54. Общая характеристика и эксплуатационная производительность грузоподъемной машины (на примере башенного крана).

Грузоподъемные машины и оборудование (ГПО) предназначены для подъема груза, удержания его на заданной высоте, плавного спуска, а также для перемещения груза на относительно небольшие расстояния.

ГПО включают следующие группы:

• по характеру рабочих движений, ГПО сообщает грузу вертикальное, горизонтальное или наклонное прямолинейное движение: домкраты, лебедки, подъемники с жестким несущим рабочим органом);

• кроме вертикального подъема и спуска, ГПО перемещает груз по монорельсу: электротали, подъемники с выдвижным несущим органом;

• обеспечивает подъем (опускание) и перемещение груза в любую точку обслуживаемой технологической площадки: краны.

Электромеханические винтовые подъемники (домкраты) применяют для подъема перекрытий строящихся зданий, грузоподъемность до 100 т. КПД 0,3…0,4. Грузоподъемность реечных домкратов, до 10 т, высота подъема, до 0,4 м, КПД 0,65…0,85. Гидравлический домкрат, грузоподъемность с ручным приводом 200 т, с СУ ˗ до 3000 т, КПД 0,80…0,90.

Строительные краны – самоходные ГПО, состоящие из металлической несущей конструкции и смонтированных на ней крановых механизмов.

Группы кранов:

• (по типу движителя): плавучие, рельсовые, пневмоколесные, гусеничные;

• (по конструкции): стреловые, башенные, мостовые, мачтовые, портальные и с несущими канатами;

• (по конструкции ХО): плавучие, рельсовые, железнодорожные, гусеничные, пневмоколесные, автомобильные краны и на специальном шасси автомобильного типа;

• (по типу двигателей): с ЭД, ДВС и комбинированными двигателями.

В строительстве чаще всего применяют стреловые краны: >70% общей численности, в т.ч. автокраны > 45%; гусеничные и пневмоколесные, примерно, по 10% каждый вид; доля башенных кранов ~ 15%.

Автокраны могут работать без аутригеров и перемещаться по технологической (строительной) площадке с грузом на крюке, но при этом их грузоподъемность должна быть не более 20…35% от максимальной.

Короткобазовые колесные гидравлические краны имеют транспортную скорость до 40 км/ч, жесткую (неподрессоренную) подвеску двух- и трехосного шасси. Благодаря малому радиусу разворота на месте (около 5 м) такие краны удобны для работы в стесненных условиях строительных площадок, при реконструкции производственных или жилых зданий.

Эксплуатационная (сменная) производительность башенного крана, т/ч:

П_э(см) = Q t_смnK_гK_в (7.2)

Где Q – грузоподъемность крана, т; t_см – продолжительность смены, ч); n = 3600/T_ц – число рабочих циклов крана за 1 ч, здесь T_ц – продолжительность цикла, с; K_г = 0,5…0,9 и K_в = 0,70…0,85 – коэффициенты использования крана по грузоподъемности и времени, соответственно.

Время цикла T_ц= «механизированное» время + время ручных операций:

T_ц=t_м + t_р + t_вz (7.3а)

t_м=[(H₁/v₁)+(H₂ / v₂)+(L₁ / v₃)+(L / v₄)+(2/360n_н)]K (7.3б)

t_p=t_з + t_у + t_о (7.3а)

Где H₁ и H₂ – высота подъема и опускания крюка, соответственно, м; L₁ и L₂ – путь передвижения грузовой тележки (или изменения вылета), крана, м; v₁, v₂, v₃, v₄ – скорости подъема и опускания груза, передвижения грузовой тележки (или изменения вылета) и крана, м/мин; a – угол поворота стрелы крана, мин^-1; n_н - частота вращения стрелы крана, мин^-1; K – коэффициент совмещения операций (зависит от технических возможностей крана и квалификации человека-оператора); t_з – время строповки груза, мин; t_у – время приближения и установки груза в проектное положение, мин; t_о – время расстроповки груза, мин; t_в – время вспомогательных машинных операций, мин; z – число вспомогательных машинных операций (подъем, передвижение, поворот с грузом, обратный поворот, опускание и т.д.).

Очевидно, что величина t_м (время механизированных операций) зависит от множества параметров (см. уравнение 7.3б).

Примеры:

1. При монтаже КПД до 12 этажей, t_м=(0.15..0.20) T_М.Ц., где T_М.Ц. −продолжительность монтажного цикла.

2. При монтаже колонн и большепролетных ферм одноэтажных промышленных зданий: t_м≤0.10 T_М.Ц.

3. При монтаже КПД выше 12 этажей, увеличение скорости подъема и опускания крюка начинает влиять на величину T_М.Ц, а также продолжительность цикла вертикального транспортирования строительных грузов. Поэтому у «высоких» кранов повышенная скорость спуска крюка.

Скоростные характеристики кранов мало влияют на продолжительность технологических операций погрузки (разгрузки) строительных грузов T_М.Ц. Причины: малая продолжительность таких операций (в среднем 1,5…2 мин), невозможность увеличения скорости поворота крюка, т.к. это приведет к раскачке груза и, соответственно, увеличению затрат времени на его успокоение и продолжительности монтажного цикла.