Устойчивость стреловых кранов

  Главная      Учебники - Краны     Технические характеристики кранов

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..   80  81  82  83  84  85 

 

 

Устойчивость стреловых кранов

Свободно стоящий кран испытывает действие следующих сил: массы крана G, массы поднимаемого груза Q, силы ветра W, силы инерции, определяемой величиной движущейся массы и скоростью ее движения u.

Схемы расчета устойчивости крана: а) - грузовой, б) - собственной

Часть перечисленных сил, в первую очередь масса поднимаемого груза, стремится опрокинуть кран. Другая часть сил противодействует опрокидывающим силам; к таким восстанавливающим силам относится масса крана. Остальные силы в зависимости от условий работы крана могут быть опрокидывающими и восстанавливающими. Например, ветровая нагрузка может быть опрокидывающей, если ее действие направлено в сторону действия поднимаемого груза, и, наоборот, восстанавливающей, если направление ее действия противоположно действию массы груза. Аналогично может быть рассмотрено действие и силы инерции.
Эффект от действия той или иной силы на кран зависит не только от ее числового значения, но и от точки приложения. Чем дальше находится сила от ребра опрокидывания, тем больше увеличивается эффект от действия силы. Величина произведения опрокидывающей силы на расстояние ее от ребра опрокидывания, т.е. на плечо, называется опрокидывающим моментом, а величина произведения восстанавливающей силы на плечо - восстанавливающим моментом. Отсюда видно, что угол наклона крана, влияющий на величину перемещения точки приложения действующей силы, также может увеличивать или уменьшать эффект от действия той или иной силы.
Обязательным условием, обеспечивающим устойчивость крана, является превышение суммы моментов восстанавливающих сил над суммой моментов опрокидывающих сил относительно ребра опрокидывания.
Отношение суммы моментов восстанавливающих сил к сумме моментов опрокидывающих сил называется коэффициентом устойчивости.
В любых неблагоприятных условиях как в рабочем, так и в нерабочем состоянии должна быть обеспечена устойчивость кранов. При определении устойчивости ветровая нагрузка и уклон пути в расчетах всегда рассматриваются как факторы, неблагоприятные для устойчивости крана.
Степень устойчивости крана в рабочем состоянии определяется коэффициентом грузовой устойчивости; степень устойчивости крана без рабочего груза (в нерабочем состоянии) определяется коэффициентом собственной устойчивости.
Коэффициентом грузовой устойчивости крана называется отношение момента относительно ребра опрокидывания, создаваемого всеми удерживающими от опрокидывания силами, к моменту, создаваемому опрокидывающими силами (в том числе массой груза), относительно того же ребра.
Коэффициентом собственной устойчивости крана (без груза) называется отношение момента, создаваемого удерживающими силами, к моменту, создаваемому опрокидывающими силами (в том числе силой ветра).
Пользуясь схемой действующих на кран сил и зная, какие из них являются силами удерживающими, а какие опрокидывающими, рабочий может самостоятельно определить те условия работы, которые в наибольшей мере благоприятствуют устойчивости крана.

 

 

 

Классификация приводов стреловых кранов

Для приведения в движение механизмов и рабочего оборудования стреловых самоходных кранов и управления ими служит комплекс устройств, называемый приводом. Привод состоит из источника энергии (механической или электрической), устройств для передачи энергии исполнительным механизмам и аппаратуры управления.
В стреловых кранах применяют следующие виды приводов: механический, электрический, гидравлический, гидромеханический и комбинированный.
Механический привод - привод от двигателя внутреннего сгорания, в котором энергия горения топлива преобразуется в механическую энергию вращения коленчатого вала и передается к исполнительным механизмам с помощью механической трансмиссии.
Электрический привод - привод, в котором источником механической энергии является электродвигатель.
Гидравлический привод - привод, в котором механическая энергия потока жидкости от гидронасоса преобразуется в механическую энергию ведомого звена гидравлическим двигателем.
Гидромеханический привод - механический привод с гидротрансформатором в трансмиссии.
Комбинированный привод - привод с параллельным или последовательным использованием разнотипных источников энергии, например дизель-электрический привод.

На стреловых самоходных кранах в основном применяют три типа приводов: электрический, гидравлический и комбинированный. Менее распространены механический и гидромеханический приводы.
Двигатели внутреннего сгорания являются основным видом силового оборудования стреловых кранов. Эти двигатели обеспечивают автономность работы кранов в различных эксплуатационных условиях. В кранах обычно применяют тракторные и автомобильные двигатели - карбюраторные и дизельные.
Привод с двигателем внутреннего сгорания является первичным на кранах с одномоторным и многомоторным приводом. В последнем случае по одной схеме двигатель внутреннего сгорания (дизельный) приводит в движение генератор, который питает электроэнергией электродвигатели исполнительных механизмов. Краны с таким приводом называют дизель-электрическими. Двигатель и генератор укомплектованы в одну силовую установку - электростанцию. По другой схеме двигатель внутреннего сгорания или электродвигатель приводит в движение гидронасосы, которые питают гидравлические моторы объемного гидропривода, являющегося вторичным приводом. Краны с таким приводом называют дизель-гидравлическими или просто гидравлическими.
Почти на всех кранах с электрическим приводом переменного, а также постоянного тока предусматривается возможность питания от внешней электрической сети общего назначения. Подобная схема привода позволяет увеличить время работы двигателя (моторесурс) крана, облегчить работу крана в зимних условиях, когда возникают трудности с запуском дизеля при низкой температуре, а также снизить стоимость эксплуатационных расходов при работе от сети по сравнению с работой от дизель-генераторной установки.
При электрическом приводе кранов создаются благоприятные условия для работы машиниста; он легко управляет краном с помощью компактного пульта. Снижение утомляемости машиниста повышает производительность труда.
Краны с многомоторным приводом отличаются меньшей массой, чем краны с одномоторным приводом. К недостаткам многомоторного привода постоянного тока по системе генератор-двигатель относится большая стоимость силового электрооборудования, имеющего значительные массу и размеры.
Преимущества многомоторного привода значительно превосходят отмеченные недостатки на кранах грузоподъемностью 25 т и выше, что и определило широкое применение этого привода на стреловых кранах.

 

 

Основные сведения о рабочем оборудовании

Рабочее оборудование - это комплект сборочных единиц крана, обеспечивающий действие рабочего органа в зоне, определяемой размерными параметрами оборудования. Рабочим органом крана называют сборочную единицу, выполняющую подъем, транспортирование и удерживание груза при погрузочно-разгрузочных и монтажных работах и вертикальном транспортировании грузов.
Рабочее оборудование кранов разделяется на основное и сменное.
Основное рабочее оборудование включает в себя основную стрелу (жесткую, выдвижную или телескопическую) и неуправляемый гусек.
Сменное оборудование представляет собой комплект сборочных единиц крана, который может быть заменен в условиях эксплуатации другим оборудованием, предназначенным для выполнения соответствующего вида работ, а также позволяющий изменять грузовысотные характеристики машины.
Сменное оборудование включает в себя удлиненные и специальные стрелы, управляемые гуськи и башенно-стреловое оборудование.
Грузозахватными органами являются крюки различной конструкции, грейферы, захваты и электромагниты.
Стреловое оборудование содержит стрелу и канатно-блочное устройство для удерживания и действия грузозахватных органов.
Основная стрела обеспечивает подъем максимального груза согласно грузовой характеристике крана. Удлиненные стрелы служат для увеличения высоты подъема крюка.
Стреловое оборудование с гуськом применяют для подвески двух крюков.
Башенно-стреловое оборудование состоит из башни и дополнительной стрелы (управляемого гуська), а также канатно-блочного устройства с крюком.

 

 

Стальные канаты

В стреловых кранах в качестве тягового органа для механизмов основного и вспомогательного подъема, полиспаста подъема стрелы и грейфера применяют стальные проволочные канаты.
Канат состоит из стальных проволочек, свитых в пряди. Пряди в свою очередь навиты вокруг сердечника из органического волокна, пропитанного смазочным материалом. Сердечник служит источником смазывания внутренних проволочек каната при его изгибах на барабанах и блоках. В отдельных случаях применяют канаты с металлическим сердечником. По направлению свивки проволочек и прядей в канате различают канаты односторонней свивки и канаты крестовой свивки. При односторонней свивке проволочки в пряди и пряди в канате свиты в одном направлении. Такие канаты обладают достаточной гибкостью, но легко раскручиваются. При крестовой свивке направление проволочек в прядях и прядей в канате противоположно, что делает их более устойчивыми против раскручивания. На стреловых кранах применяют в основном канаты крестовой свивки.

Стальные канаты: а) - шестипрядной односторонней свивки, б) - шестипрядной крестовой свивки

В зависимости от диаметра проволочек различают канаты нормальной структуры (пряди состоят из проволочек одного диаметра) и комбинированной структуры (пряди состоят из проволочек различного диаметра). Кроме того, стальные канаты разделяются на обыкновенные и нераскручивающиеся, которые после удаления концевых перевязок не раскручиваются. Нераскручивающиеся канаты особенно эффективны для грузовых полиспастов кранов с большой высотой подъема крюка.
По роду касания проволочек в прядях различают три типа канатов: с точечным касанием - ТК; с линейным касанием - ЛК; с точечным и линейным касанием - ТЛК. В кранах рекомендуется применять канаты ЛК и ТЛК. Канаты ЛК, свитые из проволочек различного диаметра, более износоустойчивы и обладают повышенной прочностью по сравнению с канатами ТК.
На кранах применяют стальные канаты из шести прядей с числом проволочек 19 или 37 марки 1. Для стропов используют канаты с числом проволочек 37 и более, а для расчалок - 19. Временное сопротивление разрыву каната составляет 160-180 кгс/мм2.
Для характеристики стальных канатов, включающей их основные данные, применяют условное обозначение. На первом месте указывают диаметр каната, на втором - назначение каната, на третьем - механическое свойство проволоки, на четвертом - условия работы, на пятом - сочетание направлений свивки элементов каната, на шестом - способ свивки, на последнем месте - маркировочную группу по временному сопротивлению разрыву проволоки. В конце приводят номер ГОСТа, в соответствии с которым изготовлен канат. Так, условное обозначение стального каната диаметром 34,5 мм крестовой свивки, грузового назначения, из светлой проволоки марки I для легких условий работы ЛС, нераскручивающегося Н, с маркировочной группой по временному сопротивлению разрыву 180 кгс/мм2: канат 34,5 - Г - I - ЛС - Н - 180 ГОСТ 3077-69.
Работоспособность каната в значительной степени зависит от его качества, которое характеризуется чистотой каната и отсутствием петель. Петли на канате образуются в результате неправильного его разматывания из бухты или катушки; при натяжении каната петли вызывают заломы. В местах заломов проволоки перегибаются и ломаются, деформируется все сечение каната, включая сердечник. Деформированные места каната при работе подвергаются интенсивному изнашиванию, а сердечник размочаливается и выходит из строя.
Канат следует рубить зубилом в специальном приспособлении с направляющими или ножницами гильотинного типа. До начала рубки канат в двух местах перевязывают мягкой проволокой, что исключает его расплетение после разрубки.
При обнаружении в канате обрывов проволочек, уменьшения диаметра каната, а также вмятин, раскрученных прядей работа на кране должна быть немедленно прекращена.
На изнашивание каната и надежность работы влияют соответствие диаметра каната диаметру барабана лебедки и блоков, качество навивки на барабан, способ крепления, внешнее состояние.

 

Концы канатов должны быть надежно закреплены на барабанах лебедок, в крюковой блочной обойме, на полиспастной обойме, на металлоконструкциях крана. Нарушение надежного крепления каната может привести к серьезной аварии крана, повреждению поднимаемых деталей и даже к человеческим жертвам.

Существуют следующие способы закрепления канатов: с помощью клина, накладных прижимающих планок, клиновых зажимов, петли на зажимах, петли на заплетке, втулки с заливкой металлом.
К барабану канат крепят посредством клина, прижимающего канат к стенкам барабана, или с помощью накладных планок, зажимающих болтами канат на поверхности барабана. Последнее крепление наиболее распространено, так как позволяет достаточно просто его контролировать и регулировать натяжение болтов. При креплении каната учитывают его вытягивание под действием наибольшего усилия во время работы.
На частях крана канат закрепляют с помощью петли на конце каната или клиновым зажимом. Петли всегда накладывают на стальной коуш, который предохраняет канат от резкого изгиба. Свободный конец каната петли должен быть надежно закреплен на основной ветви. Чаще всего закрепляют конец каната петлей на сжимах.
Применяют обыкновенные или рожковые сжимы. Количество сжимов на канате зависит от нагрузки на него и определяется расчетным путем; их должно быть не менее трех.
Все гайки сжимов должны быть расположены со стороны длинной ветви петли. Плотность стягивания двух концов петли считается нормальной, если поперечник каната после сжатия составляет 0,6 его номинального диаметра. Петлю и ее крепление проверяют натяжением каната под нагрузкой, после чего дополнительно затягивают гайки сжимов до указанного предела.
К металлоконструкциям крана канаты крепят клиновыми зажимами с литым или составным корпусом. Заделывать конец каната можно сплеткой. На соединяемом участке каната должно быть обеспечено правильное положение и одинаковое натяжение прядей каната. Сплетку канатов должен выполнять опытный специалист на станках в мастерских или на ремонтном заводе. Сращивание канатов стреловых кранов на прямых участках не допускается.

Во время работы крана машинист обязан следить за состоянием всех канатов, особенно за грузовым и стреловым, проверять качество его крепления, очистки и смазывания. Чистый канат меньше изнашивается, так как отдельные проволочки лучше покрываются смазочным материалом, предохраняются от коррозии и абразивного истирания при трении о барабаны и ролики.

 

 

 

 

 

содержание   ..   80  81  82  83  84  85