Подобрать башенный кран по характеристикам онлайн. Расчет механизма подъема груза, стрелы

Безопасность труда на объектах городского строительства и хозяйства при использовании кранов и подъемников.
Учебно-методическое, практическое и справочное пособие.
Авторы: Ройтман В.М., Умнякова Н.П., Чернышева О.И.
Москва 2005 г.

Введение .
1. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ОПАСНОСТИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КРАНОВ И ПОДЪЕМНИКОВ.
1.1. Понятие о производственной опасности .
1.2. Опасные зоны на строительной площадке .
1.3. Примеры характерных аварий и несчастных случаев, связанных с использованием кранов и подъемников .
1.4. Основные причины аварий и несчастных случаев при использовании кранов и подъемников .
2. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КРАНОВ И ПОДЪЕМНИКОВ.
2.1. Общее условие обеспечения безопасности труда .
2.2. Нормативные основы обеспечения безопасности труда при использовании кранов и подъемников .
2.3. Основные задачи обеспечения безопасности труда при использовании кранов и подъемников .
3. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КРАНОВ И ПОДЪЕМНИКОВ.
3.1. Подбор кранов и их безопасная привязка.
3.1.1. Подбор крана.
3.1.2. Поперечная привязка кранов.
3.1.3. Продольная привязка башенных кранов.
3.2. Определение границ опасных зон работы кранов и подъемников.
3.3. Обеспечение безопасности труда в опасных зонах работы кранов и подъемников.
3.3.1. Приборы и устройства безопасности, устанавливаемые на кранах.
3.3.2. Обеспечение безопасности при установке кранов.
3.3.3. Защитное заземление подкрановых путей.
3.3.4. Обеспечение безопасности при совместной работе кранов.
3.3.5. Обеспечение безопасности при использовании подъемников.
3.4. Мероприятия по ограничению опасной зоны работы крана.
3.4.1. Общие положения.
3.4.2. Принудительное ограничение зоны работы крана.
3.4.3. Специальные мероприятия по ограничению опасной зоны работы крана.
3.5. Обеспечение безопасности труда при установке кранов вблизи линий электропередачи.
3.6. Обеспечение безопасности труда при установке кранов вблизи выемок.
3.7. Обеспечение безопасности при складировании материалов, конструкций, изделий и оборудования.
3.8. Обеспечение безопасности при погрузочно-разгрузочных работах.
4. РЕШЕНИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА В ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ (ППР, ПОС и др.) ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КРАНОВ И ПОДЪЕМНИКОВ.
4.1.Общие положения.
4.2. Стройгенплан.
4.3. Технологические схемы.

3.1. Подбор кранов и их безопасная привязка.
3.1.1. Подбор крана.

Выбор грузоподъемного крана для строительства объекта осуществляется по трем основным параметрам: грузоподъемности, вылету стрелы и высоте подъема груза .
Требуемая грузоподъемность крана на строительстве конкретного объекта и соответствующем вылете стрелы определяется по массе наиболее тяжелого груза. В массе груза учитываются: масса съемных грузозахватных приспособлений (траверс, строп, электромагниты и т.д.), масса навесных монтажных приспособлений, закрепленных на монтируемой конструкции до её подъёма и конструкций увеличении жесткости груза в процессе монтажа.
Фактическая грузоподъемность крана Qф должна быть больше или равна допустимой Qдоп и определяется из выражения:

Q ф = P гр + P зах.пр + P нав.пр + P ус.пр ≥ Q доп (3.1)

P гр – масса поднимаемого груза;
P зах.пр – масса грузозахватного приспособления;
P нав.пр – масса навесных монтажных приспособлений;
P ус.пр - масса усиления поднимаемого элемента в процессе монтажа.

Вылет стрелы и необходимая высота подъема груза, устанавливается в зависимости от массы наиболее тяжелой и наиболее удаленной конструкции, с учетом ширины и высоты здания.
Требуемая высота подъема груза H гр определяется от отметки установки крана путем сложения следующих показателей по вертикали (рис.3.1.):

расстояние между отметкой стоянки крана и нулевой отметкой здания (±h ст.кр );
высота задания от нулевой отметки до верхнего монтажного горизонта h зд ;
запас высоты, равного 2,3м, из условий безопасного производства работ на верхнем монтажном горизонте (h без = 2,3м);
максимальная высота перемещаемого груза с учетом закрепленных на нем приспособлений – h гр ;
высота грузозахватного приспособления h зах.пр ;

H гр = (h зд ± h ст.кр ) + h без + h гр + h зах.пр ,(м) (3.2)
Кроме того, для обеспечения безопасности работ в этих условиях необходимо, чтобы расстояние от консоли противовеса или от противовеса, расположенного под консолью башенного крана, до площадок, на которых могут, находятся люди, было не менее 2м.
При выборе крана с подъемной стрелой необходимо, чтобы от габарита стрелы до выступающих частей зданий соблюдалось расстояние не менее 0,5м, а до покрытия (перекрытия) здания и других площадок, на которых могут, находится люди, не менее 2м по вертикали (рис. 3.2). При наличии у стрелы крана предохранительного каната, указанные расстояния принимаются от каната.

Рис.3.2. Обеспечение безопасности труда при использовании кранов с подъемной стрелой для монтажа элементов верхних строящихся (реконструируемых) объектов.

3.1. Подбор грузоподъемного крана.

3.1.1. Подбор крана производится по трем основным параметрам: грузоподъемности, вылету и высоте подъема, а в отдельных случаях и по глубине опускания.

3.1.2. Машинисту крана должен быть обеспечен обзор всей рабочей зоны. Зона работы башенного крана должна охватывать по высоте, ширине и длине строящееся здание, а также площадку для складирования монтируемых элементов и дорогу, по которой подвозятся грузы.

3.1.3. При выборе крана для производства строительно-монтажных работ необходимо следить за тем, чтобы вес поднимаемого груза с учетом грузозахватных приспособлений и тары не превышал допустимую (паспортную) грузоподъемность крана. Для этого необходимо учитывать максимальный вес монтируемых изделий и необходимость их подачи краном для монтажа в наиболее отдаленное проектное положение с учетом допустимой грузоподъемности крана на данном вылете стрелы.

3.1.4. Для монтажа конструкций или изделий, требующих плавной и точной установки, выбираются краны, имеющие плавные посадочные скорости. Соответствие крана высоте подъема крюка определяется исходя из необходимости подачи на максимальную высоту изделий и материалов с учетом их размеров и длине стропов. При выборе крана для строительных работ пользуются рабочими чертежами возводимого объекта, при этом учитываются размеры, форма и вес сборных элементов, подлежащих монтажу. Затем, с учетом места установки крана, определяется наибольший требуемый вылет стрелы и необходимая максимальная высота подъема.

3.1.5. Грузоподъемность крана - груз полезной массы, поднимаемый краном и подвешенный при помощи съемных грузозахватных приспособлений или непосредственно к несъемным грузозахватным приспособлениям. У стреловых поворотных кранов обеспечивается возможность подъема груза при всех положениях поворотной части. У некоторых импортных кранов в массу поднимаемого груза включается также масса крюковой обоймы, на что необходимо обращать внимание при разработке ППР.

Требуемая грузоподъемность крана на соответствующем вылете определяется по массе наиболее тяжелого груза со съемными грузозахватными приспособлениями (грейфера, электромагнита, траверс, стропов и т.п.). В массу груза включаются также масса навесных монтажных приспособлений, закрепляемых на монтируемой конструкции до ее подъема, и конструкций усиления жесткости груза.

Грузоподъемность крана () должна быть больше или равна массе поднимаемого груза , плюс масса грузозахватного приспособления , плюс масса навесных монтажных приспособлений , плюс масса конструкций усиления жесткости поднимаемого элемента .

Для кранов с переменным вылетом грузоподъемность зависит от вылета.

3.1.6. Необходимый рабочий вылет определяется расстоянием по горизонтали от оси вращения поворотной части крана до вертикальной оси грузозахватного органа как показано на рисунке 1.

Отметка высоты подъема;

Необходимый рабочий вылет;

Наибольший радиус поворотной части крана со стороны, противоположной стреле;

Высота здания (сооружения);

Высота подъема;

Колея пути крана;

Минимальное расстояние от выступающей части здания до оси рельса, ;

Размер зоны, в которой запрещается нахождение людей, определяется в ППР;

Габарит приближения;

Отметка головки рельса;

Основные высотные отметки;

________________

* В связи с возможным отклонением от вертикали поворотной башни высотой более двух секций и грузового полиспаста габарит приближения следует принимать 800 мм вместо 400 мм по всей высоте.

** От наиболее выступающей части крана.

Рисунок 1 - Привязка башенного крана к зданию

3.1.7. Требуемая высота подъема определяется от отметки установки грузоподъемных машин (кранов) по вертикали и складывается из следующих показателей: высоты здания (сооружения) от нулевой отметки здания с учетом отметок установки (стоянки) кранов до верхней отметки здания (сооружения) (верхнего монтажного горизонта) , запаса высоты, равной 2,3 м из условий безопасного производства работ на верхней отметке здания, где могут находиться люди, максимальной высоты перемещаемого груза (в положении, при котором производится его перемещение) с учетом закрепленных на грузе монтажных приспособлений или конструкций усиления, длины (высоты) грузозахватного приспособления в рабочем положении как показано на рисунках 1, 2, 3.

где - разность отметок стоянки кранов и нулевой отметки здания (сооружения).

Грузовысотные характеристики крана

Необходимый рабочий вылет;

Масса поднимаемого груза;

Высота подъема;

Высота здания;

Высота поднимаемого (перемещаемого) груза;

Длина грузозахватного приспособления;

Расстояние от оси крана до оси здания;

Размер зоны, в которой запрещается нахождение людей;

Размеры между осями здания;

Расстояние от оси здания до его наружной грани (выступающей части);

Габарит приближения;

Отметка высоты подъема;

Рисунок 2 - Привязка стрелового крана к зданию

Необходимый рабочий вылет;

Наибольший радиус поворотной части крана;

Глубина котлована;

Высота поднимаемого (перемещаемого) груза;

Длина грузозахватного приспособления;

Высота подъема;

Колея пути крана;

Расстояние от оси крана до оси здания;

Размеры между осями здания;

Расстояние от основания откоса котлована до края балластной призмы;

Расстояние от оси здания до основания;

Расстояние от оси рельса до ограждения рельсового кранового пути;

Ширина основания балластной призмы;

Отметка высоты подъема;

Отметка головки рельса;

Основные отметки конструкций здания.

Рисунок 3 - Установка рельсового крана у откоса котлована

3.1.8. Требуемая глубина опускания определяется от отметки установки грузоподъемного крана по вертикали как разница между высотой здания (сооружения) - при установке крана на конструкциях возводимого сооружения, или глубиной котлована и суммой минимальных высот груза и грузозахватного приспособления, как показано на рисунке 4, с увеличением на 0,15-0,3 м для ослабления натяжения строп при расстроповке.

где - высота здания (сооружения) от нулевой отметки до отметки перекрытия (крыши), на котором устанавливается кран;

Глубина котлована (сооружения) от отметки земли до отметки дна котлована (сооружения);

Разность отметок земли и нулевой отметки здания (сооружения);

Разность отметок стоянки крана и отметки перекрытия (крыши), или поверхности земли, на которых устанавливают кран.

Масса поднимаемого (опускаемого) груза;

Высота груза;

Длина (высота) грузозахватного приспособления;

Высота здания;

Высота (глубина) подъема (опускания);

Уровень стоянки крана;

Уровень земли;

Уровень дна котлована;

Уровень перекрытия (крыши).

(при стоянке крана на земле)

(при стоянке крана на крыше)

Рисунок 4 - Установка кранов для опускания (подъема) грузов ниже уровня стоянки

3.1.9. В стесненных условиях, где к опасной зоне примыкают дошкольные и образовательные учреждения, при выборе крана рекомендуется использование стационарных кранов.

3.2. Подбор крана-манипулятора.

3.2.1. Подбор кранов-манипуляторов осуществляется так же, как и грузоподъемных кранов по основным параметрам: грузоподъемности, вылету, высоте подъема и глубине опускания.

При этом учитываются грузовысотные характеристики крана-манипулятора для всех комбинаций условий его работы и исполнение, при которых предусмотрена эксплуатация.

3.2.2. Требуемые грузоподъемность крана-манипулятора и рабочий вылет определяются аналогично указаниям п.п.3.1.5 и 3.1.6.

3.2.3. Требуемая высота подъема определяется от отметки крепления краноманипуляторной установки (КМУ) на транспортном средстве по вертикали до грузозахватного органа, находящегося в верхнем положении, максимально необходимом для выполнения работ, как показано на рисунке 5.

где - высота крепления краноманипуляторной установки на транспортном средстве;

Высота груза;

Высота (длина) грузозахватного приспособления;

Запас высоты;

Высота грузоприемной площадки от уровня стоянки крана-манипулятора.

Грузовысотная характеристика без навесного оборудования

Необходимый рабочий вылет;

Высота поднимаемого (перемещаемого) груза;

Высота грузозахватного приспособления;

Вес груза;

Высота установки краноманипуляторной установки от земли (дорожного полотна);

Высота подъема;

Уровень установки КМУ;

Уровень грузоприемной площадки

Рисунок 5 - Привязка крана-манипулятора

3.3. Подбор строительного подъемника.

3.3.1. Подбор строительного подъемника производится по двум основным параметрам: грузоподъемности и высоте подъема. Грузовые подъемники, оборудованные грузозахватными приспособлениями (монорельсом, укосиной и др.), кроме этого - по вылету.

3.3.2. Грузоподъемность строительного подъемника - масса груза и (или) людей, на подъем которого рассчитано грузонесущее устройство (кабина, грузовая платформа, монорельс, укосина и др.), и подъемник в целом.

Грузоподъемность строительного подъемника определяется его паспортом.

Грузоподъемность строительного подъемника () должна быть больше или равна массе поднимаемого груза , т.е.

3.3.3. Высота подъема определяется расстоянием по вертикали от уровня стоянки подъемника до грузонесущего устройства, находящегося в верхнем положении:

При подъеме груза и (или) людей в кабине, на платформе или в люльке - до уровня пола грузонесущего устройства;

При подъеме груза на грузозахватном устройстве - до опорной поверхности крюка.

Требуемая высота подъема (), определяемая в зависимости от условий строительства и типа строительного подъемника, как показано на рисунке 6, должна быть меньше или равна высоте подъема строительного подъемника (), указанной в его паспорте, т.е.

б) , м), установленный паспортом строительного подъемника, т.е.

Типа и марки грузоподъемной машины, необходимой для обеспечения строительства (монтажа) объекта, с указанием ее краткой технической характеристики, обоснованием по высоте подъема крюка, вылету и грузоподъемности;

Перечня необходимых грузозахватных приспособлений (стропы, клещи, захваты, траверсы, контейнеры, тара и т.д.) с указанием типа, количества и грузоподъемности;

Подмостков, стеллажей, площадок, кассет, пирамид, необходимых для производства работ и приема грузов;

Оснастки, обеспечивающей временное закрепление элементов перед их расстроповкой;

Перечня (по весу) строительных деталей и конструкций с указанием вылетов стрелы, на которых они будут укладываться (монтироваться);

Наличия и размещения предупредительных надписей, плакатов;

Способов (схем) строповки, обеспечивающей подачу элементов при складировании и монтаже в положении, соответствующем или близком к проектному и мест их расположения;

Мест установки и мощности приборов освещения;

Расположения и параметров воздушных линий электропередач;

Конструкции и устройства подкранового основания для установки стреловых кранов (применение железобетонных плит и др.);

Расположения и конструкции ограждения крановых путей;

Проекта устройства крановых путей, выполненных в соответствии с ГОСТ Р 51248-99;

Безопасной установки кранов вблизи откосов, котлованов (траншей), строящихся зданий и сооружений.

Целесообразность монтажа конструкций здания тем или иным краном устанавливают согласно технологической схеме монтажа с учетом обеспечения подъема максимально возможного количества монтируемых конструкций с одной стоянки при минимальном количестве перестановок крана.

При выборе крана вначале определяют путь движения по строительной площадке и места его стоянок.

Монтируемые конструкции характеризуются монтажной массой, монтажной высотой и требуемым вылетом стрелы. Для монтажа наиболее тяжелых элементов каркаса здания, используют самоходные стреловые краны. Выбор монтажного крана производят путем нахождения трех основных характеристик: требуемой высоты подъема крюка, грузоподъемности и вылета стрелы.

Выбор крана выполнен на основании расчетных схем монтажа с учетом габаритов здания и максимальной массы монтируемых элементов – металлических балок, массой до 1,35т.

Для выполнения строительных работ выбран автомобильный стреловой кран. Схема параметров для выбора монтажного стрелового крана представлена на рисунке 3.1.

Для кранов на автомобильном ходу определяют требуемую максимальную грузоподъемность, высоту подъема крюка и вылета стрелы.

Требуемая грузоподъемность крана: Q = q 1 + q 2 = 1,35+0,15 = 1,505т,

где q 1 - максимальная масса поднимаемого груза, т;

q 2 - масса траверсы или другого строповочного устройства, т.

Принимаем Q = 1,5т.

Высота подъема крюка:

H тр крюка = h монт + h зап + h э + h стр = 12,4+1+0,5+3 = 16,9м,

где h монт = 12,4м- превышение монтажного горизонта над уровнем стоянки крана;

h зап - запас высоты- минимальное расстояние между монтажным уровнем и низом монтируемого элемента (не менее 0,5м), м;

h э - высота (или толщина) элемента в монтажном положении, м;

h стр - высота строповки в рабочем положении от верха монтируемого элемента до крюка крана (заложение стропов от 1:1 до 1:2, высота в пределах 1...4м), м.

Рисунок 3.1- Схема параметров для выбора монтажного стрелового крана

Треугольник ABC подобен треугольнику А 1 В 1 С:

АВ = b + с/2; b = 0,5...2,0 м; с = 1/2 ширины балки =0,2 м;

АВ =2+0,1 =2,1 м

ВС =h стр + h пол;

h стр = 1...3 м; h пол = 1,5м (в стянутом положении);

ВС =3+1,5 =4,5м

В 1 С = ВС + h зап + h э + h монт - h шар;

h шар = 1,0...1,5 м; h монт =12,4м

В 1 С = 4,5+1+0,5+12,4-1,5=16,9м

Требуемый вылет стрелы :

L =L 0 + a, L= 9+1 = 10м

где, а = 0,5..1,0 м.

= (2,1×16,9)/4,5 = 8,89м.

Высота подъема крюка: H кр =B 1 С+d-h пол = 16,9+1,5-1,5=16,9м

Требуемая длина стрелы: L c =19,64м

Согласно рассчитанным техническим параметрам выбран стреловой пневмоколесный автомобильный кран КС-55713-6К.

Технические характеристики крана:

длина стрелы 21 м;

грузоподъемность 1,2…25 т;

высота подъема при max Q 9 м;

вылет стрелы 20… 3 м.

Рисунок 3.2- Грузовысотные характеристики автомобильного крана КС-55713-6К

3.4. Расчет фронта монтажных работ.

3.5. Состав технологической карты на выполнение монтажных работ.

3.8. Временное крепление конструкции при монтаже. Выверка конструкций, визуальный и инструментальный контроль.

3.9. Технологические операции монтажа сборных ж/б колонн.

3.10. Технологические операции монтажа стропильных ферм и балок.

3.11. Технологические операции монтажа плит покрытия.

3.12. Технологические операции монтажа подкрановых балок.

3.13. Технологические операции монтажа стеновых панелей.

3.14. Классификация методов, способов монтажа конструкции.

3.15. Классификация схем монтажа по технологической последовательности, по направлению развития работ.

3.17. Технология заделки стыков и узлов сборных ж/б конструкций.

3.18. Расчет технических параметров для выбора самоходного крана.

3.19. Расчет технических параметров для выбора башенного крана.

3.22. Методика выбора крана по расчетным параметрам.

3.25. Расчет технико-экономических показателей монтажа строит. Конструкций.

4.2. Норма комплект приспособлений и инструмента для выполнения кладки

4.3. Леса и подмости, их типы, область применения.

4.4. Технология выполнения бутовой кладки.

4.5. Технология выполнения сплошной кладки из камней правильной формы. Основные системы перевязки швов кирпичной кладки.

4.6. Технология выполнения облегченной кладки.

4.7. Технология выполнения армированной кладки.

4.8.Технология кладки перемычек, арок, сводов.

4.9. Организация рабочего места звена каменщиков.

4.11. Организационная схема ведения каменных работ на объекте. Состав звена каменьщиков.

4.12.Технология выполнения каменных работ в зимние время методом замораживания. Расчет прочности кладки, выполненной в зимние время.

4.13. Технология электроразогрева зимней кладки.

4.14. Применение противоморозных добавок при выполнении кладок.

4.15. Контроль качества каменных работ. Инструменты и приспособления.

5.2. Классификация гидроизоляции по способу устройства: окрасочная, обмазочная, штукатурная, литая, оклеечная, листовая.

6. 1. Технология устройства рулонных кровель

6.3. Мастичные кровли

6. 4. Кровли из асбестоцементных волнистых листов

6.5. Технология устройства кровель из стальных листов.

7.1. Стекольные работы: процесс остекления оконных проемов, витражей, устройство цветонепроницаемых стен и перегородок.

7.2 Монолитная штукатурка, ее основные виды. Область применения. Технология выполнения обычной штукатурки.

7.5. Технология устройства монолитных полов.

7. 7. Устройство полов из древесно-стружечных плит

7. 8. Паркетные полы.

7. 9. Полы из рулонных материалов

7.15. Глазурованными, стеклянными и керамическими плитками

3.4. Расчет фронта монтажных работ.

3.5. Состав технологической карты на выполнение монтажных работ.

3.19. Расчет технических параметров для выбора башенного крана.

3.22. Методика выбора крана по расчетным параметрам.

7.3. Подготовка поверхности к оштукатуриванию, подготовка раствора.

7.6. Устройство дощатых полов в жилых и гражданских зданиях.

3.18. Расчет технических параметров для выбора самоходного крана.

Для выбора необходимого крана следует рассчитать грузоподъемность (Q), высоту подъема крюка (Н к), вылет крюка (L к) и длину стрелы (l стр.)

Расчет грузоподъемности (Q ). Q = q + q стр + q нав , т; q – вес монтируемого элемента, т

q рассчитываем для всех монтир. элементов. Расчеты заносим в таблицу.

Высота подъема крюка (Н к ).

а) для колонн Н к = a + h э + h стр + h p

а – высота монтажного переподъема, 0.5…1 м

h э – высота монтир. элемента

h стр – высота строповки

h p – резервная высота, 1 … 1.5 м

б) при подъеме конструкции на ниже лежащие элементы. Н к = h 0 + a + h э + h стр + h p

h 0 – высота нижележащей конструкции или отметки, на которую монтируется элемент.

3.19. Расчет технических параметров для выбора башенного крана.

Башенные краны используют при большом объеме монтируемых конструкций, при высоте здания свыше 20м. Подкрановые пути следует устраивать вне пирамиды продавливания грунта. В зависимости от ширины монтируемого здания краны могут располагаться с одной стороны.

Башенные краны по конструкции делятся

1. Башенные краны с неповоротной стрелой.

R к =L к =l стр ≥ а1 + В;

а1=В к +b/2 + 0.7

2. Башенные краны с поворотной стрелой

l стр = √(L к -С к) 2 + (Н к -h ш +h пол) 2

R =L к = а1 + В;R – радиус действия крана.

h ш -высота шарнира

h п -высота полиспаста

H к -высота подъема крюка

а1-расстояние от здания середины подкрановых путей.

В-ширина здания или сооружения

L к -вылет крюка (горизонтальная проекция стрелы)

Ск-расстояние от шарнира стрелы до центра подкранового пути

Lс-длина стрелы

R к -радиус действия крана.

Расчет грузоподъемности (Q). Q = q + q стр + q нав, т; q – вес монтируемого элемента, т

q стр – вес строповочного оборудования, т

q нав – вес навесных лестниц или люлек, т

q рассчитываем для всех монтир. элементов.

Расчет вылета крюка (L к ) при свободном выборе рабочих позиций.

L к – горизонтальная проекция стрелы крана в момент установки конструкции в проектное положение. При монтаже, подъеме стоянки кранов могут быть свободными, фиксированными, рационально выбранными (обеспечивающие монтаж или подъем нескольких конструкций с одной стоянки).

Свободная установка крана: L к = √(a 2 +b 2);l стр = √L к 2 + (Н к -h ш +h пол) 2

Расчет вылета крюка и длины стрелы крана по оптимальному углу наклона стрелы.

Расчет осуществляется по фиксированному углу наклона. Такую схему принимаем при подъеме тяжелых конструкций (балок, ригелей) или при удаленности конструкции от стоянки (плиты)

Оптимальный угол наклона 60 … 70 о

tgα С = (Н к –h Ш +h п)/(L к - С к)

L к = (Н к –h Ш +h п)/(tgα С) + С к

l стр = (L к - С к)/cosα С = (Н к –h Ш +h п)/sinα С

3.22. Методика выбора крана по расчетным параметрам.

Для выбора крана необходимо знать следующие технические характеристики:

грузоподъемность Q, т

высота подъема крюка Нк, м

вылет крюка L, м

длина стрелы lстр, м

Q = q бункера + q строп + q бетона, т;

Нк=h бет +h рук +h бункера +h страх +h полиспаста

L к –горизонтальная проекция стрелы крана в рабочий момент или в момент укладки бетона. Определяют исходя из размеров в здании и в плане. Целесообразно с 1й стоянки крана укладывать бетон минимум в 2 стакана. При пролете 12м с 1 стоянки можно бетонировать 4 фундамента.

L к = √(a 2 +b 2);

l стр = √L к 2 + (Н к - h ш + h пол) 2

По подобной методике рассчитываем технические характеристики для всех монтируемых элементов.

Выбор кранов выполняют в следующей последовательности:

а) По maxзначению длины стрелы определяем по справочнику необходимый кран и его марку.

lфак≥lрасч

б) По справочнику стр. краны выбираем график изменения техн. хар-к, аргумент является вылет крюка.

в) Зная вылет крюка, определяем по графику фактич. значения грузоподъемности и высоты подъема крюка.

г) Фактич. хар-ки выбранного крана должны быть не менее расчетных.

Расчет сменной эксплуатационной производительности монтажного крана (П э ).

Производительность крана – кол-во груза, поднимаемое за смену.

При подъеме элементов или груза одного вида

П э = (Qt см 60k г k в)/t ц, т/см или м 3 /см

Q – расчетное значение грузоподъемности крана, м 3 или т.

k г – коэффициент использования крана по грузоподъемности,k г ≤ 1 =Q расч /Q фактич

k в – коэффициент использования крана во времени:

Для башенных кранов - 0.9

Для кранов на гусеничном ходу – 0.85

Для кранов на автомобильном ходу – 0.8

t ц – время цикла

t ц =t ручн +t машн, мин

t ручн = Н в 60/R, мин

R- число человек или нормативное число монтажников в звене, ЕниР (4-1)

t машн = Н в /V подъема + Н к /V опускания + 2αn об k совм /360 +S/V гориз

S– расстояние м/у стоянками крана (м), приходящиеся на 1 монтируемый элемент.

V гор – скорость перемещения (м/мин)

Н к – высота подъема крюка, м

α – угол поворота стрелы крана от места строповки до места установки.

V подъема – скорость подъема стрелы (м/мин)

n Об – угловая скорость вращения крана, об/мин

V опускания – скорость опускания стрелы (м/мин)

k совм – коэффициент совмещения операции крана при повороте, зависит от α (при α ≤ 45 о,k c = 1; α > 45 о,k c = 0.9)

Усредненная эксплуатационная производительность крана.

Различают производительность при выполнении отдельных видов работ, она называется поэлементная. Рассчитав производительность монтажа каждого элемента Пэ1, Пэ2, …Пэк, можно рассчитать усредненную производительность:

П эксп усредн = (n 1  q 1)  П э1 /(Σq i  n i ) + (n 2  q 2)  П э2 /(Σq i  n i ) +… + (n i  q 1 )  П э i /(Σq i  n i ), [т/см],

где Σ q i  n i – общий вес конструкции всего здания, всех типов элементов.

Расчет грузоподъемности крана

Исходные данные для расчёта крана:

Высота подъёма груза, м - 5

Скорость подъёма груза, м/с - 0,2

Вылет стрелы, м - 3,5

Режим работы, ПВ % - 25 (средний)

Привод механизма подъёма и подъёма стрелы - гидравлический.

Рис.1

Определяем грузоподъемность крана исходя из уравнения устойчивости.

отсюда максимально допустимый вес груза будет равен:

Где, Ку - коэффициент грузовой устойчивости, Ку = 1,4;

Мвост - момент восстанавливающий;

Мопр - момент опрокидывающий;

Gт-вес трактора, из технической характеристики Gт = 14300 кг;

Gг-вес груза;

а - расстояние от центра тяжести трактора до точки опрокидывания;

b - расстояние от точки опрокидывания до центра тяжести груза.

Расчет механизма подъема груза, стрелы

1) определяем кратность полиспаста, в зависимости от грузоподъёмности Q, по таблице (приведена ниже). (а=2)

2) Выбираем крюк и конструкцию крюковой подвески по атласу (крюк №11)

3) Определяю кпд полиспаста (з):

Где з - кпд блока полиспаста

Кпд обводного блока

4) Определяю усилие в канате:

Выбираю канат типа ЛК-Р 6Ч19 О.С. диаметром 13

Где: d к - диаметр каната (d к = 13 мм)

Принимаю D бл = 240 мм. D б - предварительно принимаю больше D бл. D б = 252 мм. Для удобства размещения зубчатой полумуфты внутри барабана.

Гидромотор 210.12

Р двиг = 8 кВт

n = 2400 мин -1

I двиг = 0,08 кгм 2

Диаметр вала = 20 мм.

U р = 80 (ЦЗУ - 160)

Значение D б принимаем = 255 мм округлив расчётный диаметр до ближайшего из ряда чисел R a 40 по ГОСТ 6636 - 69, при этом фактическая скорость подъёма незначительно увеличится.

Расхождение с заданной скоростью составляет около 0,14%, что допустимо.

Рис.2

R k = 0,54*d k = 0,54*13 = 7,02 ? 7 мм

Определяю толщину стенки:

Z раб - число рабочих витков:

где t - шаг нарезки

Допустимые напряжения сжатия для чугуна СЧ15 = 88МПа

<3 составляет не более 10%, величину которого можно не учитывать, в нашем примере lб/Dб = 350/255 = 1,06 < 3 в этом случае напряжения изгиба будут равны:

При D к = 14,2 мм => резьба шпилек = М16 d 1 = 14,2 мм материал шпильки Ст3, [д] =85

18) Выбор тормоза.

Т т?Т ст* К т,

Т т = 19,55*1,75 = 34,21 Нм

Выбираю ленточный тормоз с гидроприводом, с номинальным Т т = 100 Н*м

Диаметр тормозного шкива = 200 мм.

Т р = Т ст *К 1 *К 2 = 26,8*1,3*1,2 = 41,8 Н*м

Выбираю упругую втулочно-пальцевую муфту с тормозным шкивом ш = 200 мм.

Т вых = Т ст *U М *з М = 26,8*80*0,88 = 1885 Н*м

Выбран редуктор Ц3У - 160

U ред = 80; Т вых = 2кНм; F к = 11,2кН

21) Проверка времени запуска.

Величина ускорения при запуске соответствует рекомендации для механизмов подъёма при погрузочно-разгрузочных работах [J] допускается до 0,6 м/с 2 . Медлительность обусловлена особенностями гидравлического привода.

Тормозной момент определяется по выбранному двигателю Т торм =80 Н*м.

Ускорение при торможении:

Величина замедления при торможении соответствует рекомендациям для механизмов подъема при разгрузочно-загрузочных работах ([i] = 0,6 м/с 2) .

Расчёт механизма подъёма стрелы

4) Определяю усилие в канате:

5) Выбор каната. Канат по правилам РОСГОРТЕХНАДЗОРА выбирается по разрывному усилию указанному в стандарте или в заводском сертификате:

Где: К - коэффициент запаса прочности, выбирается по таблице (для среднего режима работы - 5,5)

Выбираю канат типа ЛК-Р 6Ч19 О.С. диаметром 5,6 мм.

6) Определяю диаметр блоков из условия долговечности канатов по соотношению:

Где: d к - диаметр каната (d к = 5,6 мм)

е - допускаемое отношение диаметра барабана к диаметру каната.

Принимаем по нормам РОСГОРТЕХНАДЗОРА для кранов общего назначения и среднего режима работы е = 18.

Принимаю D бл = 110 мм. D б - предварительно принимаю больше D бл. D б = 120 мм. Для удобства размещения зубчатой полумуфты внутри барабана.

7) Определяю мощность необходимую для выбора двигателя с учётом з механизма привода:

8) Выбираю гидромотор по величине P ст из атласа :

Гидромотор 210 - 12

Р двиг = 8 кВт

n = 2400 мин -1

Т пуск = 36,2 Нм (страгивания), максимальный 46 Н*м.

I двиг = 0,08 кгм 2

Диаметр вала = 20 мм.

9) Определяю номинальный вращающий момент на валу двигателя:

10) Определяю статический момент на валу двигателя:

11) Определяю частоту вращения барабана:

12) Определяю передаточное число механизма:

13) Выбираю передаточное число стандартного 3х ступенчатого цилиндрического редуктора из атласа:

U р = 80 (ЦЗУ - 160)

14) Уточняю частоту вращения барабана:

15) Уточняю диаметр барабана, для того, чтобы сохранить заданную скорость подъёма груза, необходимо увеличить диаметр, так как частота вращения его уменьшилась до 30 при выборе значения первого числа стандартного редуктора.

Значение D б принимаем = 127 мм округлив расчётный диаметр до ближайшего из ряда чисел R a 40 по ГОСТ 6636 - 69, при этом фактическая скорость подъёма незначительно увеличится.

Расхождение с заданной скоростью составляет около 0,25%, что допустимо.

16) Определяю размеры барабана:

Рис.2

Определяю шаг нарезки канавок для каната:

R k = 0,54*d k = 0,54*5,6 = 3,02 ? 3 мм

Определяю толщину стенки:

Определяю диаметр по дну канавки нарезки:

Определяю число витков нарезки:

Где: Z кр = 3, число витков крепления

Z зап = 1,5 число запасных витков

Z раб - число рабочих витков:

17) Расчёт барабана на прочность.

где t - шаг нарезки

Допустимые напряжения сжатия для чугуна СЧ15 = 88Мпа

2)напряжения изгиба д и кручения ф для коротких барабанов lб/Dб<3 составляет не более 10%, величину которого можно не учитывать, в нашем примере lб/Dб = 109,4/127 = 0,86 < 3 в этом случае напряжения изгиба будут равны:

Определяем эквивалентные напряжения:

18) Расчёт крепления каната к барабану.

Определяю усилие ветви каната к накладке крепления:

где е = 2,71; f = 0,15; б = 3*п

где: К Т - 1,5 коэффициент запаса сил трения

Z m - 2 число шпилек или болтов

Размер накладки выбираем исходя из диаметра каната

При D к = 6,9 мм => резьба шпилек = М8 d 1 = 6,9 мм материал шпильки Ст3, [д] =85

18) Выбор тормоза.

Определяю статический момент при торможении:

Тормоз выбирается с учетом запаса по тормозному моменту т.е.

Т т?Т ст* К т,

где: К т - коэффициент запаса тормозного момента.

Т т = 2,01*1,75 = 4,03 Нм

Выбираю ленточный тормоз с гидроприводом, с номинальным Т т = 20 Н*м

Диаметр тормозного шкива = 100 мм.

19) Выбор муфты. Выбор муфты следует производить по расчётному моменту:

Т р = Т ст *К 1 *К 2 = 2,01*1,3*1,2 = 3,53 Н*м

Выбираю упругую втулочно-пальцевую муфту с тормозным шкивом ш = 100 мм.

20) Выбор редуктора. Производится по передаточному числу U M = 80, вращающему моменту на выходном валу Т вых и консольной нагрузке F к на выходном валу.

Т вых = Т ст *U М *з М = 2,01*80*0,88 = 191,2 Н*м

Выбран редуктор Ц3У - 160

U ред = 80; Т вых = 2 кН*м; F к = 11,2 кН

21) Проверка времени запуска.

Т торм = ±Т ст.торм. +Т ин1.т +Т ин2.т

Знак (+) следует принимать при опускании груза, т.к. в этом случае время торможения будет больше.

Момент сопротивления сил инерции вращающихся частей привода при запуске:

Момент сопротивления от сил инерции барабана:

Величина ускорения при запуске соответствует рекомендации для механизмов подъёма при погрузочно-разгрузочных работах. [J] до 0,6.

21. Проверка времени торможения:

Т торм = ±Т ст.т. +Т ин1т +Т ин2т

Где: Т торм - среднетормозной момент двигателя; знак плюс следует принимать при опускании груза, так как в этом случае время торможения будет больше;

Т ст.т - статический момент сопротивлений при торможении;

Т ин1т - момент сопротивлений от сил инерции вращающихся частей привода при торможении;

Т ин2т - момент сопротивлений от сил инерции поступательно-движущихся масс при торможении.

Тормозной момент определяется по выбранному двигателю Т торм =25 Н*м.

Определяю моменты сопротивлений при торможении:

Ускорение при торможении:

Раздел 4. Расчёт металлоконструкции

трактор трубоукладчик кран стрела

Расчёт металлоконструкции включает в себя:

1) расчёт прочности металлоконструкции стрелы

2) расчёт прочности оси блока

3) расчёт прочности оси опоры стрелы

Нагрузка, действующая на ось канатного направляющего блока, равна Q = 2930 кг = 29300 Н. Блок установлен на оси на 2 радиальных подшипниках. Так как ось направляющего блока неподвижная и находится под действием постоянной нагрузки, то ведется расчет на статическую прочность по изгибу. Рассчитываемую ось можно рассматривать как двух - опорную балку, свободно расположенную на опорах, с двумя сосредоточенными силами P, действующими на нее со стороны подшипников. Расстояние (а) от опоры оси до действия нагрузки принимаю равным 0,015 м.