Основные технические параметры стрелового самоходного крана:

Н тр – требуемая высота подъема стрелы, м;

L тр - требуемый вылет стрелы, м;

Q тр – требуемая грузоподъемность крюка, т;

I стр - требуемая длина стрелы, м.

Для определения технических параметров крана необходимо подобрать строповочные приспособления для монтажа сборных элементов. Данные заносятся в таблицу «Строповочные приспособления для монтажа сборных элементов» по форме.

Схема монтажа здания (для плиты покрытия) самоходным стреловым краном:

Требуемаявысотаподъемастрелы - Н тр определяется по формуле:

Н тр =h 0 + h з + h э + h с + h п , м,

где h 0 - превышение опоры монтируемого элемента над уровнемстоянки крана, м;

h з – запас по высоте (не менее 0,5м по СНиП 12.03.2001), м;

h э - высота элемента в монтируемом положении, м;

h с - высота стропы, м;

h п - высота грузового полиспаста (1,5м), м.

Н тр = м

Требуемыйвылетстрелы - L тр определяется по формуле:

L тр =(Н тр - h ш)х(c+d+b/2)/(h п +h с)+a , м,

где Н тр - требуемая высота подъема стрелы;

h ш

с - половина сечения стрелы на уровне верха монтируемого элемента (0,25м), м;

d – безопасное приближение стрелы к монтируемому элементу (0,5-1м), м;

b/2 - половина ширины монтируемого элемента, м;

h п - высота грузового полиспаста (1,5м), м;

h с - высота стропы, м;

а

…………… м

Требуемаягрузоподъемность монтажного крюка Q тр - определяется по формуле:

Q тр =Q э +Q с , т,

гдеQ э – вес монтируемого элемента, т;

Q с - вес строповочного приспособления, т.

Q тр определяется из условия монтажа самого тяжелого элемента.

Q тр = …………. + ……………. = ……………. тн

Требуемаядлинастрелы -I стр определяется по формуле:

I стр = (Н тр -h ш) 2 +(L тр -а) 2 , м,

где Н тр - требуемая высота подъема стрелы, м;

L тр - требуемый вылет стрелы, м;

h ш - высота шарнира пяты стрелы (принимать в расчете 1,25-1,5м), м;

а - расстояние от центра тяжести крана до пяты шарнира стрелы (1,5м).

I стр = =…………… м

Выбираем Автомобильный кран ……………….. грузоподъемностью ……т

Основная решетчатая стрела крана имеет длину ………….м

Технические характеристики при длине стрелы …………….м:

Грузоподъемность на выносных опорах при вылете стрелы,т

Наибольшем - ……………..

Наименьшем – ………………….

Вылет стрелы,м

Наибольший – …………….

Наименьший – ……………….

Высота подъема крюка при вылете стрелы,

Наибольшем - ………………..

Наименьшем - …………………

Безопасность труда на объектах городского строительства и хозяйства при использовании кранов и подъемников.
Учебно-методическое, практическое и справочное пособие.
Авторы: Ройтман В.М., Умнякова Н.П., Чернышева О.И.
Москва 2005 г.

Введение .
1. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ОПАСНОСТИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КРАНОВ И ПОДЪЕМНИКОВ.
1.1. Понятие о производственной опасности .
1.2. Опасные зоны на строительной площадке .
1.3. Примеры характерных аварий и несчастных случаев, связанных с использованием кранов и подъемников .
1.4. Основные причины аварий и несчастных случаев при использовании кранов и подъемников .
2. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КРАНОВ И ПОДЪЕМНИКОВ.
2.1. Общее условие обеспечения безопасности труда .
2.2. Нормативные основы обеспечения безопасности труда при использовании кранов и подъемников .
2.3. Основные задачи обеспечения безопасности труда при использовании кранов и подъемников .
3. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КРАНОВ И ПОДЪЕМНИКОВ.
3.1. Подбор кранов и их безопасная привязка.
3.1.1. Подбор крана.
3.1.2. Поперечная привязка кранов.
3.1.3. Продольная привязка башенных кранов.
3.2. Определение границ опасных зон работы кранов и подъемников.
3.3. Обеспечение безопасности труда в опасных зонах работы кранов и подъемников.
3.3.1. Приборы и устройства безопасности, устанавливаемые на кранах.
3.3.2. Обеспечение безопасности при установке кранов.
3.3.3. Защитное заземление подкрановых путей.
3.3.4. Обеспечение безопасности при совместной работе кранов.
3.3.5. Обеспечение безопасности при использовании подъемников.
3.4. Мероприятия по ограничению опасной зоны работы крана.
3.4.1. Общие положения.
3.4.2. Принудительное ограничение зоны работы крана.
3.4.3. Специальные мероприятия по ограничению опасной зоны работы крана.
3.5. Обеспечение безопасности труда при установке кранов вблизи линий электропередачи.
3.6. Обеспечение безопасности труда при установке кранов вблизи выемок.
3.7. Обеспечение безопасности при складировании материалов, конструкций, изделий и оборудования.
3.8. Обеспечение безопасности при погрузочно-разгрузочных работах.
4. РЕШЕНИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА В ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ (ППР, ПОС и др.) ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КРАНОВ И ПОДЪЕМНИКОВ.
4.1.Общие положения.
4.2. Стройгенплан.
4.3. Технологические схемы.

3.1. Подбор кранов и их безопасная привязка.
3.1.1. Подбор крана.

Выбор грузоподъемного крана для строительства объекта осуществляется по трем основным параметрам: грузоподъемности, вылету стрелы и высоте подъема груза .
Требуемая грузоподъемность крана на строительстве конкретного объекта и соответствующем вылете стрелы определяется по массе наиболее тяжелого груза. В массе груза учитываются: масса съемных грузозахватных приспособлений (траверс, строп, электромагниты и т.д.), масса навесных монтажных приспособлений, закрепленных на монтируемой конструкции до её подъёма и конструкций увеличении жесткости груза в процессе монтажа.
Фактическая грузоподъемность крана Qф должна быть больше или равна допустимой Qдоп и определяется из выражения:

Q ф = P гр + P зах.пр + P нав.пр + P ус.пр ≥ Q доп (3.1)

P гр – масса поднимаемого груза;
P зах.пр – масса грузозахватного приспособления;
P нав.пр – масса навесных монтажных приспособлений;
P ус.пр - масса усиления поднимаемого элемента в процессе монтажа.

Вылет стрелы и необходимая высота подъема груза, устанавливается в зависимости от массы наиболее тяжелой и наиболее удаленной конструкции, с учетом ширины и высоты здания.
Требуемая высота подъема груза H гр определяется от отметки установки крана путем сложения следующих показателей по вертикали (рис.3.1.):

• расстояние между отметкой стоянки крана и нулевой отметкой здания (±h ст.кр );
• высота задания от нулевой отметки до верхнего монтажного горизонта h зд ;
• запас высоты, равного 2,3м, из условий безопасного производства работ на верхнем монтажном горизонте (h без = 2,3м);
• максимальная высота перемещаемого груза с учетом закрепленных на нем приспособлений – h гр ;
• высота грузозахватного приспособления h зах.пр ;

H гр = (h зд ± h ст.кр ) + h без + h гр + h зах.пр ,(м) (3.2)
Кроме того, для обеспечения безопасности работ в этих условиях необходимо, чтобы расстояние от консоли противовеса или от противовеса, расположенного под консолью башенного крана, до площадок, на которых могут, находятся люди, было не менее 2м.
При выборе крана с подъемной стрелой необходимо, чтобы от габарита стрелы до выступающих частей зданий соблюдалось расстояние не менее 0,5м, а до покрытия (перекрытия) здания и других площадок, на которых могут, находится люди, не менее 2м по вертикали (рис. 3.2). При наличии у стрелы крана предохранительного каната, указанные расстояния принимаются от каната.

Рис.3.2. Обеспечение безопасности труда при использовании кранов с подъемной стрелой для монтажа элементов верхних строящихся (реконструируемых) объектов.

3.1. Подбор грузоподъемного крана.

3.1.1. Подбор крана производится по трем основным параметрам: грузоподъемности, вылету и высоте подъема, а в отдельных случаях и по глубине опускания.

3.1.2. Машинисту крана должен быть обеспечен обзор всей рабочей зоны. Зона работы башенного крана должна охватывать по высоте, ширине и длине строящееся здание, а также площадку для складирования монтируемых элементов и дорогу, по которой подвозятся грузы.

3.1.3. При выборе крана для производства строительно-монтажных работ необходимо следить за тем, чтобы вес поднимаемого груза с учетом грузозахватных приспособлений и тары не превышал допустимую (паспортную) грузоподъемность крана. Для этого необходимо учитывать максимальный вес монтируемых изделий и необходимость их подачи краном для монтажа в наиболее отдаленное проектное положение с учетом допустимой грузоподъемности крана на данном вылете стрелы.

3.1.4. Для монтажа конструкций или изделий, требующих плавной и точной установки, выбираются краны, имеющие плавные посадочные скорости. Соответствие крана высоте подъема крюка определяется исходя из необходимости подачи на максимальную высоту изделий и материалов с учетом их размеров и длине стропов. При выборе крана для строительных работ пользуются рабочими чертежами возводимого объекта, при этом учитываются размеры, форма и вес сборных элементов, подлежащих монтажу. Затем, с учетом места установки крана, определяется наибольший требуемый вылет стрелы и необходимая максимальная высота подъема.

3.1.5. Грузоподъемность крана - груз полезной массы, поднимаемый краном и подвешенный при помощи съемных грузозахватных приспособлений или непосредственно к несъемным грузозахватным приспособлениям. У стреловых поворотных кранов обеспечивается возможность подъема груза при всех положениях поворотной части. У некоторых импортных кранов в массу поднимаемого груза включается также масса крюковой обоймы, на что необходимо обращать внимание при разработке ППР.

Требуемая грузоподъемность крана на соответствующем вылете определяется по массе наиболее тяжелого груза со съемными грузозахватными приспособлениями (грейфера, электромагнита, траверс, стропов и т.п.). В массу груза включаются также масса навесных монтажных приспособлений, закрепляемых на монтируемой конструкции до ее подъема, и конструкций усиления жесткости груза.

Грузоподъемность крана () должна быть больше или равна массе поднимаемого груза , плюс масса грузозахватного приспособления , плюс масса навесных монтажных приспособлений , плюс масса конструкций усиления жесткости поднимаемого элемента .

Для кранов с переменным вылетом грузоподъемность зависит от вылета.

3.1.6. Необходимый рабочий вылет определяется расстоянием по горизонтали от оси вращения поворотной части крана до вертикальной оси грузозахватного органа как показано на рисунке 1.

Отметка высоты подъема;

Необходимый рабочий вылет;

Наибольший радиус поворотной части крана со стороны, противоположной стреле;

Высота здания (сооружения);

Высота подъема;

Колея пути крана;

Минимальное расстояние от выступающей части здания до оси рельса, ;

Размер зоны, в которой запрещается нахождение людей, определяется в ППР;

Габарит приближения;

Отметка головки рельса;

Основные высотные отметки;

________________

* В связи с возможным отклонением от вертикали поворотной башни высотой более двух секций и грузового полиспаста габарит приближения следует принимать 800 мм вместо 400 мм по всей высоте.

** От наиболее выступающей части крана.

Рисунок 1 - Привязка башенного крана к зданию

3.1.7. Требуемая высота подъема определяется от отметки установки грузоподъемных машин (кранов) по вертикали и складывается из следующих показателей: высоты здания (сооружения) от нулевой отметки здания с учетом отметок установки (стоянки) кранов до верхней отметки здания (сооружения) (верхнего монтажного горизонта) , запаса высоты, равной 2,3 м из условий безопасного производства работ на верхней отметке здания, где могут находиться люди, максимальной высоты перемещаемого груза (в положении, при котором производится его перемещение) с учетом закрепленных на грузе монтажных приспособлений или конструкций усиления, длины (высоты) грузозахватного приспособления в рабочем положении как показано на рисунках 1, 2, 3.

где - разность отметок стоянки кранов и нулевой отметки здания (сооружения).

Грузовысотные характеристики крана

Необходимый рабочий вылет;

Масса поднимаемого груза;

Высота подъема;

Высота здания;

Высота поднимаемого (перемещаемого) груза;

Длина грузозахватного приспособления;

Расстояние от оси крана до оси здания;

Размер зоны, в которой запрещается нахождение людей;

Размеры между осями здания;

Расстояние от оси здания до его наружной грани (выступающей части);

Габарит приближения;

Отметка высоты подъема;

Рисунок 2 - Привязка стрелового крана к зданию

Необходимый рабочий вылет;

Наибольший радиус поворотной части крана;

Глубина котлована;

Высота поднимаемого (перемещаемого) груза;

Длина грузозахватного приспособления;

Высота подъема;

Колея пути крана;

Расстояние от оси крана до оси здания;

Размеры между осями здания;

Расстояние от основания откоса котлована до края балластной призмы;

Расстояние от оси здания до основания;

Расстояние от оси рельса до ограждения рельсового кранового пути;

Ширина основания балластной призмы;

Отметка высоты подъема;

Отметка головки рельса;

Основные отметки конструкций здания.

Рисунок 3 - Установка рельсового крана у откоса котлована

3.1.8. Требуемая глубина опускания определяется от отметки установки грузоподъемного крана по вертикали как разница между высотой здания (сооружения) - при установке крана на конструкциях возводимого сооружения, или глубиной котлована и суммой минимальных высот груза и грузозахватного приспособления, как показано на рисунке 4, с увеличением на 0,15-0,3 м для ослабления натяжения строп при расстроповке.

где - высота здания (сооружения) от нулевой отметки до отметки перекрытия (крыши), на котором устанавливается кран;

Глубина котлована (сооружения) от отметки земли до отметки дна котлована (сооружения);

Разность отметок земли и нулевой отметки здания (сооружения);

Разность отметок стоянки крана и отметки перекрытия (крыши), или поверхности земли, на которых устанавливают кран.

Масса поднимаемого (опускаемого) груза;

Высота груза;

Длина (высота) грузозахватного приспособления;

Высота здания;

Высота (глубина) подъема (опускания);

Уровень стоянки крана;

Уровень земли;

Уровень дна котлована;

Уровень перекрытия (крыши).

(при стоянке крана на земле)

(при стоянке крана на крыше)

Рисунок 4 - Установка кранов для опускания (подъема) грузов ниже уровня стоянки

3.1.9. В стесненных условиях, где к опасной зоне примыкают дошкольные и образовательные учреждения, при выборе крана рекомендуется использование стационарных кранов.

3.2. Подбор крана-манипулятора.

3.2.1. Подбор кранов-манипуляторов осуществляется так же, как и грузоподъемных кранов по основным параметрам: грузоподъемности, вылету, высоте подъема и глубине опускания.

При этом учитываются грузовысотные характеристики крана-манипулятора для всех комбинаций условий его работы и исполнение, при которых предусмотрена эксплуатация.

3.2.2. Требуемые грузоподъемность крана-манипулятора и рабочий вылет определяются аналогично указаниям п.п.3.1.5 и 3.1.6.

3.2.3. Требуемая высота подъема определяется от отметки крепления краноманипуляторной установки (КМУ) на транспортном средстве по вертикали до грузозахватного органа, находящегося в верхнем положении, максимально необходимом для выполнения работ, как показано на рисунке 5.

где - высота крепления краноманипуляторной установки на транспортном средстве;

Высота груза;

Высота (длина) грузозахватного приспособления;

Запас высоты;

Высота грузоприемной площадки от уровня стоянки крана-манипулятора.

Грузовысотная характеристика без навесного оборудования

Необходимый рабочий вылет;

Высота поднимаемого (перемещаемого) груза;

Высота грузозахватного приспособления;

Вес груза;

Высота установки краноманипуляторной установки от земли (дорожного полотна);

Высота подъема;

Уровень установки КМУ;

Уровень грузоприемной площадки

Рисунок 5 - Привязка крана-манипулятора

3.3. Подбор строительного подъемника.

3.3.1. Подбор строительного подъемника производится по двум основным параметрам: грузоподъемности и высоте подъема. Грузовые подъемники, оборудованные грузозахватными приспособлениями (монорельсом, укосиной и др.), кроме этого - по вылету.

3.3.2. Грузоподъемность строительного подъемника - масса груза и (или) людей, на подъем которого рассчитано грузонесущее устройство (кабина, грузовая платформа, монорельс, укосина и др.), и подъемник в целом.

Грузоподъемность строительного подъемника определяется его паспортом.

Грузоподъемность строительного подъемника () должна быть больше или равна массе поднимаемого груза , т.е.

3.3.3. Высота подъема определяется расстоянием по вертикали от уровня стоянки подъемника до грузонесущего устройства, находящегося в верхнем положении:

При подъеме груза и (или) людей в кабине, на платформе или в люльке - до уровня пола грузонесущего устройства;

При подъеме груза на грузозахватном устройстве - до опорной поверхности крюка.

Требуемая высота подъема (), определяемая в зависимости от условий строительства и типа строительного подъемника, как показано на рисунке 6, должна быть меньше или равна высоте подъема строительного подъемника (), указанной в его паспорте, т.е.

б) , м), установленный паспортом строительного подъемника, т.е.

Типа и марки грузоподъемной машины, необходимой для обеспечения строительства (монтажа) объекта, с указанием ее краткой технической характеристики, обоснованием по высоте подъема крюка, вылету и грузоподъемности;

Перечня необходимых грузозахватных приспособлений (стропы, клещи, захваты, траверсы, контейнеры, тара и т.д.) с указанием типа, количества и грузоподъемности;

Подмостков, стеллажей, площадок, кассет, пирамид, необходимых для производства работ и приема грузов;

Оснастки, обеспечивающей временное закрепление элементов перед их расстроповкой;

Перечня (по весу) строительных деталей и конструкций с указанием вылетов стрелы, на которых они будут укладываться (монтироваться);

Наличия и размещения предупредительных надписей, плакатов;

Способов (схем) строповки, обеспечивающей подачу элементов при складировании и монтаже в положении, соответствующем или близком к проектному и мест их расположения;

Мест установки и мощности приборов освещения;

Расположения и параметров воздушных линий электропередач;

Конструкции и устройства подкранового основания для установки стреловых кранов (применение железобетонных плит и др.);

Расположения и конструкции ограждения крановых путей;

Проекта устройства крановых путей, выполненных в соответствии с ГОСТ Р 51248-99;

Безопасной установки кранов вблизи откосов, котлованов (траншей), строящихся зданий и сооружений.

Расчет грузоподъемности крана

Исходные данные для расчёта крана:

Высота подъёма груза, м - 5

Скорость подъёма груза, м/с - 0,2

Вылет стрелы, м - 3,5

Режим работы, ПВ % - 25 (средний)

Привод механизма подъёма и подъёма стрелы - гидравлический.

Рис.1

Определяем грузоподъемность крана исходя из уравнения устойчивости.

отсюда максимально допустимый вес груза будет равен:

Где, Ку - коэффициент грузовой устойчивости, Ку = 1,4;

Мвост - момент восстанавливающий;

Мопр - момент опрокидывающий;

Gт-вес трактора, из технической характеристики Gт = 14300 кг;

Gг-вес груза;

а - расстояние от центра тяжести трактора до точки опрокидывания;

b - расстояние от точки опрокидывания до центра тяжести груза.

Расчет механизма подъема груза, стрелы

1) определяем кратность полиспаста, в зависимости от грузоподъёмности Q, по таблице (приведена ниже). (а=2)

2) Выбираем крюк и конструкцию крюковой подвески по атласу (крюк №11)

3) Определяю кпд полиспаста (з):

Где з - кпд блока полиспаста

Кпд обводного блока

4) Определяю усилие в канате:

Выбираю канат типа ЛК-Р 6Ч19 О.С. диаметром 13

Где: d к - диаметр каната (d к = 13 мм)

Принимаю D бл = 240 мм. D б - предварительно принимаю больше D бл. D б = 252 мм. Для удобства размещения зубчатой полумуфты внутри барабана.

Гидромотор 210.12

Р двиг = 8 кВт

n = 2400 мин -1

I двиг = 0,08 кгм 2

Диаметр вала = 20 мм.

U р = 80 (ЦЗУ - 160)

Значение D б принимаем = 255 мм округлив расчётный диаметр до ближайшего из ряда чисел R a 40 по ГОСТ 6636 - 69, при этом фактическая скорость подъёма незначительно увеличится.

Расхождение с заданной скоростью составляет около 0,14%, что допустимо.

Рис.2

R k = 0,54*d k = 0,54*13 = 7,02 ? 7 мм

Определяю толщину стенки:

Z раб - число рабочих витков:

где t - шаг нарезки

Допустимые напряжения сжатия для чугуна СЧ15 = 88МПа

<3 составляет не более 10%, величину которого можно не учитывать, в нашем примере lб/Dб = 350/255 = 1,06 < 3 в этом случае напряжения изгиба будут равны:

При D к = 14,2 мм => резьба шпилек = М16 d 1 = 14,2 мм материал шпильки Ст3, [д] =85

18) Выбор тормоза.

Т т?Т ст* К т,

Т т = 19,55*1,75 = 34,21 Нм

Выбираю ленточный тормоз с гидроприводом, с номинальным Т т = 100 Н*м

Диаметр тормозного шкива = 200 мм.

Т р = Т ст *К 1 *К 2 = 26,8*1,3*1,2 = 41,8 Н*м

Выбираю упругую втулочно-пальцевую муфту с тормозным шкивом ш = 200 мм.

Т вых = Т ст *U М *з М = 26,8*80*0,88 = 1885 Н*м

Выбран редуктор Ц3У - 160

U ред = 80; Т вых = 2кНм; F к = 11,2кН

21) Проверка времени запуска.

Величина ускорения при запуске соответствует рекомендации для механизмов подъёма при погрузочно-разгрузочных работах [J] допускается до 0,6 м/с 2 . Медлительность обусловлена особенностями гидравлического привода.

Тормозной момент определяется по выбранному двигателю Т торм =80 Н*м.

Ускорение при торможении:

Величина замедления при торможении соответствует рекомендациям для механизмов подъема при разгрузочно-загрузочных работах ([i] = 0,6 м/с 2) .

Расчёт механизма подъёма стрелы

4) Определяю усилие в канате:

5) Выбор каната. Канат по правилам РОСГОРТЕХНАДЗОРА выбирается по разрывному усилию указанному в стандарте или в заводском сертификате:

Где: К - коэффициент запаса прочности, выбирается по таблице (для среднего режима работы - 5,5)

Выбираю канат типа ЛК-Р 6Ч19 О.С. диаметром 5,6 мм.

6) Определяю диаметр блоков из условия долговечности канатов по соотношению:

Где: d к - диаметр каната (d к = 5,6 мм)

е - допускаемое отношение диаметра барабана к диаметру каната.

Принимаем по нормам РОСГОРТЕХНАДЗОРА для кранов общего назначения и среднего режима работы е = 18.

Принимаю D бл = 110 мм. D б - предварительно принимаю больше D бл. D б = 120 мм. Для удобства размещения зубчатой полумуфты внутри барабана.

7) Определяю мощность необходимую для выбора двигателя с учётом з механизма привода:

8) Выбираю гидромотор по величине P ст из атласа :

Гидромотор 210 - 12

Р двиг = 8 кВт

n = 2400 мин -1

Т пуск = 36,2 Нм (страгивания), максимальный 46 Н*м.

I двиг = 0,08 кгм 2

Диаметр вала = 20 мм.

9) Определяю номинальный вращающий момент на валу двигателя:

10) Определяю статический момент на валу двигателя:

11) Определяю частоту вращения барабана:

12) Определяю передаточное число механизма:

13) Выбираю передаточное число стандартного 3х ступенчатого цилиндрического редуктора из атласа:

U р = 80 (ЦЗУ - 160)

14) Уточняю частоту вращения барабана:

15) Уточняю диаметр барабана, для того, чтобы сохранить заданную скорость подъёма груза, необходимо увеличить диаметр, так как частота вращения его уменьшилась до 30 при выборе значения первого числа стандартного редуктора.

Значение D б принимаем = 127 мм округлив расчётный диаметр до ближайшего из ряда чисел R a 40 по ГОСТ 6636 - 69, при этом фактическая скорость подъёма незначительно увеличится.

Расхождение с заданной скоростью составляет около 0,25%, что допустимо.

16) Определяю размеры барабана:

Рис.2

Определяю шаг нарезки канавок для каната:

R k = 0,54*d k = 0,54*5,6 = 3,02 ? 3 мм

Определяю толщину стенки:

Определяю диаметр по дну канавки нарезки:

Определяю число витков нарезки:

Где: Z кр = 3, число витков крепления

Z зап = 1,5 число запасных витков

Z раб - число рабочих витков:

17) Расчёт барабана на прочность.

где t - шаг нарезки

Допустимые напряжения сжатия для чугуна СЧ15 = 88Мпа

2)напряжения изгиба д и кручения ф для коротких барабанов lб/Dб<3 составляет не более 10%, величину которого можно не учитывать, в нашем примере lб/Dб = 109,4/127 = 0,86 < 3 в этом случае напряжения изгиба будут равны:

Определяем эквивалентные напряжения:

18) Расчёт крепления каната к барабану.

Определяю усилие ветви каната к накладке крепления:

где е = 2,71; f = 0,15; б = 3*п

где: К Т - 1,5 коэффициент запаса сил трения

Z m - 2 число шпилек или болтов

Размер накладки выбираем исходя из диаметра каната

При D к = 6,9 мм => резьба шпилек = М8 d 1 = 6,9 мм материал шпильки Ст3, [д] =85

18) Выбор тормоза.

Определяю статический момент при торможении:

Тормоз выбирается с учетом запаса по тормозному моменту т.е.

Т т?Т ст* К т,

где: К т - коэффициент запаса тормозного момента.

Т т = 2,01*1,75 = 4,03 Нм

Выбираю ленточный тормоз с гидроприводом, с номинальным Т т = 20 Н*м

Диаметр тормозного шкива = 100 мм.

19) Выбор муфты. Выбор муфты следует производить по расчётному моменту:

Т р = Т ст *К 1 *К 2 = 2,01*1,3*1,2 = 3,53 Н*м

Выбираю упругую втулочно-пальцевую муфту с тормозным шкивом ш = 100 мм.

20) Выбор редуктора. Производится по передаточному числу U M = 80, вращающему моменту на выходном валу Т вых и консольной нагрузке F к на выходном валу.

Т вых = Т ст *U М *з М = 2,01*80*0,88 = 191,2 Н*м

Выбран редуктор Ц3У - 160

U ред = 80; Т вых = 2 кН*м; F к = 11,2 кН

21) Проверка времени запуска.

Т торм = ±Т ст.торм. +Т ин1.т +Т ин2.т

Знак (+) следует принимать при опускании груза, т.к. в этом случае время торможения будет больше.

Момент сопротивления сил инерции вращающихся частей привода при запуске:

Момент сопротивления от сил инерции барабана:

Величина ускорения при запуске соответствует рекомендации для механизмов подъёма при погрузочно-разгрузочных работах. [J] до 0,6.

21. Проверка времени торможения:

Т торм = ±Т ст.т. +Т ин1т +Т ин2т

Где: Т торм - среднетормозной момент двигателя; знак плюс следует принимать при опускании груза, так как в этом случае время торможения будет больше;

Т ст.т - статический момент сопротивлений при торможении;

Т ин1т - момент сопротивлений от сил инерции вращающихся частей привода при торможении;

Т ин2т - момент сопротивлений от сил инерции поступательно-движущихся масс при торможении.

Тормозной момент определяется по выбранному двигателю Т торм =25 Н*м.

Определяю моменты сопротивлений при торможении:

Ускорение при торможении:

Величина замедления при торможении соответствует рекомендациям для механизмов подъема при разгрузочно-загрузочных работах ([i] = 0,6 м/с 2).

Раздел 4. Расчёт металлоконструкции

трактор трубоукладчик кран стрела

Расчёт металлоконструкции включает в себя:

1) расчёт прочности металлоконструкции стрелы

2) расчёт прочности оси блока

3) расчёт прочности оси опоры стрелы

Нагрузка, действующая на ось канатного направляющего блока, равна Q = 2930 кг = 29300 Н. Блок установлен на оси на 2 радиальных подшипниках. Так как ось направляющего блока неподвижная и находится под действием постоянной нагрузки, то ведется расчет на статическую прочность по изгибу. Рассчитываемую ось можно рассматривать как двух - опорную балку, свободно расположенную на опорах, с двумя сосредоточенными силами P, действующими на нее со стороны подшипников. Расстояние (а) от опоры оси до действия нагрузки принимаю равным 0,015 м.

Рис. 3

Эпюра изгибающих моментов представляет собой трапецию, а значение изгибающего момента будет равно:

Т ИЗГ =Р*а=(Q/2)*а=2,93*9810*0,015/2=215,5 Н

Требуемый диаметр оси определяется из следующей формулы:

Из ряда чисел принимаю стандартное значение диаметра оси блока d=30 мм.

Рассчитываем прочность оси стрелы.

где S см - площадь смятия, S см = рdД,

где Д - толщина проушины, м.

S см = р*0,04*0,005 = 0,00126 м 2 ,

Fсм = G стр * cos(90-б) + G гр * cos(90-б) + F шт * cosг + F к * cosв,

где: б - угол наклона стрелы,

в - угол наклона троса механизма подъёма груза,

г - угол наклона троса механизма подъёма стрелы.

F см = 7*200 * cos(90-б) + G гр * cos(90-б) + F шт * cosг + Fк * cosв = 37641,5 Н,

Отсюда принимаем диаметр оси стрелы 40 мм.

Заодно, рассчитаем напряжение стрелы на сжатие:

Взяв л за 140, приняв коэффициент заделки за 1 определяем, что площадь сечения равна:

S = 140*ц / F сж = 140*0,45 / 37641,5 = 16,73 см 2 ,

Также найдём необходимый радиус инерции:

r = lстр / 140 = 0,05 м = 5 см.

Принимаем швеллер 20-П по прототипу: r = 8,08 см, S = 87,98 см 2 , W = 152 см 3 .

Рассчитываем напряжение на сжатие:

Ищем изгибающую силу, действующую перпендикулярно наклону стрелы.

M изг =l стр *=11951,9 Н*м

Момент сопротивления будет равен

W = 2W = 2*152 = 304 см 3 .

у изг =11951,9 / 304 = 39,32 МПа,

что меньше допустимого.

Рассчитаем эквивалентное напряжение:

что также меньше допустимого.

Выбор нужного автокрана для выполнения работ по монтажу конструкций, на стадии составления проекта организации строительства, во многом определяет дальнейшую последовательную цепочку выполнения работ.

Если известно, что существующие габариты сооружения не позволяют использовать грузоподъемные механизмы, имеющиеся в наличии или которые возможно арендовать в регионе за умеренную цену – то меняется технология выполнения работ.

В любом случае у человека, который занимается решением подобной задачи – имеется в виды выбор грузоподъемного механизма – под рукой должна быть необходимая информация:

Грузовые характеристики кранов;
- габариты здания – длина, высота, ширина;
- возможность расчленения здания на отдельные захватки.

Исходя из имеющейся информации принимается решение о применения типа грузоподъемного механизма – это может быть:

Козловой или портальный краны;
- башенные краны;
- самоходные краны на колесном или гусеничном ходу;
- автомобильные краны.

Кроме типа крана учитывается так же возможность использования кранов с различными видами стрелы (имеются в виду самоходные и автомобильные краны) – такими как:

Простая решетчатая стрела;
-простая решетчатая стрела со вставками;
- простая решетчатая стрела с «гуськом»;
- телескопические стрелы.

Зачастую, когда возникает необходимость выполнения монтажа в зданиях имеющих значительные габариты в плане и не большую высоту – используются автокраны и самоходные краны – монтаж выполняется изнутри здания – «на себя». Т.е. самоходный кран находится внутри здания – монтирует конструкции вокруг себя и постепенно на выходе за пределы здания, закрывает захватку монтируя плиты перекрытия и стеновые ограждения – закрывая тем самым монтажный проем.

Для протяженных и высоких зданий удобней использовать башенный кран.

Для подземных сооружений небольшой ширины лучше подойдут козловые или портальные краны.

На сегодняшний день в связи с появлением большого количества высоко производительных автокранов, большой грузоподъемности и с большими вылетами стрел - выбор этого типа кранов стал более актуальным связи с их меньшей стоимостью. Виды задач, которые успешно решаются с помощью автокранов действительно многогранный: автокраны используются для строительно-монтажных, погрузочно-разгрузочных работ и т.д. Именно поэтому, правильный выбор при выполнении работ – задача первоочередной важности.

Итак определяемся, в нашем выборе самоходного крана(в том числе и автомобильного):

Грузоподъемности крана – определяем по весу и габариту самой тяжелой конструкции здания – при минимальном и максимальном вылете стрелы;
Длина стрелы крана - вылет стрелы – вид стрелы – сможет ли автокран поднять груз;
Безопасны ли конструктивные характеристики автокрана – для обеспечения необходимых условий безопасности;
Базовые габариты крана - сможет ли сама машина и ее рабочие органы свободно перемещаться в пределах рабочей зоны и главное безопасно;

Ну и для полноты картины необходимо иметь план и разрезы здания, а так же план строительной площадки в составе рабочего проекта.

По своим характеристикам автокраны могут иметь различные габариты, грузоподъемность (6 – 160 тн) и длину стрелы.

Стрела – важнейшая часть автокрана. Длина, вылет стрелы, возможности конструкции автокрана определяют возможность работы на разной высоте, с разными конструкциями. Вылет стрелы рассчитывается как расстояние от оси поворотной платформы до центра зева крюка. То есть, это проекция длины стрелы крана на горизонтальную ось. Это может быть расстояние от 4 до 48 метров. Конструкция стрелы состоит из нескольких секций, что позволяет работать на разных высотах. На сегодняшний день спросом пользуются телескопические стрелы на основе трех секций – они достаточно компактны, но при этом обеспечивают подъем груза на большую высоту. «Гусек» в настоящее время применяется достаточно редко.

Итак первым делом определяем места возможных стоянок автокрана – наносим точки стоянок на план(чертеж) строительной площадки, возле места предполагаемого монтажа;
Проводим концентрические окружности от центра поворотной платформы на том же плане стройплощадки – меньшую (это минимальный вылет стрелы) и большую (это максимальный вылет стрелы) и смотрим что у нас попадает в «опасную зону». «Опасная зона» это площадка между большей и меньшей окружностью;
Обращаем внимание на наличие в опасной зоне частей зданий и сооружений, линий электропередач, открытых рвов и котлованов;
Учитываем возможность подачи в зону монтажа технологического транспорта – панелевозы и т.д.

Рисунок 1.

Берем графическую информацию по грузовой характеристике крана и разрез здания. На разрезе здания отмечаем точку возможной стоянки крана и высоту поворотной платформы. От полученной точки в масштабе линейкой откладываем максимальную длину стрелы, которая обеспечит необходимую нам грузоподъемность. Грузоподъемность 75 тонного автокрана при максимальном вылете стрелы может составлять всего 0,5 тн. Не забываем учесть так же безопасную длину стропов (не более 90 градусов между стропами) и безопасное расстояние от стрелы до выступающих конструкций здания не менее 1 м.

Рисунок 2.

Если мы получаем требуемые параметры, то есть мы можем смонтировать нужную конструкцию в нужном месте - то на этом и останавливаемся. Если эксперимент не удался – меняем места стоянки. Если и это не помогло – тогда меняем кран. Чудес не бывает – задача однозначно имеет решения.

Как вариант подбора (если у вас грузовая характеристика в масштабе) – вырезаете (в этом же масштабе) – квадратик бумаги по размеру разреза здания и начинаете двигать его по диаграмме грузовой характеристики, добиваясь оптимального соответствия.