Грузоподъемные краны и устройства

Добрый день, дорогие друзья.

Сегодняшняя тема грузоподъемным кранам и устройствам. В ней рассматриваются общие сведения о грузоподъемных кранах, устройствах, типов кранов, основные их характеристики (грузоподъемность, вылет, грузовой момент, высота подъема, пролет, глубин опускания, скорость перемещения).

Более подробно рассмотрены — стреловые самоходные краны, башенные краны, мостовые краны, козловые краны, кабельные краны, вертолетные краны, портальные краны. Из устройств — крюковые подвески кранов, их назначение и браковка, грузоподъемные устройства, приборы и устройства безопасности, применяемые на грузоподъемных кранах, нормы браковки элементов грузоподъемных машин.

Рассмотрены основные аварийные ситуации и несчастные случаи при работе с грузоподъемными кранами.

Общие сведения

По конструкции грузоподъемные краны подразделяются на следующие типы:

• стреловые, у которых грузозахватный орган подвешен к стреле или тележке, перемещающейся по стреле (башенные, автомобильные, пневмоколесные, гусеничные, железнодорожные, трубоукладчики, мачтовые, консольные, настенные, краны-манипуляторы);
• мостовые, у которых грузозахватный орган подвешен к грузовой тележке или тали, перемещающейся по мосту (мостовые, козловые, полукозловые);
• кабельные, у которых грузозахватный орган подвешен к грузовой тележке, перемещающейся по несущим канатам, закрепленным на двух опорах (кабельные, кабельно-мостовые).

Грузоподъемные краны также подразделяются:

• по виду грузозахватного органа (крюковые, грейферные, магнитные, штыревые, литейные, траверсные, копровые, закалочные, контейнерные и др.);
• возможности перемещения (стационарные, самоподъемные, переставные, передвижные, прицепные, самоходные);
• виду ходового устройства (на гусеничном ходу, на колесном ходу, автомобильные, на спецшасси автомобильного типа, пневмоколесные, рельсовые, железнодорожные, шагающие, плавучие);
• виду привода (ручные, электрические, механические, гидравлические, комбинированные, пневматические).

Грузоподъемные краны имеют следующие основные параметры.

• Грузоподъемность крана (Q, т) — наибольшая допустимая масса поднимаемого груза, включая массу съемного грузоподьемного приспособления, на подаем которой рассчитан кран в заданном режиме работы.
• Вылет (L, м) — расстояние по горизонтали от оси вращения поворотной части крана до вертикальной оси грузозахватного органа.
• Момент грузовой (М, т м) — произведение величины вылета и соответствующей ему грузоподъемности: М= QL.
• Высота подъема — расстояние по вертикали от уровня пола до грузозахватного органа, находящегося в верхнем положении.
• Пролет — расстояние по горизонтали между осями рельсов кранового пути для кранов мостового типа.
• Глубина опускания — расстояние по вертикали от уровня стоянки крана до грузозахватного органа, находящегося в нижнем рабочем положении (она равна 5 м в рабочем положении),
• Скорость подъема (опускания) груза — скорость вертикального перемещения рабочего груза в установившемся режиме движения.
• Скорость передвижения крана (тележки) и скорость передвижения крана (тележки) в установившемся режиме движения.

Основные параметры крана указываются в его паспорте и должны найти отражение в производственных инструкциях для крановщиков и стропальщиков.

На грузоподъемных машинах применяются следующие тормоза:

• ленточные — торможение осуществляется за счет трения гибкой стальной ленты по поверхности тормозного шкива. В качестве привода используются электромагниты или гидротолкатели;
• колодочные, состоящие из двух колодок, прикрепляемых к тормозным рычагам, которые под действием замыкающего устройства (сжатой пружины, массы груза) плотно накладываются на поверхность тормозного шкива;
• дисковые торможение осуществляется за счет прижатия дисков, вращающихся вместе с валом механизма, неподвижным диском.

Механизмы подъема кранов. Общие сведения и конструктивные особенности.

При помощи механизма подъема осуществляют вертикальное перемещение груза, удержание его на весу и опускание в заданном месте на опорную поверхность. Обычно механизмы подъема состоят из зубчатого цилиндрического или червячного редуктора 1, соединенного через муфту 3 с электродвигателем 4, и тормозного устройства 2. Выходной вал редуктора соединяется с барабаном 5. На барабане закреплен гибкий грузовой элемент, соединенный с грузозахватным устройством.

Соединение валов механизмов рекомендуется выполнить с помощью зубчатых муфт. Допускается также применение упругих втулочно-пальцевых муфт. Соединение двигателя с редуктором часто выполняется с применением вала-вставки, позволяющей создать наиболее удобное расположение элементов механизма на металлоконструкции тележки. У механизмов подъёма, имеющих неразмыкаемую кинематическую связь барабана с двигателем, в качестве тормозного шкива можно использовать одну из полумуфт соединения двигателя с редуктором. Если эта муфта является упругой (втулочно-пальцевая, пружинная и т. п.), то по правилам Госгортехнадзора в качестве тормозного шкива можно использовать только полумуфту, находящуюся на валу редуктора. При этом упругие элементы муфты при торможении не нагружены и срок службы их увеличивается.

У механизмов с фрикционными или кулачковыми включаемыми муфтами (обычно, если от одного двигателя приводится несколько механизмов, например, в автомобильных кранах и т. п.) тормозной шкив должен быть неподвижно скреплен с барабаном или установлен на валу, имеющем жесткую кинематическую связь с барабаном.

Бульдозеры. Тяговый расчет (поворотный отвал).

При работе поворотным отвалом учитывается угол захвата φ и формулы сил сопротивления имеют вид:

1) W1 = kр Во h sinφ = kр F sinφ, Н

2) W2 = Gпр.·μ1 sinφ, Н,

3) W3 = Gпр.·μ2·cos2δ·sinφ, Н,

А также учитывается сила передвижения грунта вдоль отвала

6) W6 = Gпр.·μ1 ·μ2· cosφ , Н.

Молотковые дробилки.

Молотковая дробилка это один из типов дробилки, в котором материал дробится с помощью ударов молотков, закреплённых шарнирно на вращающемся роторе, а так же из-за ударов кусков материала о плиты корпуса. Такую дробильную машину применяют для первичного дробления пород средней прочности, а также мягких и хрупких материалов. Молотки расположены на роторе рядами. Для крупного дробления установлено меньшее число рядов, при более тяжелых молотках для мелкого дробления большее число рядов и легкие молотки. Преимущества молотковой дробилки:простота и надежность; компактность и небольшой вес; незначительные энергозатраты; непрерывная работа; большая производительность; не требует особой площадки для установки; удобство и простота ремонта и обслуживания.

Билет №7

Механизмы передвижения кранов. Общие сведения и конструктивные особенности.

Для кранов, перемещающихся по рельсовому пути, используют механизмы передвижения с приводными колесами (первый тип) и канатной или цепной тягой (второй тип). Элементы механизма передвижения с приводными колесами размещены на движущейся раме грузоподъемной машины или тележки. В механизме передвижения с канатной или цепной тягой двигатель и передачи расположены за пределами тележки. с электрическим приводом тележек и мостов состоят из электродвигателя, промежуточных передач, ходовой части с приводными и неприводными ходовыми колесами. В современных кранах механизмы передвижения различаются применением привода с редуктором; использованием ходовых колес со съемными буксами; соединением валов, в том числе и быстроходных, в основном зубчатыми муфтами, не требующими высокой точности сборки. Механизмы передвижения мостовых кранов выполнены с центральным или раздельным приводами. При центральном расположении привода для уменьшения перекоса крана электродвигатель установлен примерно в средней части моста. На приводные ходовые колеса вращение передается через трансмиссионный вал. В раздельном приводе для каждого приводного ходового колеса или группы приводных ходовых колес имеется индивидуальный электродвигатель. Механизмы передвижения с центральным расположением привода могут быть выполнены с тихоходным, среднеходным и быстроходным трансмиссионными валами. Грузоподъемность, пролет и тип металлоконструкции моста, а также тип крана оказывают существенное влияние на выбор схемы механизма передвижения. Механизмы передвижения с тихоходным трансмиссионным валом находят применение в мостовых кранах (тележках). Механизмы передвижения с тихоходным трансмиссионным валом получили широкое применение на мостовых кранах общего и специального назначения и особенно для мостов решетчатой конструкции, где их применение создает лучшие условия для размещения элементов привода.

Рыхлители. Расчет производительности.

П = (3600·L·hр·Вз·kвр.)/[((L/vр) + tп.п) ·n], м3/ч,
где L- длина участка рыхления, м;
hp- глубина рыхления , м;
B3 – ширина захвата рыхления, м
vр – скорость при рабочем ходе, м/с;
tп.п – время на повороты и переключение передач, с;
n – число проходов по одному следу.

Ширина захвата равна
Вз = z·bз + a·(z – 1), м.
где bз – ширина зуба, м;
a -расстояние между зубьями, м;
z -число рыхлительных зубьев.

Машины ударного бурения.

Бурение ударное – процесс разработки скважины путем разрушения горной породы ударами бурового инструмента, лезвия которого, как правило, имеют клинообразную форму. Различают ударно-канатное, ударно поворотное, ударно-вращательное и вращательно-ударное бурение. К машинам ударного бурения относятся бурильные молотки, называемые также перфораторами. По виду потребляемой энергии различают бурильные молотки пневматические, электрические и гидравлические (гидроударники). Сущность ударно-канатного бурения состоит в периодическом поднятии и сбрасывании ударного долота в забой. Ударно-поворотное бурение характеризуется тем, что клиновидный инструмент внедряется в породу под воздействием значительной ударной нагрузки, направленной по оси инструмента. При этом осевое усилие и крутящий момент очень малы. После каждого удара инструмент отскакивает от забоя шпура из-за упругости породы и инструмента, и последний поворачивается механизмом поворота на некоторый небольшой угол. Вследствие этого каждый последующий удар наносится на новое место. Машины ударно-вращательного и вращательно-ударного бурения предназначены для бурения скважин в породах средней крепости и креп­ких. Бурение этими машинами основано на комбинированном спо­собе разрушения породы, объединяющем основные свойства ударно­го и вращательного бурения. При этом буровой инструмент в породу внедряется в основном под действием удара, а лучшему скалыванию породы способствует значительный крутящий момент, непрерывно прикладываемый к буровому инструменту мощным вращателем.

Билет № 8

1. Механизм поворота крана. Общие сведения и конструктивные особенности, опорно-поворотные устройства.Механизмы поворота применяются на стреловых кранах. Соединение поворотной и неповоротной частей крана осуществляется при помощи опорно-поворотных устройств. Опорно-поворотные устройства могут быть на подшипниках, на катках и колесах. Наибольшее распространение в стреловых кранах получили опорно-поворотные устройства на телах качения (ролики и шары). Для расчета механизмов поворота необходимо знать параметры опорно-поворотных устройств, которые существенно влияют на силы сопротивления вращения поворотной части крана. Размеры опорно-поворотного круга (устройства) и нагрузки действующие на него определяют момент от сил трения, который преодолевается двигателем. Поэтому расчет механизма вращения начинается с выбора опорно-поворотного устройства по второму случаю нагружения.

2. Бульдозеры. Расчет производительности. Бульдозерыпредназначены для срезания грунта, накапливания его перед рабочим органом и перемещение грунта по поверхности при движении машины.

Бульдозер- это сменное навесное оборудование к гусеничным или колесным тракторам.

Бульдозер служит для послойного копания, планировки и перемещения на расстояние до 60—100 м грунтов, полезных ископаемых, рудных, строительных и других материалов при строительстве и ремонте дорог, каналов, дамб, котлованов и других строительных, сооружений.

В зависимости от мощности и конструкции бульдозеры могут работать на самых разнообразных грунтах и материалах: от болотистых и песчаных до разборных, взорванных или разрыхленных скальных пород и руд. Экономически выгодная дальность перемещения грунта бульдозером зависит от его тягового класса, вида и прочности грунта и эксплуатационных условий. Обычно она не превышает 40—60 м.

Производительность бульдозера определяется при ведении работ по двум схемам.

а) при работе неповоротным отвалом при копании и перемещении грунта

П = 3600·Vпр.·kукл.·kвр./Tц , м3/ч ,

где Vпр — объем призмы волочения ,м3;

kукл — коэффициент учитывающий уклон местности;

kвр – коэффициент использования машины во времени, принимается

. Tц – время цикла, с.

Время цикла работы бульдозера определяется по формуле

Tц = tр + tр.х. + tу. + tх.х+ tп.п. с.

где tр — время резания грунта , с;

tр.х – время рабочего хода , с;

tу – время укладки грунта, с;

tх.х – время холостого хода, с;

tп.п. – время переключения передач, с.

Время резания грунта определяется по формуле

где lр – путь резания грунта до полного набора призмы волочения, м; принимается lр = (6 – 10) м,;

vр – скорость при резания грунта, м/с, принимается vр = (0,4 — 0,6) м/с,

Время рабочего хода определяется по формуле

где lр.х – путь перемещения грунта. М, ( зависит от необходимости и рекомендуется до 70 м ),;

vр.х – скорость рабочего хода, м/с, принимается

Время укладки грунта определяется по формуле
tу. = lу./vу., с,

где lу — путь укладки грунта, м, принимается
lу =(2 — 4)м,;
vу – скорость при укладки грунта, м/с. принимается
vу. = (0,4 — 0,8) ,м/с.

Время холостого хода определяется по формуле
tх.х = lх.х/vх.х,
lх.х -путь холостого хода , определяется суммой
lх.х = lр.+ lр.х +lу.,м,

vх.х -скорость при холостом ходе , принимается vх.х =(1,1 — 2,2),м/с.
Время на повороты и переключения передач принимается tп.п. =(30 — 60) с.

3. Валковые дробилки. Применяются для дробления пород повышенной прочности, с целью получения готового продукта для нужд строительной, химической, цементной, стекольной промышленности, а так же переработки отходов металлургии и др.

Рабочими органами валковых дробилок являются дробящие валки.

Билет № 9

1. Механизм изменения вылета стрелы. Основные конструкции, разгрузка башни крана от изгибающего момента.В большинстве стреловых кранов изменение вылета крюка осуществляется путем качания стрелы в вертикальной плоскости. Схема сил, действующих при работе механизма изменения вылета стрелы представлена на рисунке 1

1 – расчал; 2 – распор; 3 – стреловой полиспаст; 4 – стреловой барабан; Sб – усилие в грузовом канате; F – усилие в канатах расчала или стреловом полиспасте

Разгрузка башни крана от изгибающего момента.

При работе башенного крана его башня испытывает изгибающий момент от веса стрелы и веса поднимаемого груза , поэтому стреловой полиспаст и его рабочие ветви располагаются и запасовываются так, чтобы башня была разгружена от изгибающего момента.

С этой целью краны имеют распоры, а стреловой полиспаст располагается вертикально. При этом силы веса стрелы и поднимаемого груза передаются на стреловой полиспаст через канаты расчала.

Для того чтобы уравновесить изгибающий момент, создаваемый весом груза и стрелы, рабочие ветви стрелового полиспаста запасовывают через дополнительные блоки расположенные на распоре (рисунок 8.2).

Количество дополнительных ветвей определяется из уравнения моментов относительно оси башни.

1 – расчал; 2 – распор; 3 – дополнительные блоки; G_p1,G_p2 – вес канатов расчала; F – усилие в канатах расчала или стреловом полиспасте; G_с.п – вес стрелового полиспаста; S_б – усилие в грузовом канате; S_к – усилие в дополнительных ветвях стрелового полиспаста.

Если количество дополнительных ветвей k>3 – 4, то целесообразно наггружать башню всем натяжением расчала.

Рассмотренная система разгрузки башни крана от изгибающего момента применяется для башенных кранов с поворотной башней. В кранах с поворотным оголовком разгрузка башен от изгибающего момента осуществляется путем установки противовесной консоли, с возможностью перемещения по ней противовеса.

Для исключения перемещения груза по вертикали, при изменении вылета стрелы качанием применяются два способа запасовки каната:

– запасовка каната с сопряженными полиспастами;

– запасовка каната с сопряженными барабанами.

2. Автогрейдеры. Расчет производительности. Автогрейдеры применяются для планирования поверхности путем срезания и перемещения грунта, а также для очистки поверхности от снега мусора и др.