Устойчивость самоходных стреловых кранов

Пневмоколесные краны  применяются на строительно-монтажных  и погрузочно-разгрузочных работах. 

Пневмоколесные краны  по типу шасси и конструкции привода  ходового оборудования разделяются  на два типа: короткобазовые с одной силовой установкой, размещенной на поворотной платформе и приводящей в действие все исполнительные механизмы и механизм передвижения. По ГОСТ 9692 — 71 этот кран обозначается индексом «КП»; длиннобазовые, или автомобильного типа (с двумя силовыми установками: одной на поворотной платформе для привода исполнительных механизмов и второй на шасси, обеспечивающей привод ходового оборудования. По ГОСТ 9692 — 71 этот кран имеет обозначение «КШ».

Соответственно числу  силовых установок у крана  первого вида имеется одна кабина управления, у второго — две кабины.

Рис. 5. Пневмоколесный кран типа КС-5363

Благодаря отдельному двигателю  механизма передвижения кран типа КШ более маневренный. Его транспортная скорость не менее 50 — 60 км/ч, тогда как краны типа КП имеют транспортную скорость порядка 15 — 20 км/ч.

Представленный на рис. 5 короткобазовый пневмоколесный кран КС-5363 (К-255А) имеет прямолинейную  стрелу / с грузоподъемностью на основном крюке 25 т, длиной 15 м, оснащен основным 3 и вспомогательным 5 грузоподъемными крюками. Стрелу 2 можно удлинять съемными вставками до 25 м, оснащать гуськом 4 длиной 5 м. Грузоподъемность вспомогательного крюка 5 т. Кран может также работать с грейфером вместимостью 2 м3. Ходовая часть состоит из сварной рамы с балками коробчатого сечения и двух мостов со сдвоенными пневмоколесами. Оба моста — передний и задний — являются ведущими, колеса переднего моста управляемые.

Привод механизма крана  раздельный с питанием от собственной дизель-электрической силовой установки постоянного тока.

Силовая установка (рис.106) состоит из дизеля / мощностью 66 кВт, двух генераторов 2 и 3 мощностью соответственно 13,5 и 51 кВт. Основная грузоподъемная лебедка приводится в движение электродвигателем постоянного тока 4. Вал двигателя соединен зубчатой муфтой с первичным валом трехступенчатого редуктора. На первичном валу редуктора расположен колодчатый тормоз 5 с короткоходовым электромагнитом. Выводной (тихоходный) вал редуктора соединяется с барабаном лебедки 7 зубчатой муфтой.

Стрелоподъемная лебедка  приводится электродвигателем постоянного  тока 12, на первичном валу которого размещен тормоз 13.

Лебедка вспомогательного подъема приводится электродвигателем  постоянного тока И, а механизм поворота — двигателем постоянного тока 6, соединенным с вводным валом  трехступенчатого редуктора 8 при помощи цепной муфты. На выводном валу редуктора закреплена шестерня 9, находящаяся в зацеплении с зубчатым венцом шарикового опорно-поворотного устройства 10.

Одной из наиболее современных  конструкций пневмоколесного крана большой грузоподъемности является кран : с жесткоподвесной (рис. 107) телескопической стрелой из нескольких колен, раздвигаемой гидравлическими цилиндрами (толкателями). Выносные опоры крана также управляются гидроцилиндрами.

Выпускаются пневмоколесные краны грузоподъемностью 16, 25, 40, 63, 100 т и более.

2. Устойчивость самоходных стреловых кранов

Требования к устойчивости самоходных стреловых кранов аналогичны требованиям, предъявляемым к башенным кранам, и расчет их устойчивости определяется аналогично. Рассмотрим его.

На свободно стоящий  кран действуют различные нагрузки, создающие опрокидывающий момент относительно ребра опорного контура.

Опорный контур башенных кранов ограничивается линией, образующей прямоугольник со сторонами, проходящими  по рельсам подкранового пути и осям ходовых колес или балансирных тележек.

Силами, создающими опрокидывающий момент Мош являются основная нагрузка — масса поднимаемого груза и  грузозахватных устройств; дополнительные нагрузки — инерционные, возникающие  в период пуска, торможения и изменения скоростей механизмов (подъема, передвижения и изменения вылета стрелы); центробежные силы, возникающие при вращении поворотной части крана и изменении наклона стрелы; ветровое давление на наветренную часть крана и груза, а также атмосферные осадки в виде снега или наледи (рис. 8).

Рис. 8. Схема положения крана и нагрузок для расчета его устойчивости

а — грузовой; б — собственной 

Противодействие опрокидыванию  свободно стоящего крана оказывает  только собственная сила тяжести, еда  ли центр тяжести лежит внутри опорного контура.

Произведение силы тяжести крана (вместе с пригрузом) на расстояние от центра тяжести до ребра опрокидывания создает удерживающий момент Иуд, который должен быть всегда больше опрокидывающего момента. Отношение удерживающего момента к опрокидывающему моменту определяет коэффициент запаса устойчивости k.

Согласно правилам Госгортехнадзора, коэффициент запаса устойчивости определяют для двух случаев: опрокидывания  крана в сторону груза (грузовая устойчивость) и опрокидывания в  сторону противовеса при нерабочем  состоянии крана (собственная устойчивость).

При воздействии на кран основной нагрузки без учета дополнительных нагрузок и влияния уклона пути (опорной  поверхности) коэффициент запаса устойчивости к будет равен отношению удерживающего  момента крана, установленного на горизонтальной плоскости, к опрокидывающему моменту от основной нагрузки.

При воздействии на кран как основной, так и дополнительных нагрузок учитываются влияния наклона  пути и момента от ветровой нагрузки, совпадающего по направлению с моментом от основной нагрузки (рис. 8,а).

Устойчивость крана  в нерабочем состоянии (собственная  устойчивость) определяется при наименьшем вылете крюка, ветровой нагрузке, направленной в сторону противовеса, и с учетом уклона пути опорной поверхности (рис. 8,6).

При расчете устойчивости угол наклона а опорной поверхности (пути) принимается для кранов на железнодорожном, пневмоколесном и гусеничном ходу при установке без выносных опор — 3°, при установке на выносные опоры — 1,5°.

Для строительных башенных кранов учитывают возможность превышения одного рельса над другим на 100 мм независимо от размера колеи.

Следовательно, чем больше наклон пути, тем меньше удерживающий момент, и чем больше высота центра тяжести крана, тем в большей  степени выявляется отрицательное  влияние наклона пути.

 

Однако необходимо учитывать, что ходовое оборудование автомобильных и пневмоколесных кранов для удобства транспортирования имеет небольшую ширину, из-за чего в поперечном направлении устойчивость кранов значительно меньше, чем в продольном, поэтому в процессе работы пневмоколесных и автомобильных кранов используют выносные опоры, расположенные по углам неповоротной рамы.

Опорный контур при расчете  устойчивости крана без выносных опор принимается по осям и колее  ходовых колес (у гусеничного  крана по оси гусеницы) и осям крайних опорных роликов; при расчете устойчивости с выносными опорами — по осям выносных опор.

Таким образом, грузоподъемность самоходных автомобильных и пневмоколесных кранов имеет два значения: меньшее  — при работе крана, опирающегося на собственное ходовое оборудование, и большее — при опирании крана на выносные опоры. Эти значения указывается в паспорте крана.

По способу установки  выносные опоры делятся на ручные и приводные.

Выносные опоры, устанавливаемые  вручную, выполняются в виде выдвижных  балок  в коробчатых направляющих, прикрепленных к ходовой раме, или в виде откидных или поворотных кронштейнов, шарнирно-присоединяемых к опорной раме. Конечные положения выдвижных балок, поворотных и откидных кронштейнов фиксируются на раме штырями и замками. Выносные опоры имеют винтовые домкраты, которыми вывешивают ходовую раму относительно опорной поверхности. Под тарелки винтовых домкратов подкладываются деревянные брусья.

Рис. 10. Схемы выносных опор

а, б, в — устанавливаемые  вручную (а — выдвижные, б —  поворотные, в — откидные , 3 —  механизированные, г — принципиальная схема управления системой в —  рычажно-кулисная опора.

На установку выносных опор вручную тратится много времени, поэтому современные стреловые краны в большинстве случаев оборудуются выносными опорами с гидравлическим приводом (рис. 10, г, д) и управлением из кабины машиниста. Масло из бака 6, нагнетаемое шестеренным насосом 7, подается через реверсивные золотники 8 и запорные краны 3 к гидроцилиндрам 1, 2, 4 и 5, штоки которых поднимают рычажно-кулисные выносные опоры.

 

 

 

 

 

Использованные  источники

1. http://www.metalloved.com
2. http://www.s-macine.ru
3. http://www.gpm-inform.narod.ru