Автомобильный кран

T_откл=m_г·g·l₁·tg α_откл=16000·9,81·4,2·0,020=13185 Н·м;

Наибольший перегрузочный  момент:

T_max=(Т_ст+T_в.пов+T_кр.+T_откл)/(u_м.ф η_м)=(1,23+11,8+8,1+13,2)/(519,2·0,7)=0,43 кН·м.

21. Среднепусковой момент двигателя:

T_ср.п=0,5(Т_макс+9550(P_д/n₁)=0,5(478.9+9550(3.0/700))=259,9 Н·м

 

t_п=                 =

 

=((1,15(0,75+0,75)+(437700/(660,8²·0,7)))870)/

/(9,55((641-(3,4+19,4+1,7)(660,8·0,7)))))=1,3 с.

Выбираем муфту №1 с T_н=500 Н·м, I_m=0,125 кг·м².

 

22. Мощность потребляемая для поворота (продляется лишь момент статического сопротивления):

P_ст= Т_ст n_кр/9550 η_м=(1230·1,3)/(9550·0,7)=0,25 кВт.

23. Тормозной момент механизма поворота определяется:

T_т=( Т_дин+ T_в.пов+T_кр. - T_ст)( η_м /u_м.ф)+((δ_1т(I_р+ I_м)n₁)/9,55t_т=

=(8+11,8+8,1-1,2)(1000·0,7/519,2)+((1,1(0,0025+0,125)975)/(9,55·1,3)=71.9 Н·м.

Выбираем п] колодочный тормоз ТКП-300/200 с D=300 мм. и T_н=240 Н·м;

24. Момент инерции вращающихся частей крана:

I_г= I_пл/(u_м² η_м)=213700/(519,2²·0,7)=1,1 кг·м².

25. Максимальный момент в период пуска:

T_{дин.макс.}= T_ст+2(Т_п.макс- T_ст)(I₂/( I_р+ I_м+I₂)=

=1,23+2(11.9-1,23)(1,1/(0,0025+0,125+1,1))=20,8 кН·м.

26. Определяем динамический коэффициент:

k_дин.уп= T_{дин.макс}/ T_ст=20,8/1,23=17.

 

4. Расчёт устойчивости  крана

Грузовая устойчивость

При работе крана могут  совпадать следующие условия:

1) кран находится на  наклонной местности;

2) кран поворачивается с грузом на крюке;

3) происходит движение  с ускорением поворота стрелы, которая находится под углом  45° к ребру опрокидывания;

4) груз поднимается  (опускается) с ускорением;

5) кран передвигается  в неустановившемся режиме (пуск  или торможение);

6) изменяется вылет стрелы, т.е. с ускорением перемещается оголовок стрелы в горизонтальной и вертикальной плоскостях;

7) кран подвергается  действию ветра.

Исходя из этих условий, записывают соответствующие им моменты относительно ребра опрокидывания.

1. Момент, создаваемый собственным весом крана G,

Н·м,

где  b =3,28 м – расстояние от оси вращения крана до ребра опрокидывания;

с =1,3 м – расстояние от оси вращения крана до его центра тяжести;

α = 3° – угол наклона крана;

h₁ =2,7 м – расстояние от центра тяжести крана до уровня земли.

2. Моменты, создаваемые весом наибольшего груза Q и центробежной силой этого груза: 

 Н·м;

 Н·м,

где   R=4,2 м – расстояние от оси вращения крана до оси подвешенного груза;

h =11 м – расстояние от головки стрелы до уровня земли;

Н = 7,5 м – расстояние от головки стрелы до центра тяжести груза, находящегося на уровне земли;

п =1 мин^-1 – число оборотов крана.

3. Момент, создаваемый поворотом стрелы и стрелового оборудования кг  (а также груза Q), приведенного к оголовку стрелы,

 Н·м,

где  t₃ =3 с – длительность неустановившегося режима работы механизма поворота крана (пуска или торможения).

4. Момент, создаваемый подъемом (опусканием) груза, т.е. динамический момент от сил инерции поступательно движущихся масс,

 Н·м,

где  Q =16000 кг – масса груза;

u =0,14 м/с – скорость подъема (опускания) груза;

t =1 с – длительность неустановившегося режима работы механизма подъема (пуск или торможение).

5. Момент, создаваемый изменением вылета стрелы, когда оголовок стрелы перемещается с ускорением одновременно и в горизонтальной, и в вертикальной плоскостях,

где  G_ПР =810 кг- вес стрелы и стрелового оборудования, приведенного к оголовку стрелы;

u'₂ = 0,15 м/с и u''₂ =0,14 м/с – скорости горизонтального и вертикального перемещений оголовка стрелы;

t₂ = 2 с – длительность неустановившегося режима работы механизма изменения вылета стрелы (пуск или торможение).

6. Момент, создаваемый ветром,

 Н·м,

где   =1020 Н – ветровая нагрузка, действующая на подветренную площадь крана (для его рабочего состояния);

=2520 Н – то же, на груз;

r =7 м – расстояние от центра приложения ветровой нагрузки (центра парусности) до уровня земли.

Правила Госпроматомнадзора регламентируют коэффициент запаса грузовой устойчивости крана, равный отношению  удерживающего момента относительно ребра опрокидывания к опрокидывающему  моменту, т.е. моменту от наибольшего груза на крюке крана. Когда кран с наибольшим грузом стоит на горизонтальной поверхности и на него не действуют никакие дополнительные силы, устанавливается коэффициент грузовой устойчивости:

.

При работе крана возникают еще дополнительные моменты, уменьшающие удерживающий момент. В этом случае:

Собственная устойчивость.

 Кран без груза, установленный на наклонной местности, при минимальном вылете стрелы подвергается действию ветра по нормам для крана в нерабочем состоянии. В этом случае коэффициент устойчивости

Здесь момент, создаваемый  собственным весом крана,

 Н·м;

а момент, создаваемый  ветром,

 Н·м,

где   =7858 Н – ветровая нагрузка (для крана в нерабочем состоянии), действующая на подветренную площадь крана;

r₂ =4 м – расстояние от центра парусности до уровня земли.

 

5. Расчёт эксплуатационных  показателей крана

Рабочий процесс строительных кранов осуществляется циклично. Основными операциями рабочего цикла являются: строповка груза; подъем груза; перемещение груза в горизонтальной плоскости, движение крана по рельсам и поворота поворотной платформы; наводка груза и установка его в проектное положение; расстроповка груза; опускание крюка; перемещение крюка в горизонтальной плоскости в исходное положение.

Для сокращения времени  цикла и повышения производительности крана широко используется совмещение операций: подъема или опускания крюка с поворотом, поворота с перемещением крюка в горизонтальном направлении и др.

Расчет производительности на примере башенного крана производим в следующей последовательности.

1. Выбираем основные параметры крана (рис. 3).

Требуемую высоту подъема крюка определяем суммированием: заданной высоты уровня монтажа; длины стропов; размера изделий; высоты подъема груза над уровнем монтажа h_зап. По условиям ТБ величину h_зап. принимаем равной 2,5…3 м.

В соответствии с выбранной  высотой подъема крюка  10,8 м находим вылет стрелы 4м. грузоподъемность 16 т.

2. Коэффициент использования крана по грузоподъемности, характеризующий степень загрузки крана при подъеме груза в конкретных условиях его работы:

К_г = Q_гр.св / Q_ном =9,98/16=0,62

где  Q_гр.св – средневзвешенная нагрузка, т;

т,

расчёт:

Qi	3.2	6.4	9.6	12.8	16
	8	22	32	26	12		100%
	25.6	140.8	307.2	332.8	192		998.4

 

Здесь Q_i – средняя нагрузка при каждом цикле;

m_i – процентное содержание одинаковых средних значений нагрузки в течение смены, табл. 1;

Q_ном =16 т – номинальная грузоподъемность крана.

 

В учебных целях для  определения Q_гр.св можно использовать табл. 1.

Таблица 1

Qi	0,2Q	0,4Q	0,6Q	0,8Q	Q
mi, %	8	22…18	32…36	26…28	12

3. Определяем продолжительность операций рабочего цикла крана:

t₁ = 60 с – строповка монтируемых элементов;

t₂ =56с – подъем этих элементов до нужного уровня;

t₃ =77 с – поворот стрелы крана;

t₄ =20 с – опускание груза до уровня монтажа;

t₅ =480 с – удержание монтируемого элемента во время установки, закрепления, подливки раствора, выверки положения и др. операций;

t₆ =30 с – расстроповка монтируемых элементов;

t₇ =20 с – подъем крюка с грузозахватными приспособлениями над уровнем монтажа;

t₈ =77 с – возвратный поворот стрелы;

t₉ =56 с – опускание крюка с грузозахватными приспособлениями.

Продолжительность ручных операций t₁, t₅, t₆ приняли по нормативным данным, а длительность остальных операций определили приближенно по установившимся скоростям рабочих движений крана, без учета периодов разгона и торможения.

Продолжительность подъема:

с,

где u_под =0,142 м/с – скорость подъема.

Рабочий поворот:

с,

где a_ср – средний рабочий угол, …⁰;

       n_пов =0,004 с^-1 – частота вращения поворотной платформы.

Средний рабочий угол поворота находим по схеме рабочей зоны крана графическим или аналитическим способом:

º

где  R = 4 м – расчетный вылет стрелы;

k – расстояние от оси подкранового пути до здания и склада, принимаем k = 4…5 м.

Габаритные размеры здания а=12 м, и склада с=8 м определили из типового проекта.

Опускание груза до уровня монтажа:

с,

где  u_оп =0,142м/с – скорость опускания.

Продолжительность подъема крюка со стропами над уровнем монтажа

с.

Длительность остальных  операций определяем аналогично:

t₈ = t₃; 

с.

4. Вычисляем длительность рабочего цикла крана. При работе без совмещения операций рабочий цикл крана равен сумме времени всех его операций:

с.

Для повышения производительности крана некоторые операции можно  совмещать (например, подъем и перемещение  груза). В этом случае при подсчете длительности рабочего цикла учитывают  только наиболее длительную из совмещаемых  операций:

t_ц^совм = t₁ + t_2>(3) + t₄ + t₅ + t₆ + t₇ + t_9>(8)=60+77+20+480+30+20+77=764 с.

5. Определяем сменную производительность крана:

П_см = T×Q× K_г × K_в ×n=8·16·0,62·0,83·4,71=310 т/см,

где  T =8 ч – продолжительность смены;

Q =16 т – грузоподъемность крана, при данном вылете стрелы;

K_г – коэффициент использования крана по грузоподъемности;

K_в – коэффициент использования крана по времени на протяжении смены, равный 0,82…0,83;

n – число рабочих циклов крана в час: n = 3600 / t_ц=3600/764=4,71,

где  t_ц – средняя длительность рабочего цикла, с.

 

Заключение

Подъем строительства  на качественно новый уровень  возможен за счет последовательного  проведения курса на дальнейшую его  индустриализацию, существенного сокращения ручного труда, совершенствования  структуры и организации строительного производства.

Одним из ведущих факторов в решении задач сокращения себестоимости  и сроков строительства, повышения  производительности труда и общей  эффективности строительного производства является комплексная механизация  строительно-монтажных работ. Широкому внедрению комплексной механизации и автоматизации в строительное производство способствует насыщение строительства необходимым количеством высокопроизводительных машин, освоение производства ряда новых типов машин, расширение технологических возможностей средств механизации и совершенствование организации их эффективного использования.

Непрерывный количественный и качественный рост строительства  требует дальнейшего сокращения стоимости, трудоемкости, сроков строительно-монтажных  работ, повышения эффективности капиталовложений и производительности труда, успешное решение которых может быть обеспечено усовершенствованием технологии и организации работ, внедрением поточных методов производства, повышением эффективности использования существующего машинного парка строительства, созданием и внедрением новых, более совершенных и производительных строительных машин и оборудования, широкой комплексной механизацией и автоматизацией тяжелых и трудоемких технологических процессов, улучшением условий труда.