Технический анализ существующих кранов

 

Козловые краны являются одним из основных видов средств механизации перегрузочных и складских работ в различных отраслях народного хозяйства.

По назначению козловые краны разделяют на три основные группы: общего назначения, или перегрузочные, строительно-монтажные и специального назначения.

Перегрузочные краны эксплуатируют на открытых складах и погрузочных площадках, обслуживаемых средствами наземного рельсового и безрельсового транспорта; грузоподъемность их обычно 3,2…50 т, пролеты 10…40 м, высота подъема в зависимости от условий загрузки-разгрузки транспортных средств или стабилизирования грузов 7…16 м.

Строительно-монтажные краны предназначены преимущественно для монтажа оборудования промышленных предприятий, энергетических установок и сборных транспортных сооружений. Грузоподъемность этих кранов 300…400т, пролеты 60…80 м и высота подъема 20…30 м. Краны рассчитаны на легкий режим работы; конструкция их часто обеспечивает быстрое перебазирование, сборку в различных исполнениях с варьированием грузоподъемности, пролета, высоты подъема и т.п.

Краны специального назначения, обслуживающие гидротехнические сооружения, обеспечивающие секционную сборку судов, и др., крайне разнообразны по конструкции и рабочему оборудованию; их параметры изменяют в самых широких пределах [1].

Независимо от типа козловые краны имеют мост (пролетное строение), опирающиеся на две опоры, снабженный рельсо-колесными ходовыми частями. По мосту перемещается тележка.

В зависимости от конструктивной схемы моста различают консольные и бесконсольные краны. Возможность выхода грузовой тележки на консоль позволяет располагать под ней транспортные рельсовые и безрельсовые пути, а площадку под пролетной частью моста использовать для устройства склада или технологического объекта. Помимо этого увеличивается общая площадь складирования.

Бесконсольные краны несколько проще по конструкции, но размещение в пролете транспортных путей часто препятствует рациональной организации складов; снижается также безопасность лиц, работающих на таких складах.

Краны могут иметь две жесткие или одну жесткую, а другую гибкую опоры. Стойки жестких опор выполняют с увеличивающимися по высоте размерами сечения стоек. Такие краны характеризуются более плавным ходом, их несущие конструкции в значительно меньшей мере подвержены колебаниям. Однако они весьма чувствительны к отклонениям крановых рельсовых путей и точности установки ходовых колес в горизонтальной плоскости. Превышение этих отклонений сверх предусмотренных нормативами величин приводит к быстрому износу реборд ходовых колес.

У кранов с одной жесткой, а другой гибкой опорами, стойки последней обладают весьма значительной по сравнению со стойками жесткой опоры податливостью, иногда они крепятся к мосту с помощью шарниров. Такие

краны обычно могут перемещаться по путям, отклонения рельсов которых в горизонтальной плоскости на 25-40% превышают предельно допустимые, они также менее чувствительны к отклонениям в точности установки ходовых колес в горизонтальной плоскости. Однако у них как ходовые колеса, так и рельсовый путь жесткой опоры испытывают осевые нагрузки, в два-три раза превосходящие соответствующие нагрузки у кранов с двумя жесткими опорами.

Краны с одной жесткой, а другой гибкой опорами часто испытывают медленно затухающие низкочастотные продольные колебания. Это неблагоприятно сказывается на точности работы крана и ухудшает условия работы крановщика.

У большинства кранов мост опирается на двухстоечные опоры, через проемы которых груз транспортируют с консолей в пролет, при этом максимальная длина груза определяется расстоянием между стойками опор.

У кранов с консольной грузовой тележкой и одностоечными опорами длинномерные грузы, подаваемые под консоли, разворачивают на весу на 90° и, независимо от их длины, беспрепятственно перемещают мимо опоры пролетной части. В случае необходимости груз снова можно развернуть на 90°.

В зависимости от расположения подъемного механизма относительно подтележечных путей различают краны с подвесными, опорными и консольными грузовыми тележками. Краны с подвесными монорельсовыми грузовыми тележками наиболее просты по конструкции. Однако при работе повышенной, а также средней интенсивности, нижние ездовые полки монорельса отгибаются. Кроме того, монорельсовые тележки не защищены от поперечного раскачивания.

Этих недостатков лишены краны с подвесными двухрельсовыми тележками, которые, однако, характеризуются более сложной конструкцией.

Опорные грузовые тележки наиболее удобны в эксплуатации. Однако их можно применять только на обладающих сравнительно большой массой двухбалочных кранах или на неэффективных в ряде случаев бесконсольных кранах.

Краны выполняют с управлением с пола с помощью подвесного кнопочного пульта или из кабины. Краны с управлением с пола обычно имеют пролеты не более 16 м и оборудованы электрической талью. При пролетах до 16-25 м кабины обычно устанавливают на одной из опор или на мосту около опоры.

Козловые краны состоят из пролетного строения, опирающегося на опорные ноги, соединенные или непосредственно с ходовыми тележками в самомонтирующихся кранах, или с балками, в которых устанавливаются ходовые колеса крана. Их широко используют для механизации погрузочно-разгрузочных работ на складах и полигонах заводов строительных изделий, на площадках укрупнительной сборки, монтаже строительных конструкций и технологического оборудования, при строительстве главных корпусов тепловых и атомных электростанций, укладке бетона в плотину гидростанций, монтаже оборудования доменных и цементных обжиговых печей и другого тяжелого промышленного оборудования. Козловые краны разделяют на монтажные и общего назначения. Краны общего назначения имеют грузоподъемность до 5 т, монтажные - до 500 т.

Основные параметры этих кранов:

. Высота подъема - 4-25 м.;

. Пролет - до 40 м.;

. Скорость подъема груза - до 32 м/мин.;

. Скорость передвижения крана - до 100 м/мин.;

. Скорость передвижения тележки до - 40 м/мин.

Скорости всех механизмов козловых кранов являются рабочими.

Несущей конструкцией козлового крана является мост с двумя опорами. По мосту крана перемещается грузовая тележка с грузозахватным устройством. Опоры крана устанавливаются на ходовые тележки, каждая из которых перемещается по двурельсовому пути. Мосты кранов малой (до 5 т) грузоподъемности изготовляют и виде пространственной трехпоясной фермы и балки двутаврового профиля, по которой передвигается электроталь, Мосты кранов средней и большой грузоподъемности выполняются в виде четырехпоясной решетчатой фермы прямоугольного или трапецеидального сечения. Грузовая тележка этих кранов может перемещаться по нижнему или верхнему поясу моста. Распространены комбинированные конструкции кранов, у которых по верхнему поясу перемещается грузовая тележка основного, а по нижнему - вспомогательного механизма меньшей грузоподъемности. Мосты кранов выполняются с консолями и без них. Длина консолей достигает 25…30% от длины пролета. В этой случае тележка вспомогательного подъема перемещается по всей длине пролетного строения

При переработке штучных и сыпучих материалов, поступающих на разгрузочную площадку водным путем, автомобильным транспортом или в других случаях, требующих увеличения площади, обслуживаемой краном, пролетное строение козловых кранов выполняется с одной или двумя консолями.

Высота этих кранов выбирается в зависимости от заданной высоты подъема груза, а также с учетом габаритов предметов и сооружений, над которыми надо переместить грузы - эстакады, железнодорожные подъездные пути с транспортом, штабеля материалов и т.д. В зависимости от профиля обслуживаемой площадки ходовые тележки могут быть расположены на одинаковых или разных уровнях. В некоторых случаях одна из ходовых тележек расположена на уровне пролетного строения. Такие краны называются полукозловыми.

Большинство козловых кранов - самомонтирующиеся. Мост крана стреловым краном укладывают на шпальные клетки, одновременно устанавливают на рельсы ходовые тележки, стойки опор соединяют шарнирно с поясом моста и тележками, затем левые и правые стойка стягивают посредством лебедки и устанавливают кран в рабочее положение. Стойки опор внизу соединяют жесткими поперечинами (затяжками опор крана). Пролетное строение такого крана состоит из замкнутой листовой конструкции трапециидальной формы, грузовая тележка передвигается по рельсам, уложенным на боковых плоскостях пролетного строения.

В других конструкциях обе опорные ноги козловых кранов с пролетом до 30 м. жестко соединяются с пролетным строением; с увеличением пролета одна нога проектируется пространственно жесткой (левая опора), а другая - плоской гибкой (правая опора). Такая схема исключает влияние на металлоконструкцию крана распора, который может возникнуть при действии повышенной температуры, вызывающей удлинение пролетного строения или при нарушении параллельности подкранового пути.

Механизмы подъема козловых кранов могут быть установлены на грузовой тележке или вынесены с нее. В первом случае грузовая тележка представляет собой обычную крановую тележку, несущую на себе механизм подъема груза и механизм передвижения тележки, или специальную грузовую тележку. Часто для уменьшения веса и габаритов грузовой тележки механизмы подъема груза и передвижения тележки выносятся с грузовой тележки и устанавливаются над жесткой опорой. В этих случаях грузовая тележка несет на себе блоки полиспаста механизма подъема, а тяговое усилие от механизма передвижения к тележке передается с помощью тягового каната. С уменьшением веса и габарита тележки уменьшается нагрузка на пролетное строение, что позволяет снизить вес крана в-целом.

Управление козловыми кранами обычно осуществляется из кабины, которая выполняется стационарной или подвижной. Подвижная кабина обеспечивает лучший обзор места погрузки и разгрузки, но создает дополнительную подвижную нагрузку на пролетное строение, что вызывает необходимость увеличения сечения пролетного строения. Стационарная кабина крепится к пролетному строению около жесткой ноги или непосредственно к опорной ноге, что позволяет уменьшить нагрузку на пролетное строение. Однако при больших пролетах значительно ухудшается обзор из кабины.

Исходные данные:

Кран козловой электрический КСК-32-предназначен для установки на открытых складах и выполнения грузоподъёмных операций с грузами массой до 32 т. Механизм подъёма имеет пониженную скорость на спуск с диапазоном регулирования 1:4, что позволяет выполнять монтажные работы с высокой точностью.

 

 

Техническая характеристика

Группа режима работы крана по ИСО 4301/1:	А4
Грузоподъёмность, т:
- на левой консоли в пролете, на правой консоли до вылета 12 м	32
- на правой консоли от 12 до 16 м	20
Тип подкранового рельса по ГОСТ 7174	Р50
Скорость подъёма, м/с (м/мин):	0,109-0,133 (6,5-8)
Скорость передвижения, м/с (м/мин)
- крана	0,61 (37)
- тележки	0,55 (33)
Суммарная номинальная мощность электродвигателей, установленных на кране, кВт, не более	83
Род тока - переменный.
Частота, Гц	50
Напряжение, В	380/220

 

№п/п	Пролет, Lk, м	Высота подъема, м	L1	L2	L3	B	H1	Масса, т, не более
			Размеры в мм
1	42	18/14	16000	18520	12000	12000	26910	94/91
2			3500	5710	-	12000	26910	88/84
3	32	18/14	16000	18520	12000	10440	26910	89/86
4			3500	5710	-	10440	26910	83/79
5	26	18/14	16000	18520	12000	10440	26910	86/83
6			3500	5710	-	10440	26910	80/76
7	36	18/14	16000	18520	12000	10440	26910	91/88
8			3500	5710	-	10440	26910	85/81

 

 

Расчет механизма подъема

Дано: грузоподъёмность ;

скорость подъёма ;

высота подъёма ;

режим нагружения L2 - умеренный;

группа классификации механизма - М6

Выбор каната и барабана

Грузоподъёмная сила

 

,

 

где  - ускорение свободного падения.

Получим:

КПД полиспаста

 [4] с. 117