Билет №19

Qw 1. Башенные стационарные и специальные башенные краны. Механизм-схемы и назначение. Предохранительные устройства. Расчёт устойчивости – собственной и грузовой.

Башенными называют стропильные краны со стрелой, закреплённой в верхней части вертикально установленной башни, и выполняющие работу по перемещению грузов и монтажу строительных конструкций за счет сочетания рабочих движений: подъёма и опускания груза, изменение вылета, поворота стрелы, с грузом и передвижении самого крана (для передвижных кранов). Это основное грузоподъёмное устройство в жилищном и промышленном строительстве.

Стационарные (приставные) краны

В ыпускают грузоподъёмностью 6, 3, 8, 10, 12,5 т. с вылетом стрелы до 4.5 м и высотой подъёма до 150м; скоростью подъёма груза 0.33-1.5 м/с; скоростью изменения вылета 0,5м/с; частотой вращения поворотной части 0,5-0,7 обор/мин.

Их применяют при строительстве высотных сооружений. Это краны с поворотной головкой и горизонтальной стрелой. Они устанавливаются на специальные фундаменты . Башню крана крепят к зданию при помощи закладных рам 1. По мере возведения здания башню удлиняют методом подращивания снизу или методом подращивания сверху промежуточными секциями длиной 2.5-7 м. 1-ый метод применяют в случае если башня охвачена в нижней части порталом. При большой высоте башни этот метод требует более мощных лебёдок. Менее энергоёмким может оказаться метод наращивания сверху. Для этого промежуточную секцию поднимают крюковой подвеской и навешивают на выдвижную раму 3. Далее 2-3 верхние секции башни крепят к монтажной стойке 2 и расстыковывают между собой. Монтажной лебёдкой поднимают по направляющим монтажной стойки поворотную часть крана вместе с отсоединённой верхней секциейбашни и в образовавшийся зазор ручной лебёдкой заводят промежуточную секцию, после чего её соединяют со смежной верхней и нижней секциями.

Специальные монтажные краны

Т акие краны устанавливаются с грузовым моментов 10000-15000 кНм. Конструкция крана существенно отличается исполнением металлоконструкций и механизмов. Поворотная часть крана располагается внутри портала. Портал состоит из цилиндра, трёх опорных ног и опорной диафрагмы. На опорной диафрагме установлен подпятник и цевочное колесо механизма вращения. Башня крана опирается на подпятник и горизонтальные опорные катки, установленные в диафрагме секции башни обхватывающиеся по кольцевому рельсу цилиндра. Портал опирается на ходовые тележки каждая из которых передвигается во двух колейному рельсовому пути. Краны снабжаются стрелами с удлинителями (гуськами) и оборудуются механизмами с полиспастами главного и вспомогательного подъёма. Грузоподъёмность вспомогательного подъема постоянна во всех вылетах. Вылет меняется наклоном стрелы с помощью стреловой лебёдки с стрел. Полиспаста.

Предохранительные устройства

К устройствам, обеспечивающим безопасность относят: ограничители конечных положений механизмов, ограничители грузоподъемности, указатели вылета, анемометры, тупиковые упоры на крановом пути, рельсовые захваты, звуковые сигналы.

Ограничители состоят из конечного выключателя и воздействующего на него устройства.

Ограничители:

Передвижения – автоматическая остановка движения при подходе к тупиковым упорам.

Поворота – автоматическая остановка поворота при после совершения краном более трех поворотов, считая от начального положения.

Угла наклона стрелы – автоматическая остановка стреловой лебёдки перед подходом стрелы к одному из конечных положений

Высоты подъёма – для автоматической остановки грузовой лебёдки перед подходом крюковой подвески к стреле

Грузоподъёмности - автоматическая остановка грузовой и стреловой лебёдки в случае, если поднимаемый груз превышает грузоподъёмность на 10%.

Собственная устойчивость

При проверке собственной устойчивости кран рассчитывают в положении, соот­ветствующем минимальному вылету стелы с креном 1°30'...2° в сторону противовеса, в качестве ребра опрокидывания принимается сторона опорного контура, наиболее близко расположенная к противовесу. На кран действуют два вида нагрузки: сила тяжести крана и ветровая. Ветровая нагрузка при проверке собственной устойчивости определя­ется при придельных значениях q ветрового скоростного напора нерабочего состояния в районе установки крана. При отсутствии указания района установки принимаются 3-4-й районы, для которых q I 450 МПа.

Коэффициент собственной устойчивости определяется по формуле:

Kc=Mg/Mw>1.15,

где Mg - момент удерживающих сил, определяемый по формуле:

Mg =G_K-g[(B/2-X_k)cosa -Y_k.sin а],

где Gk - масса крана; В - база крана; Хк, У_к- координаты центра тяжести масс крана; g- ускорение свободного падения g = 9.81 м/с²; а = 1... 2° - угол наклона рельсового пути;

Момент, создаваемый ветровой нагрузкой действующей на наветренную площадь перпендикулярную ребру опрокидывания:

M'_W = W_нр*y_w

y_w - ордината точки приложения суммарной ветровой нагрузки.

Введение коэффициента собственной устойчивости создаёт дополнительную гарантию против опрокидывания крана при превышении предельного ветрового давления в Kc раз.

Грузовая устойчивость

Кран при проверке грузовой устойчивости устанавливается в следующее положение: Груз опускается и затормаживается, а стрела занимает крайнее нижнее положение (угол около 15° к горизонту). При таком положении стрелы момент сил, удерживающих кран от опрокидывания, принимает минимальное значение.

Ветровые нагрузки предполагаются действующими со стороны противовеса. Определение ветровых нагрузок при проверке грузовой устойчивости производится с использованием нормативной величины ветрового давления рабочего состояния крана, которая значи­тельно меньше, чем для не рабочего состояния и равна для 3-го района 150 MПа. Если скорость ветра превышает допустимую по нормам величину, работа крана прекращается. Вследствие торможения механизмов на кран и груз будут действовать горизонталь­ные силы.

При вращении поворотной части крана на элементы крана и груз действуют цен­тробежные силы. Поскольку предполагаются небольшие скорости поворотного движения, то можно пренебречь центробежными силами.

Таким образом, с учётом указанных нагрузок, действующих на работающий кран, коэф­фициент грузовой устойчивости можно определить по формуле:

К_г = (M_G – M_W – M_ин - M_y)/M_гр 1,5

Для решения задачи, поставленной в данной работе, преобразуем указанное уравнение в неравенство: M_G -M_w - М_ин - К_г*М_гр-Мц 0

M_G - момент силы тяжести массы крана в рабочем состоянии относительно ребра оп­рокидывания K_i;

Mw - момент ветровых сил рабочего состояния относительно ребра K₁

М_ин - сумма моментов инерционных сил относительно ребра K₁

М_гр- момент силы тяжести массы груза относительно ребра K ₁

K₁- коэффициент грузовой устойчивости;

М_ц - момент центробежных сил, согласно сказанному ранее, в расчётах не учи­тывается.

Величина коэффициента грузовой устойчивости К_г - согласно правилам Госгортехнадзора должна составлять не менее 1.15. Физический смысл этого коэффициента прибли­жённо можно трактовать следующим образом: величина его показывает, во сколько раз может быть превышена номинальная грузоподъёмность крана до наступления опрокиды­вания; при этом не учитывается, что моменты М_ин и M_ц рассчитываются исходя из но­минальной массы груза.

Момент силы тяжести массы крана (без крюковой обоймы) равен:

M_G=G_кg((B/2-X_к)*cosa -y_к* sina)

Момент ветровых нагрузок определяется по формуле:

M_w = W_i y_wi +W _грH₀

W_i ветровая нагрузка, приложенная к отдельному элементу крана: к стреле, к башне и т.д.;

W_гр- ветровое усилие, приложенное к грузу;

Y_wi - ордината точки приложения ветровой нагрузки;

Но - высота оголовка стрелы;

Момент горизонтальных инерционных сил равен:

M ^г _ин=M^кр_ин+M ^гр_ин=G_к а _к y_к + Q _aк* H₀,

где а_гр - замедление крана при торможении механизмов хода;

Q - масса груза;

Момент вертикальных инерционных сил равен:

M^в_ин= 1.05 Q ((L_max-B/2)cos a+Но sin a) a_гр,

где: a_гр - замедление груза при торможении механизма подъёма;

L_max - вылет крюка;

Коэффициент 1.05 учитывает массу крюковой обоймы и грузозахватных приспособле­ний;

Момент силы тяжести груза равен:

M_гр= 1,05 Q g ((L_max - В/2) cos а+Но sin а)

Исходя из условия грузовой устойчивости, можно решить обратную задачу, а именно определить допустимую массу груза при заданном вылете крюка L и заданной величине коэффициента грузовой устойчивости. После подстановки выражений в неравенство ус­ловие грузовой устойчивости приобретает вид:

M_G – M_W – G_k a_\к Y_к - Q _ак Н₀ - Q ((L - В/2) cos а+Но sin а) 1.05 (а_кр+ К_г g) > 0

Решение последнего неравенства относительно Q позволяет получить искомую зависи­мость для грузоподъёмности:

Q (M₀ – M_w - G_к а _к y_к) / ((L - B/2 cos a+ Но sin a)1.05(a_гр+ К_г g) а _к Но

Qw 2. Погрузчики. назначение. Конструкции. Фронтальные ковшевые и вилочные погрузчики. Технология применения специальных погрузчиков.

Назначение: Используются для погрузки штучных грузов и сыпучих материалов на транспортные средства, для перемещения в хранилищах при складировании и сортировке.

Вилочные погрузчики: Основным видом рабочего оборудования являются вилы. Они служат для погрузки штучных материалов . Погрузчики имеют сменное оборудование. При оборудовании ковшами оны выполняют погрузку сыпучих и мелкокусковых материалов, при оборудовании стрелами их применяют для подъема груза на небольшую высоту и иногда для монтажа строительных конструкций.

В илочные погрузчики выполняются на базе автомобилей. В качестве привода используют ДВС и электродвигатели. Грузоподъемность 3-5 т.Высота подъёма груза до 6 м., скорость подъёма груза 3-50 м/мин., скорость перемещения без груза 40 км/ч., с грузом 20 км/ч.

1 – грузоподъемник подвешивается на рабочее оборудование. Он состоит из подвижных и неподвижных рам. К подвижной раме подвешивается каретка. 2- рама с кареткой поднимается при помощи гидроцилиндра, каретка подвешена на двух цепях. Основная масса груза подъёмника может наклоняться в вертикальной плоскости вперед на 3-4 градуса и назад на 12-15. Вилочные погрузчики выполняют с передним и боковым расположением грузоподъёмника.

Ковшовые погрузчики:

Одноковшовые погрузчики предназначены для погрузки в транспортные средства сыпучих и кусковых грузов. Их классифицируют по грузоподъемности: Л (0,5-2т), С (2-4т), Т(4-10т), СТ (более 10 т). По виду ходового устройства – гусеничные и колесные, по направлению разгрузки ковша – передние (фронтальный), боковой ( полуповоротной), задней (перекидной) разгрузкой.

Рабочее оборудование фронтального одноковшового погрузчика состоит из ковша и стрелы, навешенной с рамой погрузчика. Стрелу поднимают двумя гидроцилиндрами, а ковш поворачивают двумя гидроцилиндрами через рычажную систему контролируя его угловое положение указателем. Дизельная силовая установка расположена в задней части машины.

Одноковшовые погрузчики оснащают многими видами сменного оборудования.

Многоковшовые погрузчики целесообразно применять в местах с большими объемами погрузки и разгрузки сыпучих материалов. Их производительность на 40-60% выше , чем у одноковшовых погрузчиков. Рабочим органом является шнековый питатель, который состоит из двух шнеков с правым и левым направлением спирали. Шнеки расположены по обеим сторонам ковшового экскаватора. При вращении питателя нагружаемый материал подается к ковшам. Под шнековым питателем прицеплен скребок.

К Специальным подъёмно-транспортным средствам относят краны-манипуляторы. Грузозахватное устройство у них обычно дистанционно управляемо. Краны манипуляторы устанавливают обычно на базе автомобилей, тракторов и одноковшовых полноповоротных экскаваторов. Их используют при малоэтажном строительстве, грузовых перевозках и погрузкой крупногабаритных и тяжёлых грузов.