Расчет опасной зоны башенного крана

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  СОЦИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра: «Охраны труда»

Специальность: «Безопасность технологических процессов и производств»

Дисциплина: «Производственная безопасность»

Тема курсовой работы:

Расчет опасной  зоны башенного крана.

Выполнила:

ст-ка группы БТПиП-В-5

Соломянюк Ю.С.

Проверил:

к.м.н. Михайлова Н.С.

Москва 2011 г.

Введение

Башенные краны, являясь  универсальными монтажными машинами, применяются для монтажа высоких и протяженных сооружений там, где могут быть использованы стреловые самоходные гусеничные и пневмоколесные краны.

Основные преимущества башенных кранов:

1) стрела высоко крепится  к башне крана, обычно выше  отметки монтируемых конструкций, что позволяет подавать их в любую точку обслуживаемой территории в любой последовательности;

2) большая грузоподъемность  при больших вылетах стрелы;

3) простота перемещения  крана;

4) четкая организация  монтажной площадки.

Недостатками башенных кранов являются длительность и трудоемкость монтажа и демонтажа, сложность транспортирования их с площадки на площадку и высокая стоимость путей. Все это значительно повышает стоимость эксплуатации крана и сокращает полезное время его работы. Современные модели башенных кранов предусматривают перевозку кранов при наименьшем демонтаже узлов и возможность быстрого монтажа и демонтажа без применения дополнительных механизмов.

Большое разнообразие типов  кранов затрудняет их эксплуатацию. Для  устранения разнотипности утвержден типаж башенных кранов единого ряда типа КБ. В основу типажа положен грузовой момент. Типаж включает краны КБ-4; КБ-16; КБ-25; КБ-40; КБ-60; КБ-100;’КБ-160 и КБ-250 (где цифрой обозначен грузовой момент, т. е. произведение максимального веса поднимаемого груза на вылет, ему соответствующий, в тс-м).

Краны типа КБ изготовляют  из унифицированных узлов, выпускаемых  специализированными заводами. В настоящее время выпускают краны КБ-60, КБ-100 и КБ-160.

По грузоподъемности башенные краны подразделяются на три группы: – для подъема легких грузов —  менее 5 т, с грузовым моментом до 60 тс-м; – для подъема средних грузов — от 5 до 25 т, с грузовым моментом до 300 тс-м; – для подъема тяжелых грузов — более 25 т, с грузовым моментом более 300 тс-м.

Башенные краны получили массовое распространение в строительстве.

По назначению башенные краны  делят на:

а) краны малой мощности грузоподъемностью до 5 т для обслуживания малоэтажного гражданского строительства;

б) краны средней мощности грузоподъемностью от 5 до 25 г для  обслуживания многоэтажного гражданского и промышленного строительства;

в) краны большой мощности грузоподъемностью 25—75 т, а иногда и до 100 т для монтажа сборных  элементов конструкции в гидростроительстве и промышленном строительстве.

В гидротехническом строительстве  башенные краны малой мощности применяют  для обслуживания вспомогательных  работ; краны средней мощности используют преимущественно как краны-бетоноукладчики для подачи бетонной смеси бадьями в блоки бетонирования при возведении монолитных бетонных сооружений; краны большой мощности используют в качестве монтажных кранов при возведении сооружений из сборного железобетона.

Монтажные большегрузные  башенные краны особенно эффективны для обслуживания строительства низконапорных гидроузлов с весом сборных элементов до 70—80 т и даже 100 т; они перемещаются с обеих сторон сооружения.

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

Башенный  кран – поворотный кран со стрелой, закрепленной в верхней части  вертикально расположенной башни (рисунок 1). Основные параметры башенного крана: грузоподъемность, вылет, высота подъема груза, глубина опускания груза, скорость подъема (опускания) груза, скорость поворота башни, скорость перемещения крана.

Башенный  кран состоит из следующих основных узлов: башня, ходовая рама с колесами, опорно-поворотное устройство, поворотная платформа с грузовой и стреловой  лебедкой, с противовесом; механизм поворота и электрооборудования, механизм подъема груза, механизм для изменения вылета, механизм передвижения крана и т.д.

Рисунок 1. Башенные краны (а - быстромонтируемый  кран на винтовых опорах РБК-2-20; б - кран на рельсовом ходу КБ-504А: 1 - ходовая  рама; 2 - опорно-поворотное устройство; 3 - поворотная платформа; 4 - механизм поворота; 5 - грузовая лебедка; 6 - стреловая лебедка; 7- противовес; 8 - башня; 9 - кабина; 10 - стреловой  расчал; 11 - тележечная лебедка; 12 - стрела; 13 - грузовая тележка; 14 - крюковая подвеска)

Башня крана  — его остов, который служит для  поддержания стрелы на определенной высоте, а также для передачи нагрузок со стрелы на ходовую раму и крановые пути. Башню изготовляют из металлических уголков или труб, иногда бывают башни, выполненные в виде сплошной трубы. В вертикальном положении башни крепятся на портал или шарнирно с помощью подкосов.

Стрела  крана – консольная конструкция, крепящаяся к верхней части башни. В данном проекте рассматривается  башенный кран с подъемной стрелой. Преимущество подъемных стрел заключается  в сравнительно малом их весе и  размерах, меньшей трудоемкости монтажа  и перевозки. Краны с подъемными стрелами наиболее распространены в  строительстве. Недостатком подъемных  стрел является то, что для изменения  вылета крюка нельзя горизонтально  переместить груз, поэтому необходимо производить поворот и передвижение крана. Так же, как и башни, стрелы изготовляют из уголков или труб большого диаметра. Решетчатые конструкции  из труб легки, прочны, способны выдерживать  большие ветровые нагрузки.

Важный  элемент башенного крана —  ходовая рама для передачи действующих  нагрузок на крановые пути.

В кранах с поворотными башнями действующие  на кран нагрузки передаются на ходовую  раму через опорно-поворотное устройство, размещенное в верхней части  рамы, и с нее — на крановые пути. Через опорно-поворотное устройство у мобильных кранов башня соединена  с ходовой рамой. Само по себе опорно-поворотное устройство необходимо для обеспечения  вращения поворотной части башенного  крана относительно неповоротной части  и для передачи нагрузок с поворотной части на неповоротную. Это устройство расположено на поворотной платформе крана.

В верхней  части башни находится оголовок, который жестко соединен с башней или связан с нею с помощью  опорно-поворотного устройства. На стороне, противоположной стреле, устанавливают распорки, предназначенные для отвода от башни ветвей стреловых канатов. На распорках крепят только блоки стрелового расчала и грузового каната. Железобетонные блоки балласта и блоки противовеса нужны для повышения устойчивости крана как в рабочем, так и в нерабочем состоянии. В кранах с поворотной башней противовес располагают на поворотной платформе.

Для захвата  груза кран снабжен крюком.

Стальные  канаты служат для оснастки в качестве тяговых органов при подъеме  груза и самой стрелы. Их применяют  в устройствах для монтажа  и демонтажа кранов, для поворота крана. Они способны обеспечить высокую  грузоподъемность при незначительном собственном весе, большую надежность в работе, гибкость и подвижность  во всех направлениях при перемещении  груза.

Применяемые для оснастки башенных кранов стальные канаты должны обладать прочностью, долговечностью, не сплющиваться и не раскручиваться во время работы.

Канат соединяет  подъемный механизм с грузом через  специальные приспособления - блоки, полиспасты, барабаны. Блоки служат для подъема и опускания груза, для изменения направления движения канатов. Это простейшее устройство - обычное колесо, обод которого имеет  желоб для размещения каната. Применение блока не дает особого выигрыша в  силе, так как подвешенный к  канату груз для уравновешивания  требует приложения усилий, равных весу груза, к другому концу каната, перекинутому через блок. Блоки делятся  на подвижные и неподвижные. Последние нужны для изменения направления движения канатов. Что же касается подвижных блоков, то они, вращаясь вокруг собственной оси, перемещаются одновременно с грузом.

Полиспаст состоит из системы нескольких подвижных  и неподвижных блоков, соединенных  канатом. Полиспаст позволяет получить большой выигрыш в тяговом  усилии благодаря уменьшению скорости подъема груза. Барабан грузоподъемного  механизма имеет форму полого цилиндра, его поверхность для  лучшей укладки и меньшего износа каната имеет винтовые канавки.

На башенных кранах серии КБ установлена выносная унифицированная кабина. Передняя стенка ее полностью застеклена, три другие, имеющие окна, выполнены из двойной  обшивки (наружной — металлической  и внутренней — фанерной) с утеплительной  прокладкой между ними. Лобовое и боковые окна кабины — открывающиеся. Внутри кабины расположена аппаратура управления механизмами крана — командоконтроллеры, ограничитель вылета и грузоподъемности, измерительный пульт анемометра, аварийный выключатель, щиток освещения, вентиляторы, огнетушитель и сигнальные лампы. Имеются специальные места для хранения аптечки, одежды, и инструмента, для электропечки и хранения кранового журнала.

Все рабочие  движения крана производят с помощью  четырех механизмов: механизма передвижения, механизма поворота, грузовой лебедки, тележечной (при балочных стрелах) или  стреловой (при подъемных стрелах) лебедки. Основными узлами каждого  механизма являются электропривод, редуктор, муфты, тормоз, открытые зубчатые передачи, а также исполнительные органы — барабаны, ходовые колеса, ведущие шестерни. Редуктор нужен  для передачи крутящего момента  от двигателя к исполнительным органам  — колесам, барабану, шестерням.

Муфты служат для соединения вращающихся валов; тормоза — для удержания механизмов в заданном положении и полной их остановки. Механизм передвижения в  башенных кранах на рельсовом ходу обеспечивает перемещение крана  по крановым путям. Для равномерного распределения нагрузки на колеса крана  их объединяют в балансирные ходовые  тележки.

На раме ведущей ходовой тележки размещен двигатель, зубчатый редуктор, передающий вращение на ходовые колеса. На торцах рамы размещены противоугонные устройства, которые при их опускании могут  прочно закрепить кран на рельсах. Когда  кран находится в нерабочем состоянии, захваты препятствуют угону крана  ветром. На одной из тележек закреплен  конечный выключатель ограничителя пути перемещения крана. В конце  кранового пути ставится выключающая  линейка, при наезде на которую срабатывает  конечный выключатель, останавливая движение крана.

Приборы безопасного  башенного крана

В зависимости от типа крана (мостовой, башенный, стреловой самоходный и т.п.) и рода привода (электрический, механический) кран снабжается рядом  приборов и устройств, обеспечивающих его безопасную эксплуатацию. К таким  приборам относятся:

1) концевые выключатели,  предназначенные для автоматической  остановки механизмов кранов с электрическим приводом. На кранах с механическим приводом механизмов, концевые выключатели не применяются. Требования по оборудованию грузоподъемных машин концевыми выключателями изложены в правилах по кранам;

2) ограничители грузоподъемности, предназначенные для предотвращения  аварий кранов, связанных с подъемом  груза массой, превышающей их (с  учетом вылета крюка) грузоподъемность. Установка прибора обязательна на стреловых, башенных и портальных кранах. Краны мостового типа должны оборудоваться ограничителем грузоподъемности в том случае, когда не исключается их перегрузка по технологии производства. Требования к установке прибора содержаться в правилах по кранам;

3) указатель грузоподъемности, устанавливаемый на кранах стрелового  типа, у которых грузоподъемность изменяется с изменением вылета крюка. Прибор автоматически показывает, какова грузоподъемность крана при установленном вылете, что помогает предотвратить перегрузки крана;

4) ограничитель высоты  подъема, предназначен для срабатывания  при достижении грузозахватным  устройством предельной высоты  подъема.

5) указатели угла наклона  для правильной установки стреловых  кранов, кроме работающих на рельсовых путях;

6) анемометр. Таким прибором  должны оборудоваться башенные, портальные и кабельные краны для автоматической подачи звукового сигнала при опасной для работы скорости ветра;

7) противоугонные устройства, применяемые на кранах, работающих  на наземных рельсовых путях,  для предотвращения угона их  ветром. Требования к этим устройствам изложены в правилах по кранам;

8) автоматический сигнализатор  опасного напряжения (АСОН), сигнализирующий  об опасном приближении стрелы  крана к находящимся под напряжением  проводам линии электропередачи.

9) опорные детали, которыми  снабжаются краны мостового типа, передвижные консольные, башенные, портальные, кабельные, а также грузовые тележки (кроме электроталей) для уменьшения динамических нагрузок на металлоконструкцию в случае поломки осей ходовых колес;

10) упоры, устанавливаемые  на концах рельсового пути  для предупреждения схода с  них грузоподъемных машин, а  также на стреловых кранах  с изменяющимся вылетом стрелы  для предотвращения ее опрокидывания;

11) звуковой сигнальный  прибор, применяемый на кранах, управляемых  из кабины или с пульта (при  дистанционном управлении). На кранах, управляемых с пола, сигнальный прибор не устанавливается.

Заключение

Башенные краны при  реконструкции цехов используют реже, чем при возведении новых объектов. Это связано с увеличением удельных затрат на устройство подкрановых путей, монтаж и демонтаж крана, с повышенной стесненностью монтажной зоны, ограничивающей возможности доставки крана на строительную площадку. Однако вертикальность башни крана и большая высота подвески стрелы позволяют перемещать монтируемые конструкции над существующими и размещать их даже в узких коридорах, образованных существующими зданиями.

Область применения башенных кранов может быть расширена при  использовании различных комбинированных  систем и устройств. Простейшим примером этого является одновременная работа двух башенных кранов или башенного и любого другого крана для подъема груза, превышающего грузоподъемность каждого крана в отдельности.

Существенно увеличить грузоподъемность башенного крана можно, превратив  его в козловой жестким сопряжением  стрел двух башенных кранов или опиранием  стрелы крана на дополнительную временную  опору.

Эффективным направлением совершенствования  конструкций башенных кранов и приспособления их к работе на реконструируемых и  рассредоточенных объектах является перевод их на безрельсовый ход (пневмоколесный, гусеничный или шагающий). Для монтажных работ, выполняемых в стесненных условиях, наибольшее применение могут найти безрельсовые башенные краны, имеющие стрелу с грузовой тележкой. При достаточно большом вылете такой кран может длительное время работать на одной стоянке, благодаря чему основной недостаток безрельсового хода – невозможность передвижения с грузом – малосуществен. Возможны и другие методы модернизации для расширения области применения башенных кранов.

Список литературы

1. Абрамович И.И. и др. Грузоподъемные краны промышленных предприятий: Справочник. – М.: Машиностроение, 1989
2. Вайсон А.А. Подъемно-транспортные машины: Учебник. – М.: Машиностроение, 1989
3. Вайсон А.А. Строительные краны. – М.: Машиностроение, 1969
4. Бордяков Д.Е., Орлов А.Н. Грузоподъемные машины: Учебное пособие. – СПб, 1995
5. Башенные краны / Л.А. Невзоров, А.А. Зарецкий, Л.М. Волин и др. – М.: Машиностроение, 1979
6. Невзоров Л.А. Башенные краны. – М.: Высшая школа, 1980
7. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. – М.: Металлургия, 1981
8. Шестопалов К.К. Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование: Учебное пособие. – М.: Издательский центр «Академия», 2005