Учебное пособие 1475

Рис. 24. Чертеж противовесной консоли крана КБ - 573

Грузовая тележка является принадлежностью крана с балочной стрелой, вдоль которой она перемещается с помощью тягового каната и специальной тяговой лебедки, размещаемой на стреле. Тележка подвешивается на специальные дорожки катания нижнего пояса стрелы и перемещается по ним на катках. Тележки обычно выполняют четырехопорными с одним или двумя катками в каждой опоре. В последнем случае катки устанавливают на балансирах.

На рис. 25 показана грузовая тележка крана КБ-401. Она состоит из пространственной рамы 1, на которой размещены канатные блоки 2 и 3, безребордные катки 4, упорные ролики 5, цепной упор 6 ограничителя высоты груза, натяжное устройство грузового каната 7. Канатные блоки тележки вместе с блоками крюковой подвески и грузоподъемным канатом образуют грузовой полиспаст. Катки 4 устанавливаются на оси тележки на подшипниках. Упорные ролики 5 удерживают грузовую тележку от перекоса при движении по стреле.

Чтобы тяговый канат не проскальзывал на барабане тяговой лебедки, необходимо обеспечивать его минимальное натяжение. Для этого на тележке установлен натяжной барабан 7, на котором закрепляется один конец тягового каната, а другой его конец после охвата барабана тяговой лебедки крепится к другой стороне рамы за проушину 8. Натяжной барабан имеет ручной привод и храповик для фиксации барабана при достижении необходимого натяжения тягового каната. Схема запасовки тягового каната показана на рис. 26. Канатные блоки 3 для проводки грузового каната снабжены скобами 9, которые предохраняют грузовой канат от выпаденияиз ручьяблока.

Зазор между ребордами блока и предохранительной скобой должен быть не более 20% диаметра грузовогоканата.

Рис. 25. Чертеж грузовой тележки крана КБ-401

21

Рис. 26. Схема запасовки тягового каната грузовой тележки крана с балочной стрелой

Грузовой полиспаст образуют подвижные блоки крюковой подвески в совокупности с неподвижными блоками на голове наклоняемой стрелы (блоками грузовой тележки балочной стрелы) и грузовым канатом. На рис. 27 показаны схемы запасовки (проводки) каната грузового полиспаста при наклоняемой (рис. 27, а ) и балочной (рис. 27, б) стрелах. Особенность запасовки грузового каната при наклоняемой стреле состоит в том, что при подъеме стрелы груз перемещается по криволинейной траектории, что не удобно при монтаже строительных конструкций. Чтобы обеспечить горизонтальное перемещение груза при наклоне стрелы (рис. 27, а) один конец грузового каната закрепляют на барабане 1 грузоподъемной лебедки, а другой его конец - на барабане 2 стрелоподъемной лебедки так, чтобы его направление навивки было противоположно навивке стрелоподъемного каната 3. В этом случае подъем стрелы будет сопровождаться опусканием груза, который в результате получит практически горизонтальное перемещение.

а

б

Рис. 27. Схемы запасовки грузового каната при наклоняемой (а) и балочной (б) стреле

Запасовка каната грузового полиспаста (Рис. 27, б) на балочных стрелах с грузовой кареткой ясна из рисунка и не требует пояснений. Такая схема запасовки грузового каната имеет определенное достоинство, которое заключается в том, что канат при проходе через блоки не имеет обратных перегибов, что существенно повышает срок его службы.

Применение в грузовых полиспастах канатов односторонней свивки как более гибких приводит к их закручиванию при большой длине хода крюковой обоймы без груза. Чтобы этого избежать применяют следующие решения: 1) утяжеляют крюковые подвески; 2) разносят по горизонтали блоки крюковой подвески на некоторое расстояние; 3) выполняют грузовой полиспаст с расходящимися кверху ветвями каната.

22

Крюковая подвеска в типичном для башенных кранов исполнении показана

	на рис. 28.
		Она состоит из двух листовых
	щек 1, соединенных между собой осями
	2 и	траверсой 3. На осях размещены
	блоки 4 грузоподъемного полиспаста, а
	в траверсе - грузовой крюк 5. Блоки
	установлены на осях на радиальных
	шарикоподшипниках, а крюк в траверсе
	- на	упорном шарикоподшипнике 6.
	Это обеспечивает		свободный поворот
	крюка относительно вертикальной оси,
	чтобы грузовой полиспаст не закручи-
	вался при строповке и наводке грузов
	при монтаже. Подшипники блоков и
	крюка защищены от грязи и влаги
	крышками и сальниками. Крюк не
	должен иметь осевого люфта про
	свободном его повороте вокруг этой
	оси. Такое состояние достигается за-
Рис. 28. Чертеж крюковой обоймы	винчиванием гайки 7 на хвостовике
для двукратного полиспаста.	крюка с обязательным ее стопорением
	шплинтом 8 или планкой.
	Блоки в крюковой обойме можно
	размещать и на		одной общей оси.

Крюковые обоймы с одной общей осью блоков полиспаста (рис. 29, а) применяют при высоте подъема грузов 20-30 м при кратности полиспастов 2-8. Подвеска с дополнительной обоймой (рис. 29, б) позволяет легко и быстро изменять кратность грузового полиспаста.

Рис. 29. Схемы крюковых обойм (а и б) и схема запасовки каната грузового полиспаста с изменяемой кратностью

23

Схема запасовки каната по рис. 29 в позволяет изменять кратность полиспаста с 4 на 2 и наоборот. Для этого при работе с легкими грузами серьгу 2 обоймы блока 3 отсоединяют от основной крюковой обоймы 1. Под действием силы тяжести крюковой подвески обойма блока 3 поднимается грузовым канатом вверх и удерживается прижатой к голове стрелы. Кратность полиспаста будет равна 2, так как сила тяжести груза распределяется на две ветви грузового каната. При работе с тяжелыми грузами крюковую обойму 1 опускают на землю и обойма 3 под собственным весом спускается вниз, где ее присоединяют к основной обойме серьгой 2. Сила тяжести груза будет распределяться на 4 ветви грузового каната.

Стреловой полиспаст на башенных кранах с наклоняемой стрелой может выполнять функции монтажного и маневрового полиспаста; на кранах с балочной стрелой – функции монтажного и установочного. На башенных кранах с поворотным оголовком стреловой полиспаст располагается непосредственно над стрелой (рис. 30).

Рис. 30. Схема стрелового полиспаста крана с неповоротной башней

Крепление полиспаста 1 к стреле осуществляется с помощью стрелового расчала 2, а к оголовку – с помощью анкерных тяг 3; стрелоподъемная лебедка 4 устанавливается на противовесной консоли.

		У кранов с поворотной башней
		стреловой полиспаст располагается верти-
		кально вдоль башни (рис. 31). Верхняя
		обойма 1 полиспаста воспринимает стрело-
		подъемное усилие стрелового расчала 2 че-
		рез уравнительный сектор 3. Нижняя не-
		подвижная обойма блоков 4 удерживается
		тягами 5 на поворотной платформе крана.
		Канат такого стрелового полиспаста исполь-
		зуется для разгрузки башни от изгиба. Для
		этого канат с нижней, неподвижной обоймы
		блоков 4 проводят через блоки 6 на распор-
		ной стойке так, что образуется дополни-
		тельный полиспаст, который создает изги-
		бающий башню момент противоположного
		знака изгибающему моменту от силы тяже-
		сти груза и стрелы. Один из концов каната,
		сходящих с блоков на распорной стойке,
		закрепляется на барабане 7 стрелоподъем-
	Рис. 31. Схема стрелового полиспаста	ной лебедки, другой – непосредственно на
		поворотной платформе 8, или на монтажном
	крана с поворотной башней
		барабане. При наращивании башни с мон-

24

тажного барабана сматывается необходимое количество каната, после чего барабан стопорится. Канатоемкость монтажного барабана должна быть такой, чтобы обеспечивалась возможность работы крана при минимальном и максимальном количестве секций башни.

4. Определение ориентировочной массы элементов башенного крана

Масса крана является одной из наиболее важных его технических характеристик, которая в первую очередь будет влиять на его стоимость. Предварительно массу заданного для проектирования крана можно определить несколькими способами. Самый простой – принять массу крана аналогичную существующему прототипу. За прототип берется известный кран, классификационные признаки которого совпадают с заданным для проектирования краном, а номинальная грузоподъемность, высота подъема груза и вылет стрелы приблизительно соответствуют заданию. В табл. 2 приведены основные технические параметры некоторых моделей башенных кранов, выпускаемых в России. В табл. П.1.3 приведены более подробные характеристики этих и других башенных кранов.

Таблица 2

Основные параметры некоторых моделей башенных кранов

Параметры		КБ-	КБ-	КБ-	КБ-	КБ-		КБ-	КБ-	КБ-	КБ-		КБГС-	БК-
		402Б	100.3А	403А	401Б	405.2А		576	504	674А.4	676.1		450	1000А
Грузовой
момент, т·м		50	100	120	125	162		200	250	320	400		450	1000
Вылет макс., м		25	25	30	25	25		40	40	50	35		40	45
Высота	шарнира
пяты стрелы, м		60	33	41	46	52		150	60	70	82		45	47
Грузоподъемность
макс., т		3	8	8	8	9		10	10	25	25		25	50
Масса	конструк-
тивная, т		48	34	50	48	66,4		130	108	126	135		256	222
Масса общая
(с балластом и		78	95	80	78	116			163	230	229		264	372
противовесом), т								130
	Другой способ – воспользоваться эмпирическими формулами.
	Например, для кранов с поворотной башней:
при маневровой стреле mкр = 0,26 Q L 3√( H / Q);														(1)
при балочной стреле mкр = 0,28 Q L 3√( H / Q).														(2)
	Для кранов с неповоротной башней:
при наклоняемой стреле mкр = 0,285 Q L 3√(H/Q);														(3)
при балочной стреле mкр = 0,3 QL					3√(H / Q).									(4)
	Здесь: mкр – масса крана, т; Q – номинальная грузоподъемность крана, т; Н - высота
наибольшая подъема груза максимальная, м; L – вылет груза, м; L = M / Q;													М – номи-
нальный грузовой момент, т·м. / 2 /
	Для определения конструктивной массы (массы без противовеса и балласта)													крана
можно воспользоваться показателем удельной массы
		mуд = mкр/(М Н), откуда mкр = mуд М Н.												(5)

Величина mуд принимается по табл. 3. в зависимости от заданного грузового момента.

25

Показатели удельной массы башенных кранов							Таблица 3
Грузовой момент, т·м	100	160	200	250	400	630		1000
Удельная масса, кг/(т · м²)	10	9	7	5,5	5	3,5		2,8

При других величинах грузового момента значения удельной массы крана можно определять интерполяцией.

Следует отметить, определяемые предварительно массы отдельных элементов крана при последующем проектировании могу быть уточнены, что в дальнейшем потребует корректировки общей массы крана.

Количество элементов на кране, массы которых необходимо определять, перечислено в табл. 4. Эти функционально законченные элементы могут существовать как унифицированные самостоятельные изделия, используемые при изготовлении других кранов с соответствующими классификационными признаками. Массы их mi при начальном проектировании принимают как часть конструктивной массы крана mi = ki · mко. Конструктивную массу крана можно принять

mко = 0,6 mкр , где mкр определяется по формулам (1) – (5).

Величина коэффициентов ki для ориентировочного определения масс элементов кранов различного исполнения приведена в табл. 4.

Таблица 4 Значения коэффициента ki для определения масс mi элементов башенных кранов

Наименование	Краны с поворотной			башней	Краны с неповоротной			башней
		Стрела		Номер		Стрела		Номер
элементов	накло-		балочная	поз.по	накло-		балочная	поз.по
крана	няемая			рис. 32	няемая			рис. 41
Ходовая тележка	0.075		0.075	1	0.085		0.085	1
Ходовая рама	0.22		0.22	2	0.32		0.32	2
ОПУ	0.03		0.03	3	0.025		0.025	5
Платформа	0.17		0.17	4	-		-	-
Контргруз*	0.6		0.6	5	0.01		0.015	8
Лебедка стреловая	0.045		0.04	6	0.045		0.04	9
Лебедка грузовая	0.04		0.04	7	0.04		0.04	10
Механизм поворота	0.015		0.015	8	0.01		0.01	11
Башня	0.24		0.24	9	0.2		0,2	4
Стрела	0.05		0.06	10	0.05		0.06	12
Оголовок	0.05		0.06	11	0.11		0.08	13
Распорка	0.01		0.01	12	-		-	-
Кабина	0.01		0.01	13	0.015		0.015	6
Полиспаст грузовой	0.02		0.01	14	0.025		0.02	14
Полиспаст стреловой	0.025		0.02	15	0.025		0.02	15
Портал	-		-	-	0.015		0.015	3
Противовесная кон-	-		-	-	0.025		0.025	7
соль
Балласт *	0,01		0.015	-	≈ 0,5		≈ 0.5	16

*Массы балласта и контргруза в конструктивную массу не входят.

26

Результаты определения масс элементов крана заносятся в соответствующий столбец табл. П.1 для кранов с поворотной башней и аналогичный столбец табл. П.2 - для кранов с неповоротной башней.

Вдальнейшем, по результатам расчета механизмов и уточнении геометрических параметров металлоконструкции крана, могут быть приняты унифицированные элементы, применяемые в серийно изготовляемых кранах. Массы унифицированных элементов достаточно точно известны (лебедки, ходовые тележки, механизмы поворота, погонная масса башни, стрелы и т. д.). По уточненным массам производится корректировка весовых показателей элементов и крана в целом при поверочном расчете устойчивости крана против опрокидывания.

5.Расчетная схема башенного крана

5.1. Разработка расчетной схемы крана с поворотной башней

Всоответствии заданными конструктивным исполнением и номинальными параметрами крана производится разработка его геометрической схемы в масштабе 1:50 или 1:100 на листе миллиметровой бумаги формата А1. Формат можно располагать как вертикально, так и горизонтально, чтобы максимально использовать площадь формата в соответствии с силуэтом крана. За основу расчетной геометрической схемы принимается схема на рис. 32, если задан башенный кран с поворотной башней, или схема на рис. 41, если задан кран с неповоротной башней. Рекомендуется следующий порядок построения расчетной геометрической схемы крана.

1. В левом нижнем углу формата на расстоянии 30 мм от границ чертежа отмечается начало координат (точка 0) и проводятся оси координат Х и Y. Сразу предполагается, что ось Х проходит по уровню головок рельсов, а ось Y по заднему габариту крана; ось Z перпендикулярна плоскости чертежа. Для единообразия обозначений принят следующий порядок: координаты точек содержат в обозначении символ, соответствующей оси (Хi, Yi,

Zi); размеры элементов вдоль оси Х обозначают длину l, вдоль оси Y –высоту h, вдоль оси Z – ширину b.

2. На расстоянии, равном lзг от оси Y, проводится вертикальная линия ОВ, являющаяся осью вращения поворотной части крана. Величину lзг можно вычислить по форму-

лам для крана с поворотной башней:
lзг = 3,24 + 2,3 · 10-4 МН0 – 3 · 10-9 (МН0)2;	(6)
для кранов с неповоротной башней линия ОВ является еще и осью башни:
lзг = 9,8 + 0,06М – 0,58 · 10-4 М²,	(7)

здесь М – грузовой момент, т·м; Н0 – высота шарнира крепления стрелы к башне, м. Величину заднего габарита для кранов с поворотной и неповоротной башнями мож-

но также определить по графикам на рис. 33, а и 33, б соответственно. Высоту Н0 рекомендуется вычислить по формуле

Н0 = 1,6 (L0 – 6);

(8)

L0 - наибольший вылет груза по заданию, м.

27

Рис. 32. Расчетная схема крана с поворотной башней

28

3. На оси Х симметрично относительно оси вращения ОВ отмечают две точки на расстоянии, равном половине базы Б крана. Эти точки определяют опорный контур крана. Чтобы устойчивость крана вдоль рельсового пути и поперек его была одинакова, колея крана К должна быть равна его базе Б. Размер К можно вычислить по эмпирической формуле

К = 3,7 + 2,9 lg (М Н0/1000), м.

(9)

Колею крана можно также определить по графику на рис. 34. Величину К округляют с точность до 0,5 м. На обозначенных точках оси Х строят симметрично обозначенным точкам прямоугольники. Высота этого прямоугольника от уровня головки рельса принимается равной высоте унифицированной двухколесной тележки hхт ≈ 1,1 м. В каждый прямоугольник симметрично обозначенным точкам вписывают столько окружностей, сколько предполагается колес в ходовой тележке по результатам анализа прототипа.

а

б

Рис. 33. Графики для определения заднего габарита Lзг кранов с поворотной башней (а), неповоротной башней (б).

Диаметр колес можно принять 500 мм с последующим уточнением после расчета механизма передвижения. Длина прямоугольника по оси Х равна длине двухколесной унифицированной ходовой тележки ≈ 1,4 м. Длина трехколесной тележки ≈ 2,2 м; четырехколесной ≈ 3,2 м. При общей массе крана до 110 т применяют двухколесные тележки; от 110 до 180 т – трехколесные; от 200 до 300 т – четырехколесные. В дальнейшем правомерность применения в тележках колес того или иного диаметра и их количества проверяется при расчете механизма передвижения крана.

4. На ходовые тележки симметрично оси вращения опирают фигуру в виде трапеции большим основанием вверх, обозначающую кольцевую ходовую раму с флюгерами. Чертеж металлоконструкции кольцевой ходовой рамы показан на рис. 35.

29

Рис. 34. График для выбора колеи К (базы) башенного крана.

Рис. 35. Чертеж кольцевой ходовой рамы с флюгером
Высоту ходовой рамы hхр можно ориентировочно определить по формулам
hхр = 58	+ 357 М/σ, см, при М < 200 тс·м	(10)
hхр = 70	+ (М + 400)·(119/σ – 0,02), см, при М ≥200 тс·м	(11)

В этих формулах σ – расчетное сопротивление стали, кгс/см² (табл. 5).

30