Классификация кранов
Тема № 22
Классификация кранов. Конструктивные и кинематические схемы кранов. Грузовые характеристики.
Краны предназначены для подъема грузов и подачи их к месту разгрузки, а при монтаже – для подачи деталей к месту установки их в проектное положение в вертикальном и горизонтальном направлениях.
Для целей строительства используют следующие виды кранов: 1)легкие переносные краны – подъемники, используемые в основном для подъема груза по вертикали и в отдельных случаях на небольшое расстояние по горизонтали; 2) стационарные краны для подъема и перемещения грузов по вертикали и по горизонтали в пределах радиуса окружности, описываемой стрелой; 3) башенные краны (передвижные стационарные и приставные и самоподъемные) служат для подъема грузов и перемещения их по горизонтали; 4) самоходные стреловые краны применяют для монтажных и погрузочно-разгрузочных работ; обладают высокой мобильностью и практически не ограниченной зоной обслуживания; 5) козловыми кранами осуществляют подъем, перемещение и монтаж конструкций. Пределы зоны ограничены пролетом крана и длиной его перемещения; 6) кабельные краны применяют на таких строительных объектах, где приходится перемещать грузы на значительное расстояние.
Кроме того, используют специальные краны – плавучие, летающие (вертолеты), трубоукладчики.
Все краны обозначают индексами, состоящими из буквенной и цифровой части. Буквенная часть обозначает группу кранов или особенности его конструкции, например: КБ — кран башенный; АК — автомобильный кран; МКГ, МКП или МКА — монтажный кран гусеничный, пневмоколесный или автомобильный; СКГ — специальный кран гусеничный; СМК — специальный монтажный кран. В цифровых обозначениях указывается грузоподъемность, например: МКГ-20— кран монтажный гусеничный, грузоподъемность 20 т. Однако для более полной характеристики стреловых самоходных кранов введена следующая индексация кранов по схеме.
Рис.21. Индексация кранов.
Краны состоят из рабочих органов остова, ходовой рамы, поворотной части, башни, стрелы, механизма подъема и опускания груза, механизма подъема и поворота стрелы, механизма перемещения крана, рабочих органов, аппаратуры управления и контроля грузоподъемности и высоты подъема.
Рекомендуемые материалы
Основными параметрами кранов являются: грузоподъемность G, т; грузовой момент Мr тс∙м (кН∙м), равный произведению массы поднимаемого груза G на плечо L от центра тяжести поднимаемого груза до оси крана; вылет стрелы Lc м; высота подъема груза Н, м; скорость подъема и опускания груза υп и υо, м/с; скорость передвижения крана υк м/мин; для стреловых кранов кроме этих параметров также вылет стрелы, а следовательно, радиус действия R, м, для кабельных и козловых кранов длина пролета Lп м.
Диапазон изменения скоростей υп, υо и υк также является параметром, характеризующим краны. Величины Мr и G задаются минимальными и максимальными в зависимости от величины вылета стрелы.
Рабочие органы кранов представляют собой грузозахватные устройства для единичных штучных грузов или группы грузов (крюки, траверсы, захваты и т. д.), либо емкости, в которых размещают грузы (ковши, бадьи, грейферы).
Крановые механизмы могут приводиться в движение отдельным двигателем или один привод сообщает движение всем механизмам или группе механизмов (одномоторный или групповой привод).
Рабочий процесс строительных кранов осуществляется циклично. Основными операциями рабочего цикла являются: строповка груза; подъем груза; перемещение груза в горизонтальной плоскости, движение крана по рельсам и поворота поворотной платформы; наводка груза и установка его в проектное положение; расстроповка груза; опускание крюка; перемещение крюка в горизонтальной плоскости в исходное положение.
Для сокращения времени цикла и повышения производительности крана широко используется совмещение операций: подъема или опускания крюка с поворотом, поворота с перемещением крюка в горизонтальном направлении и др.
Сменная производительность крана
Псм = T×Q×kr × kв ×n т/см,
где T – продолжительность смены, ч;
Q – грузоподъемность крана, тс, при данном вылете стрелы;
kr - коэффициент использования крана по грузоподъемности;
kв - коэффициент использования крана по времени на протяжении смены, равный 0,82 ¸ 0,83;
n – число рабочих циклов крана в час: n = 3600 / tц ,
где tц – средняя длительность рабочего цикла, с.
Тема № 23
Расчет устойчивости кранов.
Безопасность работы всех передвижных и поворотных кранов должна обеспечиваться достаточной устойчивостью против опрокидывания крана.
Условия равновесия кранов определяются соотношением значений удерживающего и опрокидывающего моментов, действующих относительно оси (ребра) опрокидывания крана. Проверку кранов на устойчивость производят как для рабочего положения крана с грузом (грузовая устойчивость), так и для крана без груза (собственная устойчивость) в условиях, когда сочетание действующих на кран нагрузок наиболее неблагоприятно с точки зрения возможности опрокидывания крана. Башенные строительные краны, кроме того, должны быть проверены на устойчивость при внезапном снятии нагрузки с крюка и в процессе монтажа и демонтажа.
Устойчивость крана характеризуется следующими величинами:
коэффициентом грузовой устойчивости — отношением момента относительно ребра опрокидывания, создаваемого силой тяжести всех частей крана с учетом всех дополнительных нагрузок (ветровой нагрузки, инерционных сил, возникающих при пуске или торможении механизмов подъема груза, поворота и передвижения крана), а также возникающей составляющей силы тяжести при наибольшем допустимом при работе крана уклоне к моменту, создаваемому силой тяжести груза относительно того же ребра опрокидывания;
коэффициентом собственной устойчивости крана - отношением момента, создаваемого силой тяжести всех частей крана с учетом уклона пути в сторону опрокидывания относительно ребра опрокидывания, к моменту, создаваемому ветровой нагрузкой нерабочего состояния машины относительно того же ребра опрокидывания.
Согласно правилам Гостехатомнадзора значения коэффициентов грузовой и собственной устойчивости должны быть не менее 1,15.
Определение грузовой и собственной устойчивости должно производиться для угла наклона крана не менее 3° - для стреловых кранов (за исключением железнодорожных) и 1°- для портальных кранов.
При проверке грузовой устойчивости рассматривают положение, когда груз находится на максимальном вылете. При этом уклон и ветровую нагрузку принимают такими, чтобы они способствовали опрокидыванию крана Коэффициент, грузовой устойчивости.
В лекции "6 Регистры" также много полезной информации.
где Mгp=Gгpa - момент, создаваемый весом номинального груза относительно ребра опрокидывания; MG=GC - момент, создаваемый силой тяжести частей крана и противовеса относительно того же ребра опрокидывания с учетом возможного угла наклона а пути; MB=WBd - момент, создаваемый ветровой нагрузкой рабочего состояния, действующей на наветренную площадь крана и груза перпендикулярно ребру опрокидывания и параллельно плоскости, на которой установлен кран; 
- суммарный момент сил инерции элементов крана и груза, возникающих в процессе пуска и торможения механизмов крана, и центробежной силы при вращении крана.
Собственная устойчивость. Кран без груза, установленный на наклонной местности, при минимальном вылете стрелы подвергается действию ветра по нормам для крана в нерабочем состоянии. В этом случае коэффициент устойчивости
Рис. 22.
Грузовая устойчивость козловых, полукозловых кранов в рабочем состоянии характеризуется коэффициентом устойчивости, определяемым как отношение момента относительно ребра опрокидывания, создаваемого силой тяжести крана и груза, к моменту от действия инерционных сил и ветровой нагрузки на металлическую конструкцию крана и на груз. Проверку устойчивости следует проводить на опрокидывание крана вдоль и поперек подкранового пути.
Устойчивость козловых кранов в нерабочем состоянии характеризуется коэффициентом собственной устойчивости.
