Контрольная работа: Башенный кран

Башенный кран

Министерство образования и науки Российской Федерации

Санкт-Петербургский Государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра транспортно-технологических машин и оборудования

Курсовая работа

Башенный кран

Выполнила: Клещёв Егор Борисович

Санкт-Петербург 2012

Содержание

1. Задание на проектирование        3

2. Описание устройства, принципа действия башенного крана и технологии производства работ          4

3. Построение грузовой характеристики стрелового крана         8

4. Выбор каната грузоподъемного механизма крана 14

5. Выбор двигателя грузоподъемного механизма     15

6. Техника безопасности при эксплуатации кранов   16

Заключение         19

Список литературы      20

1. Задание на проектирование

. Расчетные массы конструкции крана, т:

стрелы Gc = 2

башни Gб = 7

поворотной платформы Gпл = 6

противовеса Gпр = 26

неповоротной части крана GH = 24,5

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

башни Lб = 1,6

поворотной платформы Lпл = 1

противовеса Lпр= 4

неповоротной части крана Lнч = 0

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

. Расстояние от плоскости опорного контура до корневого шарнира стрелы hr, м:= 19м.

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

башни hб = 10

поворотной платформы hпл = 1

противовеса hпр = 1,5

неповоротной части крана hнч = 0,5

. Площадь наветренной поверхности элементов конструкции крана, м2:

стрелы Fc = 3

башни Fб = 12

поворотной платформы Fпл = 4

противовеса Fn = 3

неповоротной части крана Fнч = 3

груза Fr = 3

. Длина стрелы Lстp = 18 м.

. Высота подъема груза Hгр = 33 м.

. Максимальная скорость подъема груза = 0,3 м/с.

. Кратность грузового полиспаста m = 5 шт.

. Количество обводных блоков nбл = 2 шт.

. Расстояние от оси вращения крана до ребра опрокидывания, м:

вперед b = 3

назад b1 = 2.

. Описание устройства, принципа действия башенного крана и технологии производства работ

башенный кран грузовой

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, 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. Однако изготовление 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 грузоподъемностью более 10 т изготовляются с неповоротной башней и вращающейся только верхней частью крана.

3. Построение грузовой характеристики стрелового крана

Рис. 1. Расчетная схема грузовой устойчивости башенного крана (α=60°)

Грузовая устойчивость башенного крана определяется коэффициентом:

 (1)

Опрокидывающий момент в рабочем положении крана создает вес груза , причем максимальная грузоподъемность крана при минимальном вылете стрелы - в случае, когда стрела расположена под 60° к горизонту.

Определим сумму моментов сил удерживающих кран в рабочем положении.

 (2)

Ветровая нагрузка действует на каждый элемент конструкции крана. Давление ветра принимаем равным 250 Н/м2.

Определим максимальную грузоподъемность крана из условия его грузовой устойчивости.

 (3)

где kгр - коэффициент грузовой устойчивости, принимаемый равным 1,4, при отсутствии уклона, пренебрегая силами инерции.

Максимальная грузоподъемность крана, из условия устойчивости, равна 20,2 тоннам, вылет стрелы 8,7 м.

Рассчитаем грузоподъемность крана при углах подъема стрелы 45°, 30° и 10°.

Рис. 2. Расчетные схемы грузовой устойчивости башенного крана (α=45°, α=30°, α=10°)

Грузоподъемность крана при угле подъема стрелы к горизонту α=45°:

Грузоподъемность крана при угле подъема стрелы к горизонту α=45° равна 14,0 тоннам, вылет стрелы 12,4 м.

Грузоподъемность крана при угле подъема стрелы к горизонту α=30°:

Грузоподъемность крана при угле подъема стрелы к горизонту α=30° равна 11,2 тоннам, вылет стрелы 15,3 м.

Груоподъемность крана при угле подъема стрелы к горизонту α=10°:

Грузоподъемность крана при угле подъема стрелы к горизонту α=10° равна 9,8 тоннам, вылет стрелы 17,4 м.

Грузовая характеристика крана, представляющая собой зависимость грузоподъемности крана (т) от вылета стрелы (м), представлена в графической части курсовой работы. (см. Приложение 1)

Определим значение коэффициента собственной устойчивости при минимальном вылете стрелы крана.

 (4)

Давление ураганного ветра, создающего опрокидывающий момент в сторону противовеса, принимаем равным 600 Н/м2.

Коэффициент собственной устойчивости башенного крана больше допустимого значения при нулевом уклоне.

. Выбор каната грузоподъемного механизма крана

Определим усилие в канате, набегающем на барабан лебедки.

 (5)

Определим разрывное усилие в канате грузоподъемного механизма:

 (6)

По ГОСТ 2688-80 выбираем канат типа ЛК-Р 6х19, диаметром 30,5 мм из проволоки с пределом прочности при растяжении 1670 кгс/мм2, имеющий разрывное усилие 504,5 кН, рассчитаем максимальную грузоподъемность крана по толщине каната.

 (7)

. Выбор двигателя грузоподъемного механизма