Указания по разработке разделов курсового проекта

Башенные краны работают с грузом, вынесенным вне опорной базы крана, и, поэтому, должны обладать достаточной устойчивостью при воз­действии на них грузовой, инерционной и ветровой нагрузок.

Устойчивость этих кранов обеспечивается их собственным весом и уве-личивается при использовании противовесов. Сумма моментов сил, удер­жива-ющих кран от опрокидывания должна с некоторым запасом превышать сумму моментов сил, стремящихся опрокидывать кран.

 По данным, изложенных в таблицах (табл. 1 и П.1.1.), включающим выбор башенного крана, его технические характеристики, вес, вылет, высоту подъема, площадь вертикальной поверхности груза (табл. П2.1), а также ветровую нагрузку, действующую на кран и груз необходимо определить:

– суммарный момент силы, удерживающей кран от опрокидывания;

– момент, создаваемый номинальным весом груза относительно ребра опрокидывания;

– запас грузовой устойчивости башенного крана, характеризуемой коэф-фициентом устойчивости;

– эксплуатационную производительность башенного крана;

– себестоимость машино-смены башенного крана;

– себестоимость монтажа 1 тонны груза.

 

Определение суммарного момента силы, удерживающего кран

От опрокидывания

М_уд = М _G – Σ М_ин – М _B,                                                                 (1)

                                                                                                                                                              10

где:

М _G - момент, создаваемый силой тяжести частей крана относительно ребра опрокидывания, кгм;

  Σ М_ин - суммарный момент сил инерции и груза, возникающих в про­цессе торможения крана и груза и центробежной силы при вращении крана с гру-

зом, кгм.;

М _B - момент, создаваемый ветровой нагрузкой рабочего состояния на
кран и груз, действующий параллельно плоскости, на которой установлен
кран, кгм.

                                                           

   М _G = G ·[ ( b + с ) ·соs α   –   h ₀ · sin α ]                             (2)

где:

G   – вес крана, кг.

b – расстояние от оси вращения крана до ребра опрокидывания, м;

 с – расстояние от оси вращения крана до центра его тяжести, м;

  α – угол наклона пути крана, принимаемый 2°;

  h ₀   – расстояние от центра тяжести крана до плоскости, проходящей через точки опорного контура, м.;

 

                          Σ M _ин = M _{ин.гр .}  +  М_{ин.кр.гр.} + М_ц,                      (3)

где:

М_ин.гр., М_{ии кр. гр}. - соответственно, моменты сил инерции крана и груза, возникающих в процессе торможения крана и груза, кгм.;

М_ц = момент от центробежной силы при вращении крана с грузом, кгм,  

 

 

                                                                                                                         

11

М_ин._гр. = F _ин._{гр .} · (а – b),                        (4) 

где:

F _{ин.гр .} – сила инерции при торможении опускающегося груза, кг.;

а –  расстояние от центра тяжести груза до оси поворота крана, м.;  

b –  расстояние от оси вращения крана до ребра опрокидывания, м.

                          F _ин.гр = Q · V ₁ / (q   · t ₁),                                  (5)

 

где:

Q – вес груза, кг.;

V ₁   – скорость движения груза, м/сек.;

  g   – ускорение свободного падения, м/сек² .;

     t ₁   – время торможения груза, сек.

 

 

       М_ин._гр. = G · V ₂   · h ₁ / (q   · t ₂) + Q   · V ₂    · H / (q · t ₂),         (6)  

 

где:

V ₂  –   скорость передвижения крана, м/сек.;

t ₂ –   время торможения крана, сек.;

h – расстояние от головки стрелы до центра тяжести подве­шенного груза, м.;

Н – расстояние от головки стрелы до плоскости, проходящей через точки опорного контура, м.;

М_ц = F₁   ·    H,                                             (7)

                                                        12

где:

F ₁ –   горизонтально направленная центробежная сила, кг.

 

F ₁  = Q   · w ²   · r                                         (8)

где:

w   –   угловая скорость крана.

 

                                   w  =  π   · n / 30,                                          (9)

 

 

n   –   частота  вращения  крана, об/мин.;

r = а + Н   ·tg β   –   вылет груза с учетом отклонения его от вер­тикали, м.

 

После подстановок и упрощений принимаем:

 

           F ₁ = Q   ·  π² ·  п²   ·   а /   ( 900 –   п²   · Н);                      (10)

 

Мц  = Q · π^2  · п^2 · а · H / ( 900 –   п^2 · Н);

 

                  (11)

 

 

М_в = Р_кр. · ρ₁ + Р_гр. · ρ₂                                    (12)

 

                                                                            

где:

Р_кр – сила давления ветра, действующая на подветренную площадь крана, кгс;

Р_гр – сила давления ветра, действующая на подветренную площадь подвешенного груза, кгс;.

                                                                                                                       13

ρ ₁, ρ₂ – расстояния от плоскости, проходящей через точки опорного кон­тура крана, до центра приложения ветровых нагрузок крана и груза, м., где: ρ₁ при-нимается по табл. П1.1;  р₂ = Н  · h.

 

                                                  Р_кр  = w ₁ · F _кр                                       (13)

       

                                            Р_гр  = w ₂ · F _гр                                      (14)                                          

                         

где:

w ₁, w ₂   –    напор ветра, воздействующего соответственно на башню крана и груз (принимается в соответствии с заданием по табл.1)

F _кр, –  площадь наветренной грани башни (см. по табл. П2.1), м2

F _гр – площадь наветренной грани поднимаемого груза (см. табл. П3.1), м.²

 

6. Определение момента, создаваемого номинальным весом груза относительно ребра опрокидывания

                              М_опр. = М _Q                                                                                                               (15)

где:

М _Q   –   момент, создаваемый номинальным весом груза относительно ребра опрокидывания., кгм

М _Q   = Q ·(а – b),                                              (16)

                                                                                                           14

              7. Определение запаса грузовой устойчивости башенного крана           

  Правилами Госоргтехнадзора [ 2 ] предусматривается необходимость запаса грузовой устойчивости башенного крана, характеризуемого коэффи-циентом устойчивости

 

                      К ₁ = М _уд. / М _опр. ≥ 1.15                                                        (17)

 

где:  М _уд – сумма моментов сил, удерживающих кран от опрокиды-ваниия (относительно ребра опрокидывания);

  М _опр – сумма моментов сил, стремящихся опрокинуть кран.

 

 

8. Эксплуатационная производительность башенного крана.

Эксплуатационная производительность «П_э» стреловых кранов – это факти-ческая производительность их с учетом неизбежных технологических и орга-низационных перерывов в работе.

Для башенных кранов эксплуатационная производительность определя­ется по формуле, т/смену:

          П_э = Т_см   ·  60    · Q    · К_г   ·   К_{в 1}   · К_{в 2}  / Т_ц                                      (18)

 

где:

  Т_см – продолжительность рабочей смены, равная 8.2 часа;

  Q _кр –  грузоподъемность крана, (в данной работе принять равной весу груза - Q), т;.

К_г – коэффициент использования крана по грузоподъемности, применяе­мый для средневзвешенного веса монтируемых элементов (табл. П3.1);

 

                                                                                                                            15

К_{в 1} –   коэффициент использования крана по времени с учетом техноло­гических перерывов в работе: (принять равным 0.75);

 К_{в 2}  –   коэффициент использования крана во времени, учитывающий организационные перерывы, (принять равным 0.9);

Т_ц   –   время одного цикла работы, мин, определяемое по формуле (19)

 

                Т_ц = Т_маш  + Т_руч  = Т_маш  + Т_стр  + Т_уст  + Т_отц               (19)

где:

Т_маш. –   машинное время цикла, мин.., определяется по формуле (20);

Т_руч – время на выполнение ручных операций, мин.

Т_{стр .}. –  продолжительность строповки груза, мин. (см. табл.П2.1).

  Т_отц. –  продолжительность отцепки груза, мин. (см. табл.П2.1).

Т_уст .. –  продолжительность установки груза, мин., (см. табл. П2.1).

 

         Т_маш = Т ₁ + Т ₂ = [ 2 ·   (Н –   h ₁ ) / V ₁ + 2 γ / 360   · n ]· К₂                 (20)

где:

  Т ₁ –   время перемещения крюка по вертикали при подъеме детали и опускании крюка, мин.;

Т ₂ – время поворота стрелы, мин.;

(Н – h) –    длина пути подъема груза по вертикали, м..;

V ₁ – скорость  вертикального перемещения крюка, м/мин. (см. табл. П 1.1);                               

         γ   –  угол  поворота стрелы в одну сторону, град, (принять 90 град.);

п –   частота вращения стрелы и крана, мин^-1.;

    К ₂ –     коэффициент совмещения рабочих движений крана, принимаемый равным 0.75.

                                                                                                                                                             16

9. Себестоимость  машино –   смены  башенного крана

Себестоимость  машино – смены строительных машин и оборудования  включает  выраженные в денежной форме и отнесенные к смене затраты по подготовке машины  к работе на данной строительной площадке, содержанию ее в  работоспособном состоянии и по ее  эксплуатации в течении смены.

    Себестоимость машино - смены башенного крана с учетом указанных групп затрат может быть определена по следующей формуле:

С_мсм (Е_тр+ Е_м._д) / Т_о.см + Г_ам  /Т_г.см + (С_р + С₀ + С_эн + С_см._с + 3) х Т_г._см„    (21)

 

где:

С_м-см –  себестоимость –  машино смены, руб;

Е_{т р} –    себестоимость доставки машины на территорию строительства, руб;

Е_м._д –  стоимость монтажа машины, пробного пуска и демонтажа, руб.;

Т₀._см   –   общее число смен работы машины на объекте;

Г_ам –   годовые амортизационные отчисления на полное восстановление и капитальный ремонт машины, руб.;

Т_г._см –     число смен работы машины в году;

С_р –    затраты на производство всех видов ремонтов, кроме капитального, руб.;

С_о –      затраты на покрытие износа и ремонт сменной оснастки, руб.;

С_эн   –     затраты на топливо и энергию, руб.;

С_см.с    –       затраты на смазочные и обтирочные материалы, руб.;

3   –   заработная плата, управляющего работой машины и осуществляющего еже-месячный текущий уход за ней, руб.

 

 

                                                                                                                         17

Исходные данные для определения  себестоимости  машино - смены башенных кранов приведены в табл. 4 Приложения 1.