- •Грузоподъемные машины
- •190109 «Наземные транспортно-технологические средства»,
- •190100 «Наземные транспортно-технологические комплексы» и
- •190600 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» Воронеж 2012
- •Рецензенты:
- •1. Техническое оснащение лаборатории
- •1.1. Общая характеристика лаборатории гпм
- •1.2. Состав лаборатории гпм
- •1.3. Конструкция учебных лабораторных стендов
- •1.4. Конструкция учебно-исследовательских стендов
- •2. Приборы и инструменты
- •3. Теоретические сведения о грузоподъемных машинах
- •3.1. Общие сведения о грузоподъемных машинах
- •3.2. Классификация грузоподъемных машин
- •3.3. Параметры грузоподъемных кранов
- •3.4. Режимы работы грузоподъемных кранов
- •3.5. Параметры подъемников
- •3.6. Устойчивость грузоподъемных машин от опрокидывания
- •3.7. Организация надзора за безопасной эксплуатацией грузоподъемных машин
- •3.8. Теоретические сведения о деталях и элементах грузоподъемных машин
- •3.9. Теоретические сведения о механизмах грузоподъемных кранов
- •3.10. Теоретические сведения о механизмах подъемников
- •Организация проведения лабораторных работ
- •4.2. Методические указания по выполнению лабораторных работ Лабораторная работа № 1 Идентификация образцов грузоподъемных канатов
- •Лабораторная работа № 2 Крюковые и грейферные захваты
- •Лабораторная работа № 3 Клещевые и эксцентриковые захваты
- •Колодочные тормоза
- •Лабораторная работа № 5 Ленточные тормоза
- •Лабораторная работа № 7 Грузовысотная характеристика и опорные реакции стрелового крана
- •Лабораторная работа № 8 Механизм подъема груза
- •Лабораторная работа № 9 Механизм передвижения крана по рельсовым путям
- •Лабораторная работа № 10 Механизм поворота
- •Лабораторная работа № 11 Электрическая таль
- •Лабораторная работа № 12 Кран кабельный
- •Лабораторная работа № 13 Кран мостовой (кран-балка)
- •Лабораторная работа № 14 Подъемник телескопический
- •Лабораторная работа № 15 Подъемник шарнирно-рычажный
- •Лабораторная работа № 16 Подъемник коленчато-рычажный
- •Лабораторная работа № 17
- •Лабораторная работа № 18 Кран башенный
- •4.3. Учебно-исследовательские работы
- •Лабораторная работа № 21 Определение нагрузок при пуске грузоподъемной лебедки
- •Лабораторная работа № 22 Определение коэффициентов аэродинамической силы воздушного потока
- •4.4. Циклы лабораторных работ по направлениям подготовки
3.3. Параметры грузоподъемных кранов
Грузоподъемность Q является главной характеристикой любой грузоподъемной машины. Номинальная грузоподъемность Qн соответствует максимальной грузоподъемности и должна обеспечиваться прочностью проектируемого крана мостового типа и прочностью и устойчивостью кранов стрелового типа. При проектировании крана его грузоподъемность назначается по ГОСТ 1575 – 91, который устанавливает грузоподъемность в тоннах в соответствии с рядом предпочтительных чисел. Базовый ряд устанавливает следующие грузоподъемности кранов: 1,00; 1,25; 1,60; 2,00; 2,50; 3,20; 4,00; 5,00; 6,30; 8,00. Продолжение ряда грузоподъемности получают умножением базового ряда на 10, на 100 или на 1000.
Высота подъема груза H устанавливает расстояние в метрах по вертикали от уровня стояночной площадки крана до грузозахватного органа.
Вылет L для стреловых кранов устанавливает в метрах расстояние по горизонтали от оси вращения крана до вертикали, проходящей через ось головных блоков на стреле.
Г рузовысотная характеристика графически отражает зависимость грузоподъемности (грузовая характеристика) и высоты подъема груза (высотная характеристика) от вылета. На рис. 54 показана грузовысотная характеристика пневмоколесного с 15-метровой стрелой: грузовая характеристика - кривая 1, высотная характеристика - кривая 2.
Грузовая характеристика крана может быть откорректирована соответствующей настройкой ограничителя грузоподъемности крана. Грузовой момент Мгр определяет предельную величину произведения величины поднимаемого груза и вылета:
Мгр = Q×L.
В
Рис. 55.
Грузовысотная
характеристика пневмоколесного крана
Стреловые краны, передвигающиеся по рельсовому пути, характеризуются колеёй К и базой Б ходовой тележки. Полноповоротные краны должны иметь одинаковый запас устойчивости вдоль и поперек рельсового пути. У башенных кранов обычно К = Б и может составлять в зависимости от грузового момент 4,5; 5; 6; 6,5; 7,5; 10 м.
Пролет Lм для кранов мостового типа устанавливает в метрах расстояние по горизонтали по осям рельсовых нитей кранового пути. Пролеты мостовых кранов по ГОСТ 534-78 увязаны с грузоподъемностью и пролетами промышленных зданий, в которых предполагается установка мостовых кранов. Пролеты принимают из ряда: 4,5; 7,5; 10; 13; 16; 18; 19; 22; 24; 27; 28; 31; 32; 34 м.
Скорость рабочих движений крана при проектировании устанавливают в зависимости от назначения механизма и назначения крана в целом.
Скорость подъема (опускания) груза Vгр может быть большой у кранов, работающих на перегрузочных работах (120 м/мин), у кранов для монтажных работ она может составлять 0,2 м/мин. Краны, предназначенные для строительно-монтажных работ, имеют многоскоростной привод механизма подъема груза, обеспечивающий высокие скорости на перегрузочных работах и низкие (посадочные) скорости при монтаже строительных конструкций.
Скорость передвижения крана Vкр назначают в зависимости от конструкции крана, его назначения и протяженности пути перемещения. Скорость передвижения мостовых кранов общего назначения составляет 30 ÷ 75 м/мин. Башенные краны в зависимости от грузоподъемности и высоты крана имеют скорость передвижения 10 ÷ 30 м/мин.
Частота вращения nкр поворотных кранов в зависимости от грузоподъемности и вылета груза составляет у башенных кранов 0,2 ÷ 1 об/мин, у стреловых самоходных - от 0,05 до 2,5 об/мин.
Скорость изменения вылета Vв у стреловых самоходных кранов с гибкой подвеской стрелы составляет 12 -15 м/мин, скорость телескопирования стрелы у кранов с гидроприводом 3 – 20 м/мин.
Башенные краны с балочной стрелой имеют скорость изменения вылета (передвижения грузовой тележки) 10 ÷ 30 м/мин. Краны с наклоняемой стрелой имеют время полного изменения вылета tв= 0,7 ÷1,5 мин. Средняя скорость изменения вылета будет
Vв = (Lмакс – Lмин)/ tв.
Производительность П крана зависит не только от номинальных технических параметров крана (техническая производительность П т), но и от реальных и организационных условий эксплуатации (эксплуатационная производительность Пэ). Производительность крана при работе с максимальными грузами
Пт = Q·z, т/ч,
где z = 3600/Тц – число циклов в час при продолжительности цикла Тц , с.
Цикл в работе грузоподъемного крана (рис. 56) состоит из суммы затрат времени на строповку груза tc, подъем груза на высоту hp, обеспечивающую дальнейшее безопасное перемещение к месту установки, перемещение груза на расстояние lтр, опускание и установку груза на место, освобождение груза от строп to, подъем – перемещение – опускание крюка без груза на место строповки очередного груза. Если паспортом крана предусмотрено совмещение операций, то время цикла может быть сокращено. В расчетах сокращение времени цикла при совмещении операций учитывается коэффициентом ε. Для стреловых кранов при производстве монтажных работ ε = 1, на перегрузочных работах ε ≈ 0,75. Принимая приблизительно равными скорости подъема и опускания крюка с грузом и без груза, добавляя 3…4 с на период пуска и торможения механизма, время цикла составит
Тц ≈ ε [tс +4(3 +hp / Vгр ) + 2( 3 +lтр/Vкр ) +tо).
3
Q
2 7 4
8 6
1 5
Рис. 56. Схема цикла перемещения груза и его составляющие:
1 – строповка груза; 2 – подъем на безопасную для перемещения высоту;
3 - перемещение груза к месту установки; 4 – опускание груза;
5 – освобождение от строп; 6,7,8 – соответственно подъем крюка,
перемещение крана, опускание крюка за новым грузом
У стреловых кранов для перемещения груза на расстояние транспортирования lтр могут быть задействованы несколько механизмов (у башенного крана – механизм передвижения крана, механизм поворота крана, механизм изменения вылета). В этом случае
Тц ≈ ε {tс +4(3+hp / Vгр )+2[(3+lтр/Vкр )+(3+α°/60n )+(3+lв /Vв ) ] +tо},
где α° – угол поворота стрелы крана в горизонтальной плоскости;
lв – горизонтальное перемещение груза в плоскости стрела – башня.
В реальных условиях эксплуатации краны работают с различными по массе грузами. При расчете эксплуатационной производительности это учитывается коэффициентом использования крана по грузоподъемности:
кгр = Qср / Qн ,
где Qср – среднее значение массы поднимаемого груза за учитываемый период (час, смену, сутки, год).
Простои крана учитываются коэффициентом использования крана по времени кв. На величину этого коэффициента влияет период, в течение которого определяется производительность (час, сутки, год). На эксплуатационную производительность крана влияет также время года и особенно организационные мероприятия по перемещению грузов.
Коэффициент использования в течение часа квч = tраб /60;
tраб – время работы крана в течение часа, мин.
Коэффициент использования в течение суток квс = tраб / 24;
tраб – время работы крана в течение суток, час.
Коэффициент использования в течение года квг = nраб /365;
nраб – число рабочих дней крана в течение года.
Годовая эксплуатационная производительность
Пэ = Пт кгр квч квс квг.
Удельные показатели служат оценочными и сравнительными характеристиками качества изготовления, рациональности и технологичности конструкции крана.
Конструктивная масса крана mк (без балласта и противовеса) является исходной характеристикой, так как количество затраченного металла на изготовление крана в первую очередь определяет его рыночную цену Цр. Для объективной оценки технологичности изготовления грузоподъемной машины служит удельная стоимость крана:
Суд = Цр /mк.
Конструктивные качества крана оцениваются удельной массой mуд и удельной энергоемкостью Еуд.
mуд = mк / Мгр; Еуд = ∑N / Мгр .
Здесь ∑N – суммарная мощность установленных на кране двигателей.