4. Методика выполнения работы

4.1. Определение диаметра каната

По образцу нового каната в средней его части определить диаметр как среднее значение 3-х измерений в направлениях, показанных на рис.3. мм, по формуле

d_ср= ( d₁ + d₂ + d₃ )/3

по ближайшему к полученному значению d_ср выбрать соответствующий данному канату сертификат качества и по нему определить ГОСТовский диаметр каната следующим образом. На сертификате качества в графе «КАНАТ» первая цифра в условном обозначении означает ГОСТовский диаметр каната, мм. Найденное таким образом стандартное значение диаметра каната занести в табл.1.

55

Рис. 3. Поперечное сечение каната

4.2. Определение госТа каната

ГОСТ каната указывается в соответствующем данному канату сертификате качества.

На этом сертификате в графе «ГОСТ/ТУ» первые четыре цифры означают порядковый номер ГОСТа, две цифры после тире – год принятия стандарта. После определения ГОСТа в сертификате качества найти этот ГОСТ в сборнике Государственных стандартов Союза ССР «Канаты стальные», после чего определить конструкцию и условное обозначение данного каната.

4.3. Определение конструкции каната

Конструкция каната определяется диаметрами, количеством и взаимным расположением проволок в прядях и прядей в канате, а также типом и числом сердечников. Конструкция каната указывается в ГОСТе условной формулой и иллюстрируется изображением поперечного сечения каната.

После получения образца каната, используя соответствующий

56

тируемого здания. В таких кранах после подъема груза до стрелы, расположенной горизонтально, крюковая подвеска упирается в конец стрелы и начинает подниматься вместе со стелой, изменяя ее вылет. Это позволяет повернуть стрелу внутрь помещения, где разгружают груз. Тяга, которая удерживает стрелу в горизонтальном положении, делается гибкой, из куска стального троса.

Порядок выполнения работы

1. Установить модель крана на лабораторном столе, соблюдая необходимую осторожность.

2. Изучить устройство и принцип работы крана.

3. Для трех различных вылетов стрелы L (рис.1) без груза на крюке, расположив стрелу вдоль крана, определить положение центра тяжести крана. Для этого измерить пружинным динамометром и занести в таблицу 1 давление на переднюю R_А и заднюю R_В оси тележки, незначительно приподнимая динамометром края над поверхностью лабораторного стола. Моменты от каждого из этих давлений, взятые относительно проекции центра тяжести крана на опорную плоскость, как известно, равны между собой.

Откуда плечи xи y (т.е. расстояния от проекции центра тяжести на горизонтальную плоскость, проходящую через оси тележки, до передней и задней осей тележки) равны:

х = R_В d/ (R_А+ R_В) , у = R_А d/ (R_А+ R_В)

где d = x + y – расстояние между осями тележки (определяется измерением).

4 Для трех вылетов стрелы L, что и в предыдущем случае, определить критическую силу тяжести груза Р_гр , при которой кран теряет устойчивость. Нагрузку от грузов имитировать пружинным динамометром. Для этого кольцо динамометра закрепить за край лабораторного стола, а крюк динамометра зацепить за крюк крана.

81

ники. Поворот рамы со стрелой как у модели, так и у натуральных кранов осуществляется в ручную. Небольшое изменение вылета стрелы у таких кранов производится винтовой стяжкой на тяге. В лабораторной модели изменение вылета осуществляется перестановкой штифта в то или иное отверстие на тяге.

Конструкция кранов проста. В качестве основания используется ходовая тележка, на которой установлена трубчатая стойка. В нее вставлен стальной стержень поворотной рамы. На поворотной раме шарнирно закреплена трубчатая стрела, удерживаемая в нужном положении тягой. Здесь же установлена лебедка с червячным редуктором и противовес. У лабораторной модели привод червячного редуктора ручной, в натурных конструкциях – от электродвигателя с кнопочным пультом управления и магнитным реверсивным пускателем. Так как поднимаемая масса груза небольшая, то нередко и в натурных образцах обходятся без полиспаста, подвешивая крюк непосредственно к грузовому канату, как это сделано в лабораторной модели. Вместе с тем при необходимости используют двухкратный полиспаст с грузовой одноблочной подвеской. Полиспаст полезен и в случае, если скорость подъема груза для конкретных условий эксплуатации сказывается недопустимо большой. На конце стрелы таких кранов-подъемников ставят ограничитель высоты подъема крюковой подвески в виде рычага-вилки, который при упоре в нее крюковой подвески начинает поворачиваться, воздействуя при этом на конечный выключатель, который разрывает цепь управления электродвигателя лебедки и тем самым прекращает подъем груза, не допуская аварийной ситуации. Разновидностью легкового переносного крана-подъемника является конструкция, устанавливаемая враспор в оконном проеме строящегося или ремон-

80

ГОСТ в сборнике ГОСТов «Канаты стальные», изобразить в тетради, как показано на рис.3, упрощенное поперечное сечение данного каната (сердечник и пряди – окружности). На рисунке подробно изобразить лишь конструкцию одной пряди, для чего заполнить пространство, ограниченное пунктирной окружностью, элементами поперечного сечения пряди, как показано в ГОСТе. При этом необходимо обратить внимание на правильное изображение числа проволок в пряди, их относительных размеров и взаимного расположения (центральная проволока, проволоки 1-ого слоя, проволоки 2-слоя большего и меньшего диаметров и т.д.). (Если отчет по лабораторной работе оформляется до занятий, то место внутри пунктирной окружности не заполняется до получения образца каната).

После изображения поперечного сечения данного каната записать в табл.1 конструкцию каната условной формулой, в которой цифры, написанные в определенном порядке, означает количество и взаимное расположение элементов каната, а буквы указывают тип сердечника.

Пример: В канате конструкции 636 (1+7+7/+14) + 1 о.с. значится:

6 – число прядей в канате;

36 – число проволок в каждой пряди, располагающихся (указано в скобках) следующим образом:

1 – в центре пряди (центральная);

7 – в 1-ом слое;

7/7 – во 2-ом слое, толстых/тонких;

14 – в 3-м слое;

1 о.с. – один органический сердечник.

Общее число проволок в канате 636 = 216.

Далее измерить диаметры всех проволок одной (расплетенной)

57

пряди с точностью до 0.05 мм. Полученные значения сравнить с ГОСТовскими диаметрами проволок для данного каната. Результаты измерений, округленные до ГОСТовских значений, занести в табл.1.

Таблица 1

Конструктивные и эксплуатационные характеристики каната

№	Характеристики	Значения
1	Номер каната по сертификату
2	Диаметр каната по ГОСТу, мм
3	Конструкция каната (по условной формуле)
4	Количество проволок:	Центральных	1-ого слоя	2-ого слоя		3-его слоя		заполнения
				большего диаметра	меньшего диметра	большего диаметра	меньшего диметра
		1	2	3	4	5	6	7
	а) в пряди б) в канате

5	Диаметр проволок, мм
6	Условное обозначение каната
7	Суммарное разрывное уси- лие проволок в канате, Н
8	Разрывное уси- лие каната в целом, Н

58

1. краном устойчивости, необходимо надежно закреплять динамометр, иначе он может сорвать и нанести удар по лицу при отсчете величины силы.

2. Выполняя лабораторную работу, надо помнить, что масса отдельных частей модели крана вполне достаточна, чтобы, падая, нанести серьезную травму. Поэтому все перемещения собранной модели крана, все изменения вылета стрелы следует выполнять осторожно, так как стрела съемная и легко отделяется от остальной конструкции.

Общие сведения о строительных кранах

В строительстве применяются краны самой разнообразной конструкции. Классификация их зависит от того, что взято за ее основу. Так, например, по наличию характерной сборочной единице – стрелы – можно выделить большую группу кранов со стрелой, в том числе легкие переносные, башенные, самоходные стреловые, портальные, железнодорожные краны. К кранам мостового типа относятся однобалочные мостовые краны (кран-балки), собственно мостовые краны (двухбалочные) и козловые краны. Выбор конкретной модели крана зависит от места, условий работы и требуемой грузоподъемности.

Описание лабораторной модели

Лабораторная установка представляет собой модель легкого переносного поворотного крана. По своему назначению такие краны, подобно строительным подъемникам, обеспечивают в основном только вертикальный подъем груза небольшой массы – 150…500 кг. Длина стрелы небольшая и соответственно небольшое расстояние, на которое можно переместить груз после подъема за счет вращения поворотной части. Этим краны подобного типа удобнее строительных подъемников, в остальном же более удобны подъем-

79

Лабораторная работа №8

СТРОИТЕЛЬНЫЕ КРАНЫ

Цель работы: изучить устройство и принцип работы крана;

Научиться определять положение центра тяжести крана, величину коэффициента грузовой устойчивости от опрокидывания и грузоподъемность по условиям устойчивости.

Содержание работы

1. Изучить устройство и принцип работы крана.

2. Определить положение центра тяжести крана при различных вылетах стрелы.

3. Определить для тех же случаев силу тяжести груза, при которой кран теряет устойчивость.

4. Выполнить проверочный расчет коэффициентов грузовой устойчивости.

5. Вычислить грузоподъемность крана по заданной величине коэффициента устойчивости.

6. Построить вертикальную диаграмму грузоподъемности и научиться пользоваться ею.

7. Оформить отчет о работе.

Лабораторное оборудование, инструмент и приборы

а) Модель легкого переносного крана типа «Пионер-2».

б) Динамометр с пределом измерений до 0.1-0.2 кН.

в) Рулетка с пределом измерений 1.5-2.0 м.

г) Измерительная линейка длиной 1.0 м.

д) Плакаты и слайды по теме «Строительные краны».

Основные правила техники безопасности

3. Определяя силу тяжести груза, которая приводит к потере

78

		1	2	3	4	5	6	7
9	Условия эксплуатации (из табл. 2)
10	Коэффициент запаса прочности
11	Допускаемая нагрузка, Н

4.4. Условное обозначение каната

В условном обозначении каната, приведенном в сертификате качества, буквами и цифрами, написанными в установленном ГОСТом порядке, указываются основные конструктивные и эксплуатационные характеристики каната.

Согласно ГОСТам канаты подразделяются по следующим конструктивным и эксплуатационным признакам:

по назначению:

- грузолюдские – ГЛ;

- грузовые – Г;

по механическим свойствам проволоки:

- высшей марки – В;

- первой марки – 1;

по виду покрытия поверхности проволоки:

- из проволоки без покрытия;

- из оцинкованной проволоки;

- для особо жестких агрессивных условий работы – ОЖ;

- для жестких условий работы – Ж;

- для средних агрессивных условий работы – С;

по направлению свивки:

- правой;

- левой;

59

по сочетанию направлений свивки элементов каната:

- крестовой;

- односторонней - О;

- комбинированной – К;

по способу свивки:

- нераскручивающиеся – Н;

- раскручивающиеся – Р;

по точности изготовления:

- нормальной;

- повышенной – Т.

Кроме этих признаков и диаметра каната, в условном обозначении указывается маркировочная группа по временному сопротивлению проволок на разрыв, Н/мм², характеризующая разрывную прочность проволок, определяемую зависимость

σ = Р/F

где Р – разрывное усилие проволоки, Н (кгс);

F – площадь поперечного сечения проволоки, мм².

Пример

В сертификате указано: КАНАТ 13.5-Г-1-Л-Н-Т-1670 ГОСТ 7668-80.

Расшифровать условное обозначение данного каната, указать тип смазки и материал сердечника, используя соответствующий сертификат качества.

Расшифровка: канат диаметром 13.5 мм, грузового значения, первой марки, левой крестовой свивки, нескручивающий, повышенной точности, аркировойной группы 1670 Н/мм² (170кгс/мм²).

В последних графах сертификата указано, что канат пропитан смазкой БОЗ-1 и имеет трехпрядный полипропиленовый сердечник.

Условное обозначение данного каната занести в табл.1.

60

По результатам измерений и вычислений, для облегчения анализа полученных данных, построить в удобном масштабе график η = ƒ(Q), который даст наглядную картину изучаемой зависимости.

Произвести анализ полученных результатов и сделать выводы, обратив внимание на наличие или отсутствие связи между величиной поднимаемого груза и КПД тали. Дать объяснение обнаруженному явлению.

77

ручной червячной талью и сделать выводы о позиции производительности труда и электроемкости.

3. Определить теоретически и экспериментально КПД червячной тали.

Теоретически КПД тали определяется по зависимости

η = η₁ η₂ η₃

где η₁ – КПД цепного полиспаста: η₁ ≈ 0.94;

η₂ – КПД открытой червячной передачи: η₂≈ 0.65-0.75;

η₃ – КПД тяговой пары (тяговая цепь-звездочка): η₃ ≈ 0.93.

Более точно КПД червячной тали определяется экспериментально, для чего следует найти опытным путем величины, входящие в уравнение

η = Q D₇/(T D₂ u_1-7),

где Q – сила тяжести поднимаемого груза (с учетом силы тяжести грузовой люльки);

T – усилие, приложенное к тяговой цепи при подъеме груза;

D₂, D₇, u_1-7, i – см. выше.

Силы Q и T определяются с помощью динамометров.

Значение КПД червячной тали определить трижды, повышая постепенно нагрузку до предельно возможной при имеющемся наборе грузов с учетом, что максимальная грузоподъемность Q_max для тельфера равна 500 кг.

Результаты измерений и вычислений рекомендуется занести в таблицу.

№№ п/п	Сила тяжести грузов с люлькой Q, кгс	Усилие в тяговой цепи по динамометру Т, кгс	КПД тали при подъеме груза

76