Механизм передвижения башенного крана г/п 4 т (вариант 5)

3_list_Kryshka.cdw

Радиусы R4 обеспечиваются инструментом.
Сталь 35 ГОСТ 1050-88

Spetsifikatsia_1_list (1).spw

КБ-150-5 00.00.000 0В
с неповоротной башней
КБ-150-5 00.00.000 ОВ
КБ-150-5 00.00.000 ПЗ
Пояснительная записка
Поворотная платформа
Противовесная консоль
Грузоподъёмная лебедка
Стрелопоъёмная лебедка
Стреловой полиспаст
Головные блоки стрелы

Spetsifikatsia_1_list.spw

КБ-150-5 00.00.000 0В
с неповоротной башней
КБ-150-5 00.00.000 ОВ
КБ-150-5 00.00.000 ПЗ
Пояснительная записка
Поворотная платформа
Противовесная консоль
Грузоподъёмная лебедка
Стрелопоъёмная лебедка
Стреловой полиспаст
Головные блоки стрелы

Soderzhanie.docx

Общий расчет башенного крана с поворотной башней .. 5
1 Параметры задания для общего расчета крана с поворотный
2 Краткая характеристика проектируемого крана 5
3 Определение ориентировочной массы крана и его элементов 6
4 Разработка расчетной схемы крана 8
5 Определение координат центра тяжести (ЦТ) крана .12
6 Проверка устойчивости крана против опрокидования 16
6.1 Проверка устойчивости крана при подъеме испытательного груза 16
6.2 Проверка грузовой устойчивости крана . 17
6.3 Проверка собственной устойчивости крана . 23
Расчет механизма передвижения крана ..26
1 Исходные параметры для расчета механизма передвижения крана 26
2 Определение максимальной опорной нагрузки крана .26
3 Выбор унифицированной ходовой тележки крана ..28
4 Проверка ходовых колес на контактную прочность . 29
5 Определение нагрузки и размеров валов ходовых колес ..30
6 Проверка статической прочности валов ходовых колес 33
7 Расчет валов колес на выносливость 34
Правила безопасной эксплуатации подъемных сооружений (ПС) . 36
1 Область применения правил .36
2 Организационные требования безопасности 37
3 Порядок получения разрешения на пуск в работу ПС 40
4 Порядок регистрации ПС в органах надзора 41
5 Техническое освидетельствование ПС 42
6 Производство работ с использованием ПС .44
7 Нарушения требований безопасности прекращающие работу ПС 45
8 Действия в аварийных ситуациях работников эксплуатирующих ПС .46
Библиографический список . 48

3_list_detal_val.cdw

*Размер обеспечивается инструментом
Неуказанные предельные отклонения размеров:
Неуказанные радиусы скруглений 2
Сталь 45 ГОСТ 1050-88

Zapiska.docx

Согласно постановлению Правительства Российской Федерации №401 от 30 июля 2004 г. Федеральной службой по экологическому технологическому и атомному надзору утверждены Федеральные нормы и правила безопасности опасных производственных объектов на которых используются подъемные сооружения.
При работе башенных кранов на строительных объектах всегда существует вероятность падения груза в результате износа и разрушения отдельных частей крана а также нарушения правил эксплуатации. Кроме того башенные краны являются кранами консольного типа у которых сила тяжести поднимаемого груза действует за пределами опорного контура и стремится кран опрокинуть. Дополнительные опрокидывающие моменты при работе таких кранов возникают от действия ветра сил инерции при пуске и торможении механизмов при работе крана на опорной поверхности с уклоном. Последствия опрокидования кранов сопровождаются значительными материальными потерями и как правило несчастными случаями часто со смертельным исходом крановщика находящегося в опасной зоне персонала.
Причинами аварий и несчастных случаев при эксплуатации грузоподъемных кранов являются следующие нарушения:
-привлечение не аттестованного персонала при выполнении работ по подъему и перемещению грузов;
-неправильная обвзяка (строповка) грузов;
-нахождения персонала в опасной зоне при работающем кране;
-недостаточный контроль технического состояния кранов и приборов безопасности;
-подъем грузов превышающих номинальную величину ;
-нарушение требований инструкций по эксплуатации крана при его установке;
-нарушения правил устройства рельсовых путей кранов;
-нарушение требований технологических карт строительно-монтажных работ;
-недостаточный контроль производства подъемно-транспортных работ.
Использование стреловых кранов при производстве строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ требует основательного выбора крана и тщательной проработке мероприятий по безопасному ведению работ и контроля их выполнения.
Следует помнить что башенные краны занимают третье место по аварийности со смертельным исходом персонала после автомобильных и мостовых кранов а основной причиной аварий является несоблюдения требований Федеральных норм и правил организации безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов на производственных объектах.
Оснащение башенных кранов современными приборами безопасности (ограничителями грузоподъемности ограничителями высоты подъема крюка и другими устройствами безопасности) позволяют значительно повысить уровень безопасности при работе этих кранов.
Лицам имеющим квалификацию Бакалавра по профилю «Подъемно-транспортные строительные дорожные машины и оборудование» направления подготовки 23.03.02 или направления подготовки 23.03.03 по профилю «Сервис транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования (строительные дорожные и комунальные машины)» часто вменяют обязанности лица по надзору за безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. Согласно требованиям Федеральных норм и правил по грузоподъемным кранам они могут быть назначенными ответственными лицами за исправное состояние грузоподъемных кранов или ответственными за их безопасную эксплуатацию.
Общий расчет крана с неповоротной башней
1 Краткие параметры задания для общего расчета крана
Грузоподъёмность на максимальный вылет Q т = 40
Грузовой момент Мгр т*м = 100
Скорость подъёма груза Vгр мс =025
Вылет максимальный L0 = 25
Скорость передвижения крана Vкр= 029
Время полного изменения вылета Тв = 80
Частота поворота крана n кр = 065
Ветровой район установки крана= 5
Модель крана по рис = 1
2 Краткая характеристика проектируемого крана
Проектируемый башенный кран можно использовать для возведения промышленных гражданских зданий. Эксплуатационными достоинствами такого крана является большой объём подстрелового пространства удобная организация строительного – монтажных работ при минимальных размерах строительной площадки достаточная для этих видов работ грузоподъёмность и высота подъёма грузов. Башню крана можно наращивать что позволяет рационально вести строительно- монтажные работы. Кран достаточно легко транспортировать. Его можно перевозить на специальных подкатных тележках с минимальной разборкой. Кран можно смонтировать на подготовленной площадке в течение одной смены Унификация узлов существующих башенных кранов обеспечивает им высокую надежность снимает сроки и стоимость и х изготовления и ремонтов.
Вместе с тем следует помнить что башенные краны занимают третье место по аварийности со смертельным исходом персонала после автомобильных и мостовых кранов а основной причиной аварий является несоблюдение требований Федеральных норм и правил по безопасной эксплуатации опасных производственных объектов (ОПО).
Оснащение башенных кранов современными приборами безопасности (ограничителями грузоподъёмности ограничителями высоты подъёма крюка ограничителями угла наклона стрелы регистраторами параметров работы крана и другими устройствами безопасности) позволяют значительно повысить уровень безопасности при работе этих кранов.
Характерной особенностью проектируемого башенного крана является поворотная башня и маневровая (наклоняемая) стрела. Основными составляющими элементами башенного крана являются (рис1.1): ходовые тележки 1 ходовая рама 2 башня 3 опорно-поворотное устройство 4 поворотный оголовок 5 стрела 6 противовесная консоль 7. На противовесной консоли располагаются грузоподъёмная лебедка 8 стрелоподъёмная лебедка 9 механизм поворота 10 контргруз 11. Стрела удерживается стреловым полиспастом 12. Крюковая обойма 13 вместе с головными блоками стрелы 14 и грузовым канатом образуют грузоподъёмный полиспаст. Кабина управления 15 прикреплена к поворотной секции оголовка башни крана. На опорной раме при необходимости размещают балласт 16
Рис. 1.1. Конструктивный состав проектируемого башенного крана.
3 Определение ориентировочной массы крана и его элементов
Предварительно выбираем прототип для проектируемого крана с целью контроля определяемых параметров. Рациональную высоту подъема груза при заданном вылете L0 и горизонтальной стреле определяем по формуле (2.4).
= 16 ( L0 – 6 ) = 1.6 (25-6) = 30.4 м
Высоту до опорного шарнира стрелы определяем по формуле (2.5)
H0= Hгр + 4 = 304 + 4 = 344 м
Принимаем высоту крана до опорного шарнира стрелы H0= 34 м. Прототипом крана может служить кран третьей размерной группы с грузовым моментом до 100 т*м – КБ 100.3 А .Другие параметры этого крана приведены в табл П.6. Этот кран с поворотной башней и приблизительно такими же геометрическими параметрами имеет конструктивную массу 34 т общую массу с балластом и противовесом – 85 т максимальную грузоподъёмность – 8 т.
Эмпирическая формула (2.2) общей массы крана с поворотной башней и маневровой стрелой дает следующий результат
mko= 035 * Мгр = 035 *100 * =714 = 71 м
Эмпирическая формула конструктивной массы крана с поворотной башней и маневровой стрелой с рекомендуемой удельной массой дает следующий результат
mkk =mудМНо = 10*100*34= 34000 кг = 34 т.
Сравнивая полученные результаты с параметрами прототипа принимаем за исходные величины
- конструктивную массу крана тkk 34 т
-общую массу крана тко 71 м
-погонную массу металлоконструкции башни qб 04 тм
-погонную массу металлоконструкции стрелы qc 015 тм
- погонную массу металлоконструкции портала qп = 05 тм
Массу составляющих элементов крана с неповоротной башней и балочной стрелой определяем в соответствии с табл. 2.3.
Масса ходовой тележки m1 = 01 * mkk = 01* 34 = 34 т
Масса ходовой рамы m2 = 02 * mkk = 02*34 = 68 т
Масса балласта m3 = 09 * mkk =09 * 34=306 т;
Масса портала m4 = qn * hnm =05 * 5= 25 m= 007 mкк;
Масса башни m5 = qб *( Н0 – hnm) = 04 * ( 34 – 5) = 116 m = 0.34 mкк
Масса ОПУ m6= 0025 * mкк = 085 m
Масса оголовка m7= 011 * mкк = 374 m
Масса контрстрелы m8= 0025 * mкк= 085 m
Масса контргруза m9= 022 * mkk=748 m
Масса стреловой лебёдки m10 = 004 * mkk = 136 m
Масса грузовой лебёдки m11 = 004 * mkk = 136 m
Масса механизма поворота m12=0014 * mkk = 048
Масса стрелы m13 =qc *Lc = 015 * 24 = 4m = 0118 mkk
Масса кабины управления m14 = 0025 * mkk = 085 m
Масса грузового полиспаста m15 = 012 * 4 = 0 48 m
Масса стрелового полиспаста m16 = 0015 * mkk = 051 m
Окончательно общую ориентировочную массу крана для дальнейших расчетов примем
Mko = mi = m1+ m2 + + m16 = 769 m
4. Разработка расчетной схемы крана
Расчётную схему крана строим в координатах X-Y-Z. Ось X принимаем по уровню опорных точек крана на головки рельсовых нитей в плоскости чертежа. Ось Y располагаем в плоскости чертежа на оси вращения крана. У крана с неповоротной башей она будет совпадать с осью башни. Ось Z перпендикулярна плоскости чертежа. Размеры элементов вдоль оси Х названы «длина» с обозначением «1»; размеры вдоль оси Y названы «высота» и обозначены «h»; вдоль оси Z – «ширина» «b». Геометрические характеристики крана определены в следующем порядке.
По графику определяем колею крана по рельсовым нитям в зависимости от заданного грузового момента Mгр = 100 т*м и округляем полученную величину с точностью до 05 м. Получаем K 5 м. Вычисляем величину К по эмпирической формуле.
K=37+29 lg (МгрH0 1000) = 37 +29 lg (100*344 1000) =5 м
Сравнивая полученные величины с аналогичным параметром прототипа у которого K =45 м принимаем К=5. Базу Ю крана принимаем равной колее Б=5 м.
Ходовую раму крана принимаем плоского типа с возможностью установки подкосов для крепления коревой секции башни. Такая рама состоит из четырех балок образующих квадратный опорный контур. Продольная и поперечная жесткость опорного контура обеспечивается диагональными балками которые служат опорой для коревой секции башни.
Эти балки имеют проушины для присоединения подкосов. Все элементы ходовой рамы и крепление к ней корневой секции с подкосами соединяют между собой пальцами. Углы ходовой рамы имеют специальные площадки со стаканами для опоры на ходовые тележки. Поперечное сечение диагональных балок ходовой рамы предварительно принимаем 500х500 мм.
Сечение bxh стяжных балок опорного контура принимаем 200х400 мм. На чертеже высота ходовой рамы hxp = 05 м.
Рациональным вариантом механизма передвижения крана может быть применение унифицированных ходовых тележек. Учитывая массу крана и грузовой момент предварительно определяем ориентировочную опорную реакцию на тележку по формуле
Ron = [(mkp + Q) 4 + Mгр (141Б)] g = [(77 + 4) 4 + 100 (141*5)] * 981 338 kH
Для механизма передвижения применим четыре унифицированные двухколесные тележки с диаметром колёс 500 мм. Грузоподъёмность тележки 400 кН. Две из них комплектуем приводным агрегатом ПК – 63.такой тележки составляем 1060 кг.тележки без приводного агрегата 690 кг. Общая масса механизма передвижения составляем 3.5 т. Высота тележки hm = 1000 мм.
Проверка колёс на контактную и усталостную прочность выполняется при расчете механизма передвижения крана.
Корневая секция башни с подкосами образует опорную часть башни – портал. Высота портала от опоры на ходовую раму о крепления подкосов hпт принимаем равной базе крана hпт = Б = 5 м. На рисунке показана установка и крепление коревой секции башни подкосами на ходовой раме
Размер поперечного сечения неповоротной башни выбираем по графику. При грузовом моменте 100 т*м и высоте башни hб не более 40 м внешние размер lб х lб поперечного сечения башни принимаем 18 х 18 м. Корневая секция башни имеет такой же внешний размер сечения. Расчетная высота колонны башни будет равна
hkб = Ho – hm – hxp – hnm = 34-1 -05 – 5 = 275
Верхнюю часть башни конструктивно оформляем для крепления на ней опорно-поворотного устройства.
Стандартное опорно-поворотное устройство роликового типа выбираем по действующим на него вертикальной нагрузке и грузовому моменту. Вертикальная теоретическая нагрузка Vопу м. на опорно-поворотное устройство равна силе тяжести поворотной части крана с номинальным грузом
Vопу м.= (m7+m8+ m15+m16+Q)g = (374+085+748+136+136+048+4+085+048+051+4)981 = 24633 kH 025 MH ;
Грузовой момент в меганьтонах
Мгр = 100*981 981 kH * m = 0.981 MH * m.
Для башенных кранов при выборе ОПУ теоретические нагрузки (вертикальную силу и грузовой момент) умножаем на коэффициент 12
Vопу = 025 * 12 = 03 МН;
Mгр = 0.981 * 12 = 118
Из видно что опорно-поворотным устройством отвечающим расчетным нагрузкам является опорно-поворотное устройство №6.
По справочнику определяем конструктивные параметры роликового опорно-поворотного круга №6 с внутренним зубчатым венцом:
Диаметр Dопу = 1600 мм; высота Hопу = 115 мм; масса m6 = 590 кг; число зубьев z = 102; модуль mопу = 12.
Высота оголовка башни определяем из условия входа на него стрелоподъёмного катана. Угол наклона каната к горизонтальной стреле на максимальном вылете принимаем a = 15°
hoг = Lo * tg a = 25 * 0268 67 м.
Противовесную консоль (контрстрелу) крепим шарнирно к поворотному оголовку со стороны противоположный стреле. Длина контрстрелы определена задним габаритом крана. Задний габарит крана с неповоротной башней определяем по графику в зависимости от грузового момента. При грузовом моменте 96 т * м получаем размер заднего габарита lзг 15 м. С учетом анализа прототипов длину противовесной консоли достаточную для размещения на ней механизмов и контргруза приминаем lзг = 12 м. Ширину bкс консоли с учетом размещения на ней механизмов шириной 1800 мм и удобства их обслуживания принимаем раной ширине башни bкс = 18 м.
Мгр · H0 · =150 · 42 · = 63 тс·.
Контргруз размещаем на противовесной консоли на максимальном удалении от оси башни. Размеры железобетонного контргруза с плотностью ρ = 21 тм3 назначаем исходя из ширины противовесной консоли. При высоте контргруза hкг и ширине bкг = 15 м длина контргруза
Lкг = m9 bкг * hкг * ρ = 75 16 * 15 * 21 149
Стрела крана в боковой проекции имеет трапециевидную форму. Максимальную длина нижнего пояса стрелы lc от оси головных блоков до оси ширниров крепления к башне вычисляем с учетом размера проушин опорного шарнира на оголовке башни
Lc = L0 – ( Lб 2 + Lшс ) = 25 – (18 2 +025 ) = 2385 м.
Стрелу в поперечном сечении принимаем треугольной формы. Рациональная высота сечения стрелы составит
hc 006 L0 = 006 * 25 15 м.
Ширину стрелы принимаем
bc 075 hc = 075 * 15 = 11 м.
При угле наклона стрелы к горизонту 70° её горизонтальная проекция составит
lсг = lc cos 70° = 2385 * 0342 =82 м.
Минимальный вылет составит при этом
Lмин = lсг + lб 2 + Lшс = 82 + 18 2 +025 = 935
Размер кабины крановщика принимаем по нормам установленным Ростехнадзором. Объём кабины должен быть не менее 3-х м3. Высоту кабины принимаем h14 = 21 м; ширину – b14 = 12 м; длину – l14 = 15 м. Объём такой кабины составит
VК = 21 * 12 * 15 = 378 м3.
Размеры грузоподъёмной и стрелоподъёмной лебедком принимаем согласно таблицы составленной для унифицированных лебедок. Для этого предварительно определим тяговое усилие каждой лебедки. При двухкратном грузовом полиспасте тяговое усилие грузоподъёмной лебедки составит не менее 20 кН стрелоподъёмной лебедки при четырехкратном полиспасте – не менее 30 кН.
Размеры грузоподъёмной лебедки принимаем l11х b11 x h11 = 11 х 18 х 06 м. Размеры стрелоподъёмной лебедки принимаем l10х b10 x h10 = 138 х 25 х 068 м. Размеры механизма поворота l12 х b12 x h12 = 07 х 06 х 012 м.
Размеры блоков грузового и стрелового полиспастов предварительно принимаем
l15 х b15 x h15 = l16 х b16 x h16 = 04 х 04 х 01 м.
Размер B0 обоймы блоков полиспаста принимаем в зависимости от кратности полиспаста. Габаритный размер B0 для двухкратного полиспаста составит
B0 = b15 +005 = 01+ 0.05 = 015 м.
Минимальное расстояние между подвижной и неподвижной обоймой блоков принимаем не менее 1 м.
Геометрическую расчетную схему крана строим по полученным размерам в принятом масштабе чертежа. Формат чертежа может иметь как горизонтальное так и вертикальное исполнение в зависимости от соотношения высоты крана и вылета стрелы.чертежа должен быть таким чтобы максимально заполнить поле формата.
Геометрическая расчетная схема крана выполненная со строгим соблюдением масштаба чертежа как боковая проекция составляет основу первого листа графической части проекта.
5 Определения координат центра тяжести (ЦТ) крана
Определение координат центра тяжести проектируемого крана выполняем в следующем порядке. В таблице в соответствующие строки и столбцы заносим координаты Хi Yi центров тяжести элементов с учетом знака в принятых осях и обозначенных на расчетной схеме. Далее для каждого элемента вычисляем величину статического момента относительно осей Х и Y по формулам приведенным в заголовке таблицы.
Координаты центра тяжести крана вычисляем по формулам.
Рис 1.3 Расчетная схема башенного крана
Определение координат центра тяжести крана
Наименование элементов крана
Координата центра тяжести по оси Х
Координата центра тяжести по оси Y
Статич. момент по оси Х
Статич. момент по оси Y
Суммарные параметры неповоротных частей
Противовесная консоль
Сумма поворотных частей
Суммарные параметры крана
Координаты Хцта крана с макс. вылетом
Xцта= Mxcm Gн = -417.5753.2 = -055 м
Координаты Уцта крана с макс. вылетом
Уцта= Mуcm Gн = 10754753.2 = 1427 м
Координаты Хцти крана с мин. вылетом
Xцти= Mxcm Gн = -869.5 753.2 = -115 м
Координаты Уцта крана с мин. вылетом
Уцти= Mуcm Gн = 10838753.2 = 1439 м
Координаты Хцти поворотной части с макс. вылетом
Xцтп= Mxcm Gпов = -417.5206.9= -207 м
Координаты Уцта поворотной части с макс. вылетом
Уцтп= Mстп Gп = 7629206.9= 3687 м
6. Проверка устойчивости крана против опрокидывания
Согласно Федеральным нормам и правилам по безопасной эксплуатации грузоподъёмных сооружений все краны должны быть устойчивы против опрокидывания в рабочем и нерабочем состояниях а также при подъёме испытательного груза при внезапном снятии нагрузки на крюке при монтаже и демонтаже крана. Расчёт устойчивости свободно стоящих кранов ведут согласно ГОСТ 13994.
Проверка на испытательную устойчивость позволяет гарантировать запас устойчивости при проведении статических испытаний грузоподъёмного крана. При статических испытаниях крана должен быть установлен на горизонтальной площадке и должен поднять груз превышающий по массе номинальный на 25%. Груз поднимают на высоты 025 м от земли и удерживают в течение не менее 10 мин. Груз не должен опускаться. Прежде чем провести статические испытания проверяем устойчивость крана при подъёме испытательного груза расчётом.
6.1. Проверка устойчивости крана при подъёме испытательного груза
Проверка производится после определения координат центра тяжести крана. Удерживающий момент крана с горизонтальной стрелой
Муд = Gкр · (Б2 – Хцт1) = 753.2 [52 – (-055)] 2297 кН· м.
Опрокидывающий момент при действии испытательного груза
Мопр = 125 Qq · (L0 - Б2) = 1.25·4·9.81 [25 –52] 1104 кН· м.
Коэффициент устойчивости
Куст = Муд Мопр =2297 1104 = 208
Грузоподъёмность крана на минимальном вылете Lмин = 935 м
Qмакс = Мгр Lмин = 100935 = 107 т.
Опрокидывающий момент при действии испытательного груза на минимальном вылете
Мопр = 125 Qq (L0 - Б2) = 125· 8 · 981 (125 – 52) 93195 кН· м.
Удерживающий момент крана при наклонной стреле
Муд = Gкр · (Б2 – Хцт2) = 753.2 [52 – (- 115)] 20635 кН· м.
Коэффициент устойчивости крана при подъёме максимального испытательного груза на минимальном вылете.
Куст = Муд Мопр = 2297 93195 = 246.
Принимаем предварительно максимальную грузоподъёмность крана на минимальном вылете 8т. Расчёт механизмов крана будет вести для максимальной грузоподъёмности.
6.2. Проверка грузовой устойчивости крана
Проверка грузовой устойчивости учитывает действие сил ветра сил инерции составляющих сил тяжести при расположении крана на допустимом уклоне опорной поверхности. Эти нагрузки принимаем с учетом динамических воздействий возникающих в процессе работы крана. Определение сил ветрового давления выполняем по форме согласно табл. П.5. Результаты расчетов приведены в табл. 1.2. Определение сил инерции выполнено в табл. 1.3. Все необходимые геометрически и весовые величины принимаем по ранее выполненным расчетам и полученной расчетной схеме крана (рис. 1.2.) с учетом соответствующего масштаба чертежа. Грузовую устойчивость проверяем по выполнению неравенства (3.3).
Рис 1.4. Расчетное положение крана при проверке грузовой устойчивости
Грузовую устойчивость проверяем по выполнению неравенства (3.3)
где Кн = 1+K1 · K1 - - коэффициент нагрузки учитывающий отклонение нагрузок в неблагоприятную сторону;
Мопр =Мгр + Мвг + Мвк + Мвц +Мин -опрокидывающий момент от нормативных составляющих нагрузок действующих на кран;
m0= m1 ·m2 – коэффициент условий работы;
Mкр = Gкр · [(Б2 – Хцт1) cos – Уцт1s
Mкр = Gкр · [(Б2 – Хцт2) cos – Уцт2sin] – удерживающий момент крана с минимальным вылетом стрелы.
Допустимый угол уклона опорной поверхности принимаем по ГОСТ 13994 с учетом дополнительного наклона кранового пути вызванного случайной деформацией щебеночного основания кранового пути.
= (01 Б + 005Б) рад = (015 + 0055) рад = (015) 573° =172° = 1° 43`.
Определение фронтальных сил ветра рабочего состояния при =125 Па
Наименование узлов крана
Фронтальная контурная площадь Sф = b · h м2
Коэффициент сплошности
Коэффициент высоты к
Аэродинамический коэфф. С
Фронтальная сила ветра
Фронтальный момент ветра
Располагается в ветровой тени оголовка
Стрела с макс. вылетом
Стрела с мин. вылетом 13-1
Стрела с мин. вылетом 13-2
Сумма сил давления ветра на кран
Силы давления ветра на груз
Определение фронтальных инерционных сил и моментов
Радиус вращения центра масс узла ri м
Центробежная сила инерции Fi = mi 2 ri H
Координата yi центра тяжести узла м
Опрокидывающий момент центробежных сил Mu = Fi yi H·м
Стреловой полиспаст
Сумма центробежных сил инерции крана
Центробежная сила груза
Момент относительно ребра опрокидывания от среднего квадратичного отклонения случайной составляющей ветровой нагрузки на груз принимаем равным 01 момент от нормативной ветровой нагрузки на груз при максимальном и минимальном вылетах.
MSвг1 = 01 · Мвг = 01 · 54498 = 545 кН· м.
MSвг2 = 01 · 127167 = 12718 кН· м.
Момент относительно ребра опрокидывания от среднего квадратичного отклонения случайной составляющей нормативной ветровой нагрузки на кран.
MSвк1 = кnв 1 Мвк1 = 0105 ·258 · 157553 = 4269 кН
MSвк2 = кnв 2 Мвк2 = 01 ·3 · 244052= 732 кН
Коэффициент динамичности для свободно стоящих кранов.
Момент инерции крана относительно ребра опрокидывания для соответствующего вылеа стрелы т ·м2 .
mkp [ У2цт + (Б2 + Х2цт)2 ] = 7686 [ 14272 + (52 + 055)2 ] = 16366 т · м2
= 7686 [ 14392 + (52 + 115)2 ] = 15929 т · м2
Динамический момент относительно ребра опрокидывания от среднего квадратичного отклонения случайных составляющих нагрузок вызванных работой механизма подъёма груза и передвижения крана.
Где Vгр и Vкр – номинальный скорости подъёма груза и передвижения крана мc;
lкр1 = ( Б2 + Хцт1) cos – Уцт1 sin = ( 52 + 055) cos 1.43 – 14.27 sin1.43 = 2. 7 м
lгр1 = ( Lмакс – Б2) + Но tg = ( 25-52) + 34 · 003 = 235 м – расстояние центра тяжести крана и силы тяжести груза соответственно до ребра опрокидывания при максимальном вылете стрелы.
lкр1 = ( 52 + 115) cos 1.43 – 14.39 sin1.43 =322 м
lгр1 = (125-52) + 58 · 003 = 1174 м - при минимальном вылете стрелы.
Динамический момент пи максимальном вылете стрелы
Динамический момент при минимальном вылете стрелы
Коэффициент изменчивости нагрузки при максимальном вылете:
Коэффициент изменчивости нагрузки при минимальном вылете:
Коэффициент нагрузки при максимальном вылете:
Кн1 = 1+55·0068=1374.
Коэффициент нагрузки при минимальном вылете:
Кн2 = 1+55 · 0069 = 1374
Устойчивость при максимальном вылете обеспечена:
74 · 1260 09· 2531 = 173126 22779
Устойчивость на минимальном вылете также обеспечивается:
74 ·1454 09 ·3013 = 1998 27117
Коэффициент запаса устойчивости при грузоподъёмности 4 т на максимальном вылете с учетом дополнительных нагрузок составляет Кзап = 132; коэффициент запаса при грузоподъёмности 107 т на минимальном вылете составляет Кзап = 136.
6.3. Проверка собственной устойчивости крана
Собственная устойчивость крана проверяется расчетом при давлении ветра q= 450 Па если район установки крана неизвестен. Проверка веется по формуле
Кн ·Мопр ≤ mo · Mкр ;
Где Кн – коэффициент нагрузки учитывающий отклонение нагрузок в неблагоприятную сторону;
Мопр – опрокидывающий момент составляющих нормативных нагрузок в нерабочем состоянии;
mо = 1.05 – коэффициент условий работ для нерабочего состояния.
Удерживающий момент крана Мкр определяем в соответствии с расчетной схемой.
Мкр = Gкр · [ (Б2 – Хцт2) cos – Уцт2 · sin ] = 753.2 · [ (52 – 1.15) cos 1.43 – 14.39 · sin1.43 ] = 691.92 кН · м.
6. Расчётная схема для проверки устойчивости башенного крана в нерабочем состоянии.
Опрокидывающий момент при действии ветра нерабочего состояния при наклоненной стреле принимаем из таблицы с учетом давления ветра в неизвестном ветровом районе установки крана
Мопрн = (qн qp ) Mвк2 = ( 450 125) ·244052 = 878587 кН · м.
Коэффициент нагрузки
Кн = 1+3 ·кnв · = 1+3 · 0105 · = 1025
Коэффициент динамичности учитывающий период свободных колебаний крана:
н = 3 · = 3 · = 0078 ;
где Rкр = = = 1444 кг· .
Проверка показала что устойчивость крана от опрокидывания с максимально поднятой стрелой при действии ветра нерабочего состояния может быть обеспечена:
5 · 691.921 1025 · 878.587 = 7265 кН 9005 кН.
Удерживающий момент крана Mкр1 при горизонтальной стреле
Мкр = Gкр · [(Б2 – Хцт2) cos – Уцт2 · sin ] = 753.2 [(52 – 0.55) ·0.999 – 14.27· 0.03] 114483 кН ·м
25 ·567.2 105· 114483 = 58138 кН 1202 кН.
Результат полученного неравенства показывают что устойчивость крана от опрокидывания с горизонтальной стрелой при действии ветра нерабочего состояния обеспечивается.
Выводы. При получении штормового предупреждения стрела крана должна быть переведена в горизонтальное положение а механизм поворота крана должен быть расторможен.
Расчет механизма передвижения крана
1. Исходные параметры для расчета механизма передвижения крана
Для расчета механизма передвижения крана с неповоротной башней используются параметры по варианту задания и результаты ранее полученных расчетов при определении весовых геометрических параметров крана определении центра тяжести крана определении ветровых и инерционных нагрузок. В данном расчете используются следующие параметры:
- скорость передвижения крана Vкр = 03 мс;
-грузоподъёмность на максимальном вылете Qмин = 4 т;
-высота подъёма Н0 = 34 м.
-максимальный вылет Lмакс = 25 м;
- сила тяжести крана Gкр = 7532 кН.
-база крана Б = 5 м;
-колея крана К = 5 м;
-расстояние центра тяжести крана до оси вращения при максимальном вылете груза Хцта = - 055 м.
-высота центра тяжести крана при максимальном вылете груза Уцта = 1427 м;
-фронтальная сила ветра на кран Fвк = 853 кН;
-фронтальная сила ветра на груз Fв гр = 146 кН;
-допустимая сила инерции при разгоне крана Fин = (mкр + mгр) a = ( 769+8 ) 0.15 = 12.74 кН;
-момент ветра рабочего состояния действующий на кран и груз соответственно при максимальном вылете груза Мвкр = 1575 кН·м; Мвгр =445 кН· м;
-допустимый уклон опорной поверхности крана = 143 .
2. Определение максимальной опорной нагрузки крана
Опорный контур крана был принят квадратным К=Б. Расчётная схема определения опорных нагрузок крана при максимальном вылете груза показана на рис 6.1. Расчетная схема опорных нагрузок при минимальном вылете груза имеет аналогичный вид при соответствующих вылету параметрах. При квадратном опорном контуре максимальная нагрузка на опору будет при положении стрелы на этой опорой а = 45°.
Для упрощения расчетов действие вертикальных сил возникающих при работе крана переносим на ось симметрии ходовой рамы. Равнозначность действия перенесенных сил обеспечиваем действием на ходовую раму соответствующих моментов этих сил. Моменты силы тяжести груза на максимальном вылете при расположении крана на уклоне с углом .
Мгр = Qмин g (Lмакс + Нosin) = 4 · 9.81 · (25+34 ·0.025) = 10144 кН· м.
Моменты силы тяжести крана при максимальном вылете стрелы
Мкр = Gкр Хцта = 7532 · (-055) = -4143 кН ·м.
Рис 2.1. Расчетная схема для определения максимальной опорной реакции крана
Момент силы тяжести крана при расположении его на опорной поверхности с уклоном = 143
МкрУ =GкрYцта sin = 753.2· 14.27 ·0.025 2687 кН · м.
Эквивалентный момент при максимальном вылете стрелы крана
Мэкв1 = Мгр – Мкр + МкрУ +Мв кр + Мв гр = 10144 – 4143+2687+1575+445 = 10708 кН·м.
Опорными точками ходовой рамы считаем опоры ВСД . Опору А можно исключить из действия опорных реакций из-за податливости металлоконструкции ходовой рамы и рельсового пути. Тогда из суммы моментов сил относительно оси ВД можно определить величину опорной реакции на ходовую тележку опоры С. Максимальную опорную нагрузку вычисляем по формуле
Fc = + = + = 501 кН.
3. Выбор унифицированной ходовой тележки крана
В качестве ходовых тележек можно использовать унифицированные тележки грузоподъемностью 60 т. Тележки имеют следующие технические параметры:
- количество колёс в тележке – 2;
- диаметр ходового колеса Dхк – 500мм;
-передаточное число открытой передачи
-общее передаточное число io = inkion = 30· 2.52 = 75.6
Для определения необходимой мощности привода для передвижения крана определяем сопротивления передвижению.
Сопротивление трения в ходовых частях колёс с учетом трения реборд
Wтр = w (Gкр + Gгр) = 0015 (7532 + 392) 1188 кН.
где w – обобщенный коэффициент сопротивления движению по ГОСТ 13994-81.
Сопротивление движению по опорной поверхности с углом подъёма = 143
Wy = sin (Gкр + Gгр) = 0025 (7532 +392) = 1981 кН.
Фронтальная сила давления ветра на кран Fвк = 853 кН и груз Fвгр = 146 кН принято по условиям расчета ветровой нагрузки в таблице 52. Суммарная сила сопротивления передвижению крана с номинальным грузом
W = Wтр +Wy + Fвк +Fвгр = 1188 + 1981+ 853+146 = 417 кН.
Необходимую статическую суммарную мощность двигателей для преодоления всех сопротивлений определяем по формуле
N= Vкр W тр = 03 · 417095 1317 кВт.
Проверяем возможность передвижения крана с двумя приводными тележками. Сцепной вес крана в этом случае будет
Gсц = (Gкр + Gгр) 2 = (7532+392) 2 = 3962 кН.
Сцепная сила тяги будет
F= φcц Gсц = 012 ·3962 = 475 кН.
Принимаем для механизма передвижения два приводных унифицированных агрегата типа ПК с двигателем МТКН 211-6 мощностью 56 кВт при ПВ 60% n = 920 обмин. Максимальный момент двигателя 226 Н· м.
Общая мощность механизм передвижения составит 56 х 2 = 112 кВт.
Определяем скорость передвижения крана с унифицированной тележкой и двигателем
Vкр = Dхкnэ 60ic = 3.14 · 0.5 · 920 60 · 75.6 = 0.318 мс.
Превышение фактической скорости над заданной Vкр = 03 мс не превышает 6%.
Номинальный момент каждого электродвигателя
Мн= 9550Nэ nэ = 9550 ·56 920 = 5813 Н ·м.
Средний пусковой момент каждого двигателя
Мcn = 2.5 Мн = 25 · 5813 = 145 Н· м.
Проверяем время разгона крана при пуске механизмов передвижения.
Время разгона при пуске механизма передвижения находится в допустимых пределах. Ускорение a при этом составит.
а=Vкрtp = 0.3 5.27 = 0.057 мс2 [ 015 мс2 ]
4. Проверка ходовых колёс на контактную прочность
Действующие контактные напряжения при качении колеса по рельсу вычисляем по формуле:
=7500 · К· Кf 7500· 0119 · 11 = 462 МПа
где К =0119 при отношении радиуса R головки рельса KP120 к диаметру колеса Dхк при RD=1;
Kf = 1.1 – учитывает касательную нагрузку для строительных кранов работающих на открытых площадках;
Kд = 1+ а Vкр = 106 – учитывает динамику и жесткость кранового пути уложенного на железобетонных балках.
Приведенные допускаемые напряжения за нормативный срок службы определяем по формуле:
[N] = [0] = 583 МПа > 478 Мпа.
5. Определение нагрузки и размеров валов ходовых колёс
Конструкцию установки приводного ходового колеса принимаем по рис 1.8 в соответствии с кинематической схемой на рис 1.41. Эскиз вала колеса показан на рис 2.2.
Рис 2.2 Эскиз вала ходового колеса
Размеры вала выбирались в соответствии с размерами стандартных колёс по ГОСТ 3569. Размер d4 = 110 мм принимаем по размеру отверстия выбранного ходового колеса. Диаметр бортика принимаем d1 = d4 + 8 = 118 мм а его длину - 16 мм. Длину b2 = 138 мм вала принимаем на 4 короче чем ширину ступицы колеса. Диаметры d2 должны быть меньше d4 на 3-4 мм быть кратным 5 и обеспечить посадку k7 роликовых сферических подшипников. При нагрузке на ходовую тележку Fc = 501 кН на каждый подшипник колеса воспринимает статическую нагрузку Rп= Fc 4 = 5014 125 кН. Выбираем сферические роликовые подшипники №3520. Размеры подшипника d х D х B = 100 b3 = B +18 = 46 + 18 = 64 мм. Длину шлицевой части вала b4 c полным профилем шлицов принимаем b4 d3 = 100 мм.
Кинематическую связь ходовых колёс тележки с приводным агрегатом осуществляем зубчатой шестерней с количеством зубьев zIII = 19. При передаточном числе открытой зубчатой передачи Iоп = 252. Число зубьев колеса zk = zIII ·iоп =19 · 252 = 48. Принимаем предварительно модуль зубьев mon = 10 мм по аналогии с серийными зубчатыми колёсами приводных ходовых тележек. Диаметр начальной окружности шестерни будет dIII = zIII · mon = 19 · 10 = 190 мм. Диаметр начальной окружности зубчатого колеса dk = zk · mon = 48 · 10 = 480 мм.
Величину окружности силы Fo действующей в зацеплении шестерни с колесом принимаем из условия действия номинального момента двигателя
Fo = 2 Мн io dIII = 2· 58 · 75.6 0.19 = 44564 H = 44.46 кН.
Максимальная окружная сила распределяется на два колеса
Fom = Fo2 = 44.462= 22.28 кН.
Возникающие в зубчатом зацеплении радиальные силы вычисляем по формуле
Fp = Fo · tg a = 22.28 ·0.364 = 8.1 кН
Где а = 20 ° -угол зацепления.
Для исключения изгибающих вал шестерни сил возникающих в зацеплении оси колёс в шестерни размещаем на одной прямой
Рис 2.3. Схема действия сил открытой зубчатой передачи
Определение расчетных размеров плеч сил действующих в разработанной конструкции ходовой тележки принимаем согласно чертежу (рис. 2.4).
Рис. 2.4. Сборочный чертеж ходового колеса
Расчетная схема действия сил на валы 1 и 2 колес ходовой тележки при движении влево показана на рис. 2.5.
Рис 2.5. Схема действия сил на валы ходовых колес при движении влево
Плечи приложения действующих на валы сил определяем по следующим выражениям
e1= ( В + L ) 2 +17 мм = (46+140) 2 + 17 = 110мм;
e2 = (L + B) 2 = (140+46) 2 = 93 мм;
e3 = ( B + b4) 2 + 17 мм = (46 + 100) 2 +17 = 90 мм.
Из уравнения моментов сил относительно точки А в вертикальной плоскости Х – У находим реакции RCY1 и RCY2
RCY1 = [Fce1 +Fo (e1 +e2 + e3)] (e1 + e2) = [ 501 · 0.11 + 22.28 (0.11+0.093+0.09) ] (0.11+0.093) = 308 кН.
RCY2 = [Fce1 - Fo (e1 +e2 + e3)] (e1 + e2) = [ 501 · 0.11 + 22.28 (0.11+0.093+0.09) ] (0.11+0.093) = 243 кН.
Из уравнения моментов сил относительно точки С в вертикальной плоскости находим реакцию RAY и строим эпюры изгибающих моментов.
RAY1 = (Fcc2 – Foe3) (e1 + e2) = (501· 0.093 – 22.28 · 0.09) (0.11 + 0.093) = 2113 кН.
RAY2 = (Fcc2 + Foe3) (e1 + e2) = (501· 0.093 + 22.28 · 0.09) (0.11 + 0.093) = 2328кН.
Эпюры моментов изгибающие валы в вертикальной плоскости
Реакции опор в горизонтальной плоскости Х – Z от действия радиальной силы Fp находим аналогично из суммы моментов сил относительно опор А и С:
RCz1 =RCz2 = Fp (e1 + e2 + e3) (e1 + e2) = 8.1 (0.11+0.093 + 0.09) (0.11 + 0.093) = 11.69 кН
RAz1 = RAz2 = Fp e3 (e1 + e2 ) = 8.1 ·0.09 (0.11+0.093) = 3.59 кН.
Эпюры изгибающих валы моментов в горизонтальной плоскости представлены на рис
Эпюры моментов сил изгибающие валы в горизонтальной плоскости
Наиболее нагруженным будет вал заднего колеса п ходу движения. Суммарный изгибающий момент в наиболее нагруженном сечении
Мис = = = 176 кН ·м.
Крутящий момент на валу колеса
Мкр = Fo · dk 2 = 22.28· 0.52 = 5.57 кН · м.
6. Проверка статической прочности валов ходовых колёс.
Расчет на статическую прочность сводится к определению запаса прочности по отношению к пределу текучести. Выбираем для вала термообработанную сталь 40Х с пределом текучести T =315 МПа.
Предел текучести по касательным напряжениям принимаем T 0.6 · T = 0.6 · 315 = 189 МПа.
Запас прочности по нормальным напряжениям
n T = T Wиз Wис =315· 106 · 119 · 10-6 256 · 103 146.
где Wиз 009 d43 = 0.09 · 0.11 3 119.8 · 10-6 м3 – момент сопротивления вала со шпоночным пазом изгибу для валов диаметром от 90 до 130 мм.
nT = t Wkp Mkp = 189 · 106 · 2529 · 10 -6 935 · 103 511
nT = t Wkp Mkp = 189 · 106 · 253 -6 557 · 103 81
где Wкр = 019 d43 =019· 0.11 3 = 2529 · 10 -6 м3 – момент сопротивления вала со шпоночным пазом кручению для валов диаметром от 90 до 130 мм.
Запас прочности при совместном действии нормальных и касательных напряжений
Минимально допустимая величина коэффициента запаса прочности для механизма
7. Расчёт валов колёс на выносливости
Для оценки выносливости валов колёс определяем запас прочности по усталости для сечения в котором действует концентратор напряжений в виде шпоночной канавки.
Коэффициент запаса прочности по пределу выносливости для опасного сечения определяем по формуле
где n nt – коэффициенты запаса прочности по выносливости при изгибе и кручении;
[n] – наименьший допускаемый коэффициент запаса прочности по выносливости.
Для расчетного режима работы [n] =16
При симметричном цикле изменения напряжений (вращающиеся детали) коэффициенты n n вычисляем по формулам.
где – пределы выносливости стали при изгибе и кручении и кручении при симметричном цикле изменения напряжений; для выбранной стали 40Х предел прочности в = 570 МПа;
= 043 В = 043 · 570 = 245 МПа;
= 022 В = 022 · 570 = 1254 МПа;
ко кt – средние значения коэффициентов концентрации для шлифованных вала с упрочнением со шпоночной канавкой при принятом пределе прочности к =1.75; к = 15.
– коэффициент упрочнения. При поверхностном упрочении = 16;
и – масштабные факторы при изгибе и кручении. = 064; = 072
кd = коэффициент долговечности. При отношении Zц Zo = 8598700 1 · 107 = 0.86 для валов с упрочнением kd = 0.88.
Максимальные нормальные напряжения вычисляем по ранее определенным величинам максимального изгибающего момента и момента сопротивления в наиболее нагруженном сечении вала со шпоночной канавкой
из =Мис Wиз = 176 · 103 119 · 10-6 = 148 МПа
Максимальные касательные напряжения от крутящего момента и перерезывающей силы
макс =Мкр Wкр + 133 Fc S = 5.57 ·103 252.9 · 10-6 + 1.33 · 501· 103 9.4 · 10-3 = 92 МПа
где S = 3.14 · 0.112 4 = 9.4 · 10-3 м2 - площадь поперечного сечения вала колеса.
Коэффициент запаса прочности по выносливости при изгибе
Коэффициент запаса прочности по выносливости при кручении
Общий запас прочности по усталости
Правила безопасной эксплуатации подъемных сооружений (ПС)
1. Область применения правил
12.2013 г. под № 30992 зарегистрированы "Федеральные нормы и правила безопасности опасных производственных объектов на которых используются подъемные сооружения".
Правила устанавливают необходимые требования к:
– деятельности в области промышленной безопасности на опасных производственных объектах (ОПО) на которых используются стационарно установленные грузоподъемные сооружения в том числе к работникам указанных ОПО;
– безопасности технологических процессов на ОПО на которых используются подъемные сооружения в том числе к порядку действий в случае аварии или инцидента на опасном производственном объекте.
Положения федеральных норм и правил распространяются на организации независимо от их организационно-правовых форм и форм собственности осуществляющие деятельность в области промышленной безопасности ОПО на которых используются подъемные сооружения. Указанные правила действуют на территории Российской Федерации и на иных территориях над которыми Российская Федерация осуществляет юрисдикцию в соответствии с законодательством Российской Федерации и нормами международного права.
Требования этих правил распространяются на обеспечение промышленной безопасности опасных производственных объектов (ОПО) на которых применяются следующие подъемные сооружения (ПС):
а) грузоподъемные краны всех типов;
б) мостовые краны-штабелеры;
в) краны-трубоукладчики;
г) краны-манипуляторы;
д) строительные подъемники;
е) подъемники и вышки предназначенные для перемещения людей;
ж) грузовые электрические тележки передвигающиеся по надземным рельсовым путям совместно с кабиной управления;
з) электрические тали;
и) краны-экскаваторы предназначенные только для работы с крюком подвешенным на канате или электромагнитом;
к) сменные грузозахватные органы (крюки грейферы магниты) и съемные грузозахватные приспособления (траверсы грейферы захваты стропы) используемые совместно с кранами для подъема и перемещения грузов;
л) тара для транспортировки грузов отнесенных к категории опасных за исключением специальной тары применяемой в металлургическом производстве (ковшей мульдов) а также специальной тары используемой в морских и речных портах;
м) специальные съемные кабины и люльки навешиваемые на грузозахватные органы кранов для подъема и перемещения людей;
н) рельсовые пути (для опорных и подвесных ПС) передвигающихся по рельсам.
Требования Федеральных норм и правил не распространяются на обеспечение промышленной безопасности ОПО на которых используются следующие ПС:
а) применяемые в интересах обороны и безопасности государства гражданской и территориальной обороны или относящиеся к вооружению и военной технике кроме ПС общепромышленного назначения перечисленных ранее и предназначенных только для транспортировки обычных грузов;
б) применяемые на объектах использования атомной энергии (кроме ПС общепромышленного назначения предназначенных для транспортировки обычных грузов вне радиоактивных зон);
в) с ручным приводом лифты канатные дороги фуникулеры эскалаторы напольные завалочные и посадочные грузоподъемные машины электро- и автопогрузчики путе- и мостоукладочные машины подъемные комплексы для парковки автомобилей эвакуаторы автомобилей;
г) установленные в шахтах на судах и иных плавучих средствах;
д) экскаваторы предназначенные для работы с землеройным оборудованием или грейфером;
е) предназначенные для работы только в исполнении исключающем применение грузозахватных приспособлений с навесным оборудованием (вибропогружателями шпунтовыдергивателями буровым оборудованием) а также кабин (люлек) для транспортировки людей;
ж) монтажные полиспасты и конструкции к которым они подвешиваются (мачты балки шевры);
з) краны для подъема створов (затворов) плотин без осуществления зацепления их крюками;
к) манипуляторы используемые в технологических процессах.
2. Организационные требования безопасности
Организация (индивидуальный предприниматель) эксплуатирующая ОПО с применением ПС (без выполнения собственными службами работ по ремонту реконструкции или модернизации ПС) должна соблюдать требования руководств (инструкций) по эксплуатации сопровождающие ПС и выполнять следующие требования:
а) поддерживать эксплуатируемые ПС в работоспособном состоянии соблюдая графики выполнения технических освидетельствований технического обслуживания и плановопредупредительных ремонтов а также не превышать срок службы (период безопасной эксплуатации) заявленный изготовителем в паспорте ПС без наличия заключения экспертизы промышленной безопасности о возможности его продления;
б) не превышать характеристики и не нарушать требования изложенные в паспорте и руководстве (инструкции) по эксплуатации ПС (грузоподъемность или грузовой момент группу классификации режима и другие паспортные режимы эксплуатации);
в) не допускать к применению неработоспособные и не соответствующие технологии выполняемых работ грузозахватные приспособления и тару;
г) не эксплуатировать ПС с неработоспособными ограничителями указателями и регистраторами;
д) не эксплуатировать ПС на неработоспособных рельсовых путях (для ПС на рельсовом ходу);
е) не эксплуатировать ПС с нарушениями требований по их установке. Не эксплуатировать ПС с отступлениями от регламентированных размеров посадочных лестниц и площадок строительных конструкций или площадок на открытом воздухе на которых установлено ПС и минимально допустимым расстояниям от ПС до иных строительных конструкций оборудования других ПС штабелей грузов или откоса которые установлены в руководстве (инструкции) по эксплуатации ПС. Следить чтобы нагрузочные характеристики площадок установки ПС или подкрановых строительных конструкций не превышали нагрузок от ПС с грузом указанных в паспорте и руководстве (инструкции) по эксплуатации ПС;
ж) разработать и утвердить распорядительным актом эксплуатирующей организации инструкции с должностными обязанностями а также поименный перечень лиц ответственных за промышленную безопасность в организации из числа ее аттестованных специалистов:
специалиста ответственного за осуществление производственного контроля при эксплуатации ПС;
специалиста ответственного за содержание ПС в работоспособном состоянии;
специалиста ответственного за безопасное производство работ с применением ПС.
Указанные специалисты должны быть аттестованы в том числе на знание требований промышленной безопасности к рельсовым путям если в состав ОПО входят ПС передвигающиеся по ним.
Работники ОПО непосредственно занимающиеся эксплуатацией ПС должны соответствовать следующим требованиям:
а) быть обученными и иметь выданное в установленном порядке удостоверение на право самостоятельной работы по соответствующим видам деятельности;
б) знать критерии работоспособности применяемых ПС в соответствии с требованиями руководства (инструкции) по эксплуатации применяемых ПС технологический процесс транспортировки грузов;
в) в случае возникновения угрозы аварийной ситуации информировать об этом своего непосредственного руководителя;
г) знать порядок действий по инструкциям эксплуатирующей организации в случаях возникновения аварий и инцидентов при эксплуатации ПС а также выполнять данные инструкции;
д) пройти в установленном порядке аттестацию (только для специалистов) на знание действующих федеральных норм и правил и не нарушать их в процессе выполнения работ.
3. Порядок получения разрешения на пуск в работу ПС
Эксплуатацию ПС можно осуществлять только после получения разрешения на пуск в работу ПС и постановки их на учет
Решение о пуске в работу ПС выдается специалистом ответственным за осуществление производственного контроля при эксплуатации ПС на основании положительных результатов технического освидетельствования в следующих случаях:
а) перед пуском в работу;
б) после монтажа вызванного установкой ПС на новом месте после перестановки на новый объект гусеничных пневмоколесных и башенных кранов (в том числе быстромонтируемых);
в) после реконструкции;
г) после ремонта расчетных элементов или узлов металлоконструкций с применением сварки.
Специалистом выдавшим разрешение на пуск в работу ПС должна быть сделана соответствующая запись в его паспорте а для ПС указанных в подпункте "б" запись должна быть сделана в вахтенном журнале.
Решение о пуске в работу мобильных ПС после перестановки их на новый объект выдается специалистом ответственным за безопасное производство работ с записью в вахтенном журнале.
Решение о вводе в эксплуатацию грузозахватных приспособлений тары и специальных съемных кабин и люлек (для подъема и перемещения людей кранами) записывается в специальный журнал учета и осмотра специалистом ответственным за безопасное производство работ.
Решение о пуске в работу ПС выдается специалистом ответственным за осуществление производственного контроля при эксплуатации ПС на основании решения комиссии в следующих случаях:
– при смене эксплуатирующей организации для ПС отработавшего срок службы;
– после монтажа кранов мостового типа и портального крана с применением сварки. Эксплуатирующая организация обеспечивает работу комиссии в составе:
– председатель комиссии
– уполномоченный представитель эксплуатирующей организации;
– уполномоченный представитель Федеральной службы по экологическому технологическому и атомному надзору и уполномоченный представитель специализированной организации если осуществлялся монтаж с применением сварки.
Эксплуатирующая организация не менее чем за 10 дней до начала работы комиссии письменно уведомляет организации представители которых включены в состав комиссии о дате работы комиссии по пуску ПС в работу.
Результаты работы комиссии отражаются в акте пуска ПС в работу.
До пуска в работу ПС на ОПО рассматривается следующий комплект документов:
а) разрешение на строительство объектов для монтажа которых будет установлено ПС;
в) сертификат (сертификаты соответствия) согласно ФНП;
г) руководство (инструкция) по эксплуатации ПС;
д) акт выполнения монтажных работ в соответствии с эксплуатационной документацией;
е) заключение экспертизы промышленной безопасности в случае отсутствия сертификата соответствия например на ПС бывшие в употреблении или изготовленные для собственных нужд;
ж) ППР и ТК в случаях указанных в настоящих ФНП;
з) акт сдачи-приемки рельсового пути (для ПС передвигающихся по рельсам) или документы подтверждающие соответствие и работоспособность рельсового пути;
и) документы подтверждающие соответствие и работоспособность фундаментов для стационарно установленного башенного крана и строительных конструкций (для рельсовых путей мостовых кранов).
4. Порядок регистрации ПС в органах надзора
Регистрация ОПО где эксплуатируются ПС должна выполняться в соответствии с Правилами регистрации опасных производственных объектов в государственном реестре опасных производственных объектов утвержденными постановлением Правительства РФ от 24 ноября 1998 г. N 1371 (Собрание законодательства Российской Федерации 1998 N 48 ст. 5938; 2005 N 7 ст. 560; 2009 N 18 ст. 2248; 2011 N 7 ст. 979; N 48 ст. 6942; 2013 N 24 ст. 3009) и Федеральным законом N 116-ФЗ.
Регистрации подлежат только те ОПО где эксплуатируются ПС подлежащие учету в органах Федеральной службы по экологическому технологическому и атомному надзору и иных органах уполномоченных на регистрацию ОПО.
ПС перечисленные в ФНП за исключением ПС перечисленных ниже в ФНП перед пуском их в работу подлежат учету в Федеральной службе по экологическому технологическому и атомному надзору.
Не подлежат учету в органах Федеральной службы по экологическому технологическому и атомному надзору следующие ПС:
а) краны мостового типа и консольные краны грузоподъемностью до 10 т включительно управляемые с пола посредством кнопочного аппарата подвешенного на кране или со стационарного пульта а также управляемые дистанционно по радиоканалу или однопроводной линии связи;
б) краны стрелового типа грузоподъемностью до 1 т включительно;
в) краны стрелового типа с постоянным вылетом или не снабженные механизмом поворота;
г) переставные краны для монтажа мачт башен труб устанавливаемые на монтируемом сооружении;
д) ПС используемые в учебных целях на полигонах учебных заведений;
е) краны установленные на экскаваторах дробильно-перегрузочных агрегатах отвалообразователях и других технологических машинах используемые только для ремонта этих машин;
ж) электрические тали грузоподъемностью до 10 т включительно используемые как самостоятельные ПС;
з) краны-манипуляторы установленные на фундаменте краны-манипуляторы грузоподъемностью до 1 т и с грузовым моментом до 4 т·м включительно;
и) грузовые строительные подъемники;
к) рельсовые пути сменные грузозахватные органы съемные грузозахватные приспособления и тара;
л) мостовые краны-штабелеры;
м) краны-трубоукладчики.
5. Техническое освидетельствование ПС
Техническое освидетельствование ПС должно осуществляться регулярно в течение всего срока службы:
– частичное освидетельствование проводится каждые 12 месяцев; – полное освидетельствование
– каждые 3 года; Внеочередное полное техническое освидетельствование производится после:
– реконструкции ПС;
– замены или ремонта с применением сварки расчетных элементов металлоконструкции;
– замены стрелы или установки сменного стрелового оборудования;
– капитального ремонта грузовой или стреловой лебедки;
– замены крюка или крюковой подвески.
Техническое освидетельствование проводится с целью проверки состояния ПС обеспечивающего его безопасную работу; проверки установки ПС и его соответствия правилам ФНП паспортным данным и регистрационным документам.
При техническом освидетельствовании производится проверка исправности и работоспособности всех узлов и агрегатов:
– несущих элементов металлоконструкции с целью выявления недопустимых деформаций трещин утонения вследствие коррозии ослабления болтовых клепаных и сварных соединений;
– блоков крюков канатов и элементов их крепления;
– состояние механизмов тормозов их функционирования;
– состояние и функционирование приборов безопасности освещение и сигнализация;
– соответствие массы противовеса и балласта значениям указанным в паспорте.
Результаты осмотров и проверок должны оформляться актом подписанным ИТР ответственным за содержание грузоподъемного крана в исправном состоянии.
При полном техническом освидетельствовании крана должны быть проведены статические и динамические испытания.
Номинальная грузоподъемность учитывает массу каких-либо приспособлений являющихся постоянной частью ПС в рабочем положении за исключением мобильных ПС для которых составляющими величинами номинальной нагрузки являются: масса полезного груза а также масса крюковой обоймы и такелажных приспособлений.
Масса контрольных грузов не должна превышать необходимую массу более чем на 3 процента а также быть ниже необходимой массы менее 3 процентов.
Статические испытания крана стрелового типа имеющего одну или несколько грузовых характеристик при периодическом или внеочередном техническом освидетельствовании проводятся в положении соответствующем наибольшей грузоподъемности крана или наибольшему грузовому моменту.
Испытания кранов имеющих сменное стреловое оборудование проводятся с установленным на них для работы оборудованием. После установки на кран сменного стрелового оборудования испытание проводится в положении соответствующем наибольшей грузоподъемности крана при установленном оборудовании.
Испытания кранов стрелового типа не имеющих механизма изменения вылета (стрела поддерживается растяжкой) проводятся при установленных для испытаний вылетах. С этими же вылетами при условии удовлетворительных результатов технического освидетельствования разрешается последующая работа крана.
Для проведения статических испытаний кранов стрелового типа должна быть подготовлена площадка для установки крана (обеспечены требуемые плотность грунта и уклон) согласно требованиям руководства (инструкции) по эксплуатации крана.
Если испытания крана выполняют без выносных опор необходимо проверить давление в шинах колес (для кранов на автомобильном и пневмоколесном ходу).
При статических испытаниях кранов стрелового типа стрела устанавливается относительно ходовой опорной части в положение отвечающее наименьшей расчетной устойчивости крана.
Статические испытания должны проводиться со следующими нагрузками (по отношению к номинальной паспортной грузоподъемности):
5 процентов – для ПС всех типов (кроме подъемников);
0 процентов – для кранов-трубоукладчиков;
0 процентов – для грузопассажирских и фасадных строительных подъемников;
0 процентов – для грузовых строительных подъемников (при невыдвинутом грузонесущем устройстве);
5 процентов – то же при максимально выдвинутом грузонесущем устройстве;
0 процентов – для иных типов подъемников (вышек).
Проведение замеров остаточных деформаций во время проведения испытаний осуществляется в следующем порядке. После установки крана на испытательной площадке делается первая высотная засечка положения оси головных блоков (с помощью металлической струны оптическим прибором или лазерным дальномером). Затем контрольный груз поднимают краном на высоту 50 - 100 мм делают вторую высотную засечку положения той же точки. Кран выдерживается в таком положении в течение 10 минут. В случае обнаружения произвольного опускания поднятого груза испытания прекращают и результаты их признаются неудовлетворительными.
По истечении не менее 10 минут груз опускается после чего делается третья высотная засечка положения той же точки. Если значение третьего измерения совпало с первым остаточная деформация металлоконструкции крана отсутствует и испытания прошли успешно. Кран считается выдержавшим статические испытания если не будет обнаружено трещин остаточных деформаций и других повреждений металлоконструкций и механизмов.
При наличии остаточной деформации (отсутствия равенства первого и третьего проведенных измерений) явившейся следствием испытания крана грузом кран не должен допускаться к работе до выяснения специализированной организацией причин деформации и определения возможности его дальнейшей работы.
Динамические испытания крана с грузом превышающим на 10 % паспортную грузоподъемность производят с целью проверки действия всех механизмов и тормозов. При этом производят все рабочие движения механизмов в прямом и обратном направлениях не менее трех раз. При испытаниях должны быть воспроизведены совмещения операций предусмотренные руководством по эксплуатации крана.
Результаты технического освидетельствования крана записывает в его паспорт ИТР по надзору за безопасной эксплуатацией с указанием срока следующего технического освидетельствования.
Результаты технических обслуживаний сведения о текущих ремонтах крана записывают в журнал ремонта ИТР ответственный за исправное состояние грузоподъемной техники. Сведения о ремонтах вызывающих необходимость внеочередного полного технического освидетельствования заносят в паспорт крана.
В процессе эксплуатации крана регулярно производят осмотр съемных грузозахватных приспособлений:
– стропы - каждые десять дней;
– траверсы клещевые захваты тару – каждый месяц;
– редко используемые приспособления – перед выдачей в работу.
Результаты осмотра съемных приспособлений заносят в журнал осмотра съемных грузозахватных приспособлений. Контроль за состоянием съемных грузозахватных приспособлений осуществляет лицо ответственное за безопасное производство работ на строительной площадке.
6. Производство работ с использованием ПС
Автомобильный кран должен использоваться в соответствии с инструкцией по эксплуатации которой комплектуется кран при отгрузке потребителю.
Основными причинами аварийных ситуаций и несчастных случаев с участием автомобильных кранов являются (по частоте их проявлений):
– нахождение людей в опасной зоне;
– неправильная обвязка (строповка) грузов;
– неправильная установка крана на месте производства работ;
– преднамеренный вывод крана из-под действия приборов безопасности (отключение ограничителей грузоподъемности и изменения вылета груза) или неисправность приборов безопасности;
– работа с нарушениями правил безопасности в охранной зоне линий электропередач;
– недостаточный контроль за техническим состоянием автокрана.
Установка крана для производства строительно-монтажных работ должна производиться в соответствии с проектом производства работ кранами (ППР). Кран должен быть снабжен табличкой на которой должны быть указаны: регистрационный номер крана паспортная грузоподъемность дата следующего очередного технического освидетельствования.
На месте производства работ автомобильный кран должен быть установлен на все опоры на уплотненном грунте. Под опоры должны быть подложены прочные и устойчивые инвентарные подкладки. Расстояние между поворотной частью при любом положении крана и неподвижными предметами должно быть не менее 1000 мм.
Установка крана на краю откоса котлована или траншеи должна быть выполнена с соблюдением расстояния зависящего от глубины котлована и категории грунта.
Установка крана ближе 30 м от линий электропередач должна осуществляться по наряду-допуску согласованному с владельцем линии.
При работе крана не допускаются:
– вход в кабину во время движения;
– нахождение людей возле работающего стрелового крана;
– перемещение грузов превышающих паспортную грузоподъемность по грузовой характеристике;
– перемещение груза в неустойчивом положении;
– перемещение груза с находящимися на нем людьми;
– подъем защемленных грузов;
– подъем груза наклонными канатами;
– подъем груза с земли стрелоподъемным механизмом;
– освобождение краном стропов защемленных грузом;
– оттягивания груза руками во время подъема или опускания;
– подача грузов в оконные проемы без специальных приспособлений;
– работа при отключенных или неисправных приборах безопасности;
– работа при неисправных тормозах;
– перемещение груза над перекрытиями над помещениями с людьми;
– работа крана при скорости ветра превышающей указанную в паспорте;
– опускать (поднимать) груз в кузов автомобиля при нахождении в нем людей или в кабине машиниста;
– перемещение груза при нахождении под ним людей; – нахождение в местах производства работ немаркированной тары;
– нахождение под стрелой крана при ее подъеме и опускании без груза.
7. Нарушения требований безопасности прекращающие эксплуатацию ПС
Эксплуатирующая организация не должна допускать ПС в работу если при проверке установлено что:
а) обслуживание ПС ведется не аттестованным персоналом;
б) не назначены: специалист ответственный за осуществление производственного контроля при эксплуатации ПС; специалист ответственный за содержание ПС в работоспособном состоянии; специалист ответственный за безопасное производство работ с применением ПС;
в) истек срок технического освидетельствования ПС. Отсутствует экспертиза промышленной безопасности ПС отработавшего срок службы;
г) не выполнены выданные ее или Федеральной службой по экологическому технологическому и атомному надзору предписания по обеспечению безопасной эксплуатации ПС;
д) на ПС выявлены технические неисправности: трещины или остаточные деформации металлоконструкций (последние выше допустимых пределов) ослабление креплений в соединениях металлоконструкций неработоспособность заземления гидро- или электрооборудования указателей ограничителей и регистраторов системы управления недопустимый износ крюков канатов цепей элементов механизмов и тормозов рельсового пути;
е) отсутствуют соответствующие массе и виду перемещаемых грузов съемные грузозахватные приспособления и тара или они неработоспособны;
ж) работы ведутся без ППР ТК нарядов-допусков предписываемых требованиями настоящих ФНП;
з) не выполнены мероприятия по безопасному ведению работ и требования изложенные в ППР ТК нарядах-допусках;
и) отсутствуют либо утеряны паспорт ПС или сведения о его постановке на учет в органах Федеральной службы по экологическому технологическому и атомному надзору (для ПС подлежащих учету);
к) работы с применением ПС ведутся с нарушениями настоящих ФНП ППР ТК и инструкций что может привести к аварии или угрозе жизни людей. 135
8. Действия в аварийных ситуациях работников эксплуатирующих ПС
На каждом ОПО эксплуатирующем ПС должны быть разработаны и доведены под роспись до каждого работника инструкции определяющие действия работников в аварийных ситуациях.
В инструкциях разрабатываемых согласно требованиям ФНП наряду с требованиями определяемыми спецификой ОПО должны быть указаны следующие сведения для работников занятых эксплуатацией ПС:
а) оперативные действия по предотвращению и локализации аварий;
б) способы и методы ликвидации аварий;
в) схемы эвакуации в случае возникновения взрыва пожара выброса токсичных веществ в помещении или на площадке обслуживаемой ПС если аварийная ситуация не может быть локализована или ликвидирована;
г) порядок использования системы пожаротушения в случае локальных возгораний оборудования ОПО;
д) порядок приведения ПС в безопасное положение в нерабочем состоянии схема и порядок эвакуации крановщика (оператора) покидающего кабину управления ПС;
е) места отведенные в ОПО для нахождения ПС в нерабочем состоянии;
ж) места отключения вводов электропитания ПС;
з) места расположения медицинских аптечек первой помощи;
и) методы оказания первой помощи работникам попавшим под электрическое напряжение получившим ожоги отравившимся продуктами горения;
к) порядок оповещения работников ОПО о возникновении аварий и инцидентов. Ответственность за наличие указанных инструкций лежит на руководстве ОПО эксплуатирующем ПС а их исполнение в аварийных ситуациях – на каждом работнике ОПО.
Совершенствование системы приводов механизмов позволяет улучшить технические характеристики грузоподъемного оборудования обеспечить расчетную долговечность узлов и агрегатов повысить комфортность труда оператора. Работа студента над курсовым проектом позволяет не только детально изучить конструкцию грузоподъемных кранов и углубить существующие знания но и освоить как традиционные так и современные навыки проектирования которые помогут ему в дальнейшем при выполнении проектов машин различного назначения. Творческий подход к выполнению курсового проекта позволит не только проанализировать и получить информацию о современных конструкциях башенных кранов но и найти перспективные технические решения которые могут стать основой для патентования и выполнения на их основе дипломного проекта.
Вайнсон А. А. Подъемно-транспортные машины: учебник А. А. Вайнсон. – М.: Машиностроение 1989. – 563 с.
ГОСТ 13994-87. Краны башенные строительные. Нормы расчета. – М. 1987.
Жулай В. А. Курсовое проектирование приводов транспортных строительных и дорожных машин: учебн. пособие В. А. Жулай. – Воронеж: гос. арх.- строит. ун-т Воронеж 2007. – 327 с. 136
Калинин Ю. И. Проектирование механизмов грузоподъемных кранов: учеб. пособие Ю. И. Калинин Ю. Ф. Устинов В. А. Жулай В. А. Муравьев. – Воронеж: гос. арх.-строит. ун- т Воронеж 2010. – 156 с.
Невзоров Л. А. Зарецкий А. А. Волин Л. М. и др. Башенные краны Л. А. Невзоров А. А. Зарецкий Л. М. Волин. – М.: Машиностроение 1979. – 292 с.
Справочник по кранам. Т.1: Характеристики материалов и нагрузок под ред. М. М. Гохберга. – Л.: Машиностроение 1988. – 536 с.
Справочник по кранам. Т.2: Характеристики и конструктивные схемы кранов под ред. М. М. Гохберга. – Л.: Машиностроение 1988. – 560 с. ПРИЛОЖЕНИЕ

2_list_Unifitsirovannya_khodovaya_telezhka.cdw

1_list_skhema.cdw

грузоподъемного каната
Схема запасовки стрелоподъёмного
Техническая характеристика крана
Грузоподъемность Q - 4
Грузовой момент Mгр - 100 т м.
Скорость подъема груза Vгр - 0
Вылет максимальный Lо - 25 м.
Скорость передвижения крана Vкр - 0
Частота поворота крана n
Время полного изменения вылета Тв - 80 с.
Масса крана m - 76 900 кг.
КБ-150-5 00.00.000 0В
с неповоротной башней
Механизм передвижения

Spetsifikatsia_2_list.spw

КБ-150-5 01.00.000 СБ
Механизм передвижения крана
Ходовое двухребордное колесо
Шайба A 12.37 ГОСТ 10450-78
A 8.37 ГОСТ 10450-78
Болт М10x28 ГОСТ 15589-70
М10x35 ГОСТ 15589-70

titulnik.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАФИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего професионального образования
«Воронежский государственный технический университет»
Кафедра строительной техники и инженерной механики
Имени профессора Н. А. Ульянова
По дисциплине: «Грузоподъемные машины и оборудование»
Консультант: Профессор

3_list_detal_khodovoe_koleso.cdw

пропуски и кузнечные напуски для штампованных
колес - по II классу ГОСТ 7505-74
припуски и допуски для
кованных колес - по II группе ГОСТ 7062-79
Градиент снижения твердости не должен быть более 20НВ
на 10мм толщины обода
Ходовое двухребордное колесо
Сталь 65Г ГОСТ 1459-79

3_list_detal_zubchatoe_koleso.cdw

Коэффициент смещения
Зубья калить с нагревом ТВЧ h0
Неуказанные предельные отклонения
размеров поверхностей
Данные для контроля зубчатого венца
выбирают по ГОСТ 1643-81.
Сталь 45 ГОСт 1050-88