Кран автомобильный специальный г/п 125 т, расчет гидропривода

Механизм поворота в сборе(А0 и А1)-4лист.dwg

ДП.ОГП.КС9471.05.00.000.СБ
*Размеры для справок.
**Размер установить при помощи регулировочных
Прокладки по линиям разъема элементов редуктора
установить на герметик У-ЗОМ или
УТ-31 ГОСТ 13489-79.
Выступающую часть пробки поз. 22 срезать заподлицо
Гидромотор до установки расконсервировать
заполнить рабочей жидкостью через дренаж отв. В
полость редуктора залить масло ТАП-15В ГОСТ 23652-79
ТСп-10 ГОСТ 23652-79 при t
по пробку контроля уровня (9
а) на холостом ходу с отключенным тормозом 30 мин.
(по 15мин. в каждую сторону).
б) под нагрузкой 5000 Нм на выходном валу с отключенным
тормозом 30 мин. (по 15 мин. в каждую сторону).
в) тормоз обкатать на холостом ходу поворотно-кратковременным
кратным включение при вращении вала в каждую сторону.
Обкатку производить при оборотах вала гидромотора 1500 обмин.
При обкатке не допускается нагрев редуктора в зоне расположения
подшипников более 30
С относительно температуры окружающего воздуха
После обкатки масло заменить свежим.
Техническая характеристика
Номинальный момент на выходном валу редуктора
Номинальная скорость вращения на выходном валу редуктора
Передачное отношение
модуль и количество зубъев:
передаточное отношение редуктора
первая ступень m=2.5; z
вторая ступень m=3; z
третья ступень m=4;z
Давление полного растормаживания - 1
Заглушки условно не показаны

Блок управления(А1)-7лист.dwg

ДП.ОГП.КС9471.08.000.СБ
Техническая характеристика
Расход рабочей жидкости номинальный
Давление нагнетания номинальное
Давление редуцированное
Технические требования
Толкатели (поз.20) при перемещении должны
без заедания возвращаться
в исходное положение.
Прокладки (поз.25) устанавливать по необходимости.
для получения минимаьного редуцированного давления
* Размер для справок.
Характеристика блока управления
(при включении одной рукоятки)
Обозначеине на чертеже
подвод давления управлеия
Усилие на рукоятке управления ( Н )
Давление управления ( МПа )

Общий вид крана(А0)-1лист.dwg

ДП.ОГП.КС9471.01.000.ВО
Техническая характеристика.
Грузоподъемность на выносных опорах
Высота подъема номинального груза
Высота подъема груза со сменным оборудованием
Скорость подъема номинального груза
-при кратности полиспаста 18 2
Наибольшая скорость ветви каната
Частота вращения поворотной платформы
Скорость передвижения
Конструктивная масса без противовеса
.Размеры для справок.
В гидросистему поворотной части залить
00 л. масла ВМГЗ ТУ38-101479-74.
В топливный бак поворотной части залить
0 л. дизельного топлива;в два топливных
В систему охлаждения дизеля поворотной
части и шасси залить низкозамерзающую
жидкость 40 ГОСТ 159-78 соответственно
(без крюковой подвески)

Втулка направляющая(А1)-9лист.dwg

ДП.ОГП.КС9471.07.10.000
Неуказанные предельные отклонения по

Основная гидросхема крана (схема гидравлическая принципиальн.dwg

ДП.ОГП.КС9471.02.00.000.ГЗ
Схема гидравлическа принципиальная
Лебедка вспомогательная
Телескопирование стрелы
Вспомогательная лебедка
Опора правая передняя
Опора левая передняя

Цилиндра подъема стерлы(A1)-6 лист.dwg

ДП.ОГП.КС9471.07.00.000.СБ
Технические требования
* Размер для справок
Перед сборкой детали внутреннего набора цилиндра
наружную поверхность
штока поз.1 и внутреннюю цилиндра поз.2 промыть уайт-спиритом
продуть сжатым воздухом и смазать рабочей жидкостью.
Резиновые кольца поз. 25
предохранить от перекосов
механических повреждений
а также от попадания на них абразивных
материалов и продуктов коррозии.
Гидроцилиндр испытать:
а) на холостом ходу произвести пять полных двойных ходов.Давление масла
при этом не должно превышать 0
МПа. Перемещение поршня должно быть
без рывков и заеданий.
б) на герметичность в крайних положениях поршня давлением 35
течении 3-х минут каждой полости. В выдвинутом положении штока давление
подавать в полость Б
в задвинутом - в полость В. Течи и потения не
Допускается вынос тонкого слоя масла на штоке цилиндра без
каплеобразования при скорости перемещения штока V=1 ммин.
После испытаний масло слить из полостей цилиндра. Отверстия закрыть
технологическими пробками.
Винты поз. 21 после сборки кернить.
Полость А заполнить смазкой пресс-солидол ГОСТ4366-76.
Техническая характеристика
Класс герметичности по ГОСТ16514-96 С
Ход поршня гидроцилиндра
Номинальная сила гидроцилиндра

эскизы(А1)-10лист.dwg

Часть крана поворотная (Схема кинематическая структурная)(А1.dwg

ДП.ОГП.КС9471.04.00.000.К1
Часть крана поворотная
Схема кинематическая
гидравлическим управлением
Характеристика зубчатых
Синхронизатор цилиндров
телескопирования стрелы
Тормоз колодочный с
гидравлически управлением
Гидроцилиндры телескопирования
Цилиндр подъема стрелы
Лебедка грузовая главная

технологическая карта.dwg

Безопасность жизни и деятельности(А1)-11лист.dwg

ДП.ОГП.КС9471.11.00.000
жизни и деятельности
Потребляемая эл. мощность
Технические характеристики отопителя
Схема вентиляторно-отопительное системы в кабине крановщика

Оценка эффективности от реализации проекта(А1)-12лист.dwg

Оценка эффективности
ДП.ОГП.КС9471.12.00.000
Годовой объем продаж (без НДС)
Материальные издержки
Амортизационные отчисления
1.Единый социальный налог
1.1.Переменная часть
1.2. Постоянная часть
2.Налог на имущество
Общие издержки производства
Налооблагаемая прибыль
Рентабельность к обьему продаж
Прогноз доходов и расходов
Карта безубыточности
Затраты и результаты в сфере производства
Оценка эффективности реализации проекта
Точка безубыточности

маршрутная карта.dwg

Наименование операции
Обозначение программы
Фрезерно-отрезной.станок8В67
Отрезать детали размером 218
-х кулачковый патрон ГОСТ 24351-80;
резец расточной для глухих отверстий ГОСТ 18883-73
Контроль исполнителем
Токарно-винторез.станок16К20
Сделать фаску по эскизу
резец прямой ГОСТ 18878-73
Круглошлифов. станок 3К229А
Шлифовать заготовку в размер
Круг шлифовальный ПП 60х10х24-35-К ГОСТ 4785-81
образцы шероховатости ГОСТ 427-75
Расточить канавку шириной 8
резец расточной ГОСТ 18882-73
Расточить канавки шириной 8
-х кулачковый патрон ГОСТ 24351-80;
Фрезерноцентров.станок
Отрезать заговку в размер 224
фреза дисковая с алмазной режущей кромкой ГОСТ 18884-73
Обработать заготовку по контуру в размеры на эскизе.
резец проходной ГОСТ 24351-80
Расточить канавку шириной 45
Расточить канавку шириной 16 мм до
Расточить до размера
Точить канавку шириной 7 мм до
Снять фаску по эскизу
.3.Контроль исполнителем

Главная лебедка крана(А1)-5 лист.dwg

ДП.ОГП.КС9471.06.00.000.СБ
Технические требования
*Размер для справок.
Сварку производить электродом типа Э-50А ГОСТ 9467-60
Регулировку пружины Е (дискового тормоза) произвести винтом Ж
перемещая головку на размер 32 мм
начиная с момента сжатия пружины
Залить в лебедку через заливную горловину масло трансмиссионное Л
ГОСТ 542-50 до уровня верхней контрольной пробки в количестве 8 литров
и обкатать по следующему режиму:
при числе оборотов входного вала 2500 обмин в обе
стороны в течении одного часа(допускается испытание на кране).
нагрев масла свыше 75 С не допустимы.
После обкатки масло слить и залить свежее масло индустриальное 45
(машинное С) ГОСТ 1707-60.
Техническая характеристика
Момент на тросовом барабане
Частота вращения барабана
Передаточное число редуктора 58.928
Скорость подъема груза

Переходный процесс мезханизма поворота(А1)-8 лист.dwg

ДП.ОГП.КС9471.09.00.000
Время переходного процесса t
удельный рабочий объем двигателя
эквивалентный коэффициент скоростного трения
коэффициент утечек рабочей жидкости;
- коэффициент сжимаемости рабочей жидкости
- суммарный момент инерции;
График переходного процесса механизма поворота.

Рис 2.1(в диплом).dwg

ДП.ОГП.КС9471.00.000.ПЗ
Лебедка вспомогательная
Телескопирование стрелы
Вспомогательная лебедка
Рис. 2.1. Принципиальная гидравличская схема поворотной части

стр. 62-69.dwg

ДП.ОГП.КС9471.00.000.ПЗ
)=66960*0.26795=17941.9мм.
прямоугольных треугольников
GED и BKD равны 88.4
BD=BG-GD=8488.5-1601.62=6886.88мм
)=6886.88*0.99961=6884.19мм
)=6886.88*0.02792=192.28мм.
)=1601*0.02793=44.72мм
)=6886.19*0.02793=192.33мм.
)=8488.5*0.99961=8485.19мм
)=8488.5*0.02792=237мм.
М=3750кНм - мометн в точке С с учетом
ВК=6884.19мм(см .рис.2.5.4.)
Преполагаемая нагрузка действует оси вдоль
мы можем записать выражения:
Уравнение моментов относительно точки А:
Уравнени сил действующих вдоль оси X:
Уравнени сил действующих вдоль оси Y:
Найдем величину отрезков АК:
АК=AG-NG=3340-237=3103мм (см. рис.2.5.1.
Подставим в уравнение 2.5.13. уравнения 2.5.11. и 2.5.12.
Н. (Знак "-" показывает что направление
вектора В не совпадает с выбранным и имеет
противположное направление).
Рис.2.5.1. Кинематическая схема
Рис.2.5.3. Схема сил действующих на шток цилиндра
5.1.1. Расчет усилия действующего на шток цилиндра
Рис.2.5.2. Расчетная схема

Рис2.2.В диплом.dwg

ДП.ОГП.КС9471.00.000.ПЗ
Опора правая передняя
Опора левая передняя
Рис.2.2. Принципиальная гидравлическая схема не поворотной части

Записка.doc

В дипломном проекте представлен расчет гидропривода крана автомобильного специального грузоподъемностью 125 т.
Дипломный проект содержит 183 стр. пояснительной записки формата А4 32 рисунков 33 таблиц 31 наименований использованной литературы 10.5 листов чертежей формата А1 3 листа чертежей формата А0.
АВТОМОБИЛЬНЫЙ КРАН ГИДРОПРИВОД ГИДРОНАСОС ГИДРОМОТОР СТРЕЛА ЛЕБЕДКА ГРУЗОВАЯ ПЛАТФОРМА ПОВОРОТНАЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ГИДРОКЛАПАН РАБОЧАЯ ЖИДКОСТЬ ГИДРОЦИЛИНДР ТРУБОПРОВОД ГИДРОЗАМОК ГРУЗОВАЯ ЛЕБЕДКА МЕХАНИЗМ ПОВОРОТА ГИДРОЦИЛИНД ПОДЪЕМА СТРЕЛЫ
В данном дипломном проекте была увеличена гузоподъемность крана модели КС-8471 на 25 тонн грузоподъемность нового крана составляет 125 тонн.
С учетом увеличившейся нагрузки были проведены следующие проверочные расчеты: энергетический расчет гидропривода тепловой расчет гидропривода гидравлический расчет гидропривода динамический расчет динамики привода механизма поворота. В принципиальной схеме гидропривода была произведена замена гидроаппаратов и гидромашин с учетом увеличившихся нагрузок.
Был проведен кинематический расчет цилиндров подъема стрелы и произведена их замена на один цилиндр меньшего диаметра но увеличено давление в его полостях. Замена 2-х цилиндров одним обеспечивает большую устойчивость при подъеме. Для нового цилиндра были произведены следующие расчеты: расчет на продольную устойчивость прочностной расчет цилиндра и его резъбовых соединений а также расчет проушины цилиндра на смятие.
Разработана технология изготовления втулки гидравлического цилиндра подъема стрелы а также произведен подбор обогревателя для кабины крановщика расчет надежности нового автокрана. Выполнен экономический расчет – оценка эффективности реализации проекта.
Конструкторский раздел
Описание гидравлической схемы
Расчет механизма поворота
Расчет привода главной лебедки
Расчет гидроцилиндра подъема стрелы
Расчет надежности автокрана
Динамический расчет механизма поворота
Тепловой расчет гидравлического привода
Технологический раздел
Экономический раздел
Тема дипломного проекта “Гидропривод крана на специальном шасси грузоподъемностью 125т”. Автомобильный кран на специальном шасси автомобильного типа предназначен для выполнения погрузочно-разгрузочных и монтажных работ на промышленных объектах в малоосвещенных и труднодоступных районах может обслуживать ряд отдаленных друг от друга объектов.
Кран может работать на выносных опорах по круговой характеристике (360 гр.) при любой погоде (при обеспечении видимости рабочей зоны) при температуре окружающего воздуха от – 40 0С до + 40 0С (по спецзамеру до + 50 С).
Кран смонтирован на специальном автомобильном полноприводном шасси с колесной формулой 12Х12 обладающем высокой проходимостью.
Расчеты выполнены для крана работающего в условиях умеренно-холодного климата.
Литературный обзор автомобильных кранов большой грузоподъемности
Гидравлические стреловые кран на специальном шасси подразделяются на 2 типа:
– первый тип представляет собой гидравлический кран с телескопической стрелой установленный на шасси автомобильного типа (длиннобазовые) сконструированному для работы в крановом режиме; краны на шасси автомобильного типа отличаются больше транспортной скоростью и поэтому их используют в основном для грузоподъемных работ на строительных объектах значительно удаленных друг от друга;
– второй тип представляет собой гидравлический кран с телескопической стрелой уставленный на пневмоколесном короткообразном шасси; краны на короткообразном шасси обладают повышенной проходимостью что позволяет использовать их для грузоподъемных работ на строительных объектах с неподготовленной рабочей площадкой а также в стесненных условиях строительства и на промышленных объектах для монтажа оборудования.
В соответствие с ГОСТом 22827-85 кранам на спецшасси автомобильного типа присваивается индекс состоящий из букв КС и четырех цифр. После буквенного обозначения через дефис пишется цифровая группа в которой цифры последовательно обозначают: первая – размерную группу крана по грузоподъемности; вторая – ходовое устройство (4 – шасси автомобильного типа 8 – короткобазовое шасси); третья – исполнение подвески стрелового оборудования (7 – с жесткой подвеской) и четвертая – порядковый номер модели крана. Буквы стоящие после цифр в индексе обозначают очередную модернизацию (А Б В) и климатическое исполнение крана (ХЛ – холодный климат; Т – тропики; ТВ – тропики влажные).
Дальше будут рассмотрены две модели крана один на специальном шасси а другой на короткобазовом.
Стреловой кран КС – 8471
Описание и технические характеристики
Одесским производственным объединением тяжелого краностроения им. Январского восстания в кооперации с заводами ПНР по проекту разработанному ГСКТБ тяжелого краностростроения и ВНИИстройдормашем совместно с объединением Bumar (ПНР) создан гидравлический кран КС-8471 грузоподъемностью 100 т на специальном шасси автомобильного типа с телескопической стрелой. Высокая скорость передвижения и возможность быстрого перевода крана из транспортного в рабочее положение позволяют использовать его на погрузочно-разгрузочных аварийно-восстановительных и строительно-монтажных работах на рассредоточенных объектах в районах с умеренным климатом при температуре воздуха -40 до +40°С.
Рис 1.1. Внешний вид крана КС-8471
Табл. 1.1. Технические характеристики крана КC-8471
..на выносных опорах
Наибольшая высота подъема крюка м:
..на основной стреле (секции втянуты)
..на выдвинутой стреле (с удлинителем)
..с дополнительным оборудованием
Длина телескопической стрелы м
Длина управляемого неуправляемого гуська м
Наибольшая скорость наматывания каната на главной вспомогательной грузовой лебедке ммин
Частота вращения поворотной платформы обмин
Время полного выдвижения стрелы с
Время изменения вылета крюка с
Наибольшая скорость передвижения кмч:
Преодолеваемый уклон пути град.
Размеры опорного контура выносных опор м
Наименьший радиус поворота м
Мощность двигателя кВт:
..крановых механизмов
Наибольшее давление в гидросистеме МПа
Габаритные размеры в транспортном положении мм:
Кран может поднимать грузы на выносных опорах и без них перемещаться по площадке с твердым покрытием с грузом на крюке со стрелой длиной 136 и 221 м направленной назад вдоль оси крана. Кран КС-8471 состоит из шасси поворотной платформы и стрелового оборудования.
Шасси 1 автомобильного типа PS-1002 создано в ПНР с учетом требований к транспортным средствам и рассчитано на передвижение по шоссейным и грунтовым дорогам. Рама 3 шасси выполнена из низколегированной стали благодаря коробчатому сечению обладает повышенной жесткостью. В средней и хвостовой частях к раме приварены гнезда под балки выносных опор. Выдвижные балки опор - телескопические выполнены из высокопрочной стали. Шасси семиосное с колесной формулой 14Х6. Первая и вторая управляемые оси (вторая - приводная) подвешены на рессорах колеса с одинарными шинами размером 14.00Х20. Третья четвертая и седьмая управляемые оси имеют независимую пневмогидравлическую подвеску колеса также с одинарными шинами. Пятая и шестая приводные оси имеют жесткую балансирную подвеску колеса со сдвоенными шинами. Управление разворотом колес осуществляется с помощью гидроусилителя. На шасси установлен двигатель ЯМЗ-240Н с ограниченной мощностью 3085 кВт при 2100 обмин. Максимальный крутящий момент также ограничен до 150 кгс·м при 1500 обмин. Двигатель подвешен на раме шасси с помощью резинометаллических элементов. Коробка передач с муфтой сцепления установлена независимо от двигателя и соединена с ним валом с эластичной муфтой. Муфта сцепления двухдисковая сухого трения управление муфтой гидравлическое с пневмоусилением. Коробка передач позволяет получить 12 скоростей вперед и две назад. От коробки предедач предусмотрен отбор мощности для привода насосов. Управление коробкой передач комбинированное: механическое и пневматическое. Распределительная коробка позволяет получить две дополнительные скорости передвижения: по шоссе и по грунтовым дорогам. В распределительной коробке есть механизм блокировки исключающий жесткую связь приводных задних мостов с передним мостом. Управление распределительной коробкой пневматическое. Тормозная система двухконтурная: 1-й контур охватывает оси I II III и VII второй - оси IV V и VI. Кроме того система включает в себя контур питания аварийного и стояночного торможения торможения прицепа и контур внешнего питания. Поворотная платформа 7 закреплена на раме шасси с помощью однорядного роликового опорно-поворотного устройства с внутренним зацеплением. На поворотной платформе установлены силовая установка главная и вспомогательная грузовые лебедки механизм поворота платформы механизм подъема стрелы кабина с пультом управления капоты противовес шланговый барабан охладитель рабочей жидкости топливный и гидравлический баки гидро- и электро- оборудование.
Рис.1.2. Кинематическая схема силовой установки крана КС-8471
Силовая установка смонтирована на раме поворотной платформы на резиновых амортизаторах и состоит из двигателя 6 (ЯМЗ-236 мощностью 1324 кВт при 2100 обмин) редуктора привода насосов 2 к корпусу которого прифланцованы аксиально-поршневые насосы 1 3 4 и 7. Момент от двигателя к редуктору привода насосов передается через центробежную муфту 5 которая автоматически плавно подключает насосную группу при достижении двигателем устойчивой частоты вращения холостого хода. Таким образом значительно облегчается запуск двигателя особенно в зимнее время. Силовая установка оборудована предпусковым подогревателем ПЖД-44Б.
Рис.1.3. Кинематическая схема главной грузовой лебедки крана КС-8471
Основная грузовая лебедка предназначена для перемещения грузов на крюковых подвесках запасованных на головных блоках телескопической стрелы либо управляемого гуська. Лебедка состоит из двухступенчатого редуктора 9 встроенного в барабан одна ступень которого цилиндрическая другая - планетарная дискового нормально замкнутого тормоза 10 с гидроразмыкателем двух аксиально-поршневых гидромоторов 11 и 12 и канатоукладчика 8. Лебедка имеет четыре диапазона скоростей каната за счет поочередного подключения одного или двух насосов к гидромоторам которые в свою очередь могут работать параллельно или последовательно. Внутри каждого диапазона осуществляется бесступенчатое регулирование скоростей. На барабане лебедки выполнены кольцевые канавки с переходными лысками обеспечивающими качественную укладку каната в пять слоев.
Рис 1.4. Кинематическая схема механизма поворота
Механизм поворота платформы состоит из аксиально-поршневого гидромотора 16 редуктора 13 первая ступень которого цилиндрическая а две другие планетарные и дискового нормально замкнутого тормоза 14 с гидроразмыкателем. На вертикальном валу редуктора установлена шестерня 15 входящая в зацепление с зубчатым венцом опорно-поворотного устройства.
Механизм подъема стрелы 4 (см. рис. 1.1.) предназначен для перемещения стрелы в вертикальной плоскости. Он состоит из двух гидроцилиндров двустороннего действия. Фиксация штоков гидроцилиндров осуществляется гидрозамками. Кабина машиниста 5 теплоизолирована имеет внутреннюю облицовку из декоративного пластика. Верхнее окно кабины открывается наружу. Кабина оборудована пультом управления механизмами крана электрическим стеклоочистителем вентилятором осветительным плафоном противосолнечным козырьком. В зимнее время предусмотрен обогрев кабины и обдув переднего стекла отопителем О-30. Капоты 6 выполнены в виде двух блоков прикрывающих электро- и гидрооборудование силовую установку. Большое внимание уделено вопросам эргономики и безопасности при обслуживании силовой установки доступу к механизмам и в кабину машиниста. С этой целью предусмотрены лестницы с поручнями как для входа на верхнюю часть капотов с двух сторон крана так и схода к механизмам. Для безопасной ходьбы по капотам верхняя их часть сделана гофрированной. Для обслуживания силовой установки запуска предпускового подогревателя и контроля за его работой обслуживания аккумуляторных батарей гидро- и электрооборудования с двух сторон поворотной части предусмотрены две выдвижные площадки 5 имеющие для безопасной работы боковые поручни высотой 1 м (поручни в транспортном положении снимаются). Телескопическая стрела 2 состоит из неподвижной и трех подвижных секций перемещаемых синхронно тремя длинноходовыми гидроцилиндрами двустороннего действия. Гидропривод позволяет выдвинуть только одну последнюю секцию для монтажа башенного оборудования. Подвижные секции стрелы опираются на опоры скольжения (ползуны). С помощью решетчатого удлинителя длина стрелы может быть увеличена до 478 м. Увеличение высоты подъема крюковой подвески до 71 м и расширение подстрелового пространства осуществляется установкой управляемых гуськов изменение наклона которых производится вспомогательной лебедкой. Возможности крана могут быть расширены применением неуправляемого гуська (укосины башенно-стрелового оборудования) на головном блоке которого запасовывается второй крюк. Гидравлический привод крана состоящий из гидропривода шасси и независимого гидропривода крановых механизмов выполнен с разомкнутой схемой циркуляции и комбинированным регулированием скоростей путем дросселирования жидкости изменения частоты вращения вала насоса и последовательного подключения двух насосов к крановым механизмам. В гидроприводе крана применены аксиально-поршневые насосы и гидромоторы моноблочные распределители с сервоуправлением и другие унифицированные гидроэлементы. Безопасную эксплуатацию крана обеспечивают предохранительные и подпиточные клапаны гидрозамки вентили распределители с электромагнитным управлением реле давления тормозные клапаны и охладитель рабочей жидкости. Гидробак размещен с правой стороны поворотной платформы непосредственно около насосной группы силовой установки. Для увеличения жесткости и устранения ударов масла о стенки во время движения в баке предусмотрены внутренние перегородки. Рабочая жидкость поступает в бак через три фильтра с тонкостью фильтрации 40 мкм. На всасывающей линии насосов расположен вентиль который отсоединяет бак от гидросистемы при ремонте гидрооборудования. Электрическая система крана (электрооборудование шасси и поворотной части) рассчитанная на напряжение 24 В предназначена для управления пуском двигателя шасси из кабины водителя и двигателя крановых механизмов из кабины машиниста или со щитка силовой установки для управления электромагнитными распределителями включения и выключения приборов безопасности контрольно – измерительных приборов освещения и сигнализации. Кран оснащен устройствами и приборами обеспечивающими его безопасную эксплуатацию: указателем грузоподъемности ограничителями высоты подъема глубины опускания крюковых подвесок и угла наклона гуська а также контрольно – измерительными приборами для контроля работы электро- и гидрооборудования (амперметры манометры стандартные указатели уровня топлива и масла температуры масла и воды в системе охлаждения двигателя) приборами освещения (плафоны фары). На кабине шасси установлены два проблесковых маячка.
Кран КС-6471 на специальном шасси автомобильного типа
Кран КС-6471 - дизель-гидравлический грузоподъемностью 40 т состоит из поворотной части рабочего оборудования и ходового устройства. Поворотная часть включает в себя раму на которой монтируют стрелы грузовые (основного вспомогательного подъема) стреловые лебедки механизм поворота масляный бак кабину с постом управления гидрооборудование и противовес.
Рис. 1.5. Кран на спецшасси автомобильного типа КС – 6471. 1 – ходовое устройство 2 – телескопическая стрела 3 – поворотная платформа.
Механизмы поворотной части приводятся в действие от индивидуальных гидродвигателей которые получают питание от насосной установки с двигателем внутреннего сгорания. Грузовая лебедка приводится в движение от гидродвигателя соединенного с редуктором смонтированным внутри барабана. Лебедка снабжена роликом который позволяет укладывать канат на барабане и предотвращать произвольное сматывание каната при опускании крюковой подвески на землю. Лебедка вспомогательного подъема по конструкции аналогична главной и отличается только канатоемкостью. Механизм подъема (опускания) стрелы состоит из двух гидроцилиндров двойного действия. Цилиндры оснащены обратными управляемыми клапанами предотвращающими опускание стрелы при разрыве трубопроводов. Наклон стрелы изменяется от -2 до +87°. Силовая установка состоит из двигателя внутреннего сгорания типа ЯМЗ-236 редуктора привода насосов и насосной группы включающей три аксиально-поршневых насоса. Рабочее оборудование включает в себя основную стрелу длиной 107 м удлиняемую с помощью телескопических секций до 25 м. На стрелу длиной 25 м можно монтировать неуправляемый гусек длиной 85 м. Управляемые гуськи длиной 85; 15 и 20 м устанавливают на стрелы длиной 15; 20 и 25 м. При выведении основной стрелы в вертикальное положение оборудование может быть приравнено к башенно-стреловому.
Рис. 1.6. Транспортное положение крана КС – 6471
– оттяжка 2 – стрела 3 – фиксатор 4 – стойка 5 – гусек 6 – кабина шасси
– двигатель 8 – крюковая обойма 9 – кабина управления.
Ходовое устройство крана представляет собой самостоятельный четырехосный агрегат с двумя ведущими мостами с индивидуальными системами управления.
Рис. 1.7 Схемы компоновки трансмиссии четырехосного специального шасси автомобильного типа
– двигатель 2 – сцепление 3 – коробка передач 4 – карданный вал 5 – раздаточная коробка 6 – приводной мост с двухступенчатой цилиндрической главной передачей 7 – приводной мост 8 – промежуточная опора 9 – управляемый мост 10 – управляемый приводной мост
Две передние оси – управляемые одинарные имеют рессорную подвеску. Две приводные оси задней тележки сдвоенные с жесткой балансирной подвеской. Шасси включает в себя две независимые пневматические тормозные системы обеспечивающие крану надежное торможение при выходе из строя одной из них; предусмотрен дополнительный ручной стояночный тормоз. Разворот управляемых колес выполняется с помощью гидроусилителей приводимых в действие от двух независимых насосов. Один приводится от двигателя второй аварийный – от ведущего моста.
Рис. 1.8. Схемы компоновки системы управления поворотом колес специального шасси автомобильного типа
– рулевой колесо 2 – рулевая колонка 3 – угловой редуктор 4 – карданный вал 5 – распределитель 6 – тяга рулевой трапеции 7 – тяга 2-ого моста
Выдвижение выносных опор – независимое и осуществляется от двух блоков гидрораспределителей расположенных на каждой стороне шасси. Привод механизмов крана кроме механизма поворота выполнен по открытой схеме. Механизм поворота имеет индивидуальный привод по закрытой гидросхеме. Регулирование рабочих скоростей – объемное путем изменения подачи насосов. Источником питания для гидросистемы управления и привода вентилятора служит аксиально-плунжерных насосов. Предусмотрен также насос для заправки бака рабочей жидкостью приводящийся в движение от электродвигателя. Грузовые лебедки приводятся в действие гидромоторами с возможностью их параллельного или последовательного подключения с помощью гидрораспределителя что обеспечивает широкий диапазон регулирования скоростей подъема—опускания крюка. Крановыми операциями управляют с помощью распределителей с дистанционным гидравлическим управлением от соответствующих блоков установленных в кабине машиниста. Механизмом поворота управляют путем реверса насоса от блока управления. В гидросистеме предусмотрены вентили для аварийного опускания грузов и рабочего оборудования.
Табл. 1.2. Технические характеристики крана КC-6471
Грузоподъемность т основного крюка:
..при наименьшем вылете крюка
..при наибольшем вылете крюка
..при телескопировании (наибольший)
..при наименьшем вылете крюка при движении
Грузоподъемность вспомогательного крюка т
Высота подъема крюка м:
..при наименьшем вылете
..при наибольшем вылете
..подъема основного крюка ммин
..частота вращения платформы обмин
..передвижения крана кмч
Мощность л.с. двигателя ходового устройства
Главная лебедка крана КС-6471 (см. рис. 1.9.) оборудована гидравлическим приводом. Лебедка приводится в действие от гидромотора 15 типа 210.25 мощностью 55 л.с. вмонтированного в барабан. Мощность от гидромотора к исполнительному органу – барабану 13 передается через вал 1 с шарнирным соединением и планетарный редуктор с передачами вал-шестерню 3 находящуюся о зацеплении с шестерней 10; от шестерни 10 мощность передается шестерне 11 сидящей с ней на общем валу. Шестерня 11 находится в зацеплении с венцом 12 запрессованным во внутреннюю полость барабана. На внутренней полости мотор-редуктора смонтирован постоянно замкнутый дисковый тормоз 4 с гидравлическим приводом; внутренние диски тормоза соединены с валом-шестерней 3. В нерабочем состоянии диски сжимаются пружиной и вал-шестерня 3 находится в заторможенном состоянии. При включении лебедки масло поступает в гидромотор 15 и одновременно под давлением - в полость гидроцилиндра 6. Под действием внутреннего давления в гидроцилиндре его шток смещается вправо пружина сжимается диски тормоза размыкаются и барабан 13 начинает вращаться. Тормоз регулируют болтами 7. Изменяя дросселированием частоту вращения гидромотора 15 можно осуществлять бесступенчатое регулирование частоты вращения барабана. Это выгодно отличает данную лебедку от лебедок с механическим приводом. Валы зубчатых передач крепятся в расточках корпуса мотор-редуктора и опираются на шарикоподшипники. На барабане выполнена кольцевая нарезка. Навивка каната на барабан – четырехслойная. Канат крепят к барабану клином 16. Все подшипники и зубчатые колеса смазываются маслом залитым во внутреннюю полость барабана. Заливают и сливают масло через пробку 2. Количество масла контролируют с помощью пробки 9.
Рис. 1.9. Главная лебедка крана КС – 6471
– вал 2 9 – пробки 3 – вал-шестерня 4 – дисковый тормоз 5 – кронштейн 6 – гидроцилиндр 7 – болт 8 – пружина 1011 – шестерни 12 – венец 13 – барабан 14 – кронштейн 15 – гидромотор 16 – клин
Механизм поворота крана КС-6471 с гидравлическим приводом (см. рис. 1.10.). Кинематическая схема механизма включает в себя гидромотор 1 четырехступенчатый редуктор 4 и бегунковую шестерню 12. В корпусе редуктора 4 смонтирован постоянно замкнутый дисковый тормоз 7 внутренние диски которого укреплены на валу гидромотора 1. Механизм тормозится под действием пружины 10. При работе двигателя рабочая жидкость поступает в полость гидроцилиндра 8. Под давлением рабочей жидкости шток гидроцилиндра перемещается вниз и сжимает пружину 10. Диски тормоза разъединяются и вал редуктора освобождается. Весь механизм включается в работу бегунковая шестерня обегает венец 13 и поворачивается верхняя часть крана. Верхние подшипники редуктора заполнены консистентным смазочным материалом через масленки ввернутые в крышку. Верхние зубчатые передачи смазываются путем разбрызгивания масла залитого в картер редуктора при вращении быстроходного вала. Для предохранения от вытекания смазочного материала из картера редуктора установлены армированные манжетные уплотнения 11. Уровень масла контролируют щупом 5. Масло заливают в картер редуктора через пробку-щуп 6. Масло сливается через отверстие в гайке 14.
Рис. 1.10. Механизм поворота крана КС – 6471
– гидромотор 2 14 – гайка 3 – шток 4 – вертикальный редуктор 5 – щуп 6 – пробка-сапун 7 – дисковый тормоз 8 – гидроцилиндр 9 – трубка 10 - пружина 11 – уплотнение 12 – шестерня 13 – зубчатый венец.
Кран рассматриваемый в данном дипломном проекте относится к первому типу то есть представляет собой кран на шасси автомобильного типа. В конструкцию крана внесен ряд изменений. Для подъема стрелы используется один гидравлический цилиндр гидравлический насос на главной лебедке является регулируемым для того чтобы крюк без груза можно было быстрее поднимать (опускать) что уменьшает время выполнения операции.
1. Техническое задание
Тема дипломной работы «Гидропривод стрелового крана на специальном шасси грузоподъемностью 125т.»
Основные параметры крана
Грузоподъемность крана т
Грузовой момент не менее тм
Высота подъема крюка не менее; м
- основным оборудованием
- с дополнительным оборудованием
Скорость подъема груза ммин
- номинальная при кратности полиспаста а=18
Среднее время изменения вылета не менее с
Конструктивная масса т
Мощность двигателей кВт
Состоит из рамы сваренной из листового проката на которой смонтированы узлы и агрегаты унифицированные с узлами крана: лебедка грузовая механизм поворота силовая установка кабина машиниста с пультом управления крановым движениями электрооборудование гидрооборудование гидроцилиндры подъема стрелы.
2 Описание гидравлической схемы
Принципиальная гидравлическая схема стрелового крана на специальном шасси грузоподъемностью 125 т. Представлена на рисунках 2.2.1 и 2.2.2.
Механическая энергия дизельного двигателя поворотной платформы преобразуется гидравлической насосной станцией в энергию движущейся рабочей жидкости которая направляется к гидравлическим двигателям механизмов крана. В гидравлических двигателях энергия потока рабочей жидкости вновь преобразуется в механическую энергию. Двигатель соединен с гидравлической насосной станцией через центробежную муфту.
Регулирование скоростей гидравлических двигателей механизмов осуществляется изменением подводимой к гидравлическим двигателям величины потока рабочей жидкости определяемой величиной перемещения золотника соответствующего гидравлического распределителя и величины подачи рабочей жидкости соответствующего гидравлического насоса. Для механизма поворота изменяется только величина и направление потока рабочей жидкости гидравлическим насосом.
Применение в приводе регулируемых аксиально – поршневых гидравлических моторов позволяет дополнительно изменять частоту вращения за счет изменения рабочего объема гидравлического мотора.
Гидравлическая схем крана позволяет совмещать друг с другом выполнение следующих крановых операций:
телескопирование секций стрелы;
вращение поворотной платформы;
подъем опускание груза механизмами подъема;
изменение вылета стрелы.
При нейтральном положении золотников (т.е. джойстиков в кабине крановщика) гидравлического распределителя механизмов крана потоки рабочей жидкости от насосов направляются в напорные секции соответствующих гидравлических распределителей и через переливные клапаны и сливную секцию гидравлического распределителя возвращаются в гидравлический бак.
Для включения какого – либо механизма крана необходимо перевести соответствующий золотник (т.е. джойстик в кабине крановщика) в требуемую рабочую позицию.
Гидравлическая схема стрелового крана состоит из двух частей:
не поворотной части.
Поворотную часть гидравлической схемы можно разбить на пять составляющих частей: лебедка главная лебедка вспомогательная поворотная часть подъем стрелы выдвижение секций стрелы. Схема состоит из четырех насосов Н1 Н2 Н3 Н4 трех многосекционных распределителей Р1 Р2 Р3 с гидравлическим управлением которые управляются от блоков управления БУ1 БУ2 БУ3 и БУ4.
Неповоротная часть гидравлической схемы состоит из двух распределителей Р8 Р9 и десяти гидравлических цилиндров Ц4-Ц13.
2.1. Описание работы гидравлической принципиальной схемы поворотной части
Насос гидравлический Н1 приводимый в движение дизельным двигателем осуществляет забор рабочей жидкости из гидравлического бака Б и направляет ее в напорную магистраль из которой рабочая жидкость поступает к гидравлическому распределителю Р1 который управляет механизмом подъема (опускания) груза и механизмом телескопирования стрелы.
Для предотвращения перегрузки гидравлического насоса Н1 в гидравлический распределитель Р1 встроен предохранительный клапан КП1.
Насос гидравлический Н2 приводимый в движение дизельным двигателем осуществляет забор рабочей жидкости из гидравлического бака Б и направляет к гидравлическому распределителю Р2 который управляет механизмом вспомогательной лебедки.
Для предотвращения перегрузки гидравлического насоса Н2 в гидравлический распределитель Р2 встроен предохранительный клапан КП2.
Насос гидравлический Н3 приводимый в движение дизельным двигателем осуществляет забор рабочей жидкости из гидравлического бака Б и направляет ее к гидравлическому распределителю Р3 который управляет механизмом поворота и механизмом подъема (опускания) стрелы.
Для предотвращения перегрузки гидравлического насоса Н3 в гидравлический распределитель Р3 встроен предохранительный клапан КП3.
Насос гидравлический Н4 приводимый в движение дизельным двигателем осуществляет забор рабочей жидкости из гидравлического бака Б и направляет ее к гидравлическому распределителю Р4 а от него поступает к гидравлическому мотору М6 на валу которого находится вентилятор который охлаждает рабочую жидкость проходящую через теплообменный аппарат ТО1.
Подъем (опускание) груза механизмом главной лебедки
Подъем (опускание) груза механизмом происходит при включении распределителя Р1. Подъем груза механизмом главной лебедки происходит при переводе I-ой секции гидравлического распределителя Р1 в рабочую позицию (на схеме верхняя). Рабочая жидкость от насоса Н1 подается в соответствующую полость гидравлического мотора М1 и к размыкателю тормоза входящего в состав грузовой лебедки.
Тормоз размыкается и гидравлический мотор М1 начинает вращать барабан лебедки механизма подъема в направлении подъема груза.
Слив рабочей жидкости из гидравлического мотора осуществляется через клапан тормозной КТ1 гидравлический распределитель Р1 и далее по сливном трубопроводу в гидравлический бак Б.
Для опускания груза I-ая секция гидравлического распределителя Р1 переводится во вторую рабочую позицию (на схеме нижняя). Рабочая жидкость подается во вторую полость гидравлического мотора М1 и к размыкателю тормоза встроенного в лебедку. Тормоз размыкателя и гидравлического мотора вращает барабан лебедки в направлении опускания груза. Слив рабочей жидкости из гидравлического мотора осуществляется через клапан тормозной КТ1 и далее по сливному трубопроводу в гидравлический бак Б. Клапан тормозной КТ1 обеспечивает стабильность заданного гидравлического распределителем Р1 скоростного режима опускания груза.
Подъем (опускание) груза механизмом вспомогательной лебедки
Подъем (опускание) груза механизмом происходит при включении распределителя Р2. Подъем груза механизмом вспомогательной лебедки происходит при переводе I-ой секции гидравлического распределителя Р2 в рабочую позицию (на схеме верхняя). Рабочая жидкость от насоса Н2 подается в соответствующую полость гидравлического мотора М2 и к размыкателю тормоза входящего в состав грузовой лебедки.
Тормоз размыкается и гидравлический мотор М2 начинает вращать барабан лебедки механизма подъема в направлении подъема груза.
Слив рабочей жидкости из гидравлического мотора осуществляется через клапан тормозной КТ2 гидравлический распределитель Р2 и далее по сливном трубопроводу в гидравлический бак Б.
Для опускания груза I-ая секция гидравлического распределителя Р2 переводится во вторую рабочую позицию (на схеме нижняя). Рабочая жидкость подается во вторую полость гидравлического мотора М2 и к размыкателю тормоза встроенного в лебедку. Тормоз размыкателя и гидравлического мотора вращает барабан лебедки в направлении опускания груза. Слив рабочей жидкости из гидравлического мотора осуществляется через клапан тормозной КТ2 и далее по сливному трубопроводу в гидравлический бак Б. Клапан тормозной КТ2 обеспечивает стабильность заданного гидравлического распределителем Р2 скоростного режима опускания груза.
Вращение поворотной платформы
От гидравлического насоса Н3 рабочая жидкость подается к гидравлическому распределителю Р3. При включении I-ой секции гидравлического распределителя Р3 в рабочее положение (на схеме верхнее) жидкость поступает к размыкателю тормоза встроенного в механизм поворота который размыкает тормоз разрешая совершить вращение поворотной платформы.
Вращение поворотной платформы осуществляется при переводе джойстика блока управления БУ2 находящегося в кабине крановщика в одну из рабочих позиций. При этом гидравлический насос Н3 подает рабочую жидкость в соответствующую полость гидравлического мотора М3. Из другой полости гидравлического мотора жидкость поступает во вторую полость гидравлического насоса. Изменение направления вращения осуществляться при переводе джойстика в другую рабочую позицию. При этом гидравлические линии от гидравлического насоса Н3 до гидравлического мотора М3 функционально меняются местами (где был «напор» - станет «слив» где был «слив» - станет «напор») и гидравлический мотор ГМ3 вращается в противоположную сторону.
Подъем (опускание) стрелы
Для подъема стрелы II-ая секция гидравлического распределителя Р3 переводиться в первую рабочую позицию (на схеме верхнее).
Рабочая жидкость от гидравлического насоса Н3 подается в поршневую полость гидравлического цилиндра изменения вылета Ц1 шток гидравлического цилиндра выдвигается поднимая стрелу. Штоковая полость этого гидравлического цилиндра напрямую соединена сливной гидравлической линией с гидравлическим баком Б. Из штоковой полости происходит слив рабочей жидкости в гидравлический бак Б.
Для опускания стрелы джойстик блока управления БУ2 находящийся в кабине крановщика переводиться в другую рабочую позицию. При этом II-ая секция гидравлического распределителя Р3 переводиться в другую рабочую позицию (на схеме нижнюю) и рабочая жидкость поступает в полость управления КТ3 он открывается обеспечивая слив рабочей жидкости из поршневой полости гидравлического цилиндра Ц1 через гидравлический распределитель Р3 (при нейтральном положении золотника) в гидравлический бак Б. Изменение объема штоковой полоти компенсируется поступлением в нее рабочей жидкости из сливной гидравлической линии. Шток гидравлического цилиндра Ц1 втягивается стрела опускается. Тормозной клапан КТ3 обеспечивает стабильность заданного скоростного режима опускания стрелы и предотвращает самопроизвольное втягивание штока гидравлического цилиндра Ц1 под действием сил тяжести стрелы и груза при нейтральном положении золотника гидравлического распределителя Р3 и в случае повреждения трубопровода.
Выдвижение (втягивание) секций стрелы
Для выдвижения секций стрелы II-ая секция гидравлического распределителя Р2 переводиться в первую позицию (на схеме верхняя) и рабочая жидкость от гидравлического насоса Н2 через обратные клапаны тормозного клапана КТ4 поступает к гидравлическим моторам М4 и М5 валы которых соединены между собой. Выходя из гидравлических моторов М4 и М5 рабочая жидкость поступает в поршневые полости гидравлических цилиндров Ц2 и Ц3 обеспечивая синхронное перемещение их гильз и соответственно подвижных секций телескопической стрелы.
При включении II-ой секции гидравлического распределителя Р2 во вторую позицию (на схеме нижняя) жидкость от гидравлического насоса Н2 подводится к штоковым полостям гидравлических цилиндров Ц2 и Ц3. Гидравлические замки ЗМ2 и ЗМ3 открываются и жидкость из поршневых полостей гидравлических цилиндров поступает к гидравлическим моторам М4 и М5 и далее через тормозной клапан КТ4 – к гидравлическому распределителю Р2. Гильзы гидравлических цилиндров и соответственно подвижные секции телескопической стрелы втягиваются.
Обратные клапаны КО5 КО6 КО7 КО8 и предохранительный клапан КП6 компенсируют рассогласование движения гильз гидравлических цилиндров. Поршневые полости гидравлических цилиндров предохранены от высокого давления возникающего при нагреве запертых гидравлических цилиндров. Давление в штоковых полотях гидравлических цилиндров ограничивается предохранительным клапаном КП15 встроенным в гидравлический распределитель Р2.
Для монтажа управляемого гуська перемещают только вторую подвижную секцию соединенную с гидравлическим цилиндром Ц3. Рабочая жидкость от II-ой секции гидравлического распределителя Р1 к гидравлическому цилиндру Ц3 подается через гидравлический цилиндр Ц2. Заданная скорость при втягивании секции поддерживается с помощью обратного клапана КО16 и дросселя ДР1. Постоянное давление в штоковой полости гидравлического цилиндра Ц2 и соответственно заданная скорость выдвижения второй подвижной секции при ее наклоне вниз поддерживается блоком состоящим из обратного клапана КО15 и предохранительного клапана КП11.
Гидравлические цилиндры механизма выдвижения стрелы
Гидравлический цилиндр механизма выдвижения стрелы Ц2 предназначен для выдвижения (втягивания) второй секции стрелы.
Техническая характеристика гидравлического цилиндра Ц2
Давление номинальное МПа:
Гидравлический цилиндр механизма выдвижения стрелы Ц3 предназначен для выдвижения (втягивания) третьей секции стрелы.
Техническая характеристика гидравлического цилиндра Ц3
2.2. Описание работы по гидравлической принципиальной схеме неповоротной части крана
Гидравлическая принципиальной схемы неповоротной части крана входит в состав гидравлической схемы шасси и выполняет функции по установке крана выносные опоры.
Механическая энергия двигателя шасси преобразуется в энергию движущейся рабочей жидкости которая направляется в том числе к гидравлическим распределителям управления гидравлическими цилиндрами Р8 и Р7.
К неповоротной части относятся гидравлическая схема выносных опор. Схема состоит из десяти цилиндров двух пяти секционных распределителей типа 73 шести гидравлических замков и предохранительных клапанов.
От насоса Н4 жидкость через поворотное соединение поступает к гидравлическому распределителю Р8. При нейтральном положении гидравлических распределителей Р8 и Р7 жидкость поступает обратно в бак. Оба распределителя имеют встроенные предохранительные клапаны. Распределители Р8 и Р7 с ручным управление ручки расположены на корпусе шасси.
От распределителей жидкость поступает к гидравлическим цилиндрам.
От Р8 жидкость поступает на цилиндры с правой стороны. От Р7 поступает на цилиндры с левой стороны.
От первой секции распределителя Р8 жидкость поступает к цилиндру выдвижения (втягивания) задней правой опоры Ц8 через гидравлический замок ЗГ6. От второй секции жидкость поступает к цилиндру Ц7 который выдвигает гидравлический цилиндр Ц8. Жидкость из штоковой полости гидравлического цилиндра Ц8 поступает на управление гидравлическим замком ЗМ6 и в штоковую полость гидравлического цилиндра Ц7 через шток. От третей секции жидкость поступает к гидравлическому цилиндру выдвижения (втягивания) передней правой опоры Ц6 через блок состоящий из предохранительного клапана КП26 и гидравлический замок ЗМ5. Гидравлический замок ЗМ5 управляется поршневой полостью гидравлического цилиндра Ц6. От четвертой секции жидкость поступает к гидравлическому цилиндру поворота передней правой опоры Ц5 через гидравлический замок ЗМ4 который управляется поршневой штоковой полостью гидравлического цилиндра Ц5. От пятой секции жидкость поступает в гидравлический цилиндр выдвижения передней правой опоры Ц4.
От первой секции распределителя Р7 жидкость поступает к цилиндры задней левой опоры Ц13 через гидравлический замок ЗМ7. От второй секции жидкость поступает к цилиндру Ц12 который выдвигает гидравлический цилиндр Ц13. Жидкость из штоковой полости гидравлического цилиндра Ц13 поступает на управление гидравлическим замком ЗМ7 и в штоковую полость гидравлического цилиндра Ц12 через шток. От третей секции жидкость поступает к гидравлическому цилиндру передней правой опоры Ц11 через блок состоящий из предохранительного клапана КП25 и гидравлический замок ЗМ8. Гидравлический замок ЗМ8 управляется поршневой полостью гидравлического цилиндра Ц11. От четвертой секции жидкость поступает к гидравлическому цилиндру поворота передней правой опоры Ц10 через гидравлический замок ЗМ9 который управляется поршневой штоковой полостью гидравлического цилиндра Ц10. От пятой секции жидкость поступает в гидравлический цилиндр выдвижения передней правой опоры Ц9.
Для установки в рабочее положение выносных опор крана золотники соответствующего гидравлического распределителя Р8 и Р9 переводиться в рабочую позицию. При этом рабочая жидкость нагнетается в гидравлические цилиндры выдвижения (втягивания) выносных опор ГЦ6 ГЦ8 ГЦ11 ГЦ13. Таким образом происходит выдвижение выносных опор крана.
Для установки выносных опор крана в транспортное положение золотник соответствующего гидравлического распределителя переводится в рабочую позицию. При этом рабочая жидкость нагнетается в штоковые полости гидравлических цилиндров Ц6 Ц8 Ц11 Ц13. Поршневые полости соединяются с гидравлическим баком что обеспечивает втягивание штоков гидравлических цилиндров. В результате происходит втягивание выносных опор крана.
Гидравлические замки ЗМ4-ЗМ9 предотвращают при увеличении нагрузки проседание гидравлических опор Ц6 Ц8 Ц11 Ц13. а также цилиндров поворота Ц5 и Ц10.
Гидроцилиндры выдвижения (втягивания) выносных опор
Гидроцилиндры Ц4 Ц5 Ц7 Ц9 Ц10 Ц12 предназначены для выдвижения (втягивания) выносных опор при установке крана на полный рабочий контур.
Технические характеристики цилиндров Ц4 Ц7 Ц9 Ц12
Давление номинальное МПа
Технические характеристики цилиндров Ц5 Ц10
Гидравлическая опора
Гидравлические опоры Ц6 Ц8 Ц11 Ц13 предназначены для вывешивания крана при установке его на выносные опоры.
Технические характеристики
3. Расчет механизма поворота
Механизм поворота нужен для поворота поворотной платформы которая состоит из: кабины крановщика рабочего оборудования механизма подъема (опускания) стрелы механизмов главной и вспомогательной лебедки механизма изменения вылета стрелы и электоро- и гидрооборудования поворотной части.
Расчет производиться с учетом перегрузки механизма в 1.25 раза.
Производиться подбор аппаратов с учетом современных требований и расчет КПД привода механизма поворота. Произведен подбор рабочей жидкости с учетом условий эксплуатации автомобильного крана.
Рис. 2.3.1. Схема механизма поворота
Исходные данные для расчета
Максимальный момент на шестерне поворотного круга
Максимальная частота вращения шестерни
Передаточное отношение редуктора
Номинальное давление в системе рабочего оборудования
Температурный диапазон окружающей среды:
Длина гидравлических линий оборудования:
Коэффициенты местных сопротивлений гидравлических линий:
КПД редуктора (силовой передачи)
КПД гидравлического привода
КПД гидромеханический гидравлического насоса и мотора
Диапазон регулирования для отечественных насосов
3.1. Энергетический и гидравлический расчеты [2 7 9 29]
Расчет гидравлического двигателя механизма поворота
Момент на валу гидравлического мотора
Частота вращения вала гидравлического мотора
Мощность на валу гидравлического мотора:
- номинальная мощность подобранного гидравлического мотора. Из технической характеристики .[29]
Для привода механизма поворота выбираем гидравлический мотор
По каталогу подбираем нерегулируемый реверсивный гидравлический
аксиально –поршневой мотор типа 310.2.112.00.01.ХЛ1 [29]
Табл. 2.3.1. Технические характеристики гидравлического мотора
Номинальное давление
Максимальное давление
Номинальная мощность
гидро - механический
Масса (без рабочей жидкости)
Расход гидравлического мотора
Мощность гидравлического мотора:
Делаем вывод о том что требуемая мощность обеспечивается т.к. номинальная мощность гидравлических моторов 42 кВт а требуется 28.7 кВт.
Проверяем подходит ли подобранный гидравлический мотор по частоте вращения
Делаем вывод о том что гидравлический мотор подобран верно так как условие (2.3.6.) выполняется.
Эти значения расхода и мощности будем использовать в дальнейших расчетах.
Расчет гидравлического насоса механизма поворота
По требуемому расходу мотора выбираем по каталогу [29]:
нерегулируемый аксиально – поршневой гидравлический насос типа 310.2.112.03.01.ХЛ1
номинальная подача насоса из технических характеристик [29].
Табл. 2.3.2. Технические характеристики гидравлического насоса
Подача гидравлического насоса обеспечивающая заданный режим работы
Проверяем подходит ли подобранный гидравлический насос по расходу
Делаем вывод о том что гидравлический насос подобран верно так как условие (2.3.9.) выполняется.
Расчет проходных сечений трубопроводов [26]
Расчет проходных сечений трубопроводов напорной линии системы включает гидравлический мотор М3 гидравлический насос Н3 и гидравлический распределитель Р3.
Расчет проходных сечений трубопроводов в линии гидравлический мотор М3 – гидравлический распределитель Р3
Рекомендуемая скорость течения рабочей жидкости
Площадь напорного трубопровода
Диаметр напорного трубопровода
Принимаем по ГОСТ 6636-69: .
Толщина стенки напорного трубопровода
допустимое напряжение напорного трубопровода
Принимаем по ГОСТ 8734-75: .
Определяем наружный диаметр трубопровода
Внутренний диаметр условного прохода
Принимаем для уменьшения габаритов и веса трубопровода.
Расчет трубопровода в линии гидравлический насос Н3 – гидравлический распределитель Р3
Площадь напорного трубопровода (по формуле (2.3.10.))
Диаметр напорного трубопровода (по формуле (2.3.11.))
Толщина стенки напорного трубопровода (по формуле (2.3.12.))
Определяем наружный диаметр трубопровода (по формуле (2.3.13.))
Внутренний диаметр условного прохода (по формуле (2.3.14.))
Расчет проходных сечений трубопроводов сливной линии системы
Расчет сливного трубопровода в линии гидравлический распределитель Р3 – гидравлический бак Б.
Допустимая скорость течения рабочей жидкости
Площадь сливного трубопровода (по формуле (2.3.10.)):
Диаметр сливного трубопровода (по формуле (2.3.11.)):
Толщина сливного трубопровода (по формуле (2.3.12.))
Расчет проходных сечений трубопроводов всасывающей линии системы
Расчет всасывающего трубопровода в линии гидравлический насос Н3 – гидравлический бак Б.
Площадь всасывающего трубопровода (по формуле (2.3.10.))
Диаметр всасывающего трубопровода (по формуле (2.3.11.))
Толщина стенки всасывающего трубопровода (по формуле (2.3.12.))
3.2. Выбор типоразмеров направляющей и регулирующей гидравлической аппаратуры [26 27 28]
Выбор аппаратов осуществляется по диаметру условного прохода c учетом номинального давления и подаче насоса.
Внешний объем и масса гидравлического аппарата зависят от диаметра условного прохода поэтому допускается выбирать аппараты с уменьшенным до 1.5 раз трубопроводы остаются прежними только используются переходники.
Выбор типоразмеров направляющей и регулирующей аппаратуры в системе рабочего оборудования
Выбор осуществляется по следующим параметрам:
Диаметр условного прохода
По полученным параметрам выбираем трех секционный гидравлический распределитель с гидравлическим управлением типа М4-16 (Р3) [27]
Табл. 2.3.3. Техническая характеристика гидравлического
Выбираем блок предохранительных клапанов типоразмера 64600 (КП24 КП23) [26 табл.56]
Табл. 2.3.4. Техническая характеристика блок предохранительных
Выбираем блок предохранительных клапанов типоразмера 520.12 (КП3 КП6) [26 табл.54]
Табл. 2.3.6. Техническая характеристика блок предохранительных
Выбираем линейный фильтр типоразмера 1.1.32-25 (Ф) [26 табл.64]
Табл. 2.3.7. Техническая характеристика линейного фильтра
Гидролиния установки
Номинальный поток через фильтр
при вязкости рабочей жидкости
Номинальный перепад давлений при
номинальном потоке и вязкости рабочей
Перепад давлений на фильтре при
открывании переливного клапана:
Масса сухого фильтра
Выбираем рукав высокого давления типоразмера РВД Z 16-20 [26 табл.67]
Табл. 2.3.8. Техническая характеристика РВД
Присоединительная резьба
Минимальный радиус изгиба
Выбор блока предохранительных клапанов в линии гидравлический мотор – гидравлический распределитель
3.3. Выбор марки рабочей жидкости [18 19]
Автомобильный кран на спецшасси предназначен для работ в районах с умеренным климатом в диапазоне температур от до . В соответствие с этим выбирается всесезонное масло ВМГЗ ТУ38 – 101479-74 или ВМГЗ ТУ38 – 101479 – 00. Допускается применение масел АУ ТУ38 – 1011232 – 89 и МГЕ – 46В ТУ38 – 001347 – 00.
Масло гидравлическое всесезонное ВМГЗ ТУ38 – 101479-74 – маловязкая низкозастывающая минеральная основа вырабатываемая посредством гидрокаталитического процесса заглушенная полиметакрилатной присадкой.
Содержит присадки: противоизносну антиокислительную антипенную.
Масло предназначено для систем гидропривода и гидроуправления строительных дорожных лесозаготовительных подъемно – транспортных и других машин работающих на открытом воздухе при температурах в рабочем объеме масла от до .
Масло веретенное АУ ТУ38 – 1011232 – 89 получают из малосернистых и сернистых парафиновых нефтей с использованием процессов глубокой селективной очистки фенолом и глубокой депарафинизации.
Содержит антиокислительную присадку.
Масло обеспечивает работу гидроприводов в диапазоне температур от минус до плюс .
Масло МГЕ – 46В ТУ38 – 001347 – 00 для гидрообъемных передач вырабатывают на базе индустриальных масел с антиокислительной противоизносной депрессорной и антипенной присадками.
Масло обладает высокой стабильностью эксплуатационных свойств не агрессивно по отношению к материалам применяемым в гидравлическом приводе.
Предназначено для гидравлических систем (гидропривода) сельскохозяйственной и другой техники работающей при давлении до 35МПа с кратковременным повышением до 42МПа. Работоспособно в диапазоне температур от до . Ресурс работы в гидроприводах с аксиально – поршневыми машинами составляет 2500 ч..
Табл. 2.9. Характеристика рабочей жидкости
3.4. Расчет объемных потерь и расчет расхода насосных
Расчет напорной линии с аксиально-поршневым нерегулируемым насосом
Номинально давление в гидролинии
Расход предварительный
Клапан предохранительный КП
величина объемных утечек при
Величина объемных утечек при
Расчет относительных утечек
Перевод утечек на давление
Общий потребный расход насоса
Окончательно выбираем аксиально – поршневой не регулируемый насос типа 310.2.112.03.01.ХЛ1. Технические характеристики (см. табл. 2.3.2.).
Расчет потерь давления на гидроаппаратах
Определение перепада давления на Р3
Эффективная площадь проходного сечения распределителя Р3
- номинальный расход;
- падение давления на Р3.
Перепад давления будет равен:
Перепад давления на предохранительном клапане КП
Эффективная площадь проходного сечения КП (по формуле (2.3.18))
- падение давления на КП.
Перепад давления на КП (по формуле (2.3.19.))
Потери давления в напорной линии рабочего оборудования на гидроаппаратах
Расчет потерь давления на гидроаппаратах в сливной линии системы
привода механизма поворота
Эффективная площадь проходного сечения Р3 (по формуле (2.3.18.))
Перепад давления будет равен (по формуле (2.3.19))
Перепад давления на фильтре Ф
Эффективная площадь проходного сечения Ф (по формуле (2.3.18))
- падение давления на Ф.
Перепад давления на Ф (по формуле (2.3.19.))
Потери давления в сливной линии рабочего оборудования на гидроаппаратах
(по формуле (2.3.20.))
Потери давления на местные сопротивления и по длине
Наибольшие потери а соответственно и нагрев жидкости будут при движении поворотной платформы поднятие стрелы и крюковой подвески что требует максимального расхода.
Суммарные потери давления в линии насоса типа 310.2.112.
Вязкость рабочей жидкости
Площадь трубопровода
Средняя скорость течения жидкости
следовательно режим течения жидкости турбулентный.
Гидравлический коэффициент сопротивления трубопровода найдем по формуле Блазиуса [30]
Потери местные на линии гидравлического мотора
Коэффициенты сопротивления [20]
Суммарные потери давления на местные сопротивления
Суммарные потери давления в напорной линии аксиально-поршневого гидравлического насоса типа 310.2.112.
Потери по длине и местные сопротивления в сливной линии мотора механизма поворота
Потери по длине и местные сопротивления в сливной линии гидромотра
Площадь трубопровода (по формуле (2.3.21.))
Средняя скорость течения жидкости (по формуле (2.3.22.))
Число Рейнольдса (по формуле (2.3.23.))
Гидравлический коэффициент сопротивления трубопровода найдем по формуле Блазиуса (по формуле (2.3.24.))
Потери по длине (по формуле (2.3.25.))
выходы из гидромоторов
Суммарные потери давления на местные сопротивления (по формуле (2.3.26.))
Суммарные потери давления в сливной линии гидромотора
(по формуле (2.3.27.))
Общие потери давления всей системы на гидравлических аппаратах сопротивлениях местных и по длине
Линия аксиально-поршневого насоса типа 310.2.112
Определение суммарных потерь в напорной и сливной линиях системы рабочего оборудования
Так как система открытая то реальное давление равно:
3.5 Расчет КПД системы привода механизма поворота
Гидравлический КПД системы
Механический КПД системы (основные узлы)
- аксиально-поршневой насос типа 310.2.112.
- аксиально-поршневой мотор типа 310.2.112..
Объемный КПД системы (основные узлы)
Общее КПД системы привода механизма поворота
4. Расчет привода главной лебедки
Главная лебедка служит для подъема (опускания) крюка с грузом или без него. В случае подъема (опускания) пустого крюка допускается увеличение скорости подъема (опускания). Для регулирования скорости подъема (опускания) ставиться регулируемый гидравлически мотор. В данном разделе произведен подбор гидравлических насоса и мотора и гидравлического оборудования производиться расчет КПД привода главной лебедки и общего КПД системы автомобильного крана а также подбор гидравлического бака. Расчет ведется с учетом перегрузки в 1.25 раза.
Рис. 2.4.1. Схема главной лебедки
Максимальная поднимаемая нагрузка
Диаметр барабана лебедки
Кратность полиспаста
Ускорение свободного падения
Максимальная частота вращения барабана
Коэффициент не совпадения расчетных и номинальных значений параметров гидравлических насосов и моторов
4.1. Энергетический и гидравлический расчеты [2 7 9 29]
Расчет гидравлического двигателя привода главной лебедки
Сила натяжения конца веревки прикрепленной к тросовому барабану
Максимальный момент на тросовом барабане
Момент на валу гидравлического мотора (по формуле (2.3.1.))
Частота вращения вала гидравлического мотора (по формуле (2.3.2.))
Мощность на валу гидравлического мотора (по формуле (2.3.3.))
- номинальная мощность подобранного гидравлического мотора. Из технической характеристики [29].
По каталогу подбираем регулируемый реверсивный гидравлический
аксиально-поршневой мотор типа 303.3.160.01.00.ХЛ1 [29]
Табл. 2.4.1. Технические характеристики гидравлического мотора
Расход гидравлического мотора (по формуле (2.3.4.))
Мощность гидравлического мотора (по формуле (2.3.5.))
Делаем вывод о том что требуемая мощность обеспечивается т.к. номинальная мощность гидравлических моторов 60 кВт а требуется 54 кВт.
Проверяем подходит ли подобранный гидравлический мотор по частоте вращения (по формуле (2.3.6.))
Расчет гидравлического насоса привода главной лебедки
нерегулируемый аксиально – поршневой гидравлический насос типа 310.3.160.03.01.ХЛ1
Табл. 2.4.2. Технические характеристики гидравлического насоса
Подача гидравлического насоса обеспечивающая заданный режим работы (по формуле (2.3.8.))
Проверяем подходит ли подобранный гидравлический насос по расходу (по формуле (2.3.9.))
Расчет проходных сечений трубопроводов
Расчет проходных сечений трубопроводов напорной линии системы включает гидравлический мотор М1 гидравлический насос Н1 и гидравлический распределитель Р1.
Расчет проходных сечений трубопроводов в линии гидравлический мотор М3 – гидравлический распределитель Р1
Толщина стенки напорного трубопровода (по формуле(2.3.12))
Расчет трубопровода в линии гидравлический насос Н1 – гидравлический распределитель Р1
Принимаем для уменьшения веса и габаритов трубопровода.
Расчет сливного трубопровода в линии гидравлический распределитель Р1 – гидравлический бак Б.
Площадь сливного трубопровода (по формуле (2.3.10.))
Диаметр сливного трубопровода (по формуле (2.3.11.))
Толщина стенки сливного трубопровода (по формуле (2.3.12.))
Расчет всасывающего трубопровода в линии гидравлический насос Н1 – гидравлический бак Б.
4.2. Выбор типоразмеров направляющей и регулирующей гидравлической аппаратуры [26 27 28]
По полученным параметрам выбираем трех секционный гидравлический распределитель с гидравлическим управлением типа М4-16 (Р1) [27].
Табл. 2.4.3. Техническая характеристика гидравлического
Выбираем блок предохранительных клапанов типоразмера 520.12 (КП1) [26 табл.54] (см. табл. 2.3.6.)
Выбираем обратный клапан типоразмера КВRНД (КО1 КО2) [26 табл.48]
Табл. 2.4.4. Техническая характеристика блок обратных клапанов
Выбираем тормозной клапан типоразмера 63 100 (КТ1) [26 табл.58]
Табл. 2.4.5. Техническая характеристика тормозного клапана
Выбираем линейный фильтр типоразмера 1.1.32-25 (Ф) [26 табл.64] (см. табл. 2.3.7.)
Выбираем рукав высокого давления типоразмера РВД Z 16-20 [26 табл.67] (см. табл. 2.3.8.)
4.4. Расчет объемных потерь и расчет расхода насосных
Расчет относительных утечек (по формуле (2.3.15.))
Перевод утечек на давление (по формуле (2.3.16.))
Общий потребный расход насоса (по формуле (2.3.17.))
Окончательно выбираем аксиально-поршневой регулируемый насос типа 310.3.160.03.01.ХЛ1. Технические характеристики (см. табл. 2.4.2.).
Определение перепада давления на Р1
Эффективная площадь проходного сечения распределителя Р1 (по формуле (2.3.18.))
- падение давления на Р1.
Перепад давления будет равен (по формуле (2.3.19.))
Потери давления в напорной линии рабочего оборудования на гидроаппаратах (по формуле (2.3.20.))
Перепад на дросселях тормозного клапана КТ1
Эффективная площадь проходного сечения КТ1 (по формуле (2.3.18.))
- номинальный расход
Перепад давления на КТ1 (по формуле (2.3.19.))
Эффективная площадь проходного сечения Р1 (по формуле (2.3.18.))
Перепад на охладителе масла ТО
Эффективная площадь проходного сечения ТО (по формуле (2.3.18.))
Суммарные потери давления в линии насоса типа 310.3.116.
Гидравлический коэффициент сопротивления трубопровода найдем по формуле (2.3.24.)
Суммарные потери давления в напорной линии аксиально-поршневого гидравлического насоса типа 310.3.160.
По формуле (2.3.27.)
Линия аксиально-поршневого насоса типа 310.3.160
По формуле (2.3.28.)
Давление нагнетания (по формуле (2.3.29.) и (2.3.30.))
4.4. Расчет КПД привода главной лебедки
Гидравлический КПД системы (по формуле (2.3.31.))
Механический КПД системы (основные узлы) (по формуле (2.3.32.))
- аксиально-поршневой насос типа 310.3.160.
- аксиально-поршневой мотор типа 310.3.160..
Объемный КПД системы (основные узлы) (по формуле (2.3.33.))
Общее КПД системы привода механизма поворота (по формуле (2.3.34.))
4.5. Общее КПД гидропривода автокрана [26]
Полагаем что КПД привода вспомогательной равным КПД привода главной лебедки так как в них используются одинаковые гидравлические машины со схожими режимами работы. Кроме того не учитываем КПД привода вспомогательных систем и управления.
Общее КПД системы гидропривода механизма поворота
Потребляемая мощность насоса механизма поворота
Общее КПД системы главной лебедки
Потребляемая мощность насоса главной лебедки
Общее КПД системы вспомогательной лебедки
Потребляемая мощность насоса вспомогательной лебедки.
4.6. Расчет гидравлического бака [26]
Объем бака насосной станции рассчитывается из условия 3-х – 5-и минутной подачи насосов 310.3.160. (2 шт.) и 310.2.112. одновременно при движении поворотной платформы и подъема стрелы и крюковой подвески когда нужна максимальная подача в цилиндры и к гидромоторам. Но это в крайних случаях поэтому можно сократить время непрерывной подачи двух насосов так как для полного выдвижения гидравлических цилиндров нужно всего 120 с.
Суммарная подача насосов
- подача насоса механизма поворота
- подача насоса главной и вспомогательной лебедок.
Принимаем по ГОСТ 12448-80: .
5. Расчет гидроцилиндра подъема стрелы
Для увеличения устойчивости стрелы и уменьшения скорости подъема (опускания) убираем один цилиндр. Рассчитываем габариты цилиндра подъема (опускания) стрелы с учетом перегрузки в 1.25 раза для основной стрелы высота подъема крюка составляет 13м.. Для уменьшения габаритов цилиндра давления в нем увеличиваем до 30МПа.
В разделе произведены следующие расчеты: кинематический расчет с целью нахождения максимального усилия на шток гидравлического цилиндра; расчет гидравлического цилиндра на устойчивость и прочность.
5.1. Кинематический расчет цилиндра подъема стрелы
При подъеме стрелой крюка на 13 метров угол наклона стрелы относительно горизонта составляет 750 а минимально возможный угол опускания стрелы с грузом 300. Исходя из этого будем делать расчет сил действующих на шток гидравлического цилиндра подъема стрелы.
Аналогичный расчет выполняется в диапазоне от 750 до 300 с шагом в 50.
На основании этих расчетов можно составить таблицу.
Расчет выполнен для одной первой точки 750 для остальных точек выполняется аналогичный расчет.
Табл. 2.5.1. Зависимость усилия на штоке от угла наклона стрелы
Рис. 2.5.4. График зависимости усилия на штоке Ц1 от угла наклона стрелы.
Найдем площадь поршня гидравлического цилиндра с учетом полученных усилий на штоке. Расчет будет вестись для максимальной нагрузки то есть при наклоне стрелы на 300.
- давление в поршневой полости цилиндра.
- соотношение эффективных площадей цилиндра.
Принимаем по ГОСТ 6540-68: .
Уточняем эффективные площади цилиндра
Площадь поршневой полости
Площадь штоковой полости
Пересчитываем соотношение площадей
5.2. Расчет цилиндра на продольную устойчивость [9]
Рис. 2.5.5.Цилиндр подъема стрелы
Коэффициент заделки цилиндра
Длина от точки задней опоры до начала передней крышки
Длина от начала передней крышки до головки штока цилиндра
Длина всего цилиндра с выдвинутым штоком
Наружный диаметр гидравлического цилиндра
Диаметр поршня гидравлического цилиндра
Диаметр штока гидравлического цилиндра (наружный)
Диаметр штока гидравлического цилиндра (внутренний)
5.3. Расчет цилиндра на прочность [9]
Номинальное давление в гидравлическом цилиндре МПа
Наружный диаметр гидравлического цилиндра м
Внутренний диаметр гидравлического цилиндра м
Предполагаемая толщина стенки гидравлического цилиндра м
Коэффициент прочности шва поверхности
Минимальное напряжение при растяжении МПа
Коэффициент прочности
Коэффициент Пуассона для стали
Модуль упругости МПа
6. Расчет надежности автокрана [31]
Основные обозначения принятые в расчете.
Киг – средний коэффициент использования крана в течение года.
Кид - средний коэффициент использования крана в течение суток.
Кс - средний коэффициент использования крана в смене.
Кi - средний коэффициент использования сборочной единицы в рабочих и вспомогательных операциях.
i – коэффициент вариации величины ресурса i-ой сборочной единицы.
γ – вероятность обеспечения ресурса.
Кγ – отношение среднего ресурса к γ-процентному.
Тнi – средняя наработка крана до капитального ремонта (замены) i-ой сборочной единицы ч.
Тнγi – гамма - процентная наработка крана до капитального ремонта (замены) i-ой сборочной единицы ч.
Тра – полный средний ресурс крана на амортизационном периоде ч.
Трγ – гамма – процентный ресурс крана до капитального ремонта (на амортизационном периоде) ч.
Та – амортизационный срок службы крана лет.
Трγi – гамма – процентный ресурс i-ой сборочной единицы ч.
ТРсрi – средний ресурс i-ой сборочной единицы ч.
Тру – установленный ресурс крана до капитального ремонта ч.
Тк – норматив капитального ремонта крана выполняемого агрегатно-узловым методом ч.
Тт – норматив текущего ремонта крана ч.
Ткi – затраты времени на капитальный ремонт (замену) i-ой сборочной единицы ч.
тоi – оперативная трудоемкость i-го технического обслуживания чел.ч.
α – отношение норматива текущего ремонта крана к нормативу капитального ремонта.
Н – обозначение нормального закона распределения.
В – обозначение закона распределения Вейбулла.
Рi – вероятность обеспечения ресурса i-ой сборочной единицы.
То – средняя наработка крана на отказ ч.
Тоу – установленная безотказная наработка крана на отказ ч.
уд – удельная суммарная оперативная трудоемкость периодических технических обслуживаний чел.чч.
о – оперативная трудоемкость ежемесячного тех. обслуживания чел.ч.
Кти – коэффициент технического использования крана.
Кг – коэффициент готовност.
6.1. Номенклатура показателей надежности
Расчет должен содержать следующую обязательную номенклатуру показателей: Трγ ТРср Трγi уд о То Тру Тоу Рi Кти.
Определение ресурса крана.
В соответствии с требованиями ГОСТ 26981-86 принимаем 80 – процентный ресурс крана до первого капитального ремонта Тр80 = 8000 ч.
Средний ресурс крана до капитального ремонта
Кγ = 137 (для распределения ресурса по закону Вейбулла с коэффициентом вариации = 03).
Трср = 8000*137 =10960 ч.
Полный ресурс крана до списания
Тра = Та*Киг*Кид*Кс*8760 где
Та = 13 лет Киг = 062 Кид = 048 Кс = 046.
Подставляя в (2.6.1.) получаем среднее значение полного ресурса крана.
Тра = 13*062*048*046*8760 = 15590 ч.
После округления с учетом кратности периодичности текущих ремонтов назначаем средние значения ресурсов:
до первого капитального ремонта ТРср = 11000 ч.
до списания Тра = 16000 ч.
– процентная наработка крана до списания
Тнγi = ТраКγ =16000137=1679 ч.
Принимаем Тнγi = 12000 ч.
6.2.Обоснование требований к надежности сборочных
Определение оперативных ремонтных затрат
Кран состоит из следующих сборочных единиц:
Рама поворотная 8472-301.
Стрела 8472-401 (WT 1251).
Лебедка главная 7471-307.
Лебедка вспомогательная 7471-3088.
Гидрооборудование поворотной части 8571-319.
Гидроцилиндр подъема стрелы.
Опорно-поворотное устройство 8471-203.
Механизм поворота 8471-306.
Силовая установка 7471-303А
Крюковая подвеска 8472-405.
Норматив капитального ремонта крана агрегатно-узловым методом Тк = 155 час.
Оперативная продолжительность текущего ремонта
Тт = α*Тк = 04*155 = 62 час
Требования к вероятностям обеспечения ресурсов сборочных единиц
Обоснование требований производится в соответствии с РД 2223-27.61-87 на основании структурной схемы надежности крана. Элементами схемы являются ремонтные комплекты – совокупности сборочных единиц одновременный ремонт которых эквивалентен по затратам капитальному ремонту машины.
Ранги ремонтных затрат сборочных единиц определялись по зависимости:
Tki – норматив капитального ремонта i-й сборочной единицы (затраты времени на снятие с машины разборку дефектацию и сборку ремонтируемой единицы).
Таблица 2.6.1. Ранги и вариационный ряд ремонтных затрат
Наименование сборочной единицы
Стрела со сменным оборудованием
Лебедка вспомогательная
Гидрооборудование поворотной части
Гидроцилиндр подъема стрелы
Опорно-поворотное устройство
Рис.2.6.1 Структурная схема надежности крана.
Или в логической форме:
P(Tpg) = Tpg4 Tpg2 [Tpg3 Tpg4 Tpg7] [Tpg5 Tpg8 Tpg9] [Tpg6 Tpg10]
Вероятность обеспечения полного ресурса крана в соответствии со структурной схемой вычисляется по формуле:
P(Tpg) = P1P2[1 – (1 – P3)(1 – P4)(1 – P7)][1 – (1 – P5)(1 – P8)(1 – P9)] *
*[1 – (1 – P6)(1 – P10)]
Принимаем P2 = P8 = 095 как для базовых единиц P1 = 085 – из опыта эксплуатации кранов на спец.шасси автомобильного типа. Полагая равновероятным появление сформированных ремкомплектов можно назначить требования к вероятностям капремонтных ситуаций в «К»- их ремкомплектах:
Pk ³ [08 095 * 085] 033 = 0995.
В соответствии с этим а также с учетом приоритетов безопасности и экономичности эксплуатации узлов назначаем требования к вероятностям обеспечения ресурсов составных частей крана Pi:
Подставляя значения Pi в выражение (2.5.7.) имеем
P(Tpg) = 080025 > 08
Неравенство обеспечивается с достаточно малым превышением нормативной величины g = 08 т.е. значения Pi выбраны близкими к оптимальным.
6.3 Законы распределения ресурсов сборочных единиц
Законы распределения ресурсов сборочных единиц и соответствующие коэффициенты вариации определялись по РД 2223 – 27.61 – 87 в зависимости от условий функционирования доминирующего характера разрушения и технологии изготовления.
Таблица 2.6.2. Законы распределения и коэффициенты вариации ресурсов
Гидроцилиндры подъема стрелы
6.5 Ресурсы сборочных единиц
Средние ресурсы сборочных единиц Tpcpi определялись из предполагаемой кратности Ni их замены на амортизационном периоде и коэффициента использования Ki.
TРcpi = TРcp * Ki Ni где
Коэффициент использования Ki определяется по формуле:
Kiгp – коэффициент использования по нагрузке.
Для базовых единиц имеющих большую трудоемкость ремонта а также для других сборочных единиц с высокими требованиями по долговечности принимаем Ni = 1. Сборочные единицы подвергаемые на аммортизационном периоде капитальному ремонту (замене) имеют Ni = 12 mn.
Что должно соответствовать кратности текущих ремонтов крана.
Гамма-процентные ресурсы сборочных единиц определяются по зависимости:
Tpgi = TРcpi Kgi где
где Kgi – коэффициент зависящий от коэффициента вариации и закона распределения ресурса i-той сборочной единицы.
Гамма-процентные наработки крана до замены (ремонта) соответсвующих i-тых сборочных единиц:
Результаты вычислений сведены в таблицу 2.6.3.
Таблица 2.6.3. Требования к ресурсам сборочных единиц
Наименование сборочных единиц
6.6 Система ремонтов и технического обслуживания
Средние оперативные продолжительности и трудоемкости технических обслуживаний и ремонтов приняты в соответствии с «Рекомендациями по организации технического обслуживания и ремонта строительных машин» изд. ВНИИ СДМ и ЦНИИ ОМТП 1978 скорректированными с учетом применения агрегатно-узлового метода ремонта (табл. 2.6.4.).
Таблица 2.6.4. Периодичности трудоемкости и продолжительности ТО и ремонтов.
Средняя трудоемкость
Средняя продолжительность
Предполагается один кап. ремонт на амортизационном периоде Та = 13 лет.
6.7 Показатели надежности
Удельная суммарная оперативная трудоемкость периодических технических обслуживаний:
ni – число обслуживаний i-го вида (исключая ежесменные)
Коэффициент технического использования крана:
Кти = ТРср(ТРср + S niТi) где
ni – число i-тых обслуживаний или ремонтов.
Кти = 11000(11000 + 176 + 3036 + 620 + 00525*11000 + 155) = 0 857
Принимаем Кти = 086.
Средняя наработка на отказ принимается по данным эксплуатации кранов с гидравлическим приводом на спец. Шасси автомобильного типа
Установленная безотказная наработка
Трудоемкость ежесменного технического обслуживания
Коэффициент готовности крана принимается в соответствии с рекомендациями ВНИИ Стройдормаш (отчет по теме №1313 1982)
7. Динамический расчет привода механизма поворота [3]
Динамический расчет выполняется с целью проверки колебательности при выходе на установившейся режим движения.
Гидравлический насос аксиально-поршневой
Гидравлический мотор аксиально-поршневой
Рис. 2.7.1. Гидравлическая принципиальная схема механизма поворота
7.1. Насос – распределитель
Если пренебречь утечками в насосе 310.2.112.0.0.01 то процессы протекающие в линии насос – распределитель можно представить в виде кусочно - линейного звена КЛ1.
Рис. 2.7.2. График зависимости Q=Ф(t)
7.2. Распределитель – гидравлический мотор
Для расчета процессов происходящих в линии распределитель – гидравлический мотор можно написать уравнения при условии совмещения внутренних и внешних процессов протекающих в гидравлическом моторе.
Дифференциальное уравнение расхода жидкости в полостях гидравлического двигателя:
- коэффициенты сжимаемости для сливной и напорной полостей гидравлического мотора;
- объем полостей гидравлического мотора где
- удельный рабочий объем гидравлического мотора (из технических характеристик гидравлического мотора);
- число поршней в блоке цилиндров;
- переменная сжимаемость рабочей жидкости в полостях гидравлического мотора где
- модуль упругости жидкости;
- показатель политропического процесса расширения (сжатия);
- относительное содержание нерастворенных газов в рабочей жидкости при атмосферном давлении;
- атмосферное давление;
- номинальное давление в рабочей полости гидравлического мотора (из технических характеристик гидравлического мотора);
- давление в сливной и напорной полостях гидравлического мотора;
- коэффициенты утечек рабочей жидкости где
- номинальный расход (из технических характеристик гидравлического мотора);
- КПД объемный гидравлического мотора (из технических характеристик гидравлического мотора);
- объемные расходы рабочей жидкости в полостях;
- удельный рабочий объем гидравлического мотора;
- скорость вращения выходного вала гидравлического мотора где
- номинальная частота вращения вала гидравлического двигателя (из технических характеристик гидравлического мотора).
Решая совместно уравнения (2.5.1) и (2.5.2) получим следующее уравнение:
Дифференциальное уравнение движения выходного звена (вала гидравлического мотора) имеет вид:
- суммарный момент инерции где
- приведенный момент инерции от нагрузки;
- момент инерции подвижных узлов гидравлического двигателя;
- эквивалентный коэффициент скоростного трения где
- номинальный крутящий момент (из технических характеристик гидравлического мотора);
- КПД гидро - мехнический гидравлического мотора (из технических характеристик гидра)
- активная составляющая момента силы приведенная к выходному звену.
Учитывая что и получим:
При совместном решении уравнений (2.7.3) и (2.7.5) относительно и записывая полученное в результате уравнение в операторной форме получим одно уравнение.
Сначала запишем оба уравнения в операторной форме:
Из первого преобразованного уравнения найдем и подставим во второе преобразованное уравнение:
Полученное уравнение приведем к нормальному виду:
Полученное уравнение можно привести к стандартному виду:
Рассчитываем суммарный момент инерции:
Приведенный момент инерции от нагрузки
- передаточное отношение планетарного редуктора где
- передаточное число планетарного редуктора;
- суммарный момент инерции от нагрузки где
- момент инерции стрелы относительно ее оси вращения где
- расстояние от центра масс стрелы до оси вращения где
- длина стрелы угол наклона составляет 750;
- момент инерции поднимаемого груза относительно оси вращения стрелы где
- масса груза с учетом возможной перегрузки;
- расстояние от центра масс груза до оси вращения;
Активная составляющая момента силы приведенная к выходному звену
- расстояние от центра кабины до оси поворота
- ускорение свободного падения
- коэффициент трения качения
-радиус поворотной платформы
- угол наклона крана к линии горизонта
Момент инерции подвижных узлов гидравлического двигателя
В гидравлическом моторе подвижными частями являются вал и блок цилиндров с поршнями для упрощения расчетов примем ряд допущений:
будем считать поршень с блоком цилиндров одним целым;
момент инерции будем находить для цилиндрического тела относительно оси вращения.
- момент инерции блока
- момент инерции вала.
Моменты инерции блока цилиндров и выходного вала будем находить по следующей формуле [20]:
- плотность материала:
- диаметр основания цилиндра;
Моменты инерции блока цилиндров
- диаметр основания цилиндра
- угол наклона относительно горизонтальной оси.
Моменты инерции вала выходного
3. График зависимости Н=Ф(t)
По полученным уравнениям можно составить структурную схему.
Рис. 2.5.4. Структурная схема
График переходного процесса см. приложение 1. Из графика видно что система является устойчивой процесс не колебательный. Время переходного процесса 0.95 с. Эти величины отвечают техническим требованиям.
Частота вращения вала мотора при номинальной подаче насоса
Частота вращения поворотной платформы
По графика (см. приложение 1) получены следующие значения частоты вращения поворотной платформы и вала гидромотора:
Ошибка для частоты вращения вала гидромотора
8. Тепловой расчет гидравлической системы [2 26]
Тепловой расчет выполняется с целью установления условий работы гидропривода уточнения объема гидравлического бака и поверхности теплоотдачи а также выявление необходимости применения теплообменников.
В результате трения между слоями рабочей жидкости и между деталями часть гидравлической энергии движения потока преобразуется в тепловую энергию; при повышении температуры рабочей жидкости снижается вязкость. В результате чего повышаются утечки рабочей жидкости.
Следовательно цель теплового расчета определить температуру рабочей жидкости и в случае необходимости подобрать теплообменный аппарат.
Общий КПД гидропривода
Мощность насосов кВт
Мощность моторов кВт
Коэффициент продолжительности работы привода под нагрузкой [26 (табл. 68)]
Коэффициент использования номинального давления
Коэффициент теплоотдачи поверхностей гидрооборудования в окружающую среду
Объем гидравлического бака л
Теплопроводность рабочей жидкости
Теплоемкость материала
Масса рабочей жидкости кг
Масса гидравлического оборудования кг
Температура окружающего воздуха
Количество тепла получаемое в единицу времени
Суммарная площадь теплоизлучающих поверхностей
- площадь гидравлического бака
Средняя теплоемкость материалов из которых изготовлен гидропривод
-масса привода и рабочей жидкости
Найдем температуру рабочей жидкости за время работы гидропривода и построим график.
Установившееся температура рабочей жидкости
Так как установившаяся температура рабочей жидкости выше 65 0С то необходима установка теплообменного аппарата.
8.1. Выбор теплообменного аппарата
Средний за цикл отвод тепла
По полученным данным выбираем калорифер типоразмера КМ6-СК-1.01А.
Табл. 2.8.1. Технические характеристики калорифера
Поверхность теплоотдачи м2
Перепад давления МПа
Коэффициент теплоотдачи
Количество отводимого тепла кВт
Суммарная площадь теплоизлучающих поверхностей увеличивается.
С помощью формулы (2.8.4.) строим график зависимости температуры рабочей жидкости от времени.
Пересчитываем установившуюся температуру рабочей жидкости (по формуле (2.8.5.))
Рис. 2.8.1. График зависимости температуры рабочей жидкости от времени работы: 1 – без теплообменного аппарата 2 – с теплообменным аппаратом
Подобранный калорифер отвечает заданным требованиям.
В данной дипломной работе рассмотрен технологический процесс изготовления направляющей втулки и поршня гидроцилиндра подъема стрелы. Представлен конструкторский чертеж направляющей втулки маршрутные и операционные карты. Произведен расчет для токарной операции №40 обработка по контуру поверхности крышки.
Упорная втулка предназначена для ограничения хода поршня и установки внутри себя опорных колец. Имеются поверхности для установки резиновых уплотнений.
К изготовлению направляющих втулок не предъявляются высокие требования по точности и по качеству материала большинство поверхностей изготовляются с шероховатостью Rz 40неуказанные предельные отклонения H14 h14 IT142 что соответствует общемашиностроительным требованиям. Но наряду с этим имеются два поверхности (места) к которым предъявляются повышенные требования по чистоте обработки и точности размеров.
1 Обоснование выбора материала
Упорная втулка представляет собой массивную ступенчатую втулку с проточками и канавками на наружной и внутренних поверхностях.
Так как к детали не предъявляется каких-либо специфических требований выбираем в качестве материала заготовки берем бесшовную горячедеформированную трубу из углеродистой конструкционной стали 30ХГСА ГОСТ 8731-87 как обладающую достаточной прочностью так и достаточно легкообрабатываемую. Заготовки поставляются в нормализованном состоянии.
Характеристика (химический состав) высококачественной углеродистой конструкционной стали 30ХГСА с содержанием элементов:
2 Расчет основных параметров [10]
2.1 Выбор режимов резания
Рассчитываем режимы резания для токарной операции №40 расточка канавок наружной поверхности направляющей втулки. На токарно – винторезном станке 16К20.
Рис. 3.1 Эскиз токарной операции №40
2.1.1 Скорость вращения шпинделя станка
Экономичное значение скорости резания при установленной глубине резания и подаче.
t = 3 мм S = 0.8 ммоб
– коэффициент зависящий от состояния обрабатываемой поверхности;
– коэффициент зависящий от переднего угла заточки резца;
– коэффициент зависящий от главного угла в плане
– коэффициент зависящий от вспомогательного угла в плане;
– коэффициент зависящий от критерия затупления резца при черновом точении.
2.1.2. Частота вращения вала шпинделя
– диаметр до обработки;
Выбираем стандартные обороты станка [10 табл. П11.5]:
2.1.3. Пересчитываем скорость вращения шпинделя станка
2.2 Расчет основного технологического времени
2.2.1. Расчет основного технологического времени
– величина врезания и перебега резца;
– дополнительная длина на взятие пробной стружки;
– число оборотов шпинделя;
– подача на один оборот.
Так как обрабатывают две канавки то время увеличивается в двое следовательно:
2.2.2. Определение вспомогательного времени
2.2.2.1. Время на установку и снятие детали
Время на установку и снятие детали весом 4456 кг в трехкулачковый патрон равно 1101 мин.
2.2.2.2. Вспомогательное время связанное с переходом
Время на проход 02 мин.
Время на контрольное измерение 1 мин.
2.2.2.3. Вспомогательное время на операцию
Определение времени на обслуживание рабочего места отдых и естественные надобности:
2.2.3. Определение нормы штучного времени
Раздел безопасности жизни деятельности
Автокран на специальном автомобильном шасси предназначен для выполнения погрузочно-разгрузочных и монтажных работ на промышленных объектах в малоосвещенных и труднодоступных районах.
Кран может работать на выносных опорах по круговой характеристике ( 360 гр.) при любой погоде ( при обеспечении видимости рабочей зоны) при температуре окружающего воздуха от -40 С до + 40 С ( по спецзамеру до + 50 С ).
Как и любое техническое средство автокран при работе создает ряд факторов могущих повредить здоровью человека или даже угрожать его жизни.
Промышленная безопасность – состояние защищенности жизненно важных интересов личности и общества от аварий на опасных производственных объектах и последствий указанных аварий.
Экологическая безопасность – состояние защищенности природной среды и жизненно важных интересов человека от возможного негативного воздействия хозяйственной иной деятельности.
В данном разделе рассмотрен способ установки в кабине крановщика системы кондиционирования воздуха для улучшения микроклимата помещения а также расчет стропа на примере наиболее часто встречающегося груза плиты весом 40т.
1. Техника безопасности при эксплуатации и обслуживании
Работа на неисправном кране запрещается. В кабине машиниста должны быть на видных местах прикреплены таблицы с данными грузоподъемности вылета и высота подъема грузов для всех оборудования крана расположены термос с питьевой водой и медицинская аптечка. На кране должны быть сделаны ясные предупреждающие надписи запрещающие посторонним находится под грузом и стрелой а также в зоне поворота платформы в задней части.
Работать на кране и проводить его эксплуатационное обслуживание надо в комбинезоне и защитных рукавицах. Женщины должны носить береты или другие головные уборы предохраняющие волосы от захвата подвижными частями крана. Около работающих механизмов нельзя одеваться и раздеваться носить одежду нараспашку.
Площадку на которой будет работать кран машинист обязан осмотреть и при необходимости подготовить. При выборе и подготовке рабочей площадки необходимо руководствоваться данными о давлении под стойками выносных опор крана допускаемых уклонах площадки приведенными в паспорте для определенного вида рабочего оборудования крана.
Установка крана на площадке из свеженасыпанного неутрамбованного грунта а также на площадках с уклоном превышающим указанный в паспорте не допускается.
После установки крана на рабочей площадке машинист должен убедится в надежном его положении. Для этого необходимо приподнять максимальный груз и повернуть платформу в обе стороны на 180-200 гр. Если при этом наблюдается просадка выносных опор или колес площадку укрепляют настилом из плит или изменяют место работы крана.
Машинисту крана перед началом работ необходимо проверить давление в шинах и правильность установки выносных опор.
Рабочую площадку крана оборудуют щитами с предупредительными надписями в ночное время эти щиты освещают. При работе крана не допускается нахождение людей в опасной зоне. Границей опасной зоны считается круг наибольший радиус которого равен расстоянию от оси вращения до соприкосновения опущенной стрелы с рабочей площадкой.
Расстояние между поворотной частью крана и выступающими частями возводимого объекта или монтируемыми строительными конструкциями должно быть не менее 1 м.
Во время работы машинист крана должен подать звуковой сигнал предупреждения до начала выполнения рабочей операции поднимать груз только по сигналу стропальщика убедившись что груз надежно удерживается стропующим устройством и в опасной зоне нет людей не допускать раскачивания груза (стропальщику допускается удерживать груз только растяжками); во время перерыва в работе подвешенный груз опустить на рабочую площадку заглушить двигатель при возникновении любых неисправностей в механизмах или приборах безопасности немедленно опустить груз на землю и прекратить любые грузоподъемные работы на кране.
Машинист обязан поднимать только те грузы масса которых (с учетом массы стропующих устройств) не превышает допустимой грузоподъемности крана при данном вылете. Груз масса которого близка к допускаемому поднимают в два приема: вначале на высоту 100 мм от рабочей площадки проверив устойчивость крана действие тормозов качество строповки и подвеса груза затем – на заданный уровень. Груз должен быть уравновешен надежно зафиксирован стропами или находится в таре исключающей его произвольной падение высыпание или выливание.
Перемещая груз в пространстве по сложной траектории следят за тем чтобы он был поднят выше встречающихся предметов не менее чем на 1 метр. При передвижении крана по рабочей площадке груз проносят над уложенными конструкциями на высоте не менее чем 0.5 метра. Перемещение грузов и стрелы над рабочими (включая зону возможного ее опускания) не допускается за исключением особых производственных условий. Машинист обязан выполнять все рабочие операции только по сигналу стропальщика.
Совмещение рабочих операции крана допускается в зоне видимости машиниста в точном соответствии с правилами эксплуатации крана. При ограниченной видимости или вне зоны видимости машинист должен иметь радиотелефонную связь с монтажниками. Если невозможно организовать радиосвязь работают с сигнальщиком. Обязанности сигнальщика может выполнять руководитель работ или лица специально им назначенные.
Машинист не имеет права принимать сигналы противоречащие правилам безопасности при работе крана. При выполнении операции по сигналу
противоречащему технике безопасности машинист несет ответственность за последствия так же как лицо подавшее такой сигнал. При сигнале «СТОП» машинист крана обязан прекратить движении груза и стрелы крана вне зависимости от того кто подал сигнал.
Во время работы крана машинисту запрещается следующее:
-стремительно опускать груз на площадку;
-подтягивать груз по земле или по перекрытию при косом расположении каната в том числе и поворотом стрелы;
-отрывать примерзший заваленный или прикрепленный груз;
-оттягивать груз от вертикали при его установке;
-поднимать грузы при помощи поврежденных или нестандартных стропующих или грузозахватных устройств;
-поднимать грузы в контейнерах ящиках контейнерах заполненных выше нормы;
-оставлять груз подвешенным на крюке продолжительное время;
-отключать ограничители и тормоза;
-смазывать детали механизмов канаты касаться их руками;
-поднимать или перемещать людей на крюке или грузе.
Работу крана прекращают в следующих случаях:
-получение сигнала противоречащего правилам безопасности при подъеме грузов;
-требовании поднять груз масса которого неизвестна;
-нахождении металлоконструкций под напряжением;
-внезапной просадке крана или сползании его в котлован;
-резком падении давления в гидросистеме крана;
-деформации металлоконструкций поломке механизмов обрыве прядей каната поломке приборов безопасности звукового сигнала отсутствии освещения в ночное время;
-внезапной отцепке скольжении или сдвиге стропа по грузу;
-отрыве тары нарушении равновесия поднимаемого груза;
-ненормальных шумах и стуке в механизмах;
-внезапном возникновении ветра силой свыше шести баллов сильном снегопаде или тумане а также при сообщении об этом метеостанции;
-понижении температуры воздуха ниже той при которой разрешено эксплуатировать кран (предельная температура указана в паспорте крана);
-смещении канатов с блоков и барабанов защемлении каната между ребордой блока и щеками обоймы (металлоконструкций);
-закручивании грузового каната.
Машинист не должен разрешать посторонним лицам находиться на кране. Машинисту не разрешается передавать управление краном без разрешения администрации даже ученику-стажеру при кратковременном уходе с рабочего места. В случае заболевания или внезапного ощущения недомогания машинист немедленно прекращает работу и сообщает об этом администрации.
При передвижении крана своим ходом в пределах строительной площадки запрещается перемещаться с грузом на крюке по дороге с выбоинами ямами канавами либо с крупногабаритным грузом. Груз при перевозке его на крюке не должен касаться элементов крана.
К работам у линий электропередач или контактных проводов допускаются к работе машинисты с квалификационной группой по технике безопасности не ниже второй.
Категорически не разрешается устанавливать кран под линией электропередачи (вне зависимости от напряжения в сети). Кран может работать в опасной зоне не ближе 30 метров от ближайшего контактного провода ЛЭП. Если необходимо проводить работы краном на расстоянии меньшем 30 метров то должны быть получены наряд-допуск подписанный главным инженером или главным энергетиком организации эксплуатирующей кран и разрешении от организации эксплуатирующей ЛЭП. Кран может работать в опасной зоне вблизи ЛЭП только под наблюдением ответственного инженерно-технического работника.
Расстояние между высшей точкой крана и низшей точкой провисающего контактного провода ЛЭП должно быть в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.013-78 должно быть не менее значений указанных ниже.
Табл. 4.1. Расстояние от низшей точки провисающего контактного провода ЛЭП до высшей точки крана.
Работа крана у контактной сети троллейбусных или трамвайных проводов допускается при условии соблюдения расстояния между стрелой (гуськом) крана и проводом не менее 1 метра. На кране предусматривают устройство исключающее изменение этого расстояния при изменении вылета стрелы.
При оборудовании крана прибором типа УАС сигнализирующем о приближении к линии электропередач значительно снижается опасность поражения током.
Краны оборудуют переносным заземлением. Все электрооборудование
крана соединяют с заземляющим устройством. В грозу даже при надежно действующем заземляющем устройстве всякие работы прекращаются. Заземляющие работы проверяют в соответствии с нормами электробезопасности.
При заземлении крана или установке его на выносных опорах значительно снижается риск поражения машиниста крана током но появляется вероятность поражения окружающих шаговым напряжением. В этом случае запрещается покидать кран или подходить к нему до тех пор пока не будет снято напряжение с контактных проводов.
При техническом обслуживании крана на него навешивается табличка «ДВИГАТЕЛЬ НЕ ЗАПУСКАТЬ – РАБОТАЮТ ЛЮДИ»
Краны ставят на ручной тормоз при этом включают низшую передачу и выключают зажигание или подачу топлива в двигатель. Под колеса подкладывают упоры.
При осмотре крана в случае недостаточности освещения разрешается применять переносной источник света напряжением не свыше 24 В.
Проводить работы с краном вывешенным грузоподъемными устройствами - домкратом (талями) категорически запрещается.
Не допускается проводить эксплуатационное обслуживание кранов с гидравлическим приводом при включенном двигателе и не выключенной насосной группе. Разбирать гидросистему находящуюся под давлением запрещается. До разборки гидросистемы из нее сливают рабочую жидкость.
Запрещается регулировать тормоза грузовых лебедок прижимные ролики притягивать крепления лебедок при поднятом грузе проводить техническое обслуживание цилиндров подъема телескопической стрелы при ее поднятом положении подогревать элементы гидроситемы открытым пламенем (паяльной лампой факелом) оставлять без наблюдения работающий кондиционер в кабине.
Выдвигать телескопическую стрелу в горизонтальное положение для ее осмотра и обслуживания можно только при установке крана на выносные опоры. При этом стрела должна быть направлена вдоль крана и уложена на опору крюковая подвеска опущена на землю.
К обслуживанию электрооборудования и приборов безопасности привлекают только электрика обученного по специальной программе и проинструктированного.
Заправлять кран топливом необходимо только с помощью насоса. Отсасывать топливо ртом запрещается.
При заправке системы охлаждения антифризом следует проявлять особую осторожность и пользоваться защитными резиновыми перчатками.
При обслуживании двигателя нельзя открывать крышку неохлажденного радиатора без рукавиц. При съеме крышки радиатора надо находится от нее на расстоянии вытянутой руки и отвернуть лицо в сторону.
При обслуживании аккумуляторных батарей следят за тем чтобы электролит (серная кислота) не попадали на тело или одежду. При попадании этой жидкости на тело необходимо немедленно пораженный участок обмыть в теплой воде с добавлением пищевой соды а одежду смочить нашатырным спиртом и выстирать в воде с мылом. Во время приготовления электролита категорически запрещается выливать воду в серную кислоту так как это может привести к ее разбрызгиванию. Серную кислоту следует тонкой струей вливать в воду.
В связи с особенностями проведения монтажных работ в зимних условиях возникают дополнительные требования по технике безопасности:
не допускается подъем конструкций заваленных снегом и примерзших к земле или другим конструкциям; груз должен быть предварительно очищен от снега и льда.
При отрицательных температурах когда металл становится хрупким производят пробные подъемы металлических а также железобетонных конструкций на небольшую высоту. Особенно тщательно следят за тем чтобы поднимаемые конструкции не ударялись о ранее смонтированные. Наиболее ответственные части зданий и сооружений монтируются в дневное время. При небольшом тумане или снегопаде даже в дневное время суток когда видимость рабочих мест ухудшается применяют искусственное освещение. При перемещении конструкций над участками где могут оказаться люди а также в момент принятия конструкций монтажниками проявляют повышенную внимательность так как слышимость звуковых сигналов ухудшается (мешают ветер зимняя одежда). Готовить кран к работе в зимних условиях (смазывать подогревать двигатель и кабины) надо особенно тщательно.
Техническое обслуживание осмотр и ремонт частей крана расположенных на высоте свыше 4 метров разрешается выполнять машинисту только при наличии страхующего пояса. Администрация предприятия обязана проводить необходимые мероприятия по предупреждению несчастных случаев на производстве и выполнении санитарно-гигиенических норм на рабочем месте.
3. Микроклимат [11 12]
Микроклиматические параметры производственной среды – это сочетание температуры относительной влажности скорости и вентиляции воздуха. Эти параметры в значительной степени влияют на функциональную деятельность человека его самочувствия здоровье. Эффективным хотя и дорогостоящим видом общеобменной приточной вентиляции является кондиционирования воздуха.
Кондиционирование воздуха называется искусственное поддержание его в помещение в определенных условиях по температуре влажности и чистоте. В соответствие с заданными условиями воздух нагревают или охлаждают увлажняют или осушают очищают от пыли и запахов подвергают ионизации или озонированию.
Кондиционер – это вентиляционная установка которая с помощью приборов автоматического регулирования поддерживает в помещение заданные параметры воздушной среды.
Производственное помещение – замкнутое пространство в которым производится постоянно или по сменам осуществляется трудовая деятельность людей.
Рабочее место – участок производственного помещения на котором крановщик осуществляет совою трудовую деятельность и проводит большую часть рабочего времени.
Производственным помещением можно считать кабину крана а рабочим место кресло – в котором он проводит всю смену.
При правильной организации рабочего места производится труда крановщика возрастает с 8 до 20 процентов. Создание благоприятных условий труда имеет большое значение как для облегчения труда так и для повышения его привлекательности положительно влияющие на производительность труда.
Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) «здоровье— это состояние физического духовного и социального благополучия а не только отсутствие болезней и физических дефектов». Иными словами здоровье — естественное состояние организма характеризующееся его уравновешенностью с окружающей средой и отсутствием каких-либо болезненных изменений. Ущерб здоровью — это травмирование заболевание иное нарушение его нормального функционирования. Деятельность — специфическая человеческая форма активного отношения к окружающему миру с целью его целесообразного изменения и преобразования. Деятельность включает цель средство результат процесс реализации. Формы деятельности охватывают практические интеллектуальные духовные процессы протекающие в быту трудовой научной общественной культурной и других сферах. Совокупность факторов среды обитания воздействующих на человека составляет условия деятельности.
Вредные вещества проникают в организм человека главным образом через дыхательные пути а также через кожные покровы и слизистые оболочки с пищей и по характеру воздействия на организм человека подразделяются на:
токсичные вызывающие нарушения деятельности всего организма или отдельных органов (свинец ртуть бензол мышьяк и его соединения);
раздражающие поражающие поверхность тканей дыхательного тракта и слизистые оболочки (сернистый газ хлор окиси азота и др.);
сенсибилизирующие действующие как аллергены (формальдегид различные растворители и лаки на основе нитросоединений и др.);
канцерогенные вызывающие раковые заболевания (никель и его соединения окиси хрома асбест и др.);
мутагенные приводящие к изменению наследственной информации (свинец марганец радиоактивные вещества и др.) влияющие на репродуктивную детородную функцию (ртуть свинец марганец стирол радиоактивные вещества и др.).
Ряд вредных веществ оказывает на организм человека преимущественно фиброгенное (раздражающее действие). Это в основном различного рода пыли -металлическая пластмассовая древесная образующиеся при металло- и деревообработке прокатке штамповке сварке и др. Чем дисперсная пыль легче тем скорее и глубже проникает она в организм. При этом в легкие попадают взвешенные во вдыхаемом воздухе пылевые частицы размером от 001 до 5—10 мкм; частицы размером меньше 001 мкм большей частью выдыхаются обратно а больше (5—10 мкм) — оседают в носоглотке и удаляются из нее с носовой слизью при кашле и чихании.
Многие нетоксичные вещества могут при определенных условиях оказывать на человека вредное воздействие; к таким веществам относят азот и другие инертные газы которые при повышенном давлении становятся сильными наркотиками.
Действие токсичных веществ может проявляться сразу (острые отравления) или через определенный (даже довольно длительный) промежуток времени (профессиональные заболевания).
Хронические профессиональные заболевания развиваются в результате длительного систематического проникновения в организм человека токсичных веществ в малых количествах за счет их материальной кумуляции (токсичные вещества постепенно накапливаются в организме например металлы) либо функциональной кумуляции (накапливаются вызываемые токсичным веществом изменения в организме например при попадании в организм бензина).
В качестве примера профессиональных заболеваний можно привести пневмокониозы ((от греч. pnumn — лёгкие и kona — пыль) группа заболеваний лёгких вызванных длительным вдыханием производственной пыли и характеризующихся развитием в них фиброзного процесса; относятся к профессиональным болезням. Термин «Пневмокониозы» впервые предложен в 1866 нем. врачом Ф. Ценкером. Встречаются у рабочих горнорудной угольной машиностроительной и некоторых др. отраслей промышленности. В зависимости от состава вдыхаемой пыли различают несколько видов пневмозов: силикоз вызванный вдыханием пыли содержащей большое количество свободной двуокиси кремния (S силикатозы (от пыли силикатов т. е. веществ содержащих двуокись кремния связанную с др. элементами например алюминием магнием); асбестоз — от асбестовой пыли: талькоз — от тальковой пыли; антракоз (от греч. nthra сидероз (от греч. sdros — железо) — от пыли железа; силикоантракоз — от смешанной пыли двуокиси кремния и каменного угля биссиноз багассоз и др.
Микроклимат влияет на самочувствие человека его трудоспособность и протекание физиологических процессов от которых зависит поддержание постоянства температуры тела. В обычных условиях в организме человека благодаря терморегуляции поддерживается постоянное соотношение между подводом и расходом тепла поэтому температура тела сохраняется на уровне необходимом для нормального осуществления жизненных процессов. Эта способность человеческого организма поддерживать постоянную температуру (366 °С) при изменении параметров микроклимата и при выполнении различной по тяжести работы называется терморегуляцией. Терморегуляция осуществляется посредством изменения количества отдаваемого в окружающую среду тепла (терморегуляция посредством изменения количества вырабатываемого тепла весьма ограничена). Теплоотдача человеческого организма осуществляется в основном тремя путями: конвекцией излучением и испарением пота. Конвекция - это передача тепла окружающему воздуху который нагреваясь переносит тепло от более нагретого тела к менее нагретому. Лучистая энергия не поглощается окружающим воздухом она превращается в тепловую в поверхностных слоях облучаемого тела.
Отдача тепла конвекцией прямо пропорциональна разности температур кожи и окружающего воздуха; кроме того имеет значение скорость движения воздуха так как при ее возрастании возрастает и коэффициент теплоотдачи.
Отдача тепла излучением находится в прямой зависимости от разности температур кожи и окружающих поверхностей а также от степени их черноты (если температура окружающих поверхностей выше температуры кожи то происходит поглощение человеческим телом лучистой энергии а не отдача).
Отдача тепла испарением пота зависит от температуры и влажности окружающей среды (чем выше влажность тем меньше теплоотдача) и от скорости движения воздуха.
При нормальных метеорологических условиях окружающей среды отдача тепла от человеческого тела происходит в основном конвекцией и излучением. При повышении температуры их доля уменьшается и при температуре выше 34°С отдача тепла происходит в основном только за счет испарения пота. Особенно тяжелые условия терморегуляции создаются при сочетании высокой температуры и повышенной влажности воздуха. Заболевания возникающие при ухудшении условий отдачи теплоты организмом (тепловое истощение тепловой удар судорожная болезнь) характеризуются нарушением деятельности сердечно-сосудистой системы. В тяжелых случаях может наступить смерть.
3.1. Нормирование параметров микроклимата в производственных помещениях [12]
Санитарные нормы микроклимата помещений устанавливают оптимальные и допустимые условия микроклимата для рабочей зоны помещений. Допустимые условия микроклимата позволяют поддерживать тепловое состояние организма не выходящее за пределы физиологических возможностей и при этом не наносят вреда здоровью. В отличие от этого оптимальные условия микроклимата обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают предпосылки для высокого уровня работоспособности.
Оптимальные и допустимые значения параметров микроклимата устанавливают с учетом тяжести выполняемой работы и периодов года.
Работы по своей тяжести характеризуемой энергозатратами организма подразделяются на следующие категории:
легкие физические работы (категория I) охватывают виды деятельности при которых расход энергии составляет до 120 ккалч (139 Вт) (категория 1а) и от 121 до 150 ккалч (140-174 Вт) (категория 16). К категории 1а относятся работы производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением (ряд профессий на предприятиях точного приборо- и машиностроения на часовом швейном производствах в сфере управления и т. д.). К категории 16 относятся работы производимые сидя стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением;
физические работы средней тяжести (категория II) охватывают виды деятельности при которых расход энергии составляет от 151 до 200 ккалч (175—232 Вт) (категория Па) и от 201 до 250 ккалч (233—290 Вт) (категория Нб). К категории Па относятся работы связанные с постоянной ходьбой перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения (ряд профессий в механико-сборочных цехах машиностроительных предприятий в прядильно-ткац-ком производстве и т.д.). К категории Пб относятся работы связанные с ходьбой перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (ряд профессий в механизированных литейных прокатных кузнечных термических сварочных цехах машиностроительных и металлургических предприятий и т. д.);
тяжелые физические работы (категория III) связаны с постоянным передвижением перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требуют больших физических усилий — энергозатраты более 250 ккалч (290 Вт) (ряд профессий в кузнечных цехах с ручной ковкой литейных цехах с ручной ковкой и заливкой опок машиностроительных и металлургических предприятий и т. д.).
Работу крановщика можно отнести к легкой физической работе.
Периоды года подразделяются в зависимости от среднесуточной температуры наружного воздуха: если эта температура выше + 10 °С — теплый период равна или ниже + 10 °С — холодный период.
В кабинах операторского типа связанных с нервно-эмоциональным напряжением должны соблюдаться оптимальные величины температуры воздуха (22—24 °С) его относительной влажности (40—60 %) и скорости движения (не более 01 мс).
При обеспечении оптимальных показателей микроклимата температура внутренних поверхностей ограждающих рабочую зону конструкций (стен пола потолка) или устройств (экранов и т.п.) а также температура наружных поверхностей технологического оборудования или его ограждающих устройств не должны выходить за пределы оптимальных величин температуры воздуха более чем на 2°С.
Рабочие места при температуре внутренних поверхностей ограждающих конструкций ниже или выше оптимальных величин температуры воздуха должны быть удалены от них на расстояние не менее 1 м. Перепад температуры воздуха по высоте рабочей зоны при всех категориях работ допускается до 3 °С.
Во всех случаях температура нагретых поверхностей технологического оборудования или его ограждающих устройств в целях профилактики типовых травм не должна превышать 45 °С.
В холодный период года необходимо предусматривать мероприятия по защите рабочих мест от радиационного охлаждения от остекленных поверхностей оконных проемов в теплый период - от попадания прямых солнечных лучей.
Интенсивность теплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования осветительных приборов при обеспечении допустимых величин показателей микроклимата на постоянных и непостоянных рабочих местах не должна превышать 35 Втм2 (при облучении 50 % и более поверхности тела) 70 Втм2 (при величине облучаемой поверхности от 25 до 50 %) и 100 Втм2 (при облучении не более 25 % поверхности тела).
Интенсивность теплового облучения работающих от нагретых источников (нагретый металл стекло открытое пламя) не должна превышать 140 Втм2 при облучении не более 25 % поверхности тела и обязательном использовании средств индивидуальной защиты в том числе средств защиты лица и глаз.
Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений оборудованных системами лучистого тепла применительно к выполнению работ средней тяжести в течение 8-часовой рабочей смены человеком одетым в комплект одежды с теплоизоляцией 1 кло (0155 осмВт) приведены в табл. 3 (Руководство Минздрава России Р 2.2.755—99 «Гигиена труда. Гигиенические критерии оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды тяжести и напряженности трудового процесса»).
Табл.4.3 Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений оборудованных системами лучистого тепла
Температура воздуха °С
теплового облучения ]
теплового облучения 2
*При ] более 60 следует использовать головной убор.
— интенсивность теплового облучения теменной части головы на уровне
м от пола при работе стоя и 15 м — при работе сидя.
2 — интенсивность теплового облучения туловища на уровне 15 м от пола при работе стоя и 1 м — при работе сидя.
3.2. Мероприятия по защите от тепловых воздействий
и вредных веществ [11 12]
Для предупреждения неблагоприятного воздействия на работающих холодного и теплого воздуха лучистого тепла влаги вредных паров газов аэрозолей следует провести целый комплекс мероприятий от технических и объемно-планировочных до мероприятий по индивидуальной защите.
Важное значение при разработке и организации технологических процессов придается исключению из них операций и работ связанных с образованием вредных веществ а также ограничению попадания таких веществ в рабочую зону в случае их образования. Это достигается например заменой токсичных веществ нетоксичными.
Для ограничения поступления в помещение тепловыделений следует обеспечить термоизоляцию нагретых поверхностей оборудования покрытиями из материалов являющихся плохим проводником тепла.
Огромное значение для нормализации воздушной среды в помещениях имеет вентиляция с помощью которой достигается удаление загрязненного или нагретого воздуха из помещений и подача в него свежего воздуха.
3.3. Расчет системы кондиционирования воздуха в
- рукоятка управления металлическими заслонками; 2- рукоятка включения обогрева кабины; 3 10- подводящие трубы; 4- металлические заслонки; 5 – вентиляторы; 6 – электромотор; 7- радиатор; 8- регулирующий вентиль; 9- отверстия в кабине крановщика.
Рис.4.1. Схема винтеляторно-отопительной системы в кабине
Установленная под сиденьем крановщика вентиляторно-отопительная система позволяет поддерживать комфортный температурный режим внутри кабины крановщика и регулировать обмен воздуха с помощью гибких шлангов забирая наружный воздух. Подогретый отопительной установкой воздух подается в кабину по гибкому шлангу.
Для циркуляции в кабине крановщика воздух используются два вентилятора 5 приводимые в действие электромотором 6. Рукоятка 1 управляет металлическими заслонками 4 открывающими поступление воздуха в кабину. Включение вентиляции выполняется с пульта управления в кабине крановщка.
Система вентиляции применяется также и для обогрева кабины крановщика и обдува лобового стекла. В этом случае металлические заслонки 4 должны быть обязательно закрыты. Лобовое стекло кабины крановщика обдувается потоком теплого воздуха забираемого от воздуховода.
Общие характеристики кабины крановщика:
Н=15м – высота потолка;
n=4 – количество окон;
Sокн=05м2 – площадь окна.
Поступление тепла в кабину летом состоит из суммы величины тепла выделяемого тепла от крановщика; тепла освещения; тепла поступающего через ограждения вследствие разности температур; и тепла поступающего через наружные ограждения от солнечной радиации.
Зимой в помещение не поступает соответственно тепло через наружные ограждения от солнечной радиации и разность между ограждениями охлаждает кабину.
3.3.1. Расчет избытка тепла выделяемого карнавщиком
k=1чел. – количество людей в кабине;
q=130 ккалчас – количество тепла выделяемое одним человеком.
3.3.2. Поступление тепла от электрического освещения
При полном переходе электрической энергии в тепловую 1кВт=860ккалч
g=коэффициент тепловых потерь (09 для ламп накаливания и 055 для люминесцентных ламп);
N – суммарная мощность источников освещения кВт;
В кабине имеется 1 светильника с одной лампой на 40 Вт
3.3.3. Поступление тепла чрез ограждающие конструкции
К=101ккал(м2*ч*град) - коэффициент теплопередачи;
tв=25 0C – температура внутреннего воздуха;
tн=20 0С – температура наружного воздуха;
– суммарная площадь ограждающих конструкций м2;
3.3.4. Поступление тепла от солнечной радиации через стекло
– поступление тепла через остекление;
- суммарная площадь окон;
3.3.5. Общее количество тепла поступающего в кабину
Основываясь на полученных расчетах подбираем кондиционер для кабины крановщика который отвечает требованиям стандартов.
Исходя из схемы вентиляторно-отопительной системы и основываясь на результатах расчета подбираем для кабины крановщика отопитель который отвечает требованиям стандартов.
Выбираем: отопитель – фирмы «Eberspacher» модель «Airtronic D2». Данная модель работает на дизельном топливе.
Создаёт максимальный комфорт в кабинах спецтехники эксплуатируемых в умеренном климате.
Легковые автомобили;
Кабины грузовиков со спальным местом;
Строительные и сельскохозяйственные машины;
Табл. 4.4. Технические характеристики отопителя
Расход воздуха м3час
Потребяемая эл.мощность Вт
Размеры: Дл x Шир x Выс мм
Рис. 4.2 Внешний вид отопителя
Рис. 4.3. Схема работы отопителя
В дизельных двигателях с предварительной и вихревой камерами для пуска холодного двигателя необходимы свечи накаливания для зажигания топливной смеси. При этом они подвергаются экстремальным нагрузкам. Их необходимо проверять самое позднее до начала зимы и в случае необходимости заменить.
Топливо поступает к отопителю из бака расположенного на поворотной платформе. Расход топлива отопителем за одну смену составит прибизительно 3 л.
Так как отопитель модели «Airtronic D2» работает на дизельном топливе. Во избежании выхода из строя отопителя следует своевременно производить переход с зимнего на летний виды дизельного топлива. Перед заливкой и при работе с топливом следует выключать двигатель поворотной платформы. Не допускать открытого огня НЕ КУРИТЬ.
Подробное описание устройства и работы отопительной установки приведены в техническом описании и инструкции по монтажу отопительной установки «Airtronic D2».
4. Расчет грузоподъемности стропа [1 14 15]
Расчеты нагрузок действующих на ветви стропа основаны на тригонометрических функциях углов образованных ветвями стропа и вертикалью либо горизонталью.
Зарубежные стандарты используют угол образованный горизонталью и ветвями стропа.
Основной угол рекомендуемый Правилами устройства и безопасности эксплуатации грузоподъемных кранов – это угол образованный вертикалью и ветвями стропа. Этот угол называется углом строповки. Его мы и будем применять в дальнейшем. При использовании стропов с неравными по длине ветвями за угол строповки принимается наибольший.
Как видно из рисунка при увеличении угла строповки нагрузка на строп возрастает.
При расчете нагрузок на ветви стропа всегда необходимо учитывать влияние угла строповки. Как видно из таблицы нагрузка на строп стремительно возрастает при увеличении угла свыше 45 град. Углы строповки более 60 град не рекомендуются за исключением случаев когда высота просвета лимитирована. Тогда необходимо внимательно проверить соответствие применяемого стропа возникающим нагрузкам.
4.1. Угловой коэффициент (УК)
Согласно Правил устройства и безопасности грузоподъемных кранов «при расчете стропов общего назначения имеющих несколько ветвей расчетный угол между ними должен приниматься 90 град. (угол строповки – 45 град). При расчете стропов предназначенных для определенного груза может быть принят фактический угол.
Табл. 4.5. (продолжение)
Произведем расчет стропа при подъеме типового для данного крана груза.
Типовым примем груз в виде абсолютно жесткой плиты массой 40 т. имеющей габариты 10х4 м (имитируется часть сегмента наружной оболочки охладительного контура ядерного реактора).
Условия подвески груза: строповка траверсой в четырех точках с двумя уравнительными роликами. Угол строповки принимаем 300 так как не имеется ограничений по высоте просвета.
4.1.1. Вычисляем вес груза
Q = M*g = 40000*10=400000 Н. где
G=10 мс2 – ускорение свободного падения
М=40000 кг – масса поднимаего груза.
4.1.2. Расчет нагрузки приходящейся на один строп
S = Q*an = 400000*1.1544 = 115400 Н. где
а = 1.154– угловой коэффициент
n = 4 – количество стропов
4.1.3. Выбор типоразмера стропа
Типоразмер стропа выбираем по таблице допустимых рабочих нагрузок:
Табл.4.6. Допустимые рабочие нагрузки
Грузоподъемность. Прямой подъем М=1 кг
Грузоподъемность. Подъем петлей М=08 кг
Параллельные ветви М=2 кг
Угол между ветвями 45о
Угол между ветвями 90о
Угол между ветвями 120о
Двухветвевой строп (2СТ)
угол между ветвями 90 о
Четырехветвевой строп (4СТ)
угол между ветвями 120о
Максимальная нагрузка приходящаяся на один строп:
Принимаем м = sg = 11540010 = 11540 кг.
Таким образом выбираем четырехветвевой строп (4СТ) №9 с максимальной нагрузкой 12000 кг.
Экономический раздел [16 17]
В дипломном проекте предлагается конструкция усовершенствованного строительного крана на спецшасси МАЗ-547 грузоподъемностью 125т. С максимальным вылетом стрелы 71 метр. Эти параметры делают его самым совершенным отечественным краном тяжелого класса а также весьма конкурентноспособным на международном рынке. По сравнению с иностранными аналогами его выгодно отличает низкая цена при сравнимой надежности и основных характеристиках кроме того полноприводное шасси высокой проходимости дает ему еще одно преимущество при эксплуатации в странах с неразвитой дорожной сетью.
В данном дипломном проекте предусмотрено совершенствование гидросхемы – регулирование главной лебедки за счет установки регулируемого гидравлического мотора типа 303.3.160. что ведет к более эффективно работе крана за счет регулирования скорости барабана главной лебедки. Кроме того конструкция автокрана базируется на основных узлах и агрегатах автокрана КС-8471 грузоподъемностью 100т что делает новый кран более дешевым в эксплуатации и простым при налаживании производства. Для увеличения устойчивости стрелы при подъеме применятся один гидравлический цилиндр. Гидробак увеличенной емкости позволяет новому крану отрабатывать полную смену в условиях максимальной загрузки при температуре окружающего воздуха до + 45 С.
Гидравлический стреловой кран на специальном шасси грузоподъемностью 125 т.
Стоимость (цена БТ включая НДС)
(по данным internet).
Гидравлическая жидкость
3. Расчет показателей в сфере базисной техники
Годовой объем реализации
(по данным завода изготовителя).
Доля переменных затрат на заработную плату в цене БТ [16 (табл. 1.3)]
Доля переменных материальных затрат в цене БТ
Фондоотдача предприятия [16 (табл. 1.3)]
Коэффициент оборачиваемости оборотных средств [16 (табл. 1.3)]
3.1. Цена производства БТ без НДС (т.р.)
3.2. Годовой объем продаж (т.р.)
3.3. Зарплата персонала (т.р.)
Общие затраты на зарплату
Переменные затраты на зарплату
Постоянные затраты на заработную плату
Чем больше производство тем коэффициент в формуле меньше.
По формуле (5.3.) вычисляем переменные затраты на заработную плату
3.4. Материальные затраты (т.р.)
По формуле (5.6.) вычисляем переменные затраты на заработную плату
3.5. Амортизационные отчисления (т.р.)
где - среднегодовая стоимость основных производственных фондов (ОПФ)
- норма амортизационных отчислений рассчитывается линейным способом (принимаем)
где - срок службы ОПФ
3.6. Прочие расходы (т.р.)
3.6.1. Единый социальный налог (ЕСН)
Налоговая ставка 26%.
По формуле (5.12.) вычисляем общий налог
3.6.2. Налог на имущество:
Налоговая ставка 22%
3.6.3. Земельный налог
3.6.4. Местный налог
3.6.6. Общие издержки предприятия (т.р.)
Общие издержки предприятия
2512т.р.=842512т.р..
3.7. Прибыль предприятия (т.р.)
3.7.1. Прибыль от реализации
3.7.2. Валовая прибыль
где- внереализационная прибыль
3.7.3. Прибыль налогооблагаемая
где - отклонения от валовой прибыли
3.8. Налог на прибыль (т.р.)
Основная ставка 24% от налогооблагаемой базы
3.9. Чистая прибыль предприятия (т.р.)
3.10. Рентабельность предприятия к объему продаж (%)
Вывод: при производстве гидравлических стреловых кранов на специальном шасси грузоподъемностью 125 т. с каждого вложенного рубля предприятии получает 1201 копеек чистой прибыли.
4. Расчет эксплуатационных затрат в сфере БТ [17]
4.1. Расчет годовой эксплуатационной производительности (тгод)
где - среднечасовая эксплуатационная производительность (маш.-ч.год)
- расчетное годовое количество машино- часов работы машины (маш.-ч.год).
4.2. Эксплуатационная среднечасовая производительность (тмаш.-ч)
где - расчетная часовая техническая производительность машины (данные
- коэффициент технического использования машины учитывает словия ее применения [17 (прил. 2)]
4.3. Расчетное годовое количество машино- часов работы машины (маш.-чгод)
где - годовой фонд рабочего времени [17 (прил. 1)];
- продолжительность смены;
- коэффициент сменности [17 (прил. 2)];
- продолжительность одного перебазирования машины (дни);
- среднее время работы машины на объекте (маш.-ч);
- удельный простой во всех видах технического обслуживания (ТО) и ремонтов (Р) (днимаш.-ч.)
4.3.1. Простой во всех видах технического ТО и Р (днимаш.-ч.)
где - продолжительность пребывания машины в j-ом виде ТО или Р (дни);
- продолжительность доставки техники в j-ый вид ремонта и обратно (дни);
- количество j-ых видов ТО и Р за межремонтный цикл ;
- межремонтный цикл;
- коэффициент перехода от мото.-ч. к маш.-ч.;
Табл. 5.1. Показатели ремонтопригодности техники
5. Расчет эксплуатационных годовых затрат в сфере БТ [17]
5.1. Расчетные годовые затраты (т.р.)
5.1.1. Затраты на заработную плату (т.р.год)
где - коэффициент учитывающий дополнительную заработную плату (10%) и отчисления на ЕСН (26%)
- нормативная часовая ставка (рч)
где - минимальная часовая ставка;
- тарифный коэффициент зависит от разряда рабочего [17 (прил. 4)].
5.1.2. Затраты на энергоносители (т.р.год)
где - цена дизельного топлива (без НДС);
Часовой расход топлива (кгч)
расход топлива 1-ого двигателя (поворотная часть)
где - номинальная мощность двигателя;
- удельный часовой расход топлива при номинальной мощности;
- коэффициент использования двигателя по времени;
- коэффициент использования двигателя по мощности;
расход топлива 2-ого двигателя (двигателя шасси)
- коэффициент использования двигателя по мощности.
5.1.3. Затраты на смазочные материалы (т.р.год)
где - коэффициент перехода от затрат на энергоносители к затратам на смазочные материалы.
5.1.4. Затраты на гидравлическую жидкость (т.р.год)
где - емкость гидросистемы;
- плотность жидкости;
- цена гидравлической жидкости (без НДС);
- коэффициент доливок жидкости в систему;
- периодичность замены жидкости в гидросистеме.
5.1.5. Затраты на все виды ТО и Р (т.р.год)
где - средняя часовая тарифная ставка ремонтных работ;
- трудоемкость j-ого вида ТО и Р (чел.-ч.) [17 (прил. 3)].
Табл. 5.2. Показатели ремонтопригодности техники
5.1.6. Затраты на материалы используемые в технологическом процессе (т.р.год)
где Цмj- цена j-го материала;
Wмj- удельный расход j-го материала;
Цм1=60 ркг; Wм1=2-ацетон(промывка деталей);
Цм2=40 ркг; Wм2=3-паста притирочная крупнозернистая;
Цм3=80 ркг; Wм3=6-паста притирочная мелкозернистая;
5.1.7. Затраты на замену быстроизнашивающихся частей (т.р.год)
где - цена быстроизнашивающихся частей- масляные фильтры;
- количество частей j-го вида в комплексе;
- срок службы машины;
- срок службы частей j-го вида маш.час;
5.1.8. Косвенные расходы (т.р.год)
По формуле 32 вычисляем расчетные годовые затраты
5.2. Годовые затраты по БТ (т.р.год)
где - амортизационные затраты;
6. Расчет эксплуатационных затрат в сфере НТ [17]
6.1. Расчет годовой эксплуатационной производительности (тгод)
Вычисляем по формуле (5.29.)
6.2. Эксплуатационная среднечасовая производительность (тмаш..-ч.)
Вычисляем по формуле (5.30.)
- коэффициент технического использования машины учитывает словия ее применения [17 (прил. 2)].
6.3. Расчетное годовое количество машино- часов работы машины (маш.-ч.год)
Вычисляем по формуле (5.31.)
6.3.1. Простой во всех видах технического ТО и Р (днимаш.-ч.)
Вычисляем по формуле (5.32.)
Табл. 5.3. Показатели ремонтопригодности техники
7. Расчет годовых затрат в сфере НТ
7.1. Расчетные годовые затраты (т.р.год).
Рассчитываем по формуле (5.33.)
7.2. Затраты на заработную плату (т.р.год).
Рассчитываем по формуле (5.34.)
где - коэффициент учитывающий дополнительную заработную плату и отчисления на ЕСН;
- нормативная часовая ставка(рассчитываем по формуле (5.35.))
7.3. Затраты на энергоносители (т.р.год).
Рассчитываем по формуле (5.36.)
Часовой расход топлива (кгч).
Рассчитываем по формуле (5.37.)
расход топлива 1-ого двигателя (поворотная часть) – рассчитываем по формуле (5.38) где
- номинальная мощность двигателя;
расход топлива 2-ого двигателя (двигателя шасси) – рассчитываем по формуле (5.39.) где
7.4. Затраты на смазочные материалы (т.р.год)
Рассчитываем по формуле (5.40.)
- коэффициент перехода от затрат на энергоносители к затратам на смазочные материалы.
7.5. Затраты на гидравлическую жидкость (т.р.год)
Рассчитываем по формуле (5.41.)
- емкость гидросистемы;
7.6. Затраты на все виды ТО и Р (т.р.год)
Рассчитываем по формуле (5.42.)
- средняя часовая тарифная ставка ремонтных работ;
Табл.5.4. Показатели ремонтопригодности техники
7.7. Затраты на материалы используемые в технологическом процессе (т.р.год)
Рассчитываем по формуле (5.43.)
Цмj- цена j-го материала;
7.8. Затраты на замену быстроизнашивающихся частей (фильтры масляные) (т.р.год)
Рассчитываем по формуле (5.44.)
- цена быстроизнашивающихся частей- масляные фильтры;
7.9. Косвенные расходы (т.р.год)
Рассчитываем по формуле (5.45.)
8. Расчет показателей в сфере новой техники
8.1. Среднепеременные затраты по НТ (т.р.)
где - средне переменные затраты по БТ;
- цена цилиндра 300-200-2980 без НДС;
- цена цилиндра 250-125-2980 (заменяющего) без НДС;
- цена гидравлического замка без НДС;
- цена гидравлического замка (заменителя) без НДС;
- цена гидравлического нерегулируемого мотора без НДС;
- цена гидравлического регулируемого мотора
(заменителя) без НДС;
- цена отопителя без НДС.
8.1.1. Суммарный коэффициент
8.1.2. Коэффициент учитывающий изменения годового выпуска
По [16] принимаем: .
8.2. Среднепеременные затраты на заработную плату (т.р.)
8.3. Количество выпускаемы изделий (штгод)
8.4. Расчет суммарных среднепеременных затрат на заработную плату и материалы (т.р.)
- на заработную плату
8.5. Постоянные затраты на заработную плату и материалы (т.р.)
- на заработную плату.
8.6. Расчет дополнительных капитальных вложений в производственный фонд (т.р.)
8.7. Расчет дополнительных капитальных вложений при подготовке производства
- амортизационные отчисления по НТ (т.р.).
8.8.1. Цена производства (т.р.)
где - ставка налога на прибыль;
8.8.2. Нижний предел цены
где - учетная ставка ЦБ
8.8.3. Верхний предел цены
8.8.4. Определяем цену нового стрелового крана на спецшасси (т.р.)
8.9. Годовые затраты по НТ (т.р.год)
Рассчитываем по формуле (5.46.)
- амортизационные затраты (по формуле (5.47.));
(по формуле (5.48.)).
8.10. Прочие расходы (т.р.)
Изменяется только переменная часть единого социального налога
Рассчитываем по формуле (5.13.)
8.11. Общие издержки (т.р.)
Рассчитываем по формуле (5.22.)
Переменные издержки (по формуле (5.20.)) .
Постоянные издержки (по формуле (5.21.))
Проверка (по формуле (5.19.))
Издержки по заработной плате (по формуле (5.3.))
Материальные издержки (по формуле (5.6.))
8.7. Прибыль от реализации (т.р.)
Рассчитываем по формуле (5.23.)
где (по формуле (5.2.))
8.7.1. Валовая прибыль (т.р.)
Рассчитываем по формуле (5.24.)
8.7.2. Прибыль от налогооблагаемой базы (т.р.)
Рассчитываем по формуле (5.25.)
8.8. Налог на прибыль (т.р.)
Рассчитываем по формуле (5.26.)
8.9. Чистая прибыль предприятия (т.р.)
Рассчитываем по формуле (5.27.)
8.10. Рентабельность предприятия (%)
Рассчитываем по формуле (5.28.)
Вывод: при производстве автогрейдеров с каждого вложенного рубля предприятии получает 1389 копеек чистой прибыли следовательно рентабельность производства новой техники по сравнению с базовой техникой увеличилась на 19%.
9. Построение карты безубыточности
Критический объем продаж (штгод)
Объем продаж обеспечивающий расчетную рентабельность (штгод)
Рис. 5.1. Карта безубыточности
10. Прогноз расходов и доходов
10.1 Исходные данные
- цена производства.
- переменные издержки.
- постоянные издержки.
- объем производства.
Табл. 5.5 Прогноз расходов и доходов
10.2.Объем производства в натуральных измерителях (штгод)
10.3. Величина чистого дохода (без учета косвенного налога) (т.р.)
10.4. Расчет величины общих издержек (т.р.)
где - средние переменные издержки
10.5. Общая прибыль (т.р.)
10.6 Расчет налога на прибыль (т.р.)
10.7. Чистая прибыль предприятия (т.р.)
10.8. Расчет налога на прибыль (с учетом льгот) (т.р.)
Рассчитываем по формуле (5.78)
где - убытки предприятия
Чистая прибыль (т.р.)
Рассчитываем по формуле (5.79)
Увеличение прибыли (т.р.)
11. Оценка эффективности реализации проекта
11.1 Исходные данные
Табл. 5.6. Таблица промежуточных вычислений
Чистый дисконтированный доход (ЧДД) (т.р.)
Табл. 5.7. Таблица промежуточных вычислений
По формуле (5.83) рассчитываем ЧДД
Гидравлический насос на главной лебедке является регулируемым для того чтобы крюк без груза можно было быстрее поднимать (опускать) что уменьшает время выполнения операции.
Список использованной литературы
Смирнов О.А. Улитенко И.П. Гидравлические стреловые краны на специальных шасси. М.: Высшая школа 1987. 216 с.
Навроцкий К.Л. Теория и проектирование гидро- и пневмоприводов: Учебник для студентов вузов по специальности «Гидравлические машины гидроприводы и гидропневмоавтоматика». М. :Машиностроение 1991. 384 с.
Навроцкий К.Л. Моделирование и динамический расчет на ЭВМ гидро- и пневмоприводов. Часть 2. Динамические процессы и структурные схемы математических моделей приводов. Учебное пособие. М.: МАДИ(ГТУ) 2000. 116 с.
Семевский В.В. Динамический расчет конструкций строительных кранов. М: МАШГИЗ 1955. 100 с.
Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя: В 3-х т. Т.1. – 6-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение. 1982. 736 с.
Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя: В 3-х т. Т.2. – 6-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение. 1982. 584 с.
Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя: В 3-х т. Т.3. – 6-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение. 1982. 576 с.
Федоренко В.А. Шошин А.И. Справочник по машиностроительному черчению. – 14-е изд. перераб. и доп. Л.: Машиностроение 1982. 416 с.
Абрамов Е.И. Колеснеченко К.А. Маслов В.Т. Элементы гидропривода (Справочник) изд. 2 перераб. и доп. Киев.: Техника 1977. 320 с.
Митрохин Н.Н. Основы технологии производства и ремонта автомобилей. Часть : Технология машиностроение: теория справочные материалы контрольные задания и примеры решения задач. М.: МАДИ(ГТУ) 2002. 203 с.
Безопасность жизни деятельности. Учебник для вузов. Под общей ред. Белова С.В. М.: Высшая школа 1999. 448 с.
Кузнецов Ю.М. Безопасность жизни деятельности. Отопление и вентиляция на автомобильном транспорте: Учеб. пособие. М.: МАДИ(ГТУ). 2000. 40с.
Нормативно – производственное издание: Сборник инструкций по безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. Отв. ред. Дмитриенко И.Е. М.:Недра. 1986. 40с.
Шишков Н.А. Обеспечение безопасности при эксплуатации грузоподъемных кранов на строительстве. М.: Стройиздат. 1986. 124с.
Лобзин А.Ф. Горбунов И.В. Устройство и эксплуатация автомобильных кранов (с электрическим приводом): Учеб. Пособие. М.: ДОСААФ. 1980. 311 с.
Самойлович В.Г. и др. Бизнес-план предприятия: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для инженерных специальностей. М.:МАДИ (ТУ) 2001. 97 с.
Самойлович В.Г. Экономическая оценка вариантов технических решений: методические указания по дипломному проектированию для инженерных специальностей. М.: МАДИ (ТУ) 1993. 59 с.
Домогаров А.Ю. Степаков А.И. Леладзе И.С. Рабочие жидкости и смазки. М.: МАДИ (ГТУ) 2005. 102 с.
Домогаров А.Ю. Степаков А.И. Леладзе И.С. Справочно –нормативные материалы на рабочие жидкости и смазки. М.: МАДИ (ГТУ) 2004. 124 с.
Краткий технический справочник. Часть первая. Под общей редакцией Зиновьева В.А. Л.:1949. 532 с.
Профессиональные болезни. Под ред. А.А. Летавета. М.: 1973
Навроцкий К.Л. Моделирование и динамический расчет на ЭВМ гидро- и пневмоприводов. Часть 1. Моделирование приводов типовыми звеньями и руководство к универсальной программе расчета. Учебное пособие. М.: МАДИ(ГТУ) 2000. 116 с.
Навроцкий К.Л. Моделирование и динамический расчет на ЭВМ гидро- и пневмоприводов. Часть 3. Примеры и динамический расчет на ЭВМ гидро- и пневомприводов по математической модели. Учебное пособие. М.: МАДИ(ГТУ) 2000. 116 с.
Гуляев А. Визуальное моделирование в среде MATLAB. СПб: Питер 2000. 432 с.
Дунаев П.Ф. Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. Учебное пособие для студ. техн. спец. вузов – 8-е изд. перераб. и доп. М.: «Академия» 2004. 496 с.
Каверзин С.В. Курсовое и дипломное проектирование по гидроприводу самоходных машин. Учебное пособие. Красноярск.: Офсет 1997. 384 с.
Каталог Bosch Rexroth. Rexroth Bosth Group 2008
Каталог Элконт. М.:2007.
Каталог 2007 Уплотнительные и направляющие для гидравлических цилиндров. Группа компаний РГ. Люберцы 2007. 40 с.
Методика расчета надежности. Одесса 1988. 13с.