Башенный кран по дисциплине строительные машины и механизмы

Машины.dwg

Кол. уч.№ док. Подп.
РАСЧЕТНАЯ СХЕМА ГРУЗОВОЙ
УСТОЙЧИВОСТИ БАШЕННОГО КРАНА УГОЛ
ПОДЪЕМА СТРЕЛЫ = 60°
ПОДЪЕМА СТРЕЛЫ = 45°
ПОДЪЕМА СТРЕЛЫ = 30°
ПОДЪЕМА СТРЕЛЫ = 10°
Разраб. Ринчинова Б.К.

ПЗ строительные машины башенный кран.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
Санкт-Петербургский Государственный
архитектурно-строительный университет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
по теме “Башенный кран”
Номер зачётной книжки 17003100
старший преподаватель
Описание устройства принципа действия заданного крана и технология производства работ4
Построение грузовой характеристики башенного крана9
1 Построение схемы башенного крана9
2 Определение опрокидывающего момента крана10
3 Определение удерживающего момента крана11
4 Определение максимальной грузоподъёмности крана12
5 Грузоподъёмность крана при различных углах наклона. Грузовая характеристика крана13
6 Определение значения коэффициента собственной устойчивости15
Выбор каната грузоподъёмного механизма крана17
Выбор двигателя грузоподъёмного механизма19
Описание техники безопасности при эксплуатации кранов20
Исходные данные для выбора грузовой характеристики крана и выбора каната его грузоподъёмного механизма
Расчетные массы конструкции крана т:
Поворотной платформы Gпл
Неповоротной части крана Gн
Расстояние от плоскости проходящей через ось вращения крана параллельно ребру опрокидывания до цента тяжесети элементов конструкции крана м:
Поворотной платфорны Lпл
Неповоротной части крана Lнч
Расстояние от оси вращения до корневого шарнира стрелы м:
Расстояние от оси вращения до корневого шарнира стрелы r
Расстояние от плоскости опорного контура до корневого шарнира стрелы м:
Расстояние от плоскости опорного контура до корневого шарнира стрелы hr
Расстоняие от центров тяжести отдельных элементов крана до плоскости опорного контура м:
Поворотной платформы hпл
Неповоротной части крана hнп
Площадь наветренной поверхности элементов конструкции крана м2
Поворотной платформы Fпл
Неповоротной части крана Fнп
Длина стрелы Lстр м:
Выстоа подъема груза Hгр м:
Максимальная скорость подъема груза мс:
Кратность грузового полиспата m шт.:
Количество обводных блоков nбл шт.:
Расстояние от оси вращения крана до ребра опрокидывания м:
Описание устройства принципа действия заданного крана и технология производства работ
Рис.1 Общий вид башенного крана расположение его основных частей
– крюковая подвеска; 2 – стреловой канат; 3 – грузовой канат; 4 – стрела; 5 – кабина; 6 – башня; 7 – электрооборудование; 8 – рама ходовая; 9 – платформа поворотная; 10 – противовес; 11 – стойка монтажная; 12 – обойма нижняя; 13 – обойма верхняя.
Краны башенные – грузоподъёмные машины общепромышленного назначения стрелового типа в которых стрела закреплена в верхней части вертикальной башни. Краны данной разновидности осуществляют подъем грузов при помощи грузового каната лебёдки и крюковой обоймы. Вращение их поворотной части осуществляется посредством специального поворотного механизма. Как и другие грузоподъёмные машины стрелового типа краны башенные обладают возможностью изменять вылет стрелы.
Краны башенные - одни из самых универсальных. Они широко используются для выполнения строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ при возведении зданий гражданского промышленного и гидротехнического назначения.
По конструкции башен различают краны с поворотной и неповоротной башнями. Башни кранов могут быть постоянной длины и раздвижными (телескопическими). У кранов с поворотной башней опорно-поворотное устройство на которое опирается поворотная часть крана расположено внизу на ходовой раме крана или на портале. Поворотная часть кранов включает поворотную платформу на которой размещены грузовая и стреловая лебедки механизм поворота противовес башня с оголовком распоркой и стрелой. У кранов с неповоротной башней опорно-поворотное устройство расположено в верхней части башни. Поворотная часть таких кранов включает поворотный оголовок механизм поворота стрелу и противовесную консоль на которой размещены лебёдки и противовес служащий для уменьшения изгибающего момента действующего на башню крана и для улучшения его устойчивости. В случае близкого взаимного расположения двух кранов без ходового оборудования в конструкции одного из них (стрела которого находится ниже) не используется оголовок с вантовыми растяжками а горизонтальность стрелы обеспечивается высокой жёсткостью металлоконструкции. Отсутствие оголовка в этой ситуации позволяет уменьшить высоту башни более высокого крана зона работ которого пересекает место расположения крана без оголовка. На ходовой раме кранов с неповоротной башней уложены плиты балласта а с боковой стороны башни расположены монтажная стойка с лебёдкой и полиспастом предназначенная для поднятия и опускания верхней части крана при его монтаже и демонтаже. Ходовые рамы опираются на ходовые тележки которые обеспечивают передвижение кранов по подкрановым путям. Краны с поворотной башней имеют ограниченный грузовой момент из-за ограничений габаритных размеров низко расположенной поворотной платформы с
противовесом. Такая конструкция весьма популярна в быстромонтируемых башенных кранах с небольшим грузовым моментом.
По типу стрел различают краны с подъёмной (манёвровой) и балочной стрелой. У кранов с подъёмной стрелой к головным блокам которой подвешена крюковая подвеска (грузозахватный орган крана) вылет изменяется поворотом стрелы в вертикальной плоскости относительно опорного шарнира с помощью стреловой лебёдки. В случай подъёма стрелы в положение близкое к вертикальному такое техническое решение позволяет значительно увеличить максимальную высоту подъёма а также позволяет расположить кран и выполнять работы в непосредственной близости от препятствий – других кранов и стен существующих строений. У кранов с балочной стрелой вылет изменяется при перемещении по нижним ездовым поясам стрелы грузовой тележки с подвешенной крюковой подвеской. Перемещение грузовой тележки осуществляется с помощью тележечной лебёдки и каната. Эта конструкция наиболее популярна так как обеспечивает высокую производительность работы крана.
По способу установки краны разделяют на передвижные стационарные и самоподъёмные. Передвижные башенные краны по типу ходового устройства подразделяют на рельсовые автомобильные на специальном шасси автомобильного типа пневмоколесные и гусеничные. Рельсовые краны наиболее распространены. Стационарные краны не имеют ходового устройства и устанавливаются вблизи строящегося здания или сооружения на фундаменте. При возведении зданий большой высоты передвижные и стационарные краны для повышения их прочности и устойчивости прикрепляют к возводимому зданию. Прикрепляемые к зданию стационарные краны называют приставными; прикрепляемые к зданию передвижные краны работающие как приставные называют универсальными. Самоподъёмные краны применяют в основном на строительстве зданий и сооружений большой высоты имеющих металлический или мощный железобетонный монолитный каркас который
служит их опорой. Перемещение самоподъёмных кранов вверх осуществляется с помощью собственных механизмов по мере возведения здания.
Краны башенные оборудуются перемещаемой кабиной управления которая может изменять место своего расположения. На начальных этапах строительства кабина устанавливается как правило на высоте 20-22 метра;
в ходе выполнения работ высота её расположения меняется и постепенно доходит до верхней части башни. Перемещается кабина посредством обоймы выдвижения. Также многие башенные краны предусматривают возможность дистанционного управления кабиной с расстояния до 100 метров.
Существует множество различных критериев в соответствии с которыми классифицируют башенные краны. Наиболее распространена классификация в соответствии с назначением данной техники. Например в зависимости от него различают краны общего назначения специальные и краны-погрузчики. Краны башенные общего назначения применяются для возведения объектов гражданского строительства специальные - промышленного. Сферой применения кранов-погрузчиков являются промышленные склады базы и полигоны. Вышеперечисленные разновидности отличаются техническими характеристиками (грузоподъёмностью вылетом стрелы грузовым моментом высотой подъёма груза скоростью подъёма груза) а также некоторыми конструктивными особенностями башни и рабочей стрелы.
Работа башенного крана осуществляется посредством таких рабочих движений как подъем стрелы изменение её вылета поворот и передвижение крана на территории строительной площадки. Вылет стрелы в зависимости от модели и вида крана регулируется при помощи подъёма или спуска стрелы либо регулировка осуществляется при помощи грузовой тележки расположенной вдоль стрелы.
Подъем груза производится с помощью применения грузовой лебёдки крюковой обоймы и грузового каната. При этом поворотная платформа крана может осуществлять повороты относительно неповоротной части машины. Движение поворотной части приводится при помощи специального механизма.
Обе части крана (поворотная и неповоротная) соединены между собой опорно-поворотным устройством. При помощи данного устройства вертикальные и опрокидывающие нагрузки действующие на поворотную платформу крана передаются на неповоротную часть. Неповоротная часть является ходовой рамой крана.
Все башенные краны оборудуются приборами безопасности. К ним относятся ограничители крайних положений всех видов движения расположенные перед упорами: передвижения крана грузовой и контргрузовой тележек угла наклона стрелы поворота высоты подъёма выдвижения башни и т. д. Для защиты кранов от перегрузки при подъёме груза на определённых вылетах применяют ограничители грузоподъёмности. Краны также оснащают тормозами на всех механизмах рабочих движений нулевой и концевой электрозащитой аварийными кнопками и рубильниками анемометрами с автоматическим определением опасных порывов ветра и подачей звуковых и световых сигналов для предупреждения машиниста об опасности рельсовыми захватами на ходовых тележках указателями вылета крюка и грузоподъёмности на данном вылете при соответствующей высоте подъёма груза и т. п. Для прохода машиниста в кабину и к удалённым узлам для проведения технического обслуживания и ремонта на кранах устанавливают лестницы площадки и настилы имеющие необходимое ограждение.
Первоначально кран перевозится на место строительства: тяжёлые краны - большими узлами а многие современные модели - целиком на подкатных пневмоосях. Далее производится монтаж БК различными способами: подъем башни с помощью стрелы крана или специальной мачты подъёмом башни с последующей установкой стрелы и посекционным наращиванием высоты башни. Затем начинается работа крана по перемещению и подъёму необходимых элементов при помощи управления из кабины.
Построение грузовой характеристики башенного крана
1 Построение схемы башенного крана
Рис.2 Схема заданного стрелового крана
2 Определение опрокидывающего момента крана
Определяем опрокидывающий момент крана находящегося в рабочем положении при минимальном вылете стрелы. Минимальный вылет соответствует углу подъёма стрелы к горизонту α=60º:
Mопр = Q × (Lстр × cosα + r – b) (1)
где Q – вес груза (грузоподъёмность крана) кН; Lстр – длина стрелы крана; r - расстояние от оси вращения до корневого шарнира стрелы; b - расстояние от оси вращения крана до ребра опрокидывания.
Mопр = Q × (23 × cos60º + 3 – 2) = 125×Q кН×м
3 Определение удерживающего момента крана
Определяем удерживающий момент крана находящегося в рабочем положении при минимальном вылете стрелы. Минимальный вылет соответствует углу подъёма стрелы к горизонту α=60º:
Mуд = Gпр × (Lпр + b) + Gнп × b + Gпл × (Lпл + b) – Gб × (Lб – b) – Gстр × (05Lстр × cosα + r – b) - (Wi × hi) (2)
где Gпр = 23 т = 225.6 кН – расчётная масса противовеса; Gнп = 24 т = 235.4 кН – расчётная масса неповоротной части крана; Gпл = 5 т = 49 кН – расчётная масса поворотной платформы; Gб = 4 т = 39.22 кН – расчётная масса башни; Gстр = 2 т = 1961 кН – расчётная масса стрелы; W hi - расстоняие от центров тяжести отдельных элементов крана до плоскости опорного контура.
(Wi × hi) = Wp × Fпр × hпр + Wp × Fнп × hнп + Wp × Fпл × hпл + Wp × Fб × hб + Wp × Fстр × (hr + 05Lстр × sinα) + Wp × Fг × (hr + Lстр × sinα)
где Wp = 250 Нм2 = 025 кНм2 – удельная ветровая нагрузка; Fi - площадь наветренной поверхности элементов конструкции крана.
(Wi × hi) = 1125 + 0375 + 1 + 30 + 025 × 3 × (19+ 115 × sin60º) + 025 × 2× (19 + 23 × sin60º) = 7368 кН×м
Mуд =13536+ 4708 + 1029+ 7844– 13237 – 7368 = 1729094 кН×м
4 Определение максимальной грузоподъёмности крана
Коэффициент грузовой (Кгр) устойчивости принимаем равный 14 т.к. в данной курсовой работе уклоном на котором стоит кран пренебрегаем.
Q = 1729094 175 = 9881 кН = 1008 т
5 Грузоподъёмность крана при различных углах наклона. Грузовая характеристика крана
Mопр = Q × (23 × cos45º + 3 – 2) = 1726Q кН×м
(Wi × hi) = 325 + 025 × 3 × (19 + 115 × sin45º) + 025 × 2 × (19 + 23 × sin45º) = 7048 кН×м
Mуд = 1935144 – 1961 × (115× cos45º + 3 – 2) – 7048 = 168559 кН×м
Q = 165859 2416 = 6865 кН = 7 т
Mопр = Q × (23 × cos30º + 3 – 2) = 2092Q кН×м
(Wi × hi) = 325 + 025 × 3 × (19 + 115 × sin30º) + 025 × 2 × (19 + 23 × sin30º) = 6631 кН×м
Mуд = 1935144 – 1961 × (115× cos30º + 3 – 2) – 6631 = 165392 кН×м
Q = 165392 2929 = 5647 кН = 576т
Mопр = Q × (23 × cos10º + 3 – 2) = 2365Q кН×м
(Wi × hi) = 325 + 025 × 3 × (19 + 115 × sin10º) + 025 × 2 × (19 + 23 × sin10º) = 5975 кН×м
Mуд = 1935144 – 1961 × (115× cos10º + 3 – 2) – 5975 = 163369 кН×м
Q = 163369 3311 = 4934 кН = 503 т
Вылет стрелы для различных углов наклона определяется:
Li = r + Lстр × cosα (4)
L10 = 3 + 227 =257 м
L30 = 3 + 199 =229 м
L45 = 3 + 163 = 193 м
L60 = 3 +115 = 145 м
Рис.3 Грузовая характеристика крана
Грузовая характеристика даёт возможность оценить грузоподъёмность крана в зависимости от вылета стрелы. С увеличением вылета стрелы максимальная грузоподъёмность падает из-за увеличения плеча опрокидывания.
6 Определение значения коэффициента собственной устойчивости
Определяем значение коэффициента собственной устойчивости крана при минимальном вылете стрелы α=60º. Давление ураганного ветра создающего опрокидывающий момент в сторону противовеса примем 045 кНм2
Рис.4 Расчётная схема собственной устойчивости башенного крана
Mуд = Gнп × b1 + Gпл × (Lпл + b1) + Gб × (Lб + b1) + Gстр × (05Lстр × cos60º + r + b1) - Gпр × (Lпр - b1)
Mуд = 4708 + 1029 + 14904 + 1324– 4512 = 40394 кН × м
Mопр = Wp × Fпр × hпр + Wp × Fнп × hнп + Wp × Fпл × hпл + Wp × Fб × hб + Wp × Fстр × (hr + 05Lстр × sin60º)
Mопр = 1125 +0375+ 01 + 30 + 2172 = 5332 кН × м
Так как рассчитанный коэффициент собственной устойчивости Ксобств = 76 > 14 можно сделать вывод что данный кран устойчив и дополнительных мероприятий по обеспечению собственной устойчивости не требуется.
Выбор каната грузоподъёмного механизма крана
Рис.5 Расчётная схема грузоподъёмного полиспаста
Определяем усилие в канате набегающем на барабан лебёдки грузоподъёмного механизма при подъёме груза вес которого равен максимальной расчётной грузоподъёмности крана:
где – тяговое усилие в канате; m = 2 – кратность грузового полиспаста; – коэффициент полезного действия полиспаста.
КПД полиспаста с обводными блоками следует рассчитать по формуле:
где = 098 – КПД отдельного блока полиспаста; n = 1 – количество обводных блоков.
Тогда усилие в канате будет равно:
Определение разрывного усилия в канате грузоподъёмного механизма:
где – коэффициент запаса прочности.
Подбираем канат для грузоподъёмного механизма по ГОСТ 2688-80:
Тип каната: ЛК-Р 6x25 проволок с одним органическим сердечником
Разрывное усилие каната в целом не менее 3165 кН
Диаметр каната: 24 мм
Расчётная площадь сечения всех проволок: 21549 мм2
Ориентировочная масса 1000 м смазанного каната: 2110 кг
Выбор двигателя грузоподъёмного механизма
Определяем максимальную скорость каната навиваемого на барабан лебёдки по заданной максимальной скорости подъёма груза с учётом кратности и КПД полиспаста:
где = 025 мс – максимальная скорость подъема груза; = 2 – кратность грузового полиспаста.
Определяем необходимую мощность электродвигателя:
где = 509 кН – тяговое усилие в канате = 085 – КПД передачи вращения от электродвигателя к барабану лебедки.
Выбираем двигатель по рассчитанной мощности:
Тип электродвигателя: MTKF 412- 6
Номинальная мощность 30 кВт
Скорость вращения: 935 обмин
Описание техники безопасности при эксплуатации кранов
К управлению башенным краном допускаются лица прошедшие медицинское освидетельствование и имеющие удостоверение на право управления краном выданное квалифицированной комиссией с участием инспектора Госгортехнадзора.
Удостоверение выдаётся сроком на один год после чего машинист должен быть вновь проверен квалификационной комиссией с последующим продлением прав на управление краном.
Назначение на должность крановщика должно быть оформлено приказом.
При управлении краном машинист должен строго соблюдать правила технической эксплуатации кранов и правила по технике безопасности. Машинист должен помнить что нарушение им правил эксплуатации крана может привести не только к простою башенного крана но и вызвать тяжёлую аварию с человеческими жертвами за последствия которой в этом случае в первую очередь отвечает машинист.
Машинист должен производить все операции только по сигналам лично ему известных такелажников имеющих при себе удостоверение на право обслуживания башенного крана. Выполнять работу по сигналам посторонних лиц запрещается. Исключением является сигнал «стоп» который выполняется машинистом вне зависимости от того кем он подан.
Сигнализация осуществляется такелажником красным флажком в строгом соответствии с установленными правилами.
При выполнении ремонтных работ на кране машинист производит те или иные операции только по сигналам лиц производящих ремонт.
Машинист имеет право контролировать работу такелажников чтобы предупредить возможные нарушения правил по обслуживанию крана.
Если он обнаружит что такелажники нарушают правила машинист имеет право потребовать проверки знаний такелажников.
Если между машинистом и такелажной бригадой возникают какие-либо недоразумения машинист обязан обратиться за разрешением спорных вопросов к администрации строительства.
Во время своей смены машинист несёт ответственность за вверенный ему кран и относящееся к крану оборудование.
Машинист должен обязательно участвовать в планово-предупредительном ремонте обслуживаемого им крана и в сдаче крана инспекции Госгортехнадзора. Во время проведения ремонтов на кране с выключенным портальным рубильником на рубильнике должен быть вывешен предупреждающий плакат «Не включать!».
Машинист обязан знать вес поднимаемого краном груза и вес отдельных строительных деталей.
В ходе расчёта курсовой работы было изучено устройство башенного крана с поворотной платформой описана конструкция рабочего оборудования и расположение основных узлов машины.
Из условия грузовой устойчивости крана получена максимальная грузоподъёмность:
Найден коэффициент собственной устойчивости крана при минимальном вылете стрелы:
Выбран канат для грузоподъёмного механизма (по ГОСТ 2688-80) имеющий разрывное усилие не менее 3165 кН (стальной канат двойной свивки типа К - 24)
По необходимой мощности выбран двигатель грузоподъёмного механизма типа MTKF 412-6 с номинальной мощностью 30 кВт и скоростью вращения 935 обмин.
Воронцов И.И. Транспортные и погрузочно-разгрузочные средства: учеб. пособие. – СПб. : Изд-воСПбГЭУ 2016. – 68с
Волков С.А. Евтюков С.А.Строительные машины: Учеб. для строит. вузов Под общ. ред. проф. С.А. Волкова. Изд. переработано и дополнено — СПб. В2012 г.: 597 с. Изд-во ДНК. 2008.: — 704 с.
С. С. Добронравов В. Г. Дронов Строительные машины и основы автоматизации. М. Высшая школа 2001 г. - 575 с.
Д. П. Волков Н. И. Алешин В. Я. Крикун О. Е. Рынсков Строительные машины. Под. ред. д. П. Волкова. М. Высшая школа 1988 г.- 319с.
Башенный кран: учебное пособие сост. С.А. Евтюков С.В. Репин К.В. Рулис В.И. Алейник А.В. Зазыкин А.В. Чудаков; СПбГАСУ. – СПб. 2016. – 48 c.

ГЧ по строительным машинам башенный кран.dwg

Кол. уч.№ док. Подп.
РАСЧЕТНАЯ СХЕМА ГРУЗОВОЙ
УСТОЙЧИВОСТИ БАШЕННОГО КРАНА УГОЛ
ПОДЪЕМА СТРЕЛЫ = 60°
ПОДЪЕМА СТРЕЛЫ = 45°
ПОДЪЕМА СТРЕЛЫ = 30°
ПОДЪЕМА СТРЕЛЫ = 10°
Разраб. Ринчинова Б.К.