Выбор нужного автокрана для выполнения работ по монтажу конструкций, на стадии составления проекта организации строительства, во многом определяет дальнейшую последовательную цепочку выполнения работ.

Если известно, что существующие габариты сооружения не позволяют использовать грузоподъемные механизмы, имеющиеся в наличии или которые возможно арендовать в регионе за умеренную цену – то меняется технология выполнения работ.

В любом случае у человека, который занимается решением подобной задачи – имеется в виды выбор грузоподъемного механизма – под рукой должна быть необходимая информация:

Грузовые характеристики кранов;
- габариты здания – длина, высота, ширина;
- возможность расчленения здания на отдельные захватки.

Исходя из имеющейся информации принимается решение о применения типа грузоподъемного механизма – это может быть:

Козловой или портальный краны;
- башенные краны;
- самоходные краны на колесном или гусеничном ходу;
- автомобильные краны.

Кроме типа крана учитывается так же возможность использования кранов с различными видами стрелы (имеются в виду самоходные и автомобильные краны) – такими как:

Простая решетчатая стрела;
-простая решетчатая стрела со вставками;
- простая решетчатая стрела с «гуськом»;
- телескопические стрелы.

Зачастую, когда возникает необходимость выполнения монтажа в зданиях имеющих значительные габариты в плане и не большую высоту – используются автокраны и самоходные краны – монтаж выполняется изнутри здания – «на себя». Т.е. самоходный кран находится внутри здания – монтирует конструкции вокруг себя и постепенно на выходе за пределы здания, закрывает захватку монтируя плиты перекрытия и стеновые ограждения – закрывая тем самым монтажный проем.

Для протяженных и высоких зданий удобней использовать башенный кран.

Для подземных сооружений небольшой ширины лучше подойдут козловые или портальные краны.

На сегодняшний день в связи с появлением большого количества высоко производительных автокранов, большой грузоподъемности и с большими вылетами стрел - выбор этого типа кранов стал более актуальным связи с их меньшей стоимостью. Виды задач, которые успешно решаются с помощью автокранов действительно многогранный: автокраны используются для строительно-монтажных, погрузочно-разгрузочных работ и т.д. Именно поэтому, правильный выбор при выполнении работ – задача первоочередной важности.

Итак определяемся, в нашем выборе самоходного крана(в том числе и автомобильного):

Грузоподъемности крана – определяем по весу и габариту самой тяжелой конструкции здания – при минимальном и максимальном вылете стрелы;
Длина стрелы крана - вылет стрелы – вид стрелы – сможет ли автокран поднять груз;
Безопасны ли конструктивные характеристики автокрана – для обеспечения необходимых условий безопасности;
Базовые габариты крана - сможет ли сама машина и ее рабочие органы свободно перемещаться в пределах рабочей зоны и главное безопасно;

Ну и для полноты картины необходимо иметь план и разрезы здания, а так же план строительной площадки в составе рабочего проекта.

По своим характеристикам автокраны могут иметь различные габариты, грузоподъемность (6 – 160 тн) и длину стрелы.

Стрела – важнейшая часть автокрана. Длина, вылет стрелы, возможности конструкции автокрана определяют возможность работы на разной высоте, с разными конструкциями. Вылет стрелы рассчитывается как расстояние от оси поворотной платформы до центра зева крюка. То есть, это проекция длины стрелы крана на горизонтальную ось. Это может быть расстояние от 4 до 48 метров. Конструкция стрелы состоит из нескольких секций, что позволяет работать на разных высотах. На сегодняшний день спросом пользуются телескопические стрелы на основе трех секций – они достаточно компактны, но при этом обеспечивают подъем груза на большую высоту. «Гусек» в настоящее время применяется достаточно редко.

Итак первым делом определяем места возможных стоянок автокрана – наносим точки стоянок на план(чертеж) строительной площадки, возле места предполагаемого монтажа;
Проводим концентрические окружности от центра поворотной платформы на том же плане стройплощадки – меньшую (это минимальный вылет стрелы) и большую (это максимальный вылет стрелы) и смотрим что у нас попадает в «опасную зону». «Опасная зона» это площадка между большей и меньшей окружностью;
Обращаем внимание на наличие в опасной зоне частей зданий и сооружений, линий электропередач, открытых рвов и котлованов;
Учитываем возможность подачи в зону монтажа технологического транспорта – панелевозы и т.д.

Рисунок 1.

Берем графическую информацию по грузовой характеристике крана и разрез здания. На разрезе здания отмечаем точку возможной стоянки крана и высоту поворотной платформы. От полученной точки в масштабе линейкой откладываем максимальную длину стрелы, которая обеспечит необходимую нам грузоподъемность. Грузоподъемность 75 тонного автокрана при максимальном вылете стрелы может составлять всего 0,5 тн. Не забываем учесть так же безопасную длину стропов (не более 90 градусов между стропами) и безопасное расстояние от стрелы до выступающих конструкций здания не менее 1 м.

Рисунок 2.

Если мы получаем требуемые параметры, то есть мы можем смонтировать нужную конструкцию в нужном месте - то на этом и останавливаемся. Если эксперимент не удался – меняем места стоянки. Если и это не помогло – тогда меняем кран. Чудес не бывает – задача однозначно имеет решения.

Как вариант подбора (если у вас грузовая характеристика в масштабе) – вырезаете (в этом же масштабе) – квадратик бумаги по размеру разреза здания и начинаете двигать его по диаграмме грузовой характеристики, добиваясь оптимального соответствия.

Существует несколько модификаций кранового оборудования, каждая из которых используется для различных целей. Подбор крана по грузоподъемности и вылету стрелы необходимо проводить в соответствии с поставленной задачей.

Как подобрать кран

Выбор монтажного крана по техническим параметрам предполагает учет:

• грузоподъемности;
• вылета стрелы.

Также агрегат выбирают в зависимости от типа предполагаемых монтажных операций.

По грузоподъемности

Выбор крана по техническим параметрам грузоподъемности предполагает учет полной массы транспортируемого груза.

Если вес поднимаемого груза не более 5000 кг, то подойдут мостовые краны. Такое оборудование предназначено для работы в условиях интенсивной эксплуатации крановых установок. Техника оснащена дополнительной тормозной системой, ограничительными устройствами и частотными преобразованиями. Среди преимуществ можно выделить:

• высокий уровень безопасности;
• простоту монтажа;
• доступную ремонтную базу;
• небольшой расход электроэнергии.

Автовышка с максимальной грузоподъемностью в 25 000 кг используется для обслуживания жилищно-коммунального хозяйства, в сфере малоэтажного строительства.

Такие установки базируются на шасси полноприводных грузовиков, что позволяет увеличить их технические показатели. Такие модели крановых установок отличаются высоким уровнем надежности, большим спектром выполняемых задач и комфортабельной кабиной машиниста. Управление краном осуществляется дистанционно.

В условиях бездорожья, заснеженности и для поднятия тяжелых грузов используется техника, которая способна транспортировать груз массой до 5000 кг. Она оборудована мощным дизельным двигателем и противовесами, масса которых составляет 3000 кг.

По вылету стрелы

И другие крановые установки также выбирают по таким характеристикам, как: высота подъема крюка и вылет стрелового оборудования.

Если длина самой стрелы составляет 9700 мм, а вылет — 3400 мм, то такая строительная техника способна транспортировать груз массой не более 25 000 кг. Такой агрегат подойдет для выполнения монтажных работ и обслуживания зданий. На оборудовании установлен дизельный двигатель, мощность которого не превышает 240 л. с. Здесь есть дополнительная тормозная система и межосевой колесный блокиратор с гидравлическим усилителем руля.

Если максимальная длина стрелы составляет 21700 мм, а ее вылет — 6000 мм, то такое оборудование можно использовать при транспортировке тяжелых грузов на высоту до 28 000 мм. На кране установлен дизельный силовой агрегат мощностью 300 л.с. и гидравлический усилитель рулевого механизма. Управление крановой установкой осуществляется дистанционно при помощи специальных рукояток, которые расположены в кабине водителя. Такой кран рекомендуется выбирать во время строительства многоэтажных зданий.

Для строительства промышленных объектов используются краны с длиной стрелового оборудования до 100000 мм. Они способны поднимать тяжелые грузы и устанавливать специализированное оборудование, например, на атомных станциях, на нефтеперерабатывающих предприятиях и т.д.

По виду работ

Многих людей интересует вопрос о том, как подобрать кран для строительства, погрузочно-разгрузочных работ, для возведения различных сооружений и т.д.

В зависимости от вида работ выделяют следующие типы кранов:

1. На автомобильном шасси. Такое оборудование рекомендуется использовать для выполнения небольшого объема работ. Кран отличается высоким уровнем мобильности и проходимости.
2. На гусеничном шасси. Технику используют на больших строительных площадках. На этом кране нельзя передвигаться по городским дорогам, поэтому его нужно транспортировать до места проведения работ.
3. На пневматическом шасси. Такая техника способна развивать скорость до 20 км/ч, используется при выполнении строительно-монтажных работ на удаленных от города объектах.

Мостовой — подходит для выполнения погрузочно-разгрузочных работ и технологических операций в цехах на промышленном предприятии.

Подбор крана производится по трем основным параметрам:

Грузоподъемность;

Вылет крюка;

Высота подъема, а в отдельных случаях и по глубина опускания крюка.

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.

Грузоподъемность крана – груз полезной массы, поднимаемый краном и подвешенный при помощи съемных грузозахватных приспособлений или непосредственно к несъемным грузозахватным приспособлениям. У некоторых импортных кранов в массу поднимаемого груза включается также масса крюковой обоймы, на что необходимо обращать внимание при подборе крана.

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.

Q – грузоподъемность крана;

P гр – масса поднимаемого груза;

P гр.пр. – масса грузозахватного приспособления;

P н.м.пр. – масса навесных монтажных приспособлений;

P к.у. – масса конструкций усиления жесткости поднимаемого элемента и тары.

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.

При подборе кранов с переменным вылетом необходимо обращать особое внимание на то, что грузоподъемность этих кранов зависит от вылета.

Необходимый рабочий вылет R р определяется расстоянием по горизонтали от оси вращения поворотной части крана до вертикальной оси грузозахватного органа.

Расчет рабочего вылета крана ведется по следующим вариантам:

При привязке кранов с поворотной башней

R р – необходимый рабочий вылет;

b – расстояние от ближайшей к крану оси здания до самой дальней от крана точки по направлению перпендикулярно оси перемещения крана;

S – расстояние от оси вращения крана до ближайшей оси здания;

a – расстояние от оси здания до его наружной грани (выступающей части);

n – габарит приближения;

R п – наибольший радиус поворотной части крана со стороны, противоположной стреле.

Рисунок 8.1 – Привязка монтажного механизма. Привязка стрелового крана к зданию

На рисунке 8.1, 8.2 представлена привязка монтажного механизма

Рисунок 8.2 – Привязка монтажного механизма. Привязка башенного крана к зданию

Расстояния a и b определяются по рабочим чертежам здания.

Габарит приближения принимается как расстояние между выступающими частями передвигающегося по наземным рельсовым путям крана (его поворотной или другой наиболее выступающей частью) и внешним ближайшим контуром здания (включая его выступающие части - козырьки, карнизы, пилястры, балконы и т.п.), временными строительными приспособлениями, находящимися на здании или у здания (строительные леса, выносные площадки, защитные козырьки и т.п.), а также строениями, штабелями грузов и другими предметами, должно составлять согласно ст.2.18.6 ПБ 10-382-00 от уровня земли или рабочих площадок на высоте до 2000 мм не менее 700 мм, а на высоте более 2000 мм - не менее 400 мм. Для кранов с поворотной башней и числом секций в башне более двух это расстояние принимается не менее 800 мм по всей высоте ввиду возможного отклонения башни от вертикали.

Расстояние между поворотной частью стреловых самоходных кранов, при любых их положениях, и строениями, штабелями грузов, строительными лесами и другими предметами (оборудованием) должно быть не менее 1000 мм.

Наибольший радиус поворотной части крана со стороны, противоположной стреле принимается по паспорту крана.

При установке крана вблизи неукрепленных откосов котлованов, траншей или других выемок

Для башенных кранов

S=r+C+0,5d+0.5K

r – расстояние от оси здания до основания откоса котлована;

C – расстояние от основания откоса котлована (выемки) до края балластной призмы;

d – ширина основания балластной призмы

К – колея пути крана. (рисунок 8.3)

Рисунок 8.3 – Габариты приближения

d=Sоп.э.+2δ+3hб

S оп.э. – размер опорного элемента поперек рельсовой нити, мм;

δ – боковое плечо балластного слоя (δ≥200 мм);

3h б – размер двух проекций откосов балластного слоя толщиной h б, мм.

В качестве опорных элементов следует применять:

При нагрузке от колеса на рельс до 250 кН включительно – полушпалы или железобетонные плиты;

При нагрузке от колеса на рельс свыше 250 кН - железобетонные балки.

Общие виды и габариты опорных элементов приведены в Г.3 приложения Г СП 12-103-2002 «Пути наземные рельсовые крановые. Проектирование, устройство и эксплуатация».

Откосы боковых сторон балластного слоя должны быть выполнены с уклоном 1:1,5, следовательно размер двух проекций откосов балластного слоя толщиной h б составляет 3h б.

Толщина балластного слоя определяется проектом на основании расчетов и зависит от нагрузки на колесо крана, вида грунтового основания, материала балласта и конструкции подрельсовых опорных элементов.

Ориентировочная толщина балласта приведена в таблице 8.1

Таблица 8.1 - Ориентировочная толщина балласта

Для стреловых кранов

r – расстояние от оси здания до основания откоса котлована (выемки);

С – расстояние от основания откоса котлована (выемки) до ближайшей опоры грузоподъемной машины, определяемое по таблице 8.2;

Таблица 8.2 - Минимальные расстояния по горизонтали от основания откоса выемки до ближайших опор машины (СНиП 12-03-2001 п.7.2.4) (C)

Для определения характеристики грунта при установке грузоподъемной машины у котлована (выемки) необходимо руководствоваться инженерно-геологическим заключением о грунтах, при этом при наличии в откосе разнородных грунтов определение приближения грузоподъемной машины производится по одному виду грунта с наихудшими показателями (по наиболее слабому грунту) (рисунок 8.4, 8.5).

Рисунок 8.4 - Установка рельсового крана у откоса котлована

Рисунок 8.5 - Установка стреловых кранов у откосов выемок

при установке крана у зданий, имеющих подвалы или другие подземные пустотные сооружения

При установке грузоподъемных машин у зданий (сооружений), имеющих подвалы или другие подземные пустотные сооружения, проектные институты (авторы проекта) должны рассчитывать несущую способность стен указанных сооружений на крановые нагрузки.

Допускается не выполнять проверочные расчеты, подтверждающие устойчивость стен подвалов, фундаментов и других конструкций в случае если расстояние от ближайшей опоры грузоподъемной машины или нижнего края балластной призмы рельсового пути до наружной грани стены подвала соответствует требованиям табл. 8.3 и рисунку 8.6. При этом:

Для башенных кранов

Для стреловых кранов

r – расстояние от оси здания до наружной грани ближайшей к крану стены подвала;

C – расстояние от наружной грани ближайшей к крану стены подвала до ближайшей опоры грузоподъемной машины;

d – ширина основания балластной призмы;

К – колея пути крана;

L оп – размер колеи или базы гусеничного крана, а для грузоподъемных машин с выносными опорами - размер опорного контура.

Рисунок 8.6 - Установка грузоподъемных машин у зданий с подвалом, без расчета выдавливания стен от крановых нагрузок

Приближение к зданию (сооружению) приставного крана определяется минимальным вылетом, при котором обеспечивается монтаж ближайших к башне крана конструктивных элементов зданий с учетом размеров фундамента крана и условий крепления крана к зданию.

где Rmin – минимальный вылет крюка крана

Расстояния a и b определяются по рабочим чертежам здания в той части, здания где предполагается установить кран.

Минимальный вылет крюка крана принимается по паспорту крана.

Конструкции фундамента приставного крана в каждом конкретном случае определяются расчетом, выполненным специализированной организацией.

Конструкции крепления приставного крана к конструкциям здания разрабатывает специализированная организация и согласовывает с автором проекта здания.

Требуемая высота подъема h п определяется от отметки установки грузоподъемных машин (кранов) по вертикали и складывается из следующих показателей:

высоты здания (сооружения) h з 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 h гр (в положении, при котором производится его перемещение) с учетом закрепленных на грузе монтажных приспособлений или конструкций усиления,

длины (высоты) грузозахватного приспособления h гр.пр. в рабочем положении как показано на рисунках 8.7. 8,8

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

Рисунок 8.7 – Привязка монтажного механизма

Требуемая глубина опускания h оп 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 h оп на 0,15-0,3 м для ослабления натяжения строп при расстроповке.

Рисунок 8.8 – Привязка монтажного механизма

P гр - масса поднимаемого (опускаемого) груза;

h гр - высота груза;

h гр.пр. - длина (высота) грузозахватного приспособления;

h з - высота здания;

h оп - высота (глубина) подъема (опускания);

Ур.с.к. - уровень стоянки крана;

Ур.з. - уровень земли;

Ур.д.к. - уровень дна котлована;

Ур.п. - уровень перекрытия (крыши).

(при стоянке крана на земле)

(при стоянке крана на крыше)

При выборе крана с подъемной стрелой необходимо, чтобы от габарита стрелы до выступающих частей здания соблюдалось расстояние не менее 0,5 м, а до перекрытия (покрытия) здания и других площадок, на которых могут находиться люди, не менее 2 м по вертикали, как показано на рисунках 1 и 2. При наличии у стрелы крана предохранительного каната указанные расстояния принимаются от каната согласно рисунку 8.9.

Необходимый рабочий вылет;

Масса поднимаемого груза;

Наибольший радиус поворотной части крана;

Размер здания;

Отметка высоты подъема;

Рисунок 8.9 - Вертикальная привязка стреловых кранов с предохранительным канатом

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.

Поперечная привязка подкрановых путей башенных кранов.

После выбора крана производят его окончательную поперечную привязку с уточнением конструкции подкрановых путей.

Продольная привязка подкрановых путей башенных кранов

Для определения крайних стоянок крана последовательно производят за­сечки на оси передвижения крана в следующем порядке:

из крайних углов внешнего габарита здания со стороны, противо­положной башенному крану, - раствором циркуля, соответствую­щим максимальному рабочему вылету стрелы крана (рисунок 8.10) ;

из середины внутреннего контура здания - раствором циркуля, со­ответствующим минимальному вылету стрелы крана;

из центра тяжести наиболее тяжелых элементов – раствором цир­куля, соответствующим определенному вылету стрелы согласно грузовой характеристике крана.

Крайние засечки определяют положение центра крана в крайнем положении и показывают расположение самых тяжелых эле­ментов.

По найденным крайним стоянкам крана опре­деляют длину подкрановых путей:

или приближенно

L п.п. – длина подкрановых путей, м;

1 кр – расстояние между крайними стоянками крана, определяемое по чертежу, м;

Н кр – база крана, определяемая по справочникам, м;

1 торм – величина тормозного пути крана, принимаемая не менее 1,5 м;

1 туп – расстояние от конца рельса до тупиков, равное 0,5 м.

а - определение крайних стоянок из условия максимального рабочего вылета стрелы;

б - определение крайних стоянок из условия минимального вылета стрелы;

в - определе­ние крайних стоянок из условия необходимого вылета стрелы;

г - определение крайних стоянок крана;

д - определение минимальной длины подкрановых путей;

Рисунок 8.10 - Определение крайних стоянок крана

Определяемую длину подкрановых путей корректируют в сторону увеличения с учетом кратности длины полузвена, т. е. 6,25 м. Минимально допустимая длина подкрановых путей согласно правилам Ростехнадзора составляет два звена (25 м). Таким образом, принятая длина путей должна удовлетворять следующему условию:

6,25 – длина одного полузвена подкрановых путей, м;

n зв – количество полузвеньев.

В случае необходимости установки крана на одном звене, т. е. на приколе, звено должно быть уложено на жестком основании, исключаю­щем просадку подкрановых путей. Таким основанием могут служить сборные фундаментные блоки или специальные сборные конструкции.

Привязка ограждений подкрановых путей

Привязку ограждений подкрановых путей производят исходя из необходимости соблюдения безопасного расстояния между конструкция­ми крана и ограждением.

Расстояние от оси ближнего к ограждению рельса до ограждения определяют по формуле

– ширина колеи крана, м (принимают по справочникам);

– прини­мают равным 0,7 м;

­ – радиус поворотной платформы (или другой выступающей части крана), принимают по паспортным данным крана или справочникам.

Для башенных кранов без поворотной части выдерживается от базы крана. В окончательном виде с обозначением необходимых деталей и размеров привязку путей оформляют в соответствии с рис. 8.11

Крайние стоянки башенного крана должны быть привязаны к осям здания и обозначены на СГП и местности хорошо видимыми крановщику и стропальщикам ориентирами.

­

е - привязка под­крановых путей;

1 - крайние стоянки крана; 2 - привязка крайней стоянки к оси здания; 3 - контрольный груз; 4 - конец рельса; 5 - место установки тупика; 6 - база крана

Рисунок 8.11 –Привязка путей

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.

При привязке башенных кранов следует учитывать необходимость их монтажа и демонтажа, обратив при этом особое внимание на положение стрелы и расположенного вверху противовеса по отношению к возводимому зданию (сооружению). Во время монтажа и демонтажа этих кранов стрела и расположенный вверху противовес должны находиться над свободной территорией, т.е. не должны попадать на строящиеся или существующие здания и другие препятствия.

Монтаж и демонтаж кранов осуществляется в соответствии с инструкцией по их монтажу и эксплуатации.

рассчитывают зоны действия крана;

выявляют условия работы и при необходимости вводят огра­ничения в зону действия крана

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:

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

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.

Рис. 3

Эпюра изгибающих моментов представляет собой трапецию, а значение изгибающего момента будет равно:

Т ИЗГ =Р*а=(Q/2)*а=2,93*9810*0,015/2=215,5 Н

Требуемый диаметр оси определяется из следующей формулы:

Из ряда чисел принимаю стандартное значение диаметра оси блока d=30 мм.

Рассчитываем прочность оси стрелы.

где S см - площадь смятия, S см = рdД,

где Д - толщина проушины, м.

S см = р*0,04*0,005 = 0,00126 м 2 ,

Fсм = G стр * cos(90-б) + G гр * cos(90-б) + F шт * cosг + F к * cosв,

где: б - угол наклона стрелы,

в - угол наклона троса механизма подъёма груза,

г - угол наклона троса механизма подъёма стрелы.

F см = 7*200 * cos(90-б) + G гр * cos(90-б) + F шт * cosг + Fк * cosв = 37641,5 Н,

Отсюда принимаем диаметр оси стрелы 40 мм.

Заодно, рассчитаем напряжение стрелы на сжатие:

Взяв л за 140, приняв коэффициент заделки за 1 определяем, что площадь сечения равна:

S = 140*ц / F сж = 140*0,45 / 37641,5 = 16,73 см 2 ,

Также найдём необходимый радиус инерции:

r = lстр / 140 = 0,05 м = 5 см.

Принимаем швеллер 20-П по прототипу: r = 8,08 см, S = 87,98 см 2 , W = 152 см 3 .

Рассчитываем напряжение на сжатие:

Ищем изгибающую силу, действующую перпендикулярно наклону стрелы.

M изг =l стр *=11951,9 Н*м

Момент сопротивления будет равен

W = 2W = 2*152 = 304 см 3 .

у изг =11951,9 / 304 = 39,32 МПа,

что меньше допустимого.

Рассчитаем эквивалентное напряжение:

что также меньше допустимого.

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.

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

• 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 ;

Главная » Сметы » Как правильно подобрать кран для монтажа строительных конструкций. Определение расчетных параметров и подбор крана По вылету стрелы