Лекция 3

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ УСТРОЙСТВ

Представление об эксплуатационных и экономических по­казателях грузоподъемного устройства дают его основные парамет­ры, к которым относят:

─ грузоподъемность, Q – наибольшая допустимая масса груза, на подъем которого рассчитана машина; масса съем­ных грузозахватных устройств включена в грузоподъемность машины, т;

─ вылет стрелы, L – расстояние от оси вращения машины до оси крюка, м;

─ пролет S, м – расстояние по горизонтали между осями рельсов кранового пути

─ высота подъема, H – расстояние от рельсов до верхнего положения крюка, м;

─ скорость рабочего движения (подъема, опускания груза; передвижения машины или грузовой тележки крана) — переме­щение в единицу времени, м/с (скорость рабочего движения крана указывают с номинальным грузом);

─ установленная мощность — суммарная мощность электро­двигателей всех механизмов машины, кВт;

─ масса машины – собственная масса машины без груза, т;

─ производительность – главный экономический показатель, характери-зуется количеством продукции (массой гру­за), перемещаемого в единицу времени (час, смена, год), т/ч;

 

РЕЖИМЫ РАБОТЫ ГПМ

Рабочий цикл машины характери­зуется чередованием периодов работы механизмов и техноло­гических пауз. Процесс работы механизма машины состоит из периода пуска (разгон поступательно дви­жущихся масс груза и вращающихся деталей механизма), периода установившегося движения груза с постоян­ной скоростью и периода торможения. Очевидно, что в отличие от периода установившегося движения механизма периоды пуска и торможения составляют период неустано­вившегося движения.

Полное время цикла работы механизма грузоподъемной машины Т_ц – время, затрачиваемое на перемещение груза с момента его строповки до возвращения грузозахватного органа в исходное положение.

Т_ц = , (1.9)

где — время пуска механизма, с – происходит разгон;

— время установившегося движения, с;

,— время торможения, с;

— время пауз, с – время для строповки, выверки положения груза, расстроповки.

Время работы механизма с включенным приводом :

Т_в = (1.10)

Режим работы ГПМ оказывает большое влияние на прочность, долговечность, устойчивость. Режим работы учитывается при расчете на прочность узлов и деталей механизмов ГПМ.

Режим работы крана устанавливают по механизму главного подъема.

Объективными показателями, характеризующими режим работы механизма, являются:

1. коэффициент использования в течение часа

К_ч = t_раб / 60,

где t_раб — время работы механизма в течение часа, мин;

2 коэффициент использования в течение суток

3 коэффициент использования в течении года

4. коэффициент использования механизма по грузоподъемности

,

где Q_ср — среднее значение массы груза из числа перемещаемых за смену, т;

Q_н — номинальная (паспортная) грузоподъемность крана, т.

5 относительная продолжительность включения механизма

ПВ = 100%

Правила по кранам на основании данных коэффициентов устанавливают следующие режимы работы грузоподъемных кранов и их механизмов: легкий Л, средний С, тяжелый Т и весьма тяжелый ВТ (таблица 1.1).

Таблица 1.1 – Режимы работы кранов и их механизмов

Режим работы	Коэффициенты использования механизма			ПВ, %
	Кгр	Кг	Кс
Л	0,25 – 0.75	Нерегулярная работа	Редкая работа	15
С	0.75	0,5	0,33	25
Т	0.75 – 1	1	0,66	40
ВТ	1	1	1	60

В легком режиме работают автомобильные и мостовые краны, обслуживающие залы электростанций. В среднем режиме работают козловые, мостовые краны механических и сборочных цехов. В тяжелом режиме работают краны с грейфером. В весьма тяжелом режиме работают металлургические краны.

Дан­ная классификация весьма условна и не позволяет учесть реальные условия работы крана (механизма); получить фак­тические данные для проектирования и расчета крана; обес­печить требуемый уровень надежности, долговечности и безопасности; осуществлять унификацию деталей и сборочных единиц и т. д. Поэтому в настоящее время указанную класси­фикацию режимов работы применяют для расчетов и выбора кранового электрооборудования.

В 1980г. утвержден новый Международный стандарт ИСО (Международная организация по стандартизации) 4301 — 1980 на классификацию грузоподъемных кранов и их механизмов, в разработке которого участвовали специалисты из нашей страны. С учетом основных положений стандарта разработаны и действуют с 1 января 1985г. ГОСТ 25546—82, устанавливающий режимы работы кранов, и ГОСТ 25325—83 — режимы работы крановых механизмов. Необходимо от­метить, что новые ГОСТы по-разному классифицируют режимы работы грузоподъемных кранов и их механизмов. В основу классификации положены классы исполь­зования и нагружения, различные комбинации (сочетания) которых соответствуют определенной группе режима работы ГПМ.

Классы использования механизмов характеризуют интен­сивность их работы в часах, т. е. время нахождения механизма в движении в течение заданного срока службы. Установлено семь классов использования А 0...А 6 (от 800 до 50000 часов).

А 0 – 800ч; А 1 – 1600ч; А 2 – 3200ч; А 3 – 6300ч;

А 4 – 12500ч; А 5 – 25000ч; А 6 – 50000ч.

Классы нагружения механизмов характеризуют действующие на механизм нагрузки. Для механизмов принято четыре класса нагружения В1...В4, оцениваемые коэффи­циентом нагружения (от 0,125 до 1).

В зависимости от комбинации классов исполь­зования и нагружения установлено шесть групп режима работы механизмов кранов 1...6 (таблица 1.2).

Таблица 1.2 – Группы режима работы механизмов кранов

	В 1	В 2	В 3	В 4
А 0	1	1	1	2
А 1	1	1	2	3
А 2	1	2	3	4
А 3	2	3	4	5
А 4	3	4	5	6
А 5	4	5	6	6
А 6	5	6	6	6

Группы режимов 1– 3 соответствуют легкому режиму работы;

Группа режима 4 соответствует среднему режиму работы;

Группа режима 5 соответствует тяжелому режиму работы;

Группа режима 6 соответствует весьма тяжелому режиму работы.

РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ И ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ

Работоспособность, долговечность, надежность и безопасность эксплуатации ГПМ обеспечены расчетами деталей и сборочных единиц на прочность при однократном действии наибольших нагрузок; выносливость, нагрев и износ при многократном действии нагрузок за срок службы, величину деформаций; достаточность сцепления приводных колес с опорной поверхностью; уровень вибраций и других моментов, нарушающих нормальную работу ГПМ или их физиологическое воздействие на обслуживающий персонал. При этом необходимо учитывать следующие характерные для ГПМ эксплуатационные нагрузки: весовые (от массы груза, ГПМ в целом или ее элементов), действующие в вертикальной плоскости, переменные и постоянные по величине, сосредоточенные и распределенные, неподвижные, динамические, действующие в период неустановившегося движения (в случае наезда крана или его подвижного элемента на упоры; от центробежных сил при вращении крана; при прохождении неровностей пути (например, зазоры в стыках крановых рельсов), при внезапном снятии нагрузки (обрыв грузового каната или самопроизвольная расстроповка груза) и др. Указанные нагрузки рассчитывают по соответствующим формулам механики или учитывают как увеличение весовых нагрузок с помощью коэффициентов динамичности. В зависимости от направления приложения сил, скорости и ускорения движения данные нагрузки действуют в вертикальной или горизонтальной плоскостях.

Кроме того, учитывают нагрузки, обусловленные метеорологическими факторами (ветер, снег, обледенение, изменение температуры окружающей среды). Эти нагрузки действуют в обеих плоскостях на ГПМ, работающие на открытом воздухе или в неотапливаемых помещениях.

К эксплуатационным также относят нагрузки на площадки, лестницы, поручни и перила крана от действий обслуживающего персонала с учетом веса переносимого инструмента и запасных деталей. Указанные нагрузки являются сосредоточенными подвижными и имеют следующие значения: 3000 H – вертикальная нагрузка на площадки, на которых можно размещать материалы; 1300 H – вертикальная нагрузка на элементы лестниц.

Технологические нагрузки учитывают в случаях выполнения ГПМ специфических технологических операций, например, поддержание деталей при сварке оборудования, монтаж оборудования, трубопроводов и др.

Транспортные нагрузки, действуют на ГПМ и их отдельные элементы в транспортном положении в зависимости от способа перевозки, размещения и крепления элементов на транспортных средствах. Указанные нагрузки определяют согласно требованиям соответствующих ведомств и нормативно-технической документации на транспортные средства.

Расчет элементов механизмов ГПМ на прочность выполняют по методу допускаемых напряжений.

При этом необходимо выполнять условия:

N_p ≤ [N]

σ_р ≤ [σ]

n ≥ [n]

где N_p – расчетная нагрузка (сила, момент);

σ_р – расчетное напряжение при действии расчетных нагрузок;

n – расчетный коэффициент запаса прочности, устойчивости и т. д.;

[ N]; [σ]; [n] – допускаемые нагрузка, напряжение, коэффициент запаса прочности соответственно.

Контрольные вопросы:

1. Назовите и объясните основные технические параметры кранов.

2. Назовите и объясните основные геометрические параметры кранов.

3. Что такое рабочий цикл ГПМ?

4. Как определить время работы с включенным приводом?

5. Назвать показатели, характеризующие режим работы механизма.

6. Назвать и охарактеризовать режимы работы грузоподъемных кранов и их механизмов согласно Правилам по кранам и по ГОСТ 25325—83.

7. Назвать и охарактеризовать режимы работы крановых механизмов по ГОСТ 25325—83, в зависимости от класса исполь­зования и нагружения.