданию с помощью закладных рам. Башню наращивают секциями 2,5-7м. Переставные (самоподъемные) краны применяют при строительстве высотных зданий с жестким и прочным металлическим каркасом. Отличие – короткая башня без портала и наличием охватывающей башню обоймы. башня опирается на опорную балку с откидными упорами. Грузоподъемность 15т. М гр =3300кНм. Самоходные стреловые краны Это большая группа кранов с высокой транспортной маневренностью, независимым энергоснабжением, разнообразным рабочим оборудованием. Ходовое оборудование – гусеничное и пневмоколесное. В таких кранах применяют разнообразные стрелы: 1- прямые короткие (основные), 2- удлиненные вставками, 3- с гуськами. Самоходный стреловой кран состоит из ходовой части, опорно-поворотного устройства, поворотной платформы с крановым оборудованием, стрелового и башенно- стрелового рабочего оборудования, силовой установки, механизмов привода и системы управления. Основные параметры: 1)- масса; 2)- грузовой момент; 3)- максимальная грузоподъемность; 4)- вылет крюка; 5)- максимальная высота подъема крюка; 6)- глубина опускания крюка; 7)- колея ходовой тележки; 8)- база тележки; 9)- удельное давление на грунт или нагрузка на ходовую ось; 10)- скорость подъема; 11)- частота вращения поворотной части; 12)- рабочая и транспортная скорости перемещения; 13)- мощность силовой установки; 14)- производительность крана; По ГОСТ 22827-85 индексы: КА-0000 – для автомобильных кранов; КП-0000 – пневмоколесных; КГ-0000 – гусеничных; КШ-0000 – для кранов на шасси автомобильного типа; КК-0000 – для кранов на короткобазовом шасси. Первый нуль заменяют на цифру от 1 до 9 (размерная группа) (грузоподъемностью: 4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100; более 100). Второй нуль – тип ходового устройства. 1 – гусеничное с минимальной опорной поверхностью; 2 – гусеничное с увеличенной опорной поверхностью; 3 – пневмоколесное; 4 – на специальном шасси автомобильного типа; 5 – шасси грузового автомобиля; 6 – тракторное; 7 – прицепное; 8 – короткобазовое; 9 – резерв для иных ходовых устройств. Третий нуль – от 6 до 9 исполнение стрелового оборудования (6 – с гибкой канатной подвеской; 7 – с жесткой гидравлической подвеской; 8, 9 – резерв). Четвертый нуль – порядковый номер модели. Дополнительно буквами – модернизация и специальное климатическое исполнение. Гусеничные краны. Скорость передвижения 0,5-1 км/ч. Грузоподъемность от 16 до 250т. Длина прямых стрел 10-15м. Индивидуальный электропривод с первичным силовым агрегатом – дизелем и элекрогенератором переменного трехфазного тока частотой 50Гц, напряжением 380-220В. Давление на грунт до 0,1МПа. Приводы всех механизмов – грузового, стрелоподъемного, поворотного, ходового, построены по стандартным схемам: электродвигатель – тормоз – редуктор – рабочий орган. Устойчивость и грузоподъемность кранов зависит от размеров опорного контура базы и колеи. Пневмоколесные краны. Это краны типов КС и МКП грузоподъемностью 16, 25, 36 и 100т. Ходовое оборудование: двухосное и многоосное (до пяти осей). Скорость передвижения – 5км/ч., транспортирование – 35 км/ч (до 70км/ч). Работа на выносных гидроопорах. В стесненных условиях хорош пневмокран на короткобазовом шасси. Стрела телескопическая из трех секций. С многослойными шинами. Широко используются в строительстве самоходные стреловые краны на базе двух или трехосных грузовых автомобилей – автомобильные краны. Грузоподъемность 4; 6,3; 10; 16; 25; 32т. Краны с жесткими (нераздвижными) и телескопическими (раздвижными) стрелами. Краны на специальных шасси автомобильного типа – для СМР, монтажа технологического оборудования, погрузочно-разгрузочных работ. Грузоподъемность их 25, 40, 50, 63, 100 и 250т (зарубежные модели до 1000т). Специальные шасси (от 3 до 8 осей) воспринимают большие нагрузки. Телескопные стрелки (3-5 секций). Тракторные краны – в условиях бездорожья. На базе гусеничных и пневмоколесных тракторов. Грузоподъемность не превышает 10т. Краны-трубоукладчики – для работы на нефтепроводах и газопроводах. База гусеничных тракторов. Для устойчивости с противоположной стороны стрелы установлен откидывающийся противовес (контргруз). Передвигается с грузом на крюке. Для укладки в траншею предварительно сваренного и изолированного трубопровода, одиночных труб, запорной арматуры, перевозки труб и трубных секций (плетей), на монтаже насосных и компрессорных станций. Отечественная промышленность выпускает краны- трубоукладчики грузоподъемностью от 6,3 до 50т, вылет минимально 1,5м, высота подъема крюка – 4,5-7,5м. Их комплектуют следующими такелажными установками : универсальные канатные стропы, клещевые автоматические захваты, эластичные захваты (полотенца), троллейными подвесками, траверсы с торцевым захватом труб для выгрузки с трубопровозов и штабелировании на складах и базах. Краны пролетного типа – груз находится в пределах опорного контура. Это козловые, полукозловые, мостовые краны, кран-балки и кабельные краны. Имеют 2 опоры, перемещаются по рельсам или на пневмоколесах, имеют пролетную часть (мост решетчатой или коробчатой конструкции). Козловые – на складах и монтажных площадках. Грузоподъемность от 1 до 500т. Пролеты от 9,3 до 50м. Высота подъема 7-30м. Различают общего назначения и специальные (монтажные). Однобалочные и двухбалочные. Решетчатые и коробчатые. Постоянная грузоподъемность по всей площади обслуживаемой зоны, более устойчивы и менее материалоемки по сравнению со стреловыми. Для монтажа цементных печей, котлов, турбогенераторов – 100-125т, пролеты – 20-25м, высота – 12,5-25м. На строительстве АЭС работают козловые краны – 400т. Полукозловые – Мост опирается на одну жесткую опору и на конструкцию здания. Рельсовый путь. Для монтажа оборудования и погрузочно-разгрузочных работ. Грузоподъемность 10-30т, пролет 11-28м, высота подъема – 16-60м. Мостовые краны отличаются от козловых тем, что они передвигаются по рельсовым путям, уложенных на колоннах цеха (склада). Однобалочные и двухбалочные. Грузоподъемность от 5 до 500т, пролет 10-32м. В качестве подъемного механизма у однобалочных мостовых кранов, называемых также кран-балками, используют электротали. Грузоподъемность до 5т, пролет 5-17м. Управляют краном с пола, реже с кабины. Нагрузки, действующие на кран Краном воспринимаются следующие нагрузки: 1)- вес груза с грузозахватными установками; 2)- вес элементов крана, включая противовес; 3)- силы инерции, действующие на кран и груз; 4)- вес снега и слоя льда при оледенении; 5)- давление ветра (скорость напора и конфигурации поверхности). Различают нагрузки рабочего (1) и нерабочего (2) состояния крана: 1)- кран совершает рабочее движение собственными механизмами; 2)- по условиям внешней среды кран эксплуатировать не допускается (шторм, ураган, ветер, землетрясение, состояние машины в стадии ремонта или монтажа). В проектных расчетах массу грузозахватных установок принимают 0,03-0,05 номинальной грузоподъемности; массу крана – по действительным стандартам. Снеговая нагрузка по СНиП – 50-250 кг/кв.м в зависимости от географической зоны (III зона – 1кН/кв.м). Масса льда: , (2) где =-5°-0°С – толщина льда 10-12мм. ρ=900кг/куб.м – плотность льда; d - диаметр оттяжек и канатов; q - динамическое давление ветра (125-500Па – в зависимости от зоны, типа и режима работы крана); K - коэффициент, равный 1,6-2,5, учитывает возрастание динамического давления по высоте, характер обтекания объекта воздухом, пульсации скорости ветра. Ветер: (3) Ветровая нагрузка: , (4) где - распределенная ветровая нагрузка на i-ый элемент с наветренной (теневой) площадью . Если неизвестна, определяют ее приближенно в зависимости от грузоподъемности Q: Ветровую нагрузку учитывают при расчете МК на прочность и выносливость, при проверке грузоустойчивости крана на опрокидывание механизмов крана. Вертикальные составные силы инерции: , (5) где , - массы груза и грузозахватных приспособлений; - ускорение вертикального перемещения груза ((+) – при ускоренном движении, (-) – при замедленном движении). При вращении поворотной части крана возникают центральные силы инерции , действующие на любой элемент крана, массой и на груз : , (6) , (7) где ω - угловое вращение, частота; , - радиусы центра элементарной массы и центра масс груза от оси вращения. При вращении с переменной скоростью, кроме того действуют касательные силы инерции: , (8) , (9) где - угловое ускорение. Горизонтальные силы инерции при поступательном передвижении крана с ускорением равны: ; (10) (11) При расчете сил инерции оперируют: 1. массами (при поступательном движении) или моментами инерции (при вращательном движении); 2. механической характеристикой привода (связь момента с частотой вращения вала двигателя); 3. жесткостью связей, соединяющих движущиеся элементы системы. Устойчивость кранов. Свободно стоящие краны, не закрепленные на фундаменте, подвержены внешним нагрузкам, которые могут привести к их опрокидыванию. Способность кранов противостоять опрокидыванию относительно некоторой общей с основанием оси (ребра опрокидывания) называют устойчивостью. Условием устойчивости является равенство моментов относительно возможного ребра опрокидывания, опрокидывающих кран и удерживающих его сил или превышений: (12) Различают продольную и поперечную устойчивость. Устойчивость крана на крюке называют грузовой, а без груза – собственной устойчивостью. Ступень устойчивости кранов определяется коэффициентом устойчивости – это отношение к . Коэффициент устойчивости и его методика определения регламентированы правилами ГосГорТехнадзора, а башенных кранов – ГОСТ. Коэффициент устойчивости должен быть не менее 1,15. (13) Устройства безопасности Строительные краны оборудуют устройствами безопасности (УБ): 1)- ограничителями грузоподъемности; 2)- ограничителями линейных и угловых перемещений; 3)- анемометрами; 4)- кренометрами; 5)- сигнализаторами приближения; 6)- бесконтактные переключатели (электронные, электромагнитные, ультразвуковые, фотоэлектронные) в условиях пыльной и газовой среды, высокой влажности. Ограничители грузоподъемности для защиты кранов от перегрузок и опрокидывания. При превышении номинальных значений на 10% - стреловые, на 25% - мостовые – автоматически отключают механизмы подъема. Они бывают механические, электромеханические, микропроцессорные. Последние оценивают на табло: 1- вылет и фактическую массу груза; 2- загрузку по грузовому моменту в процентах от допускаемого; 3- скорость ветра. Выдаются звуковые и световые сигналы (при 90% загрузке). Устанавливают указатели – маятникового или рычажного типов – вылетов и соответствующей им грузоподъемности. Есть сельсинные указатели вылетов (датчики). Креномеры – для определения угла наклона крана на местности. Противоугонные захваты – оборудуют ходовые тележки для избежания схода крана с путей и опрокидывания – при сильном ветре. В конце рельсового пути – тупиковые опоры, с буферными устройствами для смягчения удара при наезде крана на упор. Анемометры – устанавливают вверху на головке крана для обдувания ветром. Они дают сигналы о скорости ветра (сиреной, красной лампой), высота до 15м, пролет 16м. Заземляют все МК на кранах с элекроприводом. К таким УБ относят также: 1)- сбрасывающие щитки для очистки рельсов; 2)- опорные детали для защиты крана от падения; 3)- устройства против выхода каната из ручья блока; 4)- устройства от запрокидывания стрелы. Техническое освидетельствование кранов. Технический надзор. Основные положения техники безопасности при их эксплуатации Техническим освидетельствованием устанавливается соответствие машины правилам ГосГорТехнадзора, паспортным данным и представленным документации: ее исправность, обеспечивающей безопасную работу; соответствия требованиям Правил организации надзора и обслуживания машины. Полное ТО – осмотр машины, статические и динамические испытания. Частичное включает только осмотр. Осмотру и проверке подлежат: 1- механизмы и электрооборудование; 2- приборы безопасности; 3- тормоза; 4- ходовые устройства (колеса) и аппараты управления. Только проверке – освещение, сигнализация, габариты, состояние МК, кабины, лестницы, площадки и ограждения, состояние крюка (не реже одного раза в 12 месяцев), ходовых колес, блоков, барабанов, элементов тормозов, расстояние между крюковой подвеской и упором, состояние изоляции проводов и заземления с определением их сопротивления, соответствие массы противовеса и балласта их паспорту, состояние кранового пути, состояние канатов и их крепления. Статические испытания с целью проверки прочности машины нагрузкой на 25% выше грузоподъемности. Груз поднимают на высоту 100-200мм с выдержкой в 10мин. Кран считается исправным, если груз за это время не отпустится на землю и не будет обнаружено трещин, остаточных деформаций и других повреждений в МК и механизмах. Динамические испытания с целью проверки действия механизмов и тормозов, нагрузкой на 10% превышающей грузоподъемность. Многократно поднимают и опускают груз. Осмотр траверс, клещей, захватов, тары проводят ежемесячно, стропов – каждые 10 дней, редко используемые приспособления – перед выдачей их в работу. К управлению и обслуживанию ГМ допускаются лица, не моложе 18-ти лет, прошедшие курс обучения. Запрещается по ТБ: 1)- подъем груза с массой, превышающей допустимую для данного вылета; 2)- подъем грузов в неустойчивом состоянии; 3)- отрыв грузов (примерзших, заваленных, заложенных, залитых бетоном, прикрепленных болтами к основанию); 4)- подтаскивание грузов по земле при косом натяжении канатов; 5)- оттягивание груза в процессе подъема; 6)- использование концевых выключателей в качестве рабочих органов для автоматической остановки; 7)- вывод из действия тормозов механизмов и приборов безопасности; 8)- поднимать людей; 9)- находится под стрелой грузом; 10)- перемещать грузы над людьми. |