§ 4. Строительные краны

1 Методы расчета производительности

Строительные краны используются на погрузочно-разгрузочных, подъемно-транспортных и строительно-монтажных работах на строительных площадках и на предприятиях -производственной базы строительной организации.

В состав рабочего цикла крана на погрузочно-разгрузочных и подъемно-транспортных работах входят следующие элементы:

1 Машинная работа: подъем груза (t₁); поворот крана с грузом (t₂); перемещение крана с грузом (t₃); увеличение вылета стрелы с грузом (t₄); опускание груза;(t₅); подъем крюка без груза (t₆); опускание крюка без груза (t₇); уменьшение вылета стрелы без груза (t₈); обратное движение крана без груза (t₉); обратный поворот (t₁₀).

2 Машинно-ручная работа: установка груза в контейнеры, на транспортные средства, подмости, части зданий, складские площадки (t₁₁).

3 Цикличные технологические перерывы: во время строповки (t₁₂), во время расстроповки (t₁₂).

При выполнении монтажных работ рабочий цикл крана может включать также технологические перерывы, вызываемые различной длительностью рабочего цикла у крана и у монтажников (t₁₄).

Из перечисленных элементов состоит рабочий цикл башенных кранов БКСМ-5-5А. У кранов без грузовых тележек МБТК-80 рабочий цикл включает изменение вылета стрелы путем ее подъема и опускания.

Состав элементов рабочего цикла у стреловых кранов на гусеничном и пневмоколесном ходу аналогичен крану МБТК-80.

У несамоходных кранов отсутствуют элементы t₃, t₉. При расчете нормативной длительности рабочего цикла крана необходимо также учитывать время на разгон в начале движения и замедление движения при торможении t₁₅.

Нормативная длительность элементов t₁ — t₁₀ может быть установлена расчетным путем — делением пройденного расстояния на скорость. Однако полученные резуль­таты должны быть проверены в производственных условиях. Это, в частности, касается скорости и расстояния передвижения рабочих органов крана. Как правило, действительные скорости в силу ряда конструктивно-эксплуатационных причин у крана оказываются несколько ниже паспортных. Среднее расстояние передвижения крана при выполнении погрузочно-разгрузочных операций зависит от условий работы на стройплощадках и определяется по проекту организации работ.

Нормативная длительность цикла крана должна проектироваться с учетом совмещения отдельных операций. В зависимости от типа крана, характера выполняемых им работ и условий их выполнения можно совмещать следующие элементы: t_1, t₂, t₃, t₄ и t₇, t₈, t₉, t₁₀. Как правило, одновременно можно совмещать не более 3 элементов цикла. Совмещение элементов цикла позволяет на 10—50% скратить его нормативную длительность.

При совмещении элементов цикла следует учитывать ряд существенных требований: совмещение поворота и передвижения крана с подъемом груза должно начинать­ся только на высоте не менее 2 м (от уровня земли до груза), так как это позволяет обеспечить безопасное перемещение груза над складами и транспортными средствами. При окончании выполнения элементов передвижения и поворота крана необходимо учитывать безопасность перемещения груза над смонтированными частями зда­ния. Окончанию выполнения этих элементов должен предшествовать подъем груза на требуемую по технике безопасности высоту (2—3 м над находящимися наверху рабочими). Эти же требования должны соблюдаться при совмещении передвижения каретки или подъема и опускания стрелы с подъемом груза, а также при совмещении элементов цикла при обратных движениях крана.

Способ совмещения и процент сокращения длительности отдельных элементов цикла могут быть установлены расчетным или графическим путем с проверкой в производственных условиях.

Нормативную продолжительность машинно-ручной работы и технологических перерывов следует устанавливать путем нормативных наблюдений. Для определения продолжительности цикличных технологических перерывов можно использовать также ,и гармонограмму работы крана и обслуживаемых им рабочих.

При работе крана на монтажных процессах элемент t₁₁ включает время на установку и выверку, при выполнении подъемно-транспортных и погрузочно-разгрузочных операций в состав этого элемента входит только установка груза.

При выполнении погрузочно-разгрузочных процессов цикличные перерывы вызываются простоем крана при строповке и расстроповке груза. При использовании крана на монтажных и подъемно-транспортных процессах Технологические перерывы могут вызываться также причинами организационного характера, связанными с технологией процесса и организацией труда рабочих-строителей и обусловленными различной длительностью рабочего цикла у крана и у рабочих.

Цикличные технологические перерывы, вызываемые строповкой и расстроповкой грузов, составляют на монтаже сборных железобетонных и металлических конструкций весом до 10 ч- 15 т 1 - 15 мин, установке опалубки и арматуры в гидротехническом строительстве — 10- 12 мин, подаче бетона в бадьях — 2 - 2,5 мин, подъеме кирпича, мелких блоков и других материалов в контейнерах и на поддонах 1 - 1,5 мин. Время на разгон в начале движения и замедление при торможении в зависимости от мощности крана составляет 1 - 3,5 сек. Учитываемый в нормах нормальный сменный режим работы крана проектируется на основе соответствующих инструкций о техническом обслуживании и ремонте машин, данных хронометражных наблюдений и анализа отчетных материалов о профилактическом и аварийном ремонтах. Проектирование сменного режима работы крана дает возможность установить неизбежные внутрисменные технологические перерывы, не включенные в цикл. Эти перерывы при выполнении краном погрузочно-разгрузочных операций связаны с выполнением работ по ежедневному техническому обслуживанию крана, смазке, крепежными работами, регулировкой, мелким ремонтом и организацией труда транспортных рабочих и машиниста, работой по сдаче-приемке смены. Продолжительность технологических перерывов этого рода зависит от условий эксплуатации крана.

Ориентировочные данные, характеризующие сменный режим работы башенных и козловых кранов, приведены в табл. 25, стреловых — в таблице 26.

Наименование технологических перерывов	Время в % от смены при работе крана
	на монтаж и подъемно-транспорт. процессах	на погрузочно- разгрузочных процессах
ежедневный технический уход	4	4
передвижка крана с одной стоянки на другую	3	3
приемка крана в начале и конце смены	3	3
перерывы, связанные с обедом	1	1
отдых машиниста		10-12
итого	11	11

Таблица 26 - Ориентировочные данные, характеризующие сменный режим работы стреловых кранов

Наименование технологических перерывов	Время перерывов в % от смены при работе крана
	на погрузочно- разгрузочных процессах	на подъемио-тран- снортных и монтажных процессах
Ежедневный технический уход . .	7	7
Заправка горючим и водой ....	2	2
Передвижка крана с одной стоянки на другую при работе:	-	-
без выносных опор	3	3
с выносными опорами	5	5
Прием и сдача смены	3	3
Перерывы, связанные с обедом	2	2
Отдых рабочих	10—12	По расчету

Кроме того, при проектировании именного режима работы крана необходимо учитывать отдых рабочих, участвующих в выполнении данного процесса.

При расчете К_в следует учесть, что если суммарное время внутрисменных периодических технологических перерывов вместе с необходимым отдыхом машиниста оказывается больше времени подготовительно-заключительной работы и отдыха транспортных рабочих, то в расчет нужно принимать технологические перерывы крана с учетом добавочного времени на отдых машиниста. Если же большим оказывается время подготовительно-заключительной работы и отдыха рабочих, то при проектировании сменного режима в расчет следует принимать величину этого времени.

При работе на монтажных и подъемно-транспортных процессах отдых машиниста можно не учитывать, так как при обслуживании одного звена монтажников, а также на кладочных процессах резко возрастает удельный вес времени цикличных технологических перерывов, которые, как правило, почти полностью компенсируют время на отдых машиниста.

Объем погрузочно-разгрузочных работ, выполняемых краном, выражается в тоннах. При расчете производительности крана необходимо знать вес груза (q), поднятого за один цикл. Величина q определяется исходя из грузоподъемности крана и коэффициента его использования (К_г). Как правило, К_г на транспортных и погрузочно-разгрузочных работах составляет 0,8-1,0, на монтажных — 0,5 - 0,9, бетонных — 0,8-1,0. На кирпичной и мелкоблочной кладке использование грузоподъемности крана зависит от типа поддонов и размера ящиков с рас­твором. Значение К_г определяется делением среднего веса поднимаемого элемента (груза) на грузоподъемность крана.

Пример 16. Определить нормативное время использования башенного крана МСК-5/20 на установке панелей наружных стен. Панели устанавливаются на высоте 12,9 м. Угол поворота стрелы крана—:200°. Подача панели к месту установки производится без изменения вылета стрелы. Фактические линейные скорости на 10% менее скоростей, указанных в технической характеристике крана.

Время строповки панели — 1 мин, установки — 27 мин, расстроповки — 1 мин.

Время, затрачиваемое на подъем ящика с раствором, объемом 0,25 м³, при строповке — 0,35 мин, установке — 1 мин, расстроповке— 0,25мин.

На одну панель расходуется 0,055 м³ раствора и бетона.

Средняя длина пути передвижения крана — 20 м.

Прочие цикличные технологические перерывы составляют 2 мин на один цикл.

Решение

1 Характеристика крана МСК-5/20:

Скорость подъема груза 15 м/мин

опускания 3,5 м/мин и 15 м/мин

поворота стрелы 0,6 об/мин

передвижения крана 25 м/мин

2 Определяем высоту подъема и опускания крана (с грузом и без груза). Поднятая панель по технике безопасности должна быть на 2—3 м выше смонтированного перекрытия (.на высоте 32,9 м). Следовательно, высота подъема панели:

3 Длительность элементов рабочего цикла:

4 Расчетная длительность элементов при их совмещении:

а) Совмещение подъема панели, поворота стрелы и

передвижения крана.

Время подъема на высоту 2,5 м

Время подъема на оставшуюся высоту (15,4 м — 2,5м = 12,9м) составит 1,14—0,18 = 0,96 мин.

Совмещение подъема панели, поворота стрелы и передвижения крана должно осуществляться таким образом, чтобы к концу подъема панели угол поворота не превышал примерно 90°. Процесс совмещения должен начаться по истечении 0,18 мин от начала подъема и закончиться по истечении . Далее необходимо закончить подъем, а затем можно продолжать поворот и передвижение. Следовательно, расчетное значение элементов цикла составит: t₁ = 1,14 мин, t₂ = = 0,93—0,42 = 0,51 мин, t₃ = 0.

б) Совмещение опускания крюка, обратных пово­рота стрелы и движения крана возможно в тех же пределах.

5 Расчетная длительность рабочего цикла при установке панели:

6 q = 1 шт.

7 Расчетная длительность цикла при подъеме ящиков с раствором:

35,51—(27+1 + 1) +0,35+ 1 + 0,25=8,14 мин.

8 Коэффициент использования крана по времени

где — время технологических перерывов у крана.

Внутрисменные технологические перерывы без учета времени передвижения крана (табл. 25) составляют 8%, из них на отдых машинисту можно использовать 1%. Кроме того, при полном использовании сменной производительности крана для отдыха машинисту можно использовать дополнительно 2 мин (прочие технологические перерывы) на один цикл. За смену это примерно составит

(0,8 — ориентировочный коэффициент использования крана по времени, который учитывает следующие техноло­гические перерывы: 11% — по табл. 25, 8% —отдых машиниста и 1% —прочие технологические перерывы).

Таким образом, общее время технологических перерывов, используемых для отдыха машиниста, составит 1+4,4 = 5,4%. По нормам время отдыха машиниста должно составить в среднем 11%, а за вычетом технологических перерывов — не менее 5%. Остальные технологические перерывы у крана составят: техническое обслуживание крана — 4%, прием-сдача смены — 3%.

Общее время технологических перерывов

11+4 + 3 = 18%.

Время на подготовительно-заключительную работу и отдых монтажников 18%.

Следовательно, при расчете К_в крана значение следует принять равным 18%:

9 Нормативная сменная производительность при подаче ящиков с раствором

10 Н_вр на подачу 1 м³ раствора = =0,66 час.

Упражнения

49 Определить нормативное время использования башенного крана БКСМ-2 на подъеме поддонов с кирпичом на подмости при кладке стен 4-этажного жилого дома. Кран обслуживает бригаду каменщиков.

Высота этажа —2,85 м, полуподвала—1,5 м.

Подъем кирпича осуществляется на поддонах по 120 шт. при весе 1 кирпича 3,75 кг, поддона— 18 кг, футляра — 55 кг.

Подача поддонов с кирпичом на подмости осущест­вляется с поворотом стрелы на 180° и передвижением крана в среднем на 4 м.

Время на строповку—-0,4 мин, установку — 0,3 мин, расстроповку— 0,1 мин, прочие цикличные технологические перерывы составляют 1,4 мин.

50 Определить нормативное время использования башенного крана БК-300 на монтаже укрупненных элементов домен. Кран работает с поворотом стрелы на 98° и передвижением в среднем на расстояние 22 м. Средняя высота подъема элементов — 35 м. Монтаж элементов производится на постоянном вылете стрелы, вес элемента — 20 г.

Время строповки— 10 мин, установки — 60 мин, расстроповки — 9 мин. Технологические перерывы, вызываемые различной длительностью цикла у крана и рабочих, — 10 мин.

Измеритель — один элемент.

51 Определить нормативное время использования башенного крана БК-1425 на монтаже металлических ригелей бункерной эстакады доменной печи. Вес ригеля —50 г, высота подъема — до 85 м, среднее расстояние передвижения крана—18 ж, монтаж осуществляется при неизменном вылете стрелы и с поворотом крана в среднем на 100°.

Время строповки — 9 мин, укладки — 38 мин, расстроповки — 4 мин.

52 Выбрать типы башенных кранов и определить нормативное время их использования на монтаже каркасно-панельного многоэтажного промышленного здания.

Размер здания: длина — 180 м, ширина — 18 м и высо­та — 20 м.

Количество и вес сборных элементов на здание:

Сборные железобетонные

Башмаки……………………………………………….93 шт. по 2,5 т

Сборные железобетонные колонны…………………..93 шт. по 6,5 т Фундаментные балки……………………………………64 шт. по 2 г Подкрановые балки……………………………………60 шт. по 3,5 т

Фермы…………………………………………….66 шт. пролетом до 12м

Плиты покрытий……………………………….360 шт. площадью до 15 м2

53 Определить сокращение длительности цикла (в %) башенного крана М-3-5-5А при совмещении его элементов на укладке сборных железобетонных ригелей в перекрытие над 6-м этажом. Вес ригеля — 2,5 т, высота перекрытия над уровнем земли — 21 м. Подача ригеля к месту укладки производится с поворотом крана в среднем на 96°, передвижением крана на расстояние — 20 м, передвижением тележки — 8 м. Время строповки —1,8 мин, укладки — 6 мин, расстроповки — 1,2 мин.

54 Определить. изменение нормативной производительности башенного крана МБТК-80, используемого на монтаже крупнопанельного здания при увеличении высоты с 8,5 до 26 м. Кран работает с поворотом на 160°,передвижением в среднем ,на расстояние 18 м и средним изменением вылета стрелы на 4 м. Количество монтируемых элементов постоянно для всех этажей и составляет (на один этаж): угловых панелей наружных стен — 8 шт.,простеночных панелей наружных стен — 80 шт., внутренних стен—160 шт., колонн—120 шт., ригелей — 40 шт., панелей перекрытий — 80 шт., лестничных маршей —6 шт. Время выполнения ручных операций в минуту приведено в табл. 27.

55 Определить нормативное время использования башенного крана Т-178-2 на подъеме кирпича на высоту15 м. Подъем кирпича осуществляется на поддонах по 200 шт. Вес 1 кирпича — 3,75 кг, поддона—18 кг, футляра—55 кг. Кран работает с поворотом на угол 180°. Возвращение пустых поддонов осуществляется по 3 шт за один цикл. Время строповки составляет 0,5 мин, установки поддона на подмости — 0,6 мин, расстроповки— 0,1 мин и прочих технологических перерывов — 0,5 мин на один цикл. При возвращении пустых поддонов время строповки — 0,4 мин, установки — 0,3 мин и расстроповки— 0,1 мин. К_в = 0,75.

Таблица 27

Виды сборных железобетонных конструкций	Строповк	Установка	Расстроповка
Угловые панели	1	12
Простеночные панели наружных стен	1,1	10
Панели внутренних стен	1,1	18
Панели перекрытий	1	3,1	0,7
Колонны	2	8	2
Ригели	5	6	2
Марши	3	8	1,1

56 Определить нормативный коэффициент использования крана Т-178-2 по времени на монтаже перекрытий из сборных железобетонных элементов. По данным фотографий рабочих смен было установлено, что время ежесменного технического обслуживания крана составляет 16 мин, приема-сдачи смены— 10 мин, подъема крана по высоте здания — 13 мин.

57 Определить процент повышения нормативной производительности башенного крана БКСМ-14 на монтаже балконов многоэтажного жилого дома при подаче балконных плит по 4 шт. в пакете по сравнению с подачей по одной плите за цикл. Высота подъема плит — 40 м, угол поворота крана— 170°, среднее расстояние передвижения крана—16 м, тележки — 6 м. Время строповки пакета — 3 мин, плиты—1,3 мин, укладки плиты —11,1 мин, расстроповки пакета —1,2 мин, плиты — 0,6 мин. Пакеты с плитами доставляются на стройплощадку автотранспортом.

58 Определить нормативное время использования башенного крана БКСМ-5-5А на разгрузке автопанелевозов. Средний вес панели — 2,5 г. Разгрузка производится с поворотом крана на 200° и передвижением на расстояние 6—8 м. Перемещение грузовой тележки составляет 4 ч- 6 м. По данным хронометражных наблюдений время строповки составляет 50 сек, время расстроповки —45 сек, установки панели в штабель на складской площадке— 7 мин. К_в = 0,72. Высота подъема крюка составляет 4 м, опускания — 5 м. Прочие технологические перерывы — 1,5 мин на один цикл.

59 Определить нормативное время использования экскаваторного крана Э-257 на разгрузке автотранспорта со сборными железобетонными плитами перекрытий. Укладка плит производится в штабели на высоту до 2 м. Кран работает с поворотом платформы на 180°. Время строповки плиты составляет 1,0 мин, укладки — 3 мин (ориентировочно), расстроповки — 0,4 мин. Вес плиты 2,5 т.

60 Определить нормативную длительность цикла крана СКГ-50 со стрелой длиной 30 м на установке сборных железобетонных колонн промышленного здания. Вес колонны 15 т, длина — 15 м Высота железобетонного башмака над уровнем земли — 0,8 м. Угол поворота крана — 80°, среднее расстояние перемещения — 6 м. Время строповки— 3 мин, установки—13 мин, расстроповки —2 мин.

61 Определить нормативное время использования экскаваторного крана Э-652 на укладке фундаментных блоков. Глубина котлована — 3 м, угол поворота крана — 100°, среднее расстояние передвижения крана — 4 м. Время строповки блока составляет 0,9 мин, укладки — 4 мин, расстроповки — 0,6 мин. Технологические перерывы, вызываемые большей длительностью цикла рабочих-монтажников, составляют 3 мин.

62 Рассчитать нормативное время использования крана К-104 на монтаже покрытия сельскохозяйственного здания из сборных железобетонных плит. Высота покрытия— 3 м. Кран работает с поворотом на 140°, передвижением на расстояние 10 м. Время строповки плиты — 0,9 мин, укладки — 5 мин, расстроповки — 0,4 мин.

63 Определить нормативное время на погрузку щебня на 7-тонный автосамосвал при помощи автокрана АК-5Г, оборудованного грейфером. Угол поворота крана — 100°, высота борта автосамосвала—-2,5 м. Подача автосамосвалов под погрузку — кольцевая (способы решения задач для машин с грейферным оборудованием приведены на стр. 48).

64 Определить нормативное время использования крана СКГ-25 на монтаже сборных железобетонных ферм промышленного объекта (на 1 ферму). Высота здания до нижнего пояса фермы— 12 м, среднее расстояние передвижения крана — б м, высота фермы—5 м, вес 20 т. Угол поворота платформы крана при подаче фермы к месту установки — 90°. Время строповки — 15 мин, установки.— 70 мин, расстроповки—10 мин. Технологические перерывы, вызываемые большей длительностью рабочего цикла рабочих-монтажников по сравнению с циклом кра­на, — 40 мин.

65 Определить нормативную длительность цикла железнодорожного крана СК-30 на монтаже металлических ферм промышленного здания (вес ферм до 20 г). Высота нижнего пояса фермы от уровня земли — 8 м, верхнего — 2 м, угол поворота крана — 80°, среднее расстояние передвижения — 6 м. Время строповки 12 мин, установки — 64 мин и расстроповки— 10 мин.

66 Определить нормативное время использования козлового крана МПС-5 на разгрузке железнодорожных платформ с металлоконструкциями. За время наблюдений было выгружено и уложено в штабель 6 колонн весом по 4 г, 8 колонн весом по 3,5 г и 10 колонн весом по 2 т. Колонны укладывались в штабель высотой до 1,6 м. Высота железнодорожной платформы — 2 м. Среднее расстояние перемещения грузовой тележки составляет 4 м, крана — 6 м. Время строповки одной колонны — 2 мин, укладки в штабель—1,8 мин, расстроповки —1 мин.

67 Определить нормативный объем работ на монтаже сборных железобетонных конструкций, который может быть выполнен козловым краном грузоподъемностью 10 т за месяц (25 двухсменных рабочих дней).

Средняя высота подъема — 6 м, расстояние передвижения крана — 10 м, тележки — 8 м.

Скорость подъема груза — 9 м/мин, передвижения тележки — 44 м/мин, передвижения крана — 43 м/мин. Время на строповку конструкций—1,2 мин, установку — 28 мин и расстроповку — 0,8 мин в среднем на один монтажный элемент. Монтажный цикл крана на 4 мин короче цикла монтажников.

Сменный режим крана:

Ежедневный технический уход……………………24 мин

Прием-сдача смены………………………………...12 мин

Перерывы, связанные с обедом……………………10 мин

68 Определить нормативное время использования портального крана КПК грузоподъемностью 7,5 т на бетонировании крупных железобетонных монолитных массивов. Бетон к месту укладки подается в штернороликовых бадьях емкостью в 1,7 м³. Доставка бадьи в зону действия крана осуществляется на специальных железнодорожных платформах. Высота бадьи — 4,27 м, фундамента — 3 м, высота эстакады для передвижения крана — 6 м. Подача бадьи к месту укладки осуществляется с поворотом крана на 170—180°. Среднее расстояние передвижения крана — 6 м. Время зацепки бадьи —0,35 мин, установки—1,5 мин, отцепки —0,15 мин. Высота платформы — 2,6 м.

69 Определить нормативное время использования портального крана КПК грузоподъемностью 5 т на монтаже элементов арматуры гидротехнических сооружений (на 1 г арматуры). Вес монтируемых элементов — 4 т. высота подъема элемента — 4 м, опускания—12 ж. Угол поворота крана— 180°, расстояние передвижения— 10 м. Время строповки — 6 мин, установки — 40 мин, расстроповки — 4 мин. Кв = 0,8.