Кран башенный КБ-309АХЛ
Содержание:
стр. |
1. Назначение крана………………………………………………….. |
3 |
2. Технические характеристики…………………………………….. |
3 |
3.Состав, устройство и работа крана……………………………….. |
4 |
4.Устройство и работа некоторых составных частей крана………. |
6 |
5. Расчет крана на устойчивость…………………………………….. |
7 |
6. Расчет механизма подъёма………………………………………... |
11 |
7. Техника безопасности……………………………………………. |
19 |
8. Список литературы………………………………………………… |
25 |
1.Назначение
Кран КБ-309АХЛ и его исполнения. Этот кран с максимальной грузоподъемностью 8 т предназначен для механизации строительно-монтажных работ при возведении жилых, промышленных и административных зданий высотой до девяти этажей. Кран представляет собой мобильные самоходные полноповоротную машину на рельсовом ходу с поворотной башней и нижним расположением противовеса.
Кран КБ-309АХЛ: основное его исполнение снабжен подъемной стрелой, его модификации, а также некоторые исполнения КБ309АХЛ (04 и 05) - балочной стрелой с грузовой тележкой. Кран КБ-309АХЛ - определён на работу в условиях низких температур (до -60 °С). Металлоконструкция крана КБ-309АХЛ выполнена из низколегированных сталей. Шкафы с электрооборудованием оснащены электрообогревателями.
2.Технические характеристики.
Грузовой момент, т*м……………………………………………………..125
Грузоподъемность, т ..............................
Высота подъема крюковой
подвески, м ……….........................
Вылет крюк, м………………………………………………...…………12,
Скорость подъема груза,
м/мин ..............................
Скорость передвижения крана, м/мин ..............................
Частота вращения крана, мин'1…………………….………………….….0,8
Ширина колеи, м ..............................
база крана, м ..............................
Радиус закругления путей, м ..............................
Задний габарит, м ..............................
Максимальная расчетная
Масса, т-
-конструктивная ..............................
-противовеса .................
-баласта…………………………………………………………
-общая .......................
Глубина опускания крюка,
м ..............................
3.Состав, устройство и работа крана
Каждый кран состоит из следующих основных узлов (рис. 1,): ходовой рамы 1, поворотной платформы 14, башни 11, стрелы 9 грузовой тележки (у кранов с балочной стрелой), стрелового 4 и грузового 5 полиспастов, крюковой подвески 8, монтажной стойки 3, унифицированной кабины машиниста 10 и рабочих механизмов, противовеса 2 и балласта, электрооборудования, приборов безопасности и унифицированного кабельного барабана 15. Ходовая рама состоит из кольцевой рамы коробчатого сечения с проушинами, четырех поворотных диагонально расположенных флюгеров, опирающихся на четыре двухколесные ходовые тележки, две из которых ведущие и две ведомые. Для фиксации флюгеров относительно основания ходовой рамы как в раздвинутом (рабочем), так и сложенном (транспортном) положениях служат четыре жесткие трубчатые тяги с проушинами на концах, которые соединяются с кронштейнами рамы и флюгеров с помощью пальцев. В нижней части основания ходовой рамы имеются проушины для крепления транспортной подкатной тележки. Ходовые тележки передвигаются по подкрановым рельсам типа Р50. Колея и база кранов размерной группы 4,5 м. На ходовую раму навешиваются плиты балласта, обеспечивающие устойчивость крана. На ходовой раме жестко закреплен зубчатый венец однорядного роликового опорно-поворотного круга 13.
РИС 1.
На вращающейся части
опорно-поворотного круга
Башня крана КБ-309АХЛ имеет решетчатую конструкцию из уголкового профиля и состоит из основания, рядовых и верхней секций, соединенных между собой болтами. Стрелы кранов сварные решетчатые, выполненные из трубчатых элементов. Кран КБ-309АХЛ имеет подъемные подвесные стрелы с профилем поперечного сечения четырехгранной формы, кран КБ-308А - балочные стрелы трехгранного профиля.
У кранов с подъемной стрелой вылет изменяется изменением угла наклона стрелы с помощью стреловой лебедки и стрелоподъемного полиспаста.
К унифицированным рабочим механизмам кранов относятся грузовая стреловая лебедки, механизмы поворота и передвижения, четыре двухколесные ходовые тележки и кабина машиниста
.
4. Устройство и работа
некоторых составных частей кра
На кране КБ-309АХЛ установлена однодвигательная грузовая лебедка с тормозной машиной.
Опорно-поворотные устройства, стреловые лебедки, механизмы поворота передвижения кранов 3-й размерной группы однотипны.
Стреловая лебедка изменения угла наклона (вылета стрелы) состоит из электродвигателя, двухступенчатого цилиндрического редуктора, тормоза, двухступенчатого барабана и выносной опоры.
Механизм поворота осуществляет вращение поворотной части крана вокруг вертикальной оси.
Механизм передвижения кранов состоит из четырех двухколесных ходовых балансирных тележек грузоподъемностью 60 т, две из которых являются ведущими, а две другие - ведомыми.
Ведущие и ведомые тележки располагаются по диагонали и шарнирно соединены с флюгерами ходовой рамы с помощью шкворней, что позволяет крану передвигаться по криволинейным участкам пути, а также переводить тележки на перпендикулярно уложенные рельсы.
С объекта на объект краны перевозятся на подкатной тележке специально оборудованным тягачом со скоростью от 5 до 15 км/ч в зависимости от трассы.
Краны снабжены унифицированным приводным кабельным барабаном, устанавливаемым на ходовой раме и служащим для намотки (сматывания) силового кабеля, соединяющего кран с источником питания, а также хранения на нем силового кабеля во время транспортирования машины.
Инструмент, монтажные приспособления и крепежные детали перевозятся отдельно на стандартных транспортных средствах. При монтаже, башни кранов КБ-309АХЛ и его основных модификаций поднимаются в вертикальное положение, в полностью собранном виде.
5. Расчет крана на устойчивость.
Коэффициент грузовой устойчивости: (ГОСТ 1451-77)
где:
Мгр - момент, создаваемый весом груза относительно ребра опрокидывания;
МG - момент, создаваемый весом частей крана и противовеса относительно того ребра опрокидывания с учетом возможного уклона;
Мв - момент, создаваемый ветровой нагрузкой рабочего состояния машины, действующей перпендикулярно ребру опрокидывания и параллельно плоскости, на которой установлен кран, на подветренную площадь крана и груза;
∑Мин - суммарный момент сил инерции элементов крана и груза, возникающих в процессе пуска и торможения механизмов крана с учетом влияния центробежной силы при вращении крана;
Мгр=Q*а,
где:
Q - максимальная грузоподъемность;
а - расстояние от ребра опрокидывания до груза при полном вылете
стрелы;
Мгр = 8*103 *10*22,5= 1800 Н*м
МG = G • (Ь + с) / соsа,
где
G - вес крана;
Ь - плечо опрокидывания;
с - расстояние от центра тяжести до оси поворотной башни;
а - угол наклона крана.
МG= 80*103*10*(2,25+1,5)/соs2° = 3000*103 Н*м
Мв = Fв ,
где Fв - ветровая нагрузка;
Fв = Fс + FД ,
где:
Fс - статическая составляющая; РД - динамическая составляющая;
Fc = Fсг + Fск ,
Fсг = р • А - для груза, где:
р = q*k*c*n - распределенная ветровая нагрузка
на единицу расчетной
площади элемента;
А - расчетная площадь элемента;
q - динамическое давление ветра на высоте
до 10м;
к - коэффициент, учитывающий
изменения динамического
давления в зависимости от высоты расположения
элемента;
с - коэффициент аэродинамической силы
(ГОСТ 1451-77);
n - коэффициент перегрузки;
q=(p1*v2)/2,
где:
р1 = 1,225 кг/м3 - плотность воздуха;
V = 20 м/с - скорость ветра;
Fсг = 1,225*202/2*1.45*1.1*1*9=3517 H;
аналогично Fск=p• А - для крана
Fск = (1,225-202/2) • (1,28*1*1*28+1,45*0,5*1*3) = 9314 Н
аналогично FД = FДГ + FДК
динамическое давление ветра q на высоте 21м для крана принимается по ГОСТ 1451-77 равным 270 Па.
FДГ =270*1,45*1,1*1*9 = 3876 Н;
FДК =270 (1,28*1*1*28+1,45*0,5*1*3)
= 10875 Н,
Fс =3517+9314 = 12831 Н;
FД =3876+10875 = 14723 Н;
Fв =10875+14723 = 25602 Н;
Мв =25602*30 = 768060 Н*м;
∑Мин = Ми • Мин.гр,
где:
Ми - опрокидывающий момент, возникающий вследствие поворота крана;
Мин.гр.- опрокидывающий момент, возникающий вследствие разгона поднимающегося и торможения опускающегося груза;
Ми = (Q • n2 • L • h)/ (900 - n2 • Н), где:
n - число оборотов поворотной платформы в минуту;
h - высота от головки рельса до головки стрелы;
Н - высота от центра тяжести груза до головки
стрелы;
L- вылет стрелы;
Ми= (8*103*10*0,82*12,2*32,8*30,5)
Мин.гп = (Q • V • а)/10 •t ,
где:
V- скорость подъема груза;
t - время разгона или торможения;
Мин,го= 8*103*10*0,91*22,5/10*1,5 = 109,2*103 Н*м;
К1 = (3000*103-109,2*103-768*103)/
Коэффициент грузовой устойчивости без учета дополнительных нагрузок и уклона путей:
Kj1= 3000*103/1800*103= 1,67≥1.4;
Коэффициент собственной устойчивости:
К2 = МjG/МjB > 1,15
где:
МjG - момент создаваемый массой элементов крана и противовеса относительно ребра опрокидывания, определенный без учета уклона пути;
МjB - момент ветровой нагрузки нерабочего состояния, действующей перпендикулярно ребру опрокидывания и параллельно плоскости, на которой установлен кран, на подветренную площадь крана;
Fс = 1,225-202/2*(1,27*1*1,1*28+1,
FД = 450*(1,27*1*1,1*28+1,69*0,5*1,
FJB = 14138+25968 = 40106 Н;
MJB = 40106*41 = 1644346 Н*м;
К2 = 3000*103/1644346 = 1,82 ≥ 1,15;
6. Расчет механизма подъема
6.1 Исходные данные.
Вес поднимаемого груза
Скорость подъёма
Высота подъёма
Режим работы подъёмного механизма
Кратность полиспаста
КПД полиспаста
η пол = ηбл
где: ηбл- КПД блока, при устройстве блока на подшипники:
а) скольжения ηбл = 0,94 - 0,96
б) качения ηбл = 0,97- 0,98
n - число блоков, равное 2
η = 0,982 = 0,96
6.3 Определение натяжения ветви каната, набегающей на барабан:
Sk = (Q + q) / (m * η пол * ηн.бл.)
где q - вес крюковой обоймы и грузозахватных приспособлений, принимаемый по схеме подвески груза равным 0,05 веса поднимаемого груза:
q = 0,05 * Q = 0,05 * 8000 = 400 [кг]
m — кратность полиспаста, равная 4;
ηн.бл. - КПД направляющего блока, равная 0,98
Sk = (8000 + 400) / (2 * 0,96 * 0,98) = 4464,29 [кгс]
Подбор стального каната.
Канаты подбирают по разрывному усилию Sk с учётом необходимого запаса прочности:
Sp = Sk*k
где: к - коэффициент запаса прочности:
для лёгкого режима работы - 5;
для среднего - 5,5;
для тяжёлого - 6;
Sp =4464,29 * 5.5= 24553,6 [кГс]
Канаты подбираем согласно ГОСТу 2688 - 66 и ГОСТу 3071 - 66. Принимается канат типа ЛК - Р 6* 19 = 144 проволок, с органическим сердечником, с расчётным пределом прочности проволоки при растяжении σ = 170 кг / мм2 , диаметром dк=21мм и фактическим разрывным усилием Sp = 25550 кГс. Для выбранного каната фактический коэффициент запаса прочности будет равен:
к =25550/4464,29= 5,72
Определение основных размеров барабана.
Диаметр барабана, а также блоков, огибаемых канатом, по правилам Госгортехнадзора определяется:
Dб = (e-1)*dk
где е - коэффициент, зависящий от типа грузоподъёмной машины и режима её эксплуатации:
легкий режим - 16;
средний - 18;
тяжёлый - 20;
Dб = (18-1)* 21 = 357 [мм]
В связи с тем, что увеличения диаметра барабана ведёт к повышению долговечности каната, принимаем:
Dб = 400 мм
Канаты на барабан навивают в один или несколько слоев. При однослойной навивке барабаны имеют канавки для укладки каната. С целью уменьшения габаритов барабана, примем гладкий барабан с навивкой каната в 3 слоя. Длина барабана зависит: от длины навиваемого каната Lk, среднего диаметра навивки каната на барабан , числа слоев навивки z и диаметра каната dk.
Длина навиваемого на барабан каната составит:
Lk = m*H + l1
где: l1 - длина каната, используемого для закрепления его на барабане, а также длина дополнительных витков, не разматываемых при обычной работе механизма и служащих для разгрузки мест крепления каната:
l1 = (1,5 … 2)* π * (Dб + dк) = 2*3,14*(0,40+0,021)=2,64 м
Lk = 2* 41+ 2,64= 87,64 [м]
При многослойной навивке каната на барабан, его ёмкость составит:
Lk = π * Dcp * z * n
где: n — число витков каната на барабане, = lб / dk
Dcp - средний диаметр навивки каната:
Dcp = Dб+ (2 * dk * z) / 2 = Dб + dk * z
Канатоёмкость барабана можно представить в виде:
Lk = π * (Dб + dk * z) * z (lб / dk)
отсюда находим длину барабана:
lб = ( Lk * dк) / π * (Dб + dk * z) * z = (87640 * 21) / 3,14 * (400 + 21 * 2) *2=
663 [mm]
Примем lб = 670 mm
В барабанах длиной менее
трёх диаметров создаётся
lб / Dб ≤ 3
670/400 = 1,68
Высота борта барабана, выступающего над верхним слоем навивки каната, принимается равной:
hб = 2 dk
Тогда диаметр бортов барабана будет равен:
D6op = Dб + 2 * z * dk + 2 * hб = Dб+ 2 dk *(z + 2) = 400+ 2 *21 * (2 + 2) = 568 [мм]
Выбор электродвигателя.
Мощность электродвигателя определяется по формуле:
Nдв = Sk * Vk /102 * ηл
где: Sk - натяжение каната, набегающего на барабан, кГс;
Vk - скорость навивки каната;
ηл - КПД лебёдки (исключая полиспаст).
Скорость навивки каната на барабан определяется скоростью подъёма груза Vг и кратностью полиспаста m:
Vk = Vr * m / 60 = 32 * 2 / 60 = 1,06 [м / с]
При определении КПД лебёдки учитываются потери:
а) в опорах барабана: при подшипниках качения ηб = 0,95 - 0,97
при подшипниках скольжения ηб = 0,93 - 0,95
б) в редукторе ηр = 0,92 - 0,94
Следовательно: ηл = ηб * ηр = 0,96 * 0,93=0,89
Тогда:
Nдв = 4464,29 * 1,06/ (102 * 0,89) = 52 [кВт]
При среднем режиме работы принимаем крановый асинхронный электродвигатель МТ-63-10, VII величины, мощностью 60 кВт, nдв = 577 мин-1. Радиус его корпуса В=320мм, габаритная длина L = 1347 мм. Перегрузка электродвигателя до 5%.
Выбор редуктора.
Для выбора редуктора необходимо знать требуемое передаточное число, мощность на быстроходном валу и скорость его вращения (для нашей схемы она равна скорости вращения электродвигателя), а также режим работы. Из названых параметров нам не известно только передаточное число U. Определяем его:
U = nдв / nб где: nб - скорость вращения барабана по среднему диаметру навивки каната, равная:
nб = 60 * Vk / π * Dcp = 60 * 1,06 / 3,14 * (0,40 + 0,021 * 2) = 45,8 [мин']]
Тогда: U = 577 / 45,8 =12,6
Принимаем редуктор типа РЦД -500, у которого:
номинальное передаточное
мощность N = 113 кВт при 700 мин-1 быстроходного вала.
Размеры: Н = 600 мм, L = 985 мм, Ас = 500 мм; АТ =300 мм; АБ =200 мм
Согласно схеме механизма
подъёма груза барабан и электр
D6op/2 + B + б ≤ Ac
где: В - радиус корпуса
б - зазор между электродвигателем и бортом барабана, принимаемый равным 40-50 мм.
(568/ 2) + 320+ 40 = 653 < 500
Так как условие не выполняется, то выбираем редуктор РЦД-750, номинальное передаточное число U=12,5, мощность N=147 кВт при 700 мин-1 быстроходного вала, размеры: Н=895 мм, L=1425 мм, АС=750 мм; АТ =450 мм; АБ =300 мм
(568/ 2) + 320+ 40 = 653 < 750
Условие выполняется.
На данном этапе расчёта выбраны электродвигатель, с определённой угловой скоростью вращения, редуктор, определён диаметр барабана, т. е. найдены конечные значения элементов механизма, устанавливающие фактическую скорость подъёма груза. Проверим отклонение этой скорости от первоначально заданной.
Фактическая скорость вращения барабана:
nб.ф = nдв / U = 584 / 12,5 = 46,72 [мин -1]
При этом канат на барабан будет навиваться со скоростью:
Vк.ф. = π * Dcp * nб.ф = 3,14 * (0,4 + 0,021 * 2) * 46,72 = 68,84 [мин -1]
Фактическая скорость подъёма груза:
Vг.ф. = Vк.ф. / m = 68,84/ 2 = 32,42 [мин -1]
Отклонение от заданной скорости
(Vг.ф - Vr) / Vr * 100 = ((32,42- 32) / 32) * 100 = 1,31 %
т. е. не превышает допустимого значения на ± 5%
Определение тормозного момента и выбор тормоза.
Согласно Правил Госгортехнадзора тормоз после отключения электропривода должен обеспечивать остановку или ограничить движение механизма. Для механизмов башенного крана применяются колодочные тормоза с приводом от электрогидротолкателя. При подаче питания привод обеспечивает растормаживание колодок, а при отключении – их наложение.
Электрогидравлический толкатель представляет собой комплексное устройство, включающее двигатель, центробежный насос, гидроцилиндр с поршнем, расположенные в корпусе с крышкой, в который подается масло через верхнее отверстие с пробкой. Растормаживание колодок происходит при включении двигателя. Центробежный насос создает избыточное давление под поршнем. Поршень со штоком поднимается и через рычажную систему растормаживает колодки. При этом находящееся под поршнем масло выталкивается через каналы корпуса в нижней части колеса насоса, причем поршень будет находиться в верхней части до отключения двигателя.
Достоинством гидротолкателя является то, что усилие не зависит от положения поршня, а в электромагнитах оно резко изменяется в зависимости от воздушного зазора между якорем и ярмом. К недостаткам гидротолкателей можно отнести инерционность, которая может привести к задержке затормаживания механизмов.
Определяем тормозной момент:
МТ = к*Мдв
где: К - коэффициент запаса торможения, принимаемый согласно Правил Росгостехнадзора:
лёгкий —15;
средний- 1,75;
тяжёлый — 2;
Мдв - момент, приведённый к валу двигателя и подлежащий торможению:
Мдв = Мб*ηл/U
где: Мб - момент на барабане.
Mб = SK * Dcp / 2 = SK * (Dб + dK * z) / 2 = 4464,29 * (40,0+ 2,1 * 2) / 2 = 98661 [кг * см]
Мдв = 98661* 0,89 / 12,5 = 7024,66 [кг * см]
МТ = 1,75 * 7024,66 = 12293 [кг * см]
Принимаем колодочный тормоз с короткоходовым электромагнитом переменного тока ТКТГ-400, имеющий тормозной момент Мт =15000 кг * см, диаметр тормозного шкива DT = 400 мм, и гидротолкатель Т-75 с номинальным толкающим усилием 75 кгс
Проверяем тормоз по удельному давлению на тормозной шкив:
N = MT/f*DT где:
f - коэффициент трения:
тормозная асбестовая лента по чугуну и стали - 0,35
вальцованная лента по чугуну и стали - 0,42
N = 12293/ (0,35 * 40) = 878 [кгс]
Удельное давление между колодкой и шкивом:
P = N/F где: F — расчётная
площадь соприкосновения
F = (π*Dб/360)*B*P где: В - величина, на 5 -10 мм меньшая величины ширины шкива;
Р - угол обхвата лентой шкива, Р = 70°
F = (3,14 * 40/ 360) * 18,0*70 = 439,6 [см2]
Тогда:
Р = 878/ 439,6 = 2 [кгс / см2]
Допускаемая величина давления в колодочных тормозах рассматриваемого типа составляет 6 кг / см2, следовательно выбранный тормоз обладает требуемой работоспособностью.
7. Техника безопасности.
К управлению башенными кранами допускаются рабочие, обученные по специальной программе, аттестованные квалифицированной комиссией и имеющие удостоверение машиниста.
Машинист крана несет ответственность за содержание его в исправном состоянии, за нарушение правил эксплуатации и правил техники безопасности. Работа на неисправном кране запрещается. В кабине машиниста крана на видных местах должны быть таблицы с данными грузоподъемности, вылета и высоты подъема для всех видов оборудования крана, медицинская аптечка и термос с питьевой водой. На кране должны быть ясные надписи, запрещающие посторонним находиться под грузом и стрелой и в зоне поворота хвостовой части.
Площадку, на которой будет работать кран, машинист должен осмотреть и в случае необходимости подготовить. Установка кранов на свеженасыпном не утрамбованном грунте, а также на площадке с уклоном, более указанного в паспорте, не допускается.
Расстояние между поворотной частью крана и выступающими частями возводимого объекта или монтируемыми строительными конструкциями должно быть не менее 1 м.
Машинист должен поднимать грузы, масса которых (с учетом массы стропующих устройств) не превышает грузоподъемности крана на данном вылете. Он должен выполнять свои обязанности при начале и производства работ.
При движении крана своим ходом в пределах строительной площадки запрещается передвигаться с крупногабаритным грузом. Груз при перевозке его на крюке не должен касаться элементов крана, разрешается удерживать груз от раскачивания растяжками.
При работе крана у линии передач и контактных проводов должен иметь квалификационную группу по технике безопасности не ниже второй, в соответствии с Правилами технической эксплуатации и безопасности электроустановок ГОСТ 12.1.013-78.
Расположение крана под линией электропередачи (вне зависимости от напряжения в сети) не допускается. Кран может работать в зоне не ближе 30 м от крайнего провода ЛЭП.
При необходимости проведения работ краном на расстоянии, меньшем 30 м, должен быть получен наряд допуск, подписанный главным инженером или главным энергетиком организации, эксплуатирующей кран. Кран должен работать по наряду допуску, определяющему безопасные условия такой работы только под наблюдения ответственного инженерно-технического работника при наличии разрешения от организации, эксплуатирующей ЛЭП в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.013-78 должно быть не менее указанных значений.
Напряжение ЛЭП, кВ |
До 1 |
35…110 |
150…220 |
330 |
500…700 |
Расстояние по вертикали |
1,5 |
4,0 |
5,0 |
6,0 |
9,0 |
Работа крана у контактных проводов троллейбусной и трамвайной сети допускается при условии соблюдения расстояния между стрелой крана и проводом не менее 1 м, на кране должно быть устройство, исключающее уменьшения этого расстояния при изменении вылета стрелы.
Краны должны быть оборудованы персональным заземлением, соответствующим требованиям «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок» Минэнерго России и ГОСТ 12.1.013-78. Все электрооборудование крана должно быть соединено с заземляющим устройством. В грозу даже при надежно действующем заземлении работа крана должна быть прекращена.

- Кран башенный с неповоротной башней
- Кран консольный поворотный
- Кран машиниста усл. № 394 электровоза ВЛ-80С
- Кран на колонне 3,5 т
- Кран на колонне грузоподъемностью 5 т
- Крановое электрооборудование
- Крановые колеса
- Крайняя необходимость: понятие и признаки
- Крайняя необходимость: понятие и признаки
- Крайняя необходимость (уголовно-правовая регламентация), ее соотношение с необходимой обороной
- Край, область – субъект Российской Федерации
- Крамер формулалары
- Кран
- Кран-балка подвесная 8т