3. Стандартизация грузоподъемных машин

Современный подход к проектированию грузоподъемных машин основывается на использовании двух основных методов стандартизации: унификации узлов и принципа блочности.

Унификация, означающая стремление производителей к конструктивному единообразию изделий, широко используется в отечественном краностроении, так как благодаря ей уменьшается количество необходимого оборудования, инструмента, литейных моделей, растет производительность труда и качество машин.

Для однотипных моделей кранов применяют так называемую диагональную унификацию, когда одни и те же механизмы и узлы ставятся на краны различной грузоподъемности. К примеру, грузоподъемная лебедка, рассчитанная на подъём груза массой 20 т при среднем режиме, успешно работает и на кране легкого режима грузоподъемностью 32 т, а также на кране тяжелого режима грузоподъемностью 12,5 т.

Таким образом, унификация позволяет обеспечить взаимозаменяемость узлов и механизмов крана, создаёт дополнительные удобства при эксплуатации и ремонте.

Принцип блочности или, как его иначе называют, модульное проектирование сводится к разработке самостоятельных блоков (модулей), соединенных между собой посредством легкоразъемных элементов. В грузоподъемных кранах к таким модулям можно отнести муфты, тормоза, редукторы, крюковые подвески, опорно-поворотные устройства, ходовые тележки и т. д.

Преимущество модульного подхода состоит в следующем. Так как модули изготавливают специализированные производства с хорошо отработанной технологией, то достигается более высокое качество изделий и собранного из таких узлов крана. Кроме того, применение модулей позволяет быстро и легко отделить от крана дефектный узел без разборки смежных узлов и заменить его исправным. В итоге сокращаются простои грузоподъемного кра­на, растут экономические показатели его использования.

Помимо названных методов стандартизации в краностроении она применяется и в других формах. Так, проектировщик, создавая новый кран, обязан выбирать его грузоподъемность из стандартного ряда чисел 4; 6,3; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 63; 100... , а рассчитывая, например, размеры грузового барабана, его диаметр округлять до ближайшего значения стандартного ряда 160; 180; 200; 220; 240; 250; 260; 280; 300; 380; 400; 450; 500; 530; 560; 630; 710; 750; 800; 900; 1000 мм.

Наконец, даже обозначение нового крана строго регламентируется определенными индексами. Приведем в качестве примера порядок индексации стрелового самоходного крана КС-8473

КС- кран стреловой (соответственно КБ - кран башенный, КК - кран козловой и т.п.)

Первая цифра указывает грузоподъемность крана согласно следующей таблице:

Индекс	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Грузоподъём- Ность	4	6,3	10	16	25	40	63	100	160	250

Вторая цифра указывает тип ходового оборудования: 1 - гусеничный ход; 2 - гусеничный уширенный (предназначен для движения грузоподъемного крана в условиях слабых грунтов); 3 -пневмоколесный ход; 4 - наиболее прогрессивная конструкция ходовой части - специальное шасси автомобильного типа; 5 - ав­томобильная база; 6 - тракторная база; 7 - прицепной не самоходный кран.

Последующая цифра характеризует вид стрелового оборудования. На стреловых самоходных кранах ставят два варианта стрел: канатно-подвесную стрелу решетчатой ферменной конструкций, обозначаемую индексом 6 и жесткоопертую телескопическую стрелу сварную коробчатого сечения, обозначаемую индексом 7.

Последняя цифра в обозначении стрелового крана указывает на порядковый номер модели этого крана, на ту или иную его модификацию.

4. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ КРАНОВ

Для того, чтобы правильно оценить эксплуатационные возможности стрелового грузоподъемного крана необходимо знать его грузоподъемность, максимальный вылет груза, величину грузового момента, рабочие скорости механизмов, грузовую характеристику и режим работы, для которого спроектирован данный кран. У грузоподъемного крана пролетного типа дополнительно нужно знать его пролет и высоту подъема груза.

Под термином «грузоподъемность» понимается масса максимального груза, на подъем которого рассчитана машина. Измеряется грузоподъемность в кг или т. Помимо рабочего груза грузоподъёмность Q включает в себя массу грузозахватного приспособления (крюковой подвески, грейфера, электромагнита, автостропа и т. п.)

В тех случаях, когда по ходу расчетов необходимо учитывать воздействие массы груза на грузовой канат, элементы механизмов или опорных металлических конструкций, применяют понятие «сила тяжести» или «вес груза». Силу тяжести (вес груза) G измеряют в единицах силы (Н, кН).

Вылетом стрелы R называют расстояние от оси вращения поворотной части крана до оси грузозахватного органа, а пролетом крана L - расстояние между осями рельсов подкрановой пути.

Грузоподъёмность и вылет стрелы связаны между собой линейной зависимостью Q=f(R), называемой грузовой характеристикой стрелового крана. Согласно грузовой характеристике каждому значению вылета стрелы соответствует своя допустимая величина грузоподъемности.

Кроме грузовой характеристики для эксплуатационников представляет интерес грузовой момент крана М_ГР равный произведений грузоподъемности на вылет стрелы и в большей степени отражающий реальные возможности крана, чем отдельно взятые грузоподъемность и вылет.

, тм.

Режимы работы грузоподъемных машин подразделяются на легкий - Л, средний - С, тяжелый - Т и весьма тяжелый – ВТ. В легком режиме машина работает с большими перерывами и совсем редко с номинальным грузом, а в более тяжелых режимах увеличиваются интенсивность ее работы, число включений механизмов в час и масса поднимаемых грузов. Поэтому тот грузоподъемный кран, которой предназначен для работы в легком режиме, оснащен облегченными узлами и выполнен с меньшими запасами прочности по сравнению с конструкциями, рассчитан­ными на средний или тяжелые режимы.

Если проектируется новый кран, то прежде всего учитывается режим его работы, т.е. условия, в которых он будет эксплуатироваться. Условия работы крана характеризуются значениями коэффициентов К_ГР, К_г, К_с, ПВ, которые определяются исходя из потребностей производства.

Коэффициент использования крана по грузоподъемности

,

где Q_СР – среднее значение массы поднимаемых грузов в течение одной 8-часовой смены, т.

Q – номинальная грузоподъёмность, т;

Коэффициент годового использования крана

где n_г – число дней работы крана в течении года

Коэффициент суточного использования крана

,

где n_c - число часов работы в течение суток.

Относительная продолжительность включения грузоподъёмного механизма.

, ,

где Т- продолжительность одного рабочего цикла крана, мин;

- суммарное время включения грузоподъемного механизма в течение одного рабочего цикла, мин. Считается, что за один цикл механизм подъема включают до 10 раз, в том числе 4 раза для разгона до заданной скорости V_п, 4 раза для разгона до скорости 0,15 V_n, обеспечивающей точную остановку груза или захвата, 2 раза для разгона до промежуточной скорости 0,3 V_n при выбирании слабины каната;

- суммарное время «пауз» в рабочем цикле крана, к которым отнесены продолжительность работы других механизмов в периоды прекращения работы грузоподъемного механизма, а также затраты времени на строповку и освобождение груза от строп.

Когда значения коэффициентов К_гр, К_г, К_с, ПВ известны, то по табл. 4.1 устанавливают режим работы крана.

Таблица 4.1

Режим работы	КГР	КГ	КС	ПВ,%
Л	0,25-1,0	Редкая нерегулярная работа		15
С	0,75	0,5	0,33	25
Т	0,75-1,0	1,0	0,66	40
ВТ	1,0	1,0	1,0	40

В отличие от этой методики определения крановых режимов с 1983г. в стране стал внедряться новый подход (ГОСТ25835-83), согласно которому для крановых механизмов введены шесть групп режимов работы 1М, 2М, 4М, 5М, 6М. Каждая группа режимов характеризуется определённым сочетанием классов использования А и нагружения В (табл. 4.2.)

Таблица 4.2

Класс использования	Норма времени работы механизма (ресурс), ч	Класс нагружения и значения коэффициентов нагружения К.
		В1 до 0,125	В2 0,125-0,25	В3 0,25-0,5	В4 0,5-1,0
А0	до 800	1М	1М	1М	2М
А1		1М	1М	2М	3М
А2		1М	2М	3М	4М
А3		2М	3М	4М	5М
А4		3М	4М	5М	6М
А5		4М	5М	6М	-
А6		5М	6М	-	-

Указанные в табл. 7 классов использования отличаются друг от друга нормой времени работы механизма, по истечении которого он подлежит капитальному ремонту или списанию, а классы нагружения В1, В2, В3, В4, принимаемые в зависимости от значения коэффициента К, аналогичного по физической сущности коэффициенту К_гр (табл. 4.1), отражают интенсивность нагружения механизма за всё время его эксплуатации.

Так как в литературных источниках встречаются как одна так и другая методика оценки режимов работы, то приводим таблицу соответствия

Режим Л - группы режимов 1М, 2М, 3М

Режим С - группа режимов 4М

Режим Т - группа режимов 5М

Режим ВТ - группа режимов 6М