Описание устройства, принципа действия заданного крана

Курсовая работа

По дисциплине «Строительные машины»

 

Работу выполнила

Студентка группы 3-СЗПГСа-2

Смирнова Алеся Андреевна

№ Зачетной книжки 17100729

 

 

Санкт–Петербург

 

2019

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:

I. Задание на проектирование………………………………………………….....3

II. Описание устройства, принципа действия и технологии производства работ башенного крана с поворотной башней……………………………………….5

III. Построение грузовой характеристики стрелового крана…………………….9

IV. Выбор каната грузоподъемного механизма крана…………………………. 16

V. Выбор двигателя грузоподъемного механизма…………………………….. 17

VI. Описание техники безопасности при эксплуатации кранов………………..18

VII. Заключение…………………………………………………………………….21

VIII. Список литературы……………………………………………………………22

 

 

 

1.ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ.

Рассчитать основные характеристики башенного крана на рельсовом ходу с учетом обеспечения грузовой и собственной устойчивости, требуемой грузоподъемности и скорости подъема груза. По рассчитанным характеристикам подобрать составляющие элементы крана. Исходные данные для расчетов приведены в таблице 1.

 

Вариант 29

 

1. Расчетные массы конструкции крана:

1.1. Стрелы Gс=2.5т.

1.2. Башни Gб=9т.

1.3. Поворотной платформы Gпл=5т.

1.4. Противовеса Gпр=28т.

1.5. Неповоротной части крана Gн=23.5т.

 

2. Расстояние от плоскости, проходящей через ось вращения крана, параллельно ребру опрокидывания, до центра тяжести элементов конструкции крана:

2.1. Башни Lб=1,7м.

2.2. Поворотной платформы Lпл=2м.

2.3. Противовеса Lпр=3.5м.

2.4. Неповоротной части крана Lнч=0м.

 

3. Расстояние от оси вращения до корневого шарнира стрелы r=2.5м

 

4. Расстояние от плоскости опорного контура до корневого шарнира стрелы hr=24м

 

5. Расстояние от центров тяжести отдельных элементов крана до плоскости опорного контура, м:

5.1. Башни hб=12м.

5.2. Поворотной платформы hпл=1.3м.

5.3. Противовеса hпр=2.5м.

5.4. Неповоротной части крана hнч=0.6м.

 

6. Площадь наветренной поверхности элементов конструкции крана, м2:

6.1. Стрелы Fс=3м.

6.2. Башни Fб=13м.

6.3. Поворотной платформы Fпл=3.5м.

6.4. Противовеса Fп=4м.

6.5. Неповоротной части крана Fнч=4м.

6.6. Груза Fг=3м.

 

7. Длина стрелы Lстр=20м.

 

8. Высота подъема груза Hгр=39м.

 

 

9. Максимальная скорость подъема груза=0,46м/с

 

10. Кратность грузового полиспаста m=6шт.

 

11. Количество обводных блоков nбл=2шт.

 

12. Расстояние от оси вращения крана до ребра опрокидывания:

12.1. Вперед b=3м.

12.2. Назад b1=1.5м.

 

В расчетах принимаем, что:

1. центр тяжести стрелы приложен к ее середине.

2. центр тяжести неповоротной части крана лежит на оси вращения крана

3. диаметр барабана Dб тяговой лебедки принимать из условия Dб≥18dк, где dк

 – диаметр каната

ПОСТРОЕНИЕ ГРУЗОВОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ БАШЕННОГО КРАНА.

Схема нагрузок крана.

3.1 Определим сумму моментов опрокидывающих сил в рабочем положении при минимальном вылете стрелы (угол подъема стрелы к горизонту 60⁰)

, где

h_i - плечо ветровой нагрузки относительно опорного контура, м:

h_r =  * sin60 + h_r =20*sin60+24= 41,3

 = 0,5*  * sin60+ h_r  = 0,5*20* sin60+24=32,66 м

 = w*F_r = 250*3=750 Н, где

w- удельная ветровая нагрузка рабочего состояния, принимается равной w=250 Н/м²

 = w*F_c = 250*3=750 Н

 = w*F_б = 250*13=3250 Н

 = w*F_пр = 250*4=1000 Н

 = w*F_пл = 250*3,5=875 Н

= w*F_нч = 250*4=1000 Н

 2500*4,5+750*41,3+750*32,66+3250*2,5+875*1,6+1000*0,6=94,24 кН*м

3.2 Определим сумму моментов сил, удерживающих кран в рабочем положении

 кН

3.3Рассчитаем максимальную грузоподъёмность крана:

=1,4 при отсутствии уклона, пренебрегая силами инерции

 

 

3.4 Расчет грузоподъемности крана при углах подъема стрелы (45º; 30º; 10º)

3.4.1Рассчитаем грузоподъёмность крана при угле подъема стрелы 45º

 кН

Рассчитаем максимальную грузоподъёмность крана:

 = 1,4 при отсутствии уклона, пренебрегая силами инерции

3.4.2Рассчитаем грузоподъёмность крана при угле подъема стрелы 30º

 кН

Рассчитаем максимальную грузоподъёмность крана:

 = 1,4 при отсутствии уклона, пренебрегая силами инерции

3.4.3Рассчитаем грузоподъёмность крана при угле подъема стрелы 10º

 кН

Рассчитаем максимальную грузоподъёмность крана:

 = 1,4 при отсутствии уклона, пренебрегая силами инерции

Таблица данных расчёта
Угол наклона	Вылет стрелы, м	Грузоподъёмность
60	12,5	9,92
45	16,64	6,37
30	19,82	5,21
10	22,2	4,45

 

Определим значение коэффициента собственной устойчивости при минимальном вылете стрелы 60º. ураганого ветра создающего опрокидывающий момент примем равным W= 450 Н/м2.

Показателем устойчивости будет выполнение неравенства ≥ 1,4

 

 кН

 

Вывод: Кран является неустойчивым при действии ураганного ветра.

Нужно принять меры по усилению крана, а именно - увеличение веса

противовеса.

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В ходе расчета курсовой работы было изучено устройство башенного крана с поворотной платформой, описана конструкция рабочего оборудования и расположение основных узлов машины.

Из условия грузовой устойчивости крана получена максимальная грузоподъемность при вылете стрелы 12,5 м и угле наклона 60º

Gmax = 9,92 т.

Найден коэффициент собственной устойчивости крана при минимальном вылете стрелы k_cу = 0,23.Кран является неустойчивым при действии ураганного ветра.

        Выбран канат типа ЛК-Р 6х19 диаметром 14 мм с разрывным усилием 98,95 кН, Маркировочная группа 1568 (160) Н/мм², (кгс/мм²), расчетная площадь сечения всех проволок 71,4 мм².

Выбран двигатель грузоподъемного механизма типа МТН711-10   с номинальной мощностью на валу при тяжелом режиме работы ПВ = 40%, равной 100 кВт и скоростью вращения 534 об/мин.

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

 

1. С.А. Евтюков, С.В. Реин, К.В. Рулис, В.И. Алейник, А.В. Зазыкин, А.В. Чудаков. «Башенный кран» учебное пособие, СПб, 2016

2. С.А.Евтюков, А.В.Чудаков, Н.В.Чудакова, М.М.Шапунов. Курсовое и дипловное проектирование наземных транспортно-технологических машин. ООО «Издательский дом «Петрополис», 2016-310с.

3. С.В. Репин, С.С. Евтюков, А.В. Зазыкин. Надёжность и эффективность транспортно-технологических машин. Монография – СПб. ООО «Издательский дом «Петрополис». 2015 – 84 с.

4. С.А. Волков, С.А. Евтюков. Строительные машины. Учебник для строит. Вузов/Изд. Переработано и дополнено – СПб. ООО «Изд-во ДНК», 2012 – 597 с.

5. С.С. Добронравов, В.Г. Дронов, Строительные машины и основы автоматизации, М., Высшая школа, 2001 – 575 с.

6. ГОСТ 3241-91 «Канаты стальные. Технические условия». 1993

7. ГОСТ 7372-79 «Проволока стальная канатная. Технические требования». 2003

8. ГОСТ 25646-95 «Эксплуатация строительных машин. Общие требования». 2007

9. ГОСТ 12.0.004-90 «Организация обучения безопасности труда». 1991

10. СНиП 12-03-2001 «Безопасность труда в строительстве. Часть 1»

11. ГОСТ 1451-77 «Краны грузоподъемные. Нагрузка ветровая. Нормы и метод определения». 1983

12. ГОСТ 12.3.009-76* «ССБТ. Работы погрузо-разгрузочные. Общие требования безопасности». 1977

13. ГОСТ 19433-81 «Грузы опасные. Классификация и маркировка» 1988

 

Курсовая работа

По дисциплине «Строительные машины»

 

Работу выполнила

Студентка группы 3-СЗПГСа-2

Смирнова Алеся Андреевна

№ Зачетной книжки 17100729

 

 

Санкт–Петербург

 

2019

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:

I. Задание на проектирование………………………………………………….....3

II. Описание устройства, принципа действия и технологии производства работ башенного крана с поворотной башней……………………………………….5

III. Построение грузовой характеристики стрелового крана…………………….9

IV. Выбор каната грузоподъемного механизма крана…………………………. 16

V. Выбор двигателя грузоподъемного механизма…………………………….. 17

VI. Описание техники безопасности при эксплуатации кранов………………..18

VII. Заключение…………………………………………………………………….21

VIII. Список литературы……………………………………………………………22

 

 

 

1.ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ.

Рассчитать основные характеристики башенного крана на рельсовом ходу с учетом обеспечения грузовой и собственной устойчивости, требуемой грузоподъемности и скорости подъема груза. По рассчитанным характеристикам подобрать составляющие элементы крана. Исходные данные для расчетов приведены в таблице 1.

 

Вариант 29

 

1. Расчетные массы конструкции крана:

1.1. Стрелы Gс=2.5т.

1.2. Башни Gб=9т.

1.3. Поворотной платформы Gпл=5т.

1.4. Противовеса Gпр=28т.

1.5. Неповоротной части крана Gн=23.5т.

 

2. Расстояние от плоскости, проходящей через ось вращения крана, параллельно ребру опрокидывания, до центра тяжести элементов конструкции крана:

2.1. Башни Lб=1,7м.

2.2. Поворотной платформы Lпл=2м.

2.3. Противовеса Lпр=3.5м.

2.4. Неповоротной части крана Lнч=0м.

 

3. Расстояние от оси вращения до корневого шарнира стрелы r=2.5м

 

4. Расстояние от плоскости опорного контура до корневого шарнира стрелы hr=24м

 

5. Расстояние от центров тяжести отдельных элементов крана до плоскости опорного контура, м:

5.1. Башни hб=12м.

5.2. Поворотной платформы hпл=1.3м.

5.3. Противовеса hпр=2.5м.

5.4. Неповоротной части крана hнч=0.6м.

 

6. Площадь наветренной поверхности элементов конструкции крана, м2:

6.1. Стрелы Fс=3м.

6.2. Башни Fб=13м.

6.3. Поворотной платформы Fпл=3.5м.

6.4. Противовеса Fп=4м.

6.5. Неповоротной части крана Fнч=4м.

6.6. Груза Fг=3м.

 

7. Длина стрелы Lстр=20м.

 

8. Высота подъема груза Hгр=39м.

 

 

9. Максимальная скорость подъема груза=0,46м/с

 

10. Кратность грузового полиспаста m=6шт.

 

11. Количество обводных блоков nбл=2шт.

 

12. Расстояние от оси вращения крана до ребра опрокидывания:

12.1. Вперед b=3м.

12.2. Назад b1=1.5м.

 

В расчетах принимаем, что:

1. центр тяжести стрелы приложен к ее середине.

2. центр тяжести неповоротной части крана лежит на оси вращения крана

3. диаметр барабана Dб тяговой лебедки принимать из условия Dб≥18dк, где dк

 – диаметр каната

ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА, ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ ЗАДАННОГО КРАНА

 И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ.

Башенный кран — это грузоподъемная машина со стрелой, закрепленной в верхней части вертикальной башни и выполняющая работу по перемещению и монтажу конструкций за счет сочетания рабочих движений: подъема и опускания груза, изменения вылета, передвижения самого крана по рельсам и поворота стрелы с грузом. Большая обслуживаемая рабочая зона, определяемая длиной подкрановых рельсовых путей и двойным вылетом груза, в сочетании с большим подстреловым пространством обусловили широкое использование башенных кранов как основной грузоподъемной машины для выполнения строительно-монтажных работ в гражданском, промышленном и энергетическом строительстве.

Типы и параметры башенных кранов определяются их технологическим назначением.

Параметры башенных кранов регламентируются ГОСТами. Главным параметром башенного крана является грузоподъемность, т.е. наибольшая масса груза на соответствующем вылете. Поскольку грузоподъемность стреловых кранов переменна, ее характеризуют грузовым моментом. К основным параметрам относятся минимальный и максимальный вылеты, высота подъема и глубина опускания крюка, скорости рабочих движений, габариты, масса крана, показатели мощности и опорные нагрузки. Каждая базовая модель крана или ее исполнение снабжается грузовысотной характеристикой, представляющей зависимость грузоподъемности от высоты подъема и вылета, используемой при выборе крана или его оборудования при эксплуатации.

Базовые модели башенных кранов обозначаются буквами КБ (кран башенный) и цифрами.

Первая цифра указывает размерную группу по грузовому моменту, две вторые — порядковый номер базовой модели, имеющей поворотную или неповоротную башню, четвертая — номер исполнения, отличающийся от базовой модели, например, длиной стрелы, высотой подъема, величиной максимальной грузоподъемности. После цифр может указываться обозначение очередной модернизации (А, Б, В) и климатическое исполнение для холодного, тропического и тропического влажного климата (ХЛ, Т, ТВ). Башенные краны с поворотной башней. Башня крана крепится к поворотной платформе, которая через опорно-поворотное устройство опирается на ходовую часть. На поворотной платформе размещаются: противовес, грузовая, стреловая лебедки и механизм вращения поворотной платформы. Стрела крепится шарнирно к башне и удерживается канатными тягами, которые через направляющие блоки соединены с подвижной обоймой стрелового полиспаста.

Подъем и опускание груза выполняются грузовым полиспастом с помощью грузовой лебедки и крюковой подвески. Управление краном ведется из кабины. В башенных кранах для механизма подъема груза в зависимости от грузоподъемности применяют одиночные и сдвоенные полиспасты двух, трех, четырех и большей кратности.

Крюковые подвески состоят из грузового крюка, траверсы, двух боковых щек, осей с установленными на них блоками. Грузовой крюк крепится в траверсе на упорном подшипнике, благодаря чему он может свободно поворачиваться и предохранять грузовой канат от закручивания. Число блоков в подвеске определяется кратностью полиспаста, а также необходимостью изменения ее для повышения грузоподъемности крана без увеличения мощности грузовой лебедки.

В некоторых конструкциях кранов с большой высотой подъема груза применяют подвески с разнесенными блоками для предотвращения каната от закручивания. Изменение вылета груза осуществляется наклоном стрелы или перемещением каретки с грузом вдоль горизонтальной стрелы. При оборудовании крана горизонтальной балочной стрелой грузовая каретка перемещается вдоль стрелы с помощью тяговой электрореверсивной лебедки 14, расположенной на стреле или на поворотной платформе. Тяговый канат навивается на барабан лебедки, а два свободных его конца огибают направляющие блоки и крепятся с разных сторон к каретке.

На каретке размещены блоки грузового каната. При перемещении каретки блоки обкатываются по грузовому канату и груз, не изменяя положения по высоте, перемещается вдоль стрелы. При необходимости изменения вылета груза наклоном стрелы грузовая каретка фиксируется на стреле. Высота подъема груза при горизонтальной стреле ниже, чем при наклонной.

Однако горизонтальное перемещение груза вдоль стрелы требует меньшей энергии, чем перемещение этого груза подъемом всей стрелы и одновременно упрощает операции по наводке монтажного элемента на место монтажа. У кранов с наклонной стрелой при изменении вылета груз одновременно изменяет свое положение и по высоте. Для устранения этого недостатка необходимо обеспечить горизонтальное перемещение груза при изменении вылета стрелы.

При канатоведении грузового каната при 4 и 2-х кратном полиспасте один конец грузового каната закреплен на грузовом барабане, а второй на стреловом барабане меньшего диаметра в обратном по отношению к стреловому направлении. При изменении вылета крюка грузовой канат будет сматываться (или наматываться) со стрелового барабана при неизменном по высоте положении крюка. Балочная стрела с грузовой - кареткой может быть установлена и в наклонном с переломом в 30° положении. При этом грузовая каретка может перемещаться по наклонной стреле при сохранении горизонтального хода груза и увеличенной высоте его подъема. Однакоизготовление кранов с нижним расположением опорно-поворотного устройства, у которых вращается весь кран, кроме его ходовой части, при большой грузоподъемности с большой высотой подъема груза приводит к значительному увеличению всей массы крана. Поэтому башенные краны с большой грузоподъемностью изготовляются с неповоротной башней и вращающейся только верхней частью крана.

Технология производства работ: первоначально кран перевозится на место строительства: тяжелые краны - большими узлами, а многие современные модели - целиком на подкатныхпневмоосях.

Далее производится монтаж БК различными способами: подъем башни с помощью стрелы крана или специальной мачты, подъемом башни с последующей установкой стрелы и посекционным наращиванием высоты башни. Затем начинается работа крана по перемещению и подъему необходимых элементов при помощи управления из кабины.