МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра пути и строительства железных дорог

ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ

Методические указания к выполнению лабораторной работы №10 по дисциплине

«Технология, механизация и автоматизация железнодорожного строительства»

для студентов специальности 270204

«Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство»

очной и заочной форм обучения

Издание второе, исправленное и дополненное

Составители: Т.В.Щенникова

В.В. Калинина

Самара

2011

УДК 69.002.5

Грузоподъемные машины и механизмы: методические указания к выполнению лабораторной работы №10 по дисциплине «Технология, механизация и автоматизация железнодорожного строительства» для студентов специальности 270204 «Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство» очной и заочной форм обучения/Составители Т. В. Щенникова, В. В. Калинина. – 2-е издание, исправленное и дополненное. – Самара: СамГУПС, 2011. – 52 с.

Утверждены на заседании кафедры 22.02.2011, протокол №9.

Печатаются по решению редакционно-издательского совета университета.

В методических указаниях даны сведения о назначении, области применения, классификации, индексации, устройстве, конструктивных особенностях, направлениях перспективного развития машин и механизмов, используемых на монтажных и погрузочно-разгрузочных работах. Приведенная информация будет способствовать лучшей подготовке студентов к лабораторной работе №10 и ее успешной защите.

Составители: Щенникова Татьяна Владимировна

Калинина Вера Вениаминовна

Рецензенты: главный специалист отдела пути и станций СПИИ «Желдорпроект Поволжья» Волков Николай Валентинович;

зав. кафедрой «Строительные дорожные машины и технология машиностроения» СамГУПС, д.т.н., профессор Самохвалов Владимир Николаевич

Под редакцией составителей

Компьютерная верстка:

Подписано в печать Формат 6090 1/16.

Бумага писчая, печать оперативная. Усл. п. л. 5.

Тираж экз. Заказ № .

Самарский государственный университет путей сообщения, 2005, 2011 Оглавление

Введение………………………………………………………… 4

1. Домкраты ……………………………………………………… 5

2. Строительные лебедки………………………………………. 8

3. Подвесные лебедки (тали и электротали)…………………… 11

4. Строительные подъемники…………………………………... 14

5. Башенные краны……………………………………………… 17

   1. Назначение…………………………………………… 17

   2. Классификация………………………………………. 18

   3. Система индексации…………………………………. 18

   4. Конструкция………………………………………….. 20

6. Стреловые самоходные краны……………………………….. 30

   1. Назначение……………………………………………. 30

   2. Классификация……………………………………….. 30

   3. Система индексации…………………………………. 31

   4. Конструкция………………………………………….. 32

7. Козловые краны……………………………………………….. 41

8. Кабельные краны……………………………………………… 43

9. Устойчивость кранов…………………………………………. 44

10. Устройства безопасности……………………………………. 47

11. Техническое освидетельствование кранов………………….. 49

12. Перебазировка строительных кранов……………………….. 50

13. Монтаж башенных кранов……………………………………. 50

14. Лабораторные упражнения и контроль усвоения материала.. 52

Библиографический список……………………………………… 52

Введение

При ведении строительных работ широко применяются грузоподъемные машины и механизмы, с помощью которых осуществляют перемещение различного рода материалов, монтаж строительных конструкций, погрузочно-разгрузочные операции.

По характеру рабочих движений грузоподъемные машины подразделяют на три основных группы. Первая группа машин сообщает грузу только вертикальное, горизонтальное или наклонное прямолинейное движение (домкраты, лебедки, подъемники с жестким грузонесущим органом); вторая группа кроме вертикального подъема и опускания перемещает груз по монорельсу (электротали, подъемники с выдвижным грузонесущим органом); третья группа обеспечивает подъем (опускание) и перемещение груза в любую точку обслуживаемой площадки (краны).

Данные методические указания содержат информацию о каждой из трех вышеперечисленных групп машин, помогут студентам получить более полные знания в области механизации строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ, окажут помощь при выполнении лабораторной работы № 10, приведенной в «Сборнике лабораторных работ» по дисциплине «Технология, механизация и автоматизация железнодорожного строительства», и подготовке к ее защите.

Лабораторная работа №10

«Грузоподъемные машины и механизмы»

Цель работы: ознакомление с назначением, классификацией, индексацией, конструктивными особенностями грузоподъемных машин и механизмов, устройствами безопасности, применяемыми на строительных кранах, перебазировкой кранов.

Теоретическая часть

1. Домкраты

Домкраты представляют собой переносные грузоподъемные механизмы незначительных размеров и веса. Они служат для подъема грузов на высоту 200…600 мм, перемещения их по горизонтали и для выверки конструкций при их установке. Домкраты применяются в строительстве на монтажных и ремонтных работах, в установках для бестраншейной прокладки коммуникаций, в строительных машинах (выносные опоры кранов, подъемников) и т.д. По конструкции домкраты делятся на реечные, винтовые и гидравлические, с ручным, электрическим, гидравлическим и пневматическим приводом.

Реечный домкрат состоит из корпуса 1 (рис. 1.1), в котором по направляющим перемещается рейка 2, имеющая поворотную головку 3 и лапу 4. Рейка с грузом поднимается или опускается вращением рукоятки 5 через зубчатые передачи 6. Для безопасной работы домкрат оборудован грузоупорным тормозом, который действует следующим образом: вал 7 и зубчатое колесо 8 имеют винтовую на­резку; между торцовыми поверхностями втулки и рукоятки расположено храповое колесо 9 с собачкой; при подъеме груза рукоятка перемещается по резьбе влево, заклинивает храповое колесо и через зубчатую передачу выдвигает рейку вверх, поднимая груз; по окончании подъема груза, вал рукоятки фиксируется собачкой храпового колеса, препятствующей вращению вала в обратную сторону; при опускании груза рукоятка вращается в обратную сторону и одновременно перемещается по резьбе вправо, освобождая храповое колесо.

Рис. 1.1. Реечный домкрат: а – общий вид; б – грузоупорный тормоз

Под действием момента от силы тяжести груза через зубчатую передачу втулка зубчатого колеса ввинчивается в рукоятку, зажимает храповое колесо и препятствует свободному падению груза. Процесс опус­кания груза состоит из чередующихся падений и остановок. В отрегулированном тормозе (минимальном зазоре между храповиком и рукояткой) неравномерность опускания груза практически не ощущается. Усилие Р на рукоятке при подъеме груза Q(Н) определяется из уравнения моментов относительно оси шестерни, связанной с рейкой

P = Qd₀/(2Ruη), (1.1)

где d₀ - диаметр начальной окружности шестерни, м; R - длина рукоятки, м; u - общее передаточное число зубчатой передачи; η = 0,65. ..0,85 - КПД передачи.

При ручном приводе и кратковременной работе усилие на рукоятке допускается не более 200 Н, а при непрерывной - не более 80 Н. Грузоподъемность рееч­ных домкратов достигает 10 т, высота подъема - 0,6 м.

Винтовой домкрат состоит из корпуса 1 (рис. 1.2) с бронзовой гайкой 8, винта 2 с прямоугольной или трапецеидальной резьбой, грузовой головки 3 и рукоятки 6 с трещоткой. Рукоятка свободно надета на круглую часть винта. Трещотка представляет собой колесо 4 с зубьями, надетое на квадратную часть винта, и собачку 7. В зависимости от направления винта собачку поворачивают на оси 5 в одно из крайних положений, где она удерживается стопором 9 с пружиной 10. Винтовые домкраты не требуют дополнительных устройств для удержания груза, так как винтовая пара (винт - гайка) - самотормозящаяся. В самотормозящихся передачах угол подъема винтовой линии λ меньше угла трения ρ (обычно 4...6°). Это одновременно является и недостатком таких передач, так как у них КПД всегда меньше 0,5. Грузоподъемность винтовых домкратов - до 50 т, высота подъема до 0,5 м. При грузоподъемности более 20 т усилие на рукоятке становится значительным, и поэтому рукоятка с трещоткой заменяется червячной передачей, а ручной привод - машинным.

Рис.1.2. Винтовой домкрат (а) и рукоятка (б)

Усилие Р(Н) на рукоятке при ручном вращении винта, нагруженного силой Q(Н) при среднем радиусе винта r, длине рукоятки R и КПД домкрата η опреде­ляется из выражения

P = Qrtg(λ + ρ)/(R η). (1.2)

Гидравлический домкрат (рис. 1.3) состоит из цилиндра 6, являю­щегося одновременно его корпусом, порш­ня 5, насоса 1, всасывающего 3, нагнета­тельного 4 и спускного 7 клапанов. При ручном приводе насос и бак 2 с жид­костью объединены с корпусом домкрата.

Рабочей жидкостью служит минеральное масло или незамерзающая смесь (вода, смешанная со спиртом или глицерином). Рукояткой 8 плунжеру насоса сообщается возвратно-поступательное движение. При движении плунжера вправо цилиндр насоса через всасывающий клапан заполняется жидкостью, а при движении влево жидкость под давлением через нагнетательный клапан поступает под поршень основного цилиндра.

Усилие на рукоятке Р(Н), необходимое для подъема груза Q(Н) (рис. 1.3, а)

P = Qd²l₁/(D²l₂η), (1.3)

где d – диаметр плунжера насоса, м;

D – диаметр поршня домкрата, м;

l₁ и l₂ – плечи рукоятки, м;

η = 0,8…0,9 – КПД домкрата .

Из формулы следует, что выигрыш в силе пропорционален соотношению квад­ратов диаметров поршней и плеч ру­коятки. Гидравлические домкраты с ручным приводом имеют грузоподъемность до 200 т и высоту подъема до 0,18...0,2 м. При машинном приводе жидкость в цилиндр домкрата подается от отдельного гидрав­лического насоса, а грузоподъемность оди­ночного домкрата может достигать 500 т.

Рис. 1.3. Гидравлический домкрат: а – с ручным приводом; б – тянущий для натяжения стержней

Для натяжения стержней или канатов при монтаже предварительно напряжённых конструкций применяют тянущие домкраты (рис. 1.3, б). Такой домкрат состоит из цилиндра 11, штока 10 с поршнем 12, стойки 13 и упорной плиты 14. На конце штока имеется гайка 9 для соединения его со стержнем. Домкрат закрепляют в стойке, служащей упором. При подаче масла в домкрат, шток вместе с поршнем перемещается, производя натяжение стержня. Тянущие домкраты развивают усилие 630 и 1000 кН при ходе штока 315 и 400 мм и работают от насосной станции с рабочим давлением 400 МПа.

Для подъема сборных этажей зданий, пролетов мостов применяют домкраты, соединенные в общую батарею и питаемые жидкостью от одного насоса с электроприводом. Применяемая при этом аппаратура позволяет регулировать скорость подъема и опускания любого домкрата в батарее. Грузоподъемность этих домкратов достигает 3000 т. Для подъема грузов на высоту, превышающую ход домкрата, используют телескопические и реверсивные (двойного действия) домкраты.