Мостовые краны
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ЮЖНО-УРАЛЬСКИЙ
АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА «ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ»
ЗИЭФ-459.270112.2012
Пояснительная записка к реферату
по дисциплине: “Строительные машины”
на тему: “Мостовые краны”
Преподаватель
Стуков А.И.
«___»_______________2012г.
Автор реферата
студенты группы ЗИЭФ-459
Филиппова Н.В.
Работа защищена
с оценкой
________________________
«___»______________2012 г.
Челябинск
2012
Содержание
1.Общая классификация кранов 3
2.Классификация кранов -
мостовые краны
3.Конструктивные схемы мостовых кранов 12
4.Общие сведения о надежности мостовых кранов 19
5.Параметры и основные
размеры мостовых кранов
6.Режимы работы и
7.Мостовые краны –
простые механизмы.
мостовых кранов
9.Унификация и блочность мостовых кранов 40
10.Материалы для деталей механизмов мостовых кранов 43
11.Методы расчета и
виды нагрузок мостовых кранов
12.Барабаны и блоки
мостовых кранов
13.Канаты и цепи мостовых кранов 65
14.Крюковые подвески, полиспасты мостовых кранов 71
15.Механизмы передвижения мостового крана 79
16.Многоскоростной механизм
подъема мостового крана
Список литературы
1.Общая классификация кранов
Подъемными кранами называются грузоподъемные машины, предназначенные для подъема и перемещения грузов из одной точки площадки, обслуживаемой машиной, в другую.
Как правило, кран работает в пределах ограниченной площади цеха, склада, разгрузочной (перегрузочной) площадки. Грузоподъемные краны относятся к классу машин, без которых немыслимо современное производство с перемещением грузов различной массы. Поэтому область применения грузоподъемных кранов весьма обширна. Краны различных конструкций широко применяют в строительстве, при загрузке и выгрузке судов в портах, на железнодорожных станциях и складах, на горных и металлургических предприятиях, во всех отраслях машиностроительной промышленности.
В машиностроении кроме погрузочно-разгрузочных операций краны могут выполнять, роль внутри цехового или межцехового транспорта.
В соответствии с рекомендациями
Международной конференции
Кроме того, мостовые и козловые краны делят на краны общего назначения и специальные. К специальным мостовым кранам относят различные металлургические краны, краны для производства строительно-монтажных работ, обслуживания гидротехнических сооружений, а также краны, работающие в условиях повышенного агрессивного воздействия, во взрыво- и пожароопасных средах.
2.Классификация кранов - мостовые краны
Подъемный кран — это машина
для захватывания, подъема и перемещения
в горизонтальном направлении штучных
и массовых грузов на сравнительно
небольшие расстояния в пределах
цеха или склада. Подъемные краны
составляют особую группу грузоподъемных
машин, характеризующуюся повторно-
Подъемный кран имеет следующие обязательные элементы: металлическую несущую конструкцию в виде моста, портала, башни, мачты или стрелы; главный подъемный механизм в виде лебедки, электротали, штока, рейки с приводом и рычагами управления; приспособления и устройства для захватывания и подвешивания груза — крюки, скобы, зажимы, грейферы; поддерживающие и направляющие элементы — канатные и цепные блоки, направляющие втулки и планки. Лебедка подъемного крана (в зависимости от его типа и назначения) может быть снабжена одним, двумя и более барабанами, приводимыми в действие от одного общего или от отдельных двигателей.
В зависимости от назначения, эксплуатационных требований и конструктивных особенностей подъемные краны, кроме того, могут иметь: механизм для передвижения всего подъемного крана, грузовой тележки; механизмы для вспомогательного подъема грузов, (меньших, чем номинальный груз главной подъемной лебедки); аварийные тормоза, буфера, упоры и т. п.
Подъемные краны можно классифицировать по области применения, роду привода основных механизмов, типу грузозахватного органа, конструктивным особенностям, характеру и режиму эксплуатации и другим признакам.
По области применения подъемные краны делятся в основном на цеховые, транспортные, палубные и строительные.
Цеховые подъемные краны устанавливают в помещениях производственных цехов или складов. Они предназначены для механизации грузоподъемных и погрузочно-разгрузочных работ, проводимых в соответствии с технологическим процессом. К основным типам цеховых подъемных кранов принадлежат мостовые.
Мостовые подъемные краны состоят из моста, перекрывающего весь пролет цеха, и грузовой тележки с механизмом подъема и передвижения. Мост передвигается по крановым рельсам, установленным на подкрановых балках цеховых зданий, а грузовая тележка — по рельсам моста крана.
Краны этого типа обслуживают всю площадь цеха или склада и могут перемещать грузы в любом направлении соответственно технологическому процессу. Они выполняются как с ручным, так и с электрическим приводом механизма подъема и передвижения. Питание моста и тележки крана электроэнергией производится от токоподводящих троллеев. Управление осуществляется с помощью контроллеров и командо контроллеров из кабины, размещенной на мосту или раме грузовой тележки.
Ручные мостовые краны
обслуживают цехи и склады с небольшими
грузопотоками. Электрические мостовые
краны предназначены для
Во всех областях народного хозяйства широко используют мостовые подъемные краны с самыми различными специальными захватами, ковшами и другими устройствами.
Грузоподъемность машины означает наибольшую допустимую массу рабочего груза, на подъем которого она рассчитана. В грузоподъемность входит масса съемных грузозахватных приспособлений и тары, а применительно к машинам, снабженным грейфером или электромагнитом, также масса этих грузозахватных органов.
Рис. 2.1 Мостовой кран с крюком
Мостовые краны изготовляют грузоподъемностью от 1 до 500 т, с пролетами 12—32м, высотой подъема 11 —16м. Скорость подъема крюка 2—40 м/мин, скорость передвижения тележки 40—60 м/мин, моста — до 125 м/мин.
Подъемные краны грузоподъемностью более 10 т часто снабжают двумя или тремя подъемными механизмами: одним главным номинальной грузоподъемности и одним или двумя вспомогательными меньшей грузоподъемности (в 3—5 раз). Грузоподъемность таких кранов обозначают дробью, в числителе которой указывают грузоподъемность главного, а в знаменателе грузоподъемность вспомогательного механизма, например: 15/3- 20/5-150/20/5.
По типу грузозахватного органа подъемные краны делятся на крюковые, магнитные, грейферные, литейные и специальные.
Крюковые краны снабжены одним или двумя крюками и предназначены для перегрузки штучных грузов (рис. 2.1). При перегрузке сыпучих и жидких материалов крюковыми кранами применяют специальные сосуды и ковши.
Магнитные краны (рис. 2.2) по устройству почти не отличаются от крюковых. Разница состоит в том, что на крюк такого крана подвешивают электромагнит, служащий для транспортировки изделий из стали и чугуна или стального и чугунного лома и стружки. При использовании магнитных кранов нет необходимости закреплять груз на крюке, так как электромагнит притягивает к себе сталь и чугун. При разгрузке следует отключить ток, питающий обмотку электромагнита.
Рис. 2.2 Магнитный кран
Грейферный кран отличается от обычного крюкового крана тем, что вместо крюка предусмотрен специальный ковш, называемый грейфером. Грейферным краном транспортируют уголь, кокс, песок, гравий и другие сыпучие и кусковые материалы. Открывается и закрывается грейфер с помощью двух барабанов, расположенных на тележке крана.
Магнитно-грейферные краны оборудуют одновременно электромагнитом и грейфером. При грузоподъемности электромагнита и грейфера по 5 т кран снабжают одной тележкой, при грузоподъемности по 10 т — двумя тележками.
Особенностями мульдо-магнитного крана являются тележка, на которой расположены механизм, управляющий работой мульдового захвата, осуществляющего транспортировку мульд, и подъемный электромагнит. Мульдой называется ящик, в котором транспортируется размельченный металл к сталеплавильным печам. Электромагнит служит для загрузки мульд.
Мульдовый захват представляет собой две рамы, которые могут сближаться и удаляться одна от другой. Мульды устанавливают на специальные подставки, ширина которых меньше длины мульд. При таком соотношении размеров концы мульд свешиваются с подставок. Перед захватом мульд рамы разводятся и опускаются с двух сторон мульд. После этого рамы сближаются и оказываются под выступающими концами мульд. При подъеме захвата мульды поднимаются вместе с рамами и в таком виде доставляются к месту их расположения у печей, где также устанавливаются на суженные подставки. Это дает возможность опустить захват несколько ниже подставки и развести в стороны его рамы, освободив таким образом мульды.
Мостовые краны, применяемые при выплавке и прокатке стали, называются металлургическими. К этой группе кранов относятся мульдо-завалочные, литейные, краны для раздевания слитков, колодцевые, краны с лапами и др.
Мульдо-завалочным краном (рис.2.3) загружают в плавильные печи шихту для расплавления. Мульдо-завалочный кран имеет тележки, На специальной конструкции одной из этих тележек расположен хобот, служащий для подачи мульд в загрузочное отверстие печи. Хобот можно поворачивать вокруг его оси и покачивать. Кроме того, хобот можно поворачивать вокруг конструкции и немного приподнимать.
После захвата хоботом мульды крановщик поднимает хобот, поворачивает его в сторону печи, устанавливает на высоту загрузочного отверстия печи и с помощью механизма передвижения тележки вводит мульду в печь. В печи крановщик поворачивает хобот, чтобы высыпать содержимое мульды в печь. При выходе мульды из печи движения крана производятся в обратном порядке. Вспомогательную крюковую тележку используют при ремонте печей.
На рис. 6 показан кран, тележки которого ходят по разным путям. Однако применяют мульдозавалочные краны, у которых обе тележки передвигаются по общему пути. Литейный кран (рис.2.4) отличается от обычного крюкового тем, что имеет две тележки — главную и вспомогательную. Пути, по которым передвигается вспомогательная тележка, расположены ниже путей главной тележки. Пути вспомогательной тележки делают более узкими, чем главной. За счет этого канаты главной тележки проходят в промежутках между путями главной и вспомогательной тележек.
Рис. 2.3 Мульдо-завалочный кран
На образовавшихся таким образом двух ветвях канатов подвешивается траверса с двумя крюками, с помощью которых зачаливается ковш с металлом. В нижней части ковш имеет ушко. При подходе крана к месту опорожнения ковша, заполненного расплавленным металлом, крюк вспомогательной тележки захватывает за это ушко. В результате ковш наклоняется и металл выливается в предназначенную для него форму, называемую изложницей.
Для обеспечения большей
надежности в работе механизмы подъема
литейных кранов снабжают двумя тормозами.
После застывания расплавленной
стали слитки отделяют от форм (изложниц)
с помощью кранов для раздевания
слитков. Эти краны позволяют
выполнять следующие операции: раздевать
слитки, имеющие уширение книзу; раздевать
слитки с уширением кверху; отрывать
слитки, уширенные книзу, от поддона,
на котором устанавливают
Рис. 2.4 Литейный кран
На мосту (рис. 2.5) крана для раздевания слитков расположена тележка. К раме тележки подвешены шахта и кабина крановщика.
Рис. 2.5 Кран для раздевания слитков
Внутри шахты проложены направляющие рельсы, по которым перемещается механизм, служащий для выполнения операций по освобождению слитков. При раздевании слитка, уширенного книзу, клещи упираются в прилив изложницы, а толкатель, называемый штемпелем, опускается вниз и выталкивает слиток из изложницы. Слиток с уширением кверху при раздевании захватывается клещами, которые вытягивают его из изложницы. Специальные клещи, закрепленные на штемпеле, держат изложницу, чтобы она не двигалась вместе со слитком. При отрыве слитка от поддона на штемпель надевают камертон — особый упор. Камертон упирается в поддон, а клещи открывают слиток от поддона.
Грузоподъемность кранов для раздевания слитков обозначают тремя цифрами, например: 175/25/15. Первая цифра соответствует силе давления, развиваемого штемпелем, вторая — грузоподъемности механизма подъема и третья — грузоподъемности электромагнита, предназначенного для выполнения вспомогательных операций.
Колодцевый кран предназначен для обслуживания нагревательных колодцев, в которых нагреваются стальные слитки перед подачей их в прокатный стан. В прокатном стане из стальных отливок получают полосы, уголки, швеллеры и т. п.
Колодцевый кран отличается от других мостовых кранов устройством тележки. Она состоит из верхней рамы, нижней рамы и шахты, где укреплена кабина крановщика. На верхней раме установлены механизм главного подъема и механизм управления клещами, при помощи которых производится захват слитков при подаче и выемке их из колодца. На нижней раме тележки расположены механизм передвижения тележки, механизм поворота клещей и механизм вспомогательного подъема. В шахте размещены направляющие рельсы, по которым передвигается рама с закрепленными на ней клещами.
Кран с лапами служит для
транспортировки стального
Краны с траверсами служат для перемещения длинномерных грузов в виде рельсов, труб, балок и т. п. К подъемному механизму такого крана подвешивают специальную балку, называемую траверсой. На этой балке укрепляют два, три и более крюков или такое же количество электромагнитов, если кран предусмотрен для транспортировки стальных либо чугунных изделий.
Козловые краны также относятся к мостовым, хотя различаются способом крепления ходовых колес. На мостовых кранах колеса крепят непосредственно к мосту, а на козловых кранах — к специальным опорам, расположенным по концам моста.
При таком устройстве кранов подкрановые пути можно располагать непосредственно на поверхности земли. Козловые краны предназначены для работы вне зданий.
Таблица 2.1
Отнесение электрооборудования к различным режимам работы
Режим работы |
Коэффициент использования |
ПВ,% |
Число включений в час (средние за смену) |
Температура окружающей среды С° | ||
по грузо-подъемности Кгр |
по времени | |||||
в течении года Кс |
за сутки Кс | |||||
Л |
1 0,25 0,5 0,25 0,1 |
Не регулярная редкая работа То же 0,25 0,33 15 0,5 0,67 15 1 1 25 |
60 |
25 | ||
С |
1 0,75 0,5 0,25 0,1 |
1 0,5 0,5 1 1 |
0,67 0,33 0,67 1 1 |
15 15 25 40 60 |
120 |
25 |
Т |
1 1 0,75 0,5 0,25 |
1 1 0,75 1 1 |
0,67 0,33 0,67 1 1 |
25 40 40 40 60 |
240 |
25 |
ВТ |
1 0,75 0,5 0,25 0,1 |
1 |
1 |
40 60 60 60 60 |
300-600 |
45 25 45 45 45 |
Соблюдение этих Правил обязательно для предприятий всех министерств и ведомств. Электрическое оборудование грузоподъемных машин, его монтаж, токоподвод и заземление должны отвечать Правилам устройства электроустановок (ПЭУ). Эксплуатация электрического оборудования грузоподъемных машин должна производиться в соответствии с Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭ и ПТБ).
Правилами установлены следующие режимы работы кранов с машинным приводом: легкий — Л, средний — С, тяжелый — Т и весьма тяжелый — ВТ. Режим работы электрооборудования отдельных механизмов крана определяется— по табл. 2.1. Режим работы крана в целом устанавливается по механизму главного подъема.
Режим работы механизмов грузоподъемных
машин с машинным приводом зависит
от следующих факторов:
1) коэффициента использования механизма
по грузоподъемности КГр — QCP/QHOM. где Qcp — средняя масса поднимаемого
груза за смену; QH0M — номинальная грузоподъемность;
2) коэффициента годового использования
механизма Kv = число дней работы механизма
в году/365;
3) коэффициента суточного использования
механизма Ко = число часов работы механизма
в сутки/24;
4) относительной продолжительности включения
(ПВ) двигателя механизма ПВ = е-100 %, где
е = время работы механизма в течение цикла/полное
время цикла.
Применительно к электрооборудованию
8 вычисляют для промежутка времени не
свыше 10 мин, для механизмов — в течение
1 ч;
5) числа включений в час;
6) температуры окружающей среды (воздуха).
3.Конструктивные схемы мостовых кранов
Независимо от конструкции все рассмотренные краны состоят из одинаковых узлов и деталей. Основной из них является металлоконструкция, служащая опорой для всех механизмов крана. На металлоконструкции располагаются механизмы главного и вспомогательного подъема, механизмы передвижения крана и тележки. Любой механизм состоит из привода, как правило, электрического и исполнительного органа (канат, ходовые колеса).
Кроме того, на каждом кране имеются приборы, обеспечивающие безопасность работы механизмов, и вспомогательное оборудование, включающее отопительное, осветительное и монтажную оснастку.
Структурные схемы мостовых кранов приведены на рис.3.1
Рис. 3. 1 Мостовой двухбалочный опорный кран:
1 -кабина крановщика, 2 -крановые рельсы, 3 -ходовые колеса, 4 -концевая балка, 5-гибкий кабель для токоподвода к тележке крана,6-вспомогательный механизм подъема груза, 7 - главный механизм подъема груза, 8 - крановая тележка, 9 - проволока для подвески гибкого кабеля, 10 - площадка для обслуживания цеховых троллеев, 11 - главная балка, 12 - механизм передвижения тележки, 13 - механизм передвижения моста крана
5
Грузоподъемные краны отличаются большим разнообразием конструкций.
Мостовой кран — подъемный кран, предназначенный для подъема, .опускания и горизонтального перемещения различных грузов. Он состоит из мостовой фермы, передвигающейся по рельсам, уложенным на подкрановые балки, и грузовой тележки, перемещающейся вдоль фермы.
По конструкции моста краны подразделяют на однобалочные и двухбалочные. Мостовой кран, опирающийся ходовыми колесами на рельсовый путь, называют опорным (рис. 3.1) в отличие от подвесного крана, перемещающегося по подвесному крановому пути (рис. 3.2). Однопролетный мостовой кран перемещается по двум рельсам, тогда как двух- и многопролетные краны двигаются по трем и более рельсам.
Рис. 3.2 Мостовой однобалочный подвесной кран: 1 — мост крана, 2 — механизм подъема груза (электроталь), 3 — тележка холостая, 4 — тележка приводная
Опорный кран передвигается по рельсам, уложенным на металлических или железобетонных подкрановых балках, опирающихся на колонны здания или открытую эстакаду. Подвесной кран передвигается по нижним полкам двутавровых балок, закрепленных под нижними поясами строительных ферм здания. Мостовые краны выполняют с гибкой (на канатах) и жесткой подвеской груза. С жесткой подвеской груза выполняют специальные металлургические краны и краны-штабелеры.
Краны мостовые опорные однобалочные с электрической талью имеют грузоподъемность 1—5 т и длину пролетов 4,5—28 м (ГОСТ 22045—76). Краны мостовые электрические общего назначения должны соответствовать требованиям ГОСТ 24378—80Е, грузоподъемность их 5—50 т. Краны мостовые электрические магнитные выпускают грузоподъемностью 5—32 т по длине пролетов Ю—34,5 м по ГОСТ 19482—74.
С помощью механизмов кран перемещается вдоль подкранового пути. Опорная тележка такого крана (рис. 3.3) состоит из рамы, одного или двух механизмов подъема груза и механизма передвижения для перемещения ее по рельсам вдоль моста. Однобалочный мостовой кран (рис. 3.4) имеет консольную тележку, которая перемещается по одной пролетной балке. Иногда кран снабжается двумя тележками: опорной — с механизмом главного подъема и консольной — с механизмом вспомогательного подъема (рис. 3.5). Это способствует повышению маневренности и лучшему использованию крана.
На рис. 3.6 показан однобалочный кран грузоподъемностью 50/10 т с консольной тележкой с приводными колесами. Механизмы главного и вспомогательного подъема смонтированы на концевых балках моста. Установка на тележке только верхних блоков позволяет уменьшить высоту крана, а консольное расположение блоков — обслуживать дополнительную площадь с торцовой стороны здания.
Мостовые краны общего назначения используют также в сборочных цехах (в качестве монтажных), в машинных залах, в котельных и дымососных отделениях электростанций. При работе на открытом воздухе (склады, контейнерные площадки и т. д.) Они перемещаются по путям, уложенным на специальных эстакадах
Рис. 3.3. Опорные тележки с одним (а) и с двумя (б) механизмами подъема
Рис. 3.4. Однобалочный кран
Рис. 3.5. Кран с опорной и консольной тележками
Рис. 3.6. Однобалочный кран со стационарными механизмами подъема
Рис. 3.7. Установка крана на эстакаде 8
Рис. 3.8. Установка двух кранов грузоподъемностью по 100 т
(рис. 3.7). На одних и тех же подкрановых. путях могут работать несколько кранов. При этом грузы, масса которых превышает грузоподъемность крана, поднимаются двумя кранами с использованием траверсы (рис. 3.8).
Рис. 3.9. Кран с гидравлическим приводом
В настоящее время
Масса крана определяет не только его стоимость, но и капиталовложения на сооружение здания или эстакады, поскольку необходимо применять строительные конструкции (колонны, балки) соответствующих размеров. В этом плане определенное преимущество имеют однобалочные краны, у которых масса на 10—30% (в зависимости от пролета) меньше, чем у двухбалочных. Вертикальный габарит крана определяет высоту, а следовательно, и стоимость части сооружения, расположенной выше подкрановых путей.
При определении возможности снижения массы крана большую» роль играют статистические материалы, касающиеся как величины нагрузок и режимов работы, так и прочности элементов металлоконструкций и механизмов. Это, в свою очередь, позволяет уточнить фактически действующие нагрузки и методы прочностного расчета. Поскольку стоимость полуфабрикатов, покупных изделий и материалов составляет от 60 до 84% полной стоимости крана, важными при оценке технологичности конструкций являются показатели массы, стоимости материалов и коэффициент их использования, определяемый количеством отходов. При производстве мостовых кранов этот коэффициент пока не превышает 0,7.
