Методические указания
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голосов)

Методические указания к выполнению лабораторной работы «Изучение конструкций передвижных кранов стрелового типа и устройств, обеспечивающих безаварийную работу»

Лабораторная работа

К выполнению лабораторной работы студент должен быть подготовлен и знать типы и классификацию кранов стрелового типа.

Цель работы - ознакомиться с конструкциями передвижных стреловых кранов и их разновидностями:

- изучить конструкции составных частей крана:

- механизм подъема груза;

- механизм изменения вылета крюка;

- механизм поворота платформа;

- механизм передвижения рельсо-колесного типа.

Изучить устройства обеспечивающие безаварийную и безопасную работу кренов.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. По конструкции краны делятся на три группы:

- стрелового типа,

- мостового типа,

- краны с несущими канатами.

2. По подвижности краны разделяют на:

- стационарные (приставные, переставные, самоподъемные),

- передвижные (самоходные).

3. Передвижные краны должны обладать следующими эксплуатационными качествами:

- большой маневренностью и независимостью передвижения как в пределах строительной площадки, так и между ними (автономность),

- возможностью использования на различных работах (универсальность),

- минимальным объемом и трудоемкостью монтажа и демонтажа самого крана и подготовки площадок для их эксплуатации.

Рабочее оборудование

В состав рабочего оборудования входят стреловое, башенно-стреловое оборудование и грузозахватные органы крюковые подвески). Грузозахватные приспособления (стропы, подвески, траверсы, подхваты, зажимы) в состав рабочего оборудования не входят, а изготавливаются на предприятиях и в строительных организациях в соответствии с Правилами Госгортехнадзора СССР.

Стреловое и башенно-стреловое оборудование обеспечивает действие грузозахватного органа в заданной зоне. Оно состоит из металлоконструкций (стрелы, башни, гуська) и канатно-блочных (грузового и стрелкового полиспастов, состоящее из системы блоков и кадетов) и специальных устройств предохраняющих стрелу крана от запрокидывания.

По конструкции различают стреловое оборудование со стрелой постоянной длины, с выдвижной и телескопической стрелами.

Стреловое оборудование со стрелой постоянной длины (Рис.1) и с выдвижной стрелой может иметь несколько модификаций, отличающихся друг от друга длиной стрел. В этом случае под основной стрелой понимают такую, которая обеспечивает подъем номинального груза при вылете и высоте подъема. Остальные модификации строп называют удлиненными стрелами, на которых устанавливают, как правило, гуськи (Рис.2). Удлиняют основную стрелу с помощью дополнительных секций (вставок).

Рабочее оборудование кранов является сменным, т. е. один его вид может быть заменен другим в условиях эксплуатации.

Башенно-стреловое оборудование (Рис.3) является дополнительным сменным оборудованием самоходных стреловых кранов.

Этот вид оборудования имеет значительные преимущества по сравнению с другими, так как позволяет получить под стрелой наибольшее свободное пространство (полезное подстреловое пространство).

Выдвижные стрелы (рис. 4) позволяют быстро изменять длину стрелы без рабочей нагрузки. Выдвижение секции стрелы осуществляется канатным механизмом, - барабан 3 и штурвал 1 которого крепятся на валу 2 неподвижной секции 5 стрелы. Канат 4 крепится через натяжное устройство 6 в нижней части выдвижной секции 7, наматывается на барабан 3 (четыре витка) и вторым концом крепится через натяжное устройство 8 на верхней части выдвижной секции. При вращении штурвала по часовой или против часовой стрелки выдвижная секция 7 выдвигается или втягивается.

Пневмоколесный кран

Пневмоколесный кран

Рис. 1

1,3,4 – лебедки (стреловая, грузовые – главного и вспомогательного подъема);

2,6,7 – полиспасты (стреловой, грузовые);

5 – стрела постоянной длины;

8 – поворотная платформа;

9 – опорно-поворотное устройство;

10 – ходовая часть;

11 – выносные (дополнительные) опоры

Гусеничный кран

Гусеничный кран

Рис. 2

1,3,4 – лебедки (стреловая, грузовые – главного и вспомогательного подъема);

2, 7,8 – полиспасты (стреловой, грузовые);

5 – стрела;

6 – гусек;

9 – поворотная платформа;

10 – опорно-поворотное устройство;

11 – ходовая часть;

Стреловое оборудование кранов

Стреловое оборудование кранов1

Рис. 3

1 – блок;

2 – крюковая подвеска;

3,4 – секции стрелы;

5 – головка башни;

6,7,8 – секции башни;

9 – грузовой канат;

10 – сектор;

11 – растяжка;

12 - оттяжки

Стреловое оборудование кранов2

Рис. 4

1 – штурвал;

2 – вал;

3 – барабан;

4 – канат;

5,7 – неподвижная и выдвижная секции стрелы;

6,8 – натяжные устройства;

9 – механизм фиксации


Автомобильный кран

Автомобильный кран

Рис. 5

1 – крюковая подвеска; 2,3 – выдвижная и неподвижная секции; 4,5 – гидроцилиндры подъема стрелы и выдвижения секций; 6 – барабан грузовой лебедки.

Телескопические стрелы являются основным стреловым оборудованием на гидравлических кранах (Рис.5). Длину телескопической стрелы можно быстро изменять под рабочей нагрузкой. В качестве грузозахватного органа на телескопических стрелах устанавливают крюковую подвеску.

На кранах грузоподъемностью до 10 т. включительно телескопические стрелы двухсекционные, а на кранах грузоподъемностью свыше 10 т – трехсекционные.

Двухсекционная телескопическая стрела (Рис.5) состоит из неподвижной 3 и выдвижной 2 секций.

Секция 2, оканчивается оголовком с блоками, перемещается гидроцилиндром 5. Шток гидроцилиндра 5 закреплен на неподвижной 3 секции стрелы, а гильза гидроцилиндра - на секции 2 с помощью специального шарнирного соединения.

По конструкции ходового оборудования огрело вые краны подразделяются на:

- пневмоколесные (рис 1)

- гусеничные (рис.2)

- автомобильные (рис. 5)

- тракторные (рис.6)

Самостоятельную группу кранов стрелового типа составляют башенные краны, наиболее распространенные при выполнении различного рода монтажных работ.

Отличительными особенностями их являются:

- подъем грузов на значительную высоту

- мобильность

- высокая производительность

- возможность широкого маневрирования грузами в подстреловом пространстве.

По способу перемещения башенные краны делят на стационарные (рис.7), самоподъемные (рис. 8), передвижные (рис.9,10).

К стационарным относятся башенные краны неподвижные при монтаже. При большой высотe монтажа для повышения прочности и устойчивости такие краны дополнительно крепят к возводимому сооружению и тогда их называют приставными.

Приставные краны закрепляются на фундаменте или устанавливаются на ходовом рельсовом устройстве.

Оборудованный ходовым устройством приставной кран, который до определенной высоты может работать как передвижной, называют универсальным (рис.7).

К самоподъемным относятся краны, устанавливаемые на Воеводиной сооружения и перемещающиеся вверх собственная механизмами (рис.8).

Стационарные и самоподъемные башенные краны применяют главным образом на строительстве многоэтажных зданий и высотных сооружении,

К передвижным относятся башенные краны, передвигающиеся по площадке. Наибольшее распространение получили рельсовые краны.

По типу башен различают краны с неповоротными (рис.9) и поворотными башнями (рис.10).

В башенных кранах с не поворотной башней (рис. 9) опорно-поворотные механизмы устраиваются в виде колокола 7 (называемого оголовком) подвешиваемого на подпятнике 12.

Внизу оголовок заканчивается кольцом, опирающимся на катки, установленные на башне.

Поворот вращающейся части (относительно неподвижной) производятся отдельным механизмом 4, состоящим из нескольких передач от двигателя к поворотной части крана. Применение зубчатой передачи 5 требует совпадения осей вращения колокола и крана что в данном случае обеспечить трудно из-за неизбежных смешений. Поэтому здесь обычно применяют цепочные передачи, компенсирующие боковые смещения за счет свойственных им повышенных зазоров.

Краны с поворотными башнями (рис.10) имеют ряд достоинств (по сравнению с кранами с неповоротной башней);

- более низкое расположение центра тяжести снижает опрокидывающий момент от ветровой нагрузки, уменьшает массу крана и ширину их колеи;

- возможность складывания стрелы и башни кранов позволяет перебазировать их в качестве прицепа к автомашине.

В результате резко сокращаются затраты и время на перебазирование кранов, что значительно улучшает использование башенных кранов в течение года.

Тракторный кран - трубоукладчик

Тракторный кран - трубоукладчик

Рис. 6

1 – трактор (гусеничный);

2 – стрела;

3,4 – полиспасты (грузовой, стреловой);

5 – одноваловая 2-х барабанная лебедка;

6 – стрела;

7 – канат (цепь) подвески контргруза;

8 – контргруз;

9 – гидроцилиндр (силовой)

Башенный кран с неповоротной башней

Башенный кран с неповоротной башней

Рис. 9

Башенный кран с поворотной башней

Башенный кран с поворотной башней

Рис. 10

Передвижные стреловые краны являются свободно-стоящими грузоподъемными машинами, в связи с чем при эксплуатации, прежде всего, должны быть обеспечены условия, гарантирующие устойчивость. Во время работы краны подвергаются действию сил, стремящихся изменить его рабочее положение на опорах и при определенных условиях опрокинуть. Опрокидывающий момент создается в результате действия внешних нагрузок, приложенных за пределами с опорного контура крана. Устойчивость против опрокидывания обеспечивается собственным весом крана.

Центр тяжести крана находится внутри опорного контура, создавая относительно последнего удерживающий момент.

3.5. Устойчивость кранов.

К внешним нагрузкам относятся:

- поднимаемый груз;

- инерционные и центробежные силы;

- ветровые нагрузки.

Для безопасной работы кран должен обладать устойчивостью при любых комбинациях внешних нагрузок. Например, в сопроводительной документации к башенному крану (в паспорте) указывается допустимая расчетная скорость ветра (нагрузка), а также допустимый ветровой район установки крана. Скорость ветра для каждого района является переменной величиной, зависящей от высоты над поверхностью земли.

В паспорте крана также указывается допустимая при работе скорость ветра на высоте 10 м.

Для устойчивости крана в нерабочем состоянии большое значений имеет максимальная скорость ветра в районе его установки.

Устройства для безаварийной и безопасной работы.

Для безаварийной и безопасной работы краны снабжают предохранительными и блокировочными устройствами. По назначению эти устройства можно разделить на:

- устройства, обеспечивающие устойчивость крана (ограничители грузоподъемности и грузового момента, противоугонные захваты, тупиковые упоры и др.)

- приборы, сигнализирующие о состоянии устойчивости (анемометры, указатели вылета крюка и др.),

- приборы сигнализации (звуковые, световые и др.)

- устройства, предупреждающие самозапуск крана (нулевая блокировка контролеров),

- приборы для защиты электродвигателей (реле, плавкие предохранители, автоматы и др.),

- заземляющие устройства.

Конечные выключатели. Конечные выключатели рычажного типа (срабатывающие от механического воздействия) рис. 11 - применяются в кранах для ограничения конечных положений механизмов (подъема груза, передвижения крана, поворота стрелы, перемещения грузовой каретки, угла наклона стрелы и др., а также в электрических цепях управления, блокировки и сигнализации.

Под действием слабой пружины 5 рычаги выключателя занимают положение, при котором контактный мостик 3 замыкает неподвижные контакты 4. Если на ролик 8 воздействует внешняя сила (по направлению стрелки) ,то рычаг 7 повернется вокруг оси 9 и через сильную пружину 10 повернет рычаг 5, преодолев действие слабой пружины 6. Мостик 3 разомкнет контакты 4, а мостик 2 замкнет неподвижные контакты 1. Контактная система выключателя расположена в герметичном корпусе 11. Для механического воздействия на рычаг 7 конечного выключателя через ролик 8 обычно используется подвижной упор (линейка) 12.

Анемометр (рис.12) предназначен для автоматического определения скорости ветра, при которой должна бить прекращена работа во избежание опрокидывания или угона башенного крана. Анемометр состоит из датчика ветра 1, который под действием ветрового давления приводит в движение генератор 2. В электрическую цепь генератора включен миллиамперметр 3, оттарированный по скорости ветра. Крановщик, наблюдая за миллиамперметром, по его показаниям определяет скорость ветра и предпринимает необходимые действия.

Ограничитель грузоподъемности (рис.13) автоматически выключает механизмы крана при превышении допускаемой грузоподъемности. На стреловых кранах применяют универсальные электромеханические ограничители основанные на сравнении усилия, возникающего при подъеме груза с расчетным предельно допустимым усилием. Фактическая нагрузка измеряется датчиком 3, встроенный в канатные оттяжки 1 стрелового полиспаста, стягивая их в пределе распорок 2. Датчик представляет собой электрический динамометр, состоящий из упорного кольца 5. Под действием нагрузок кольцо деформируется (растягивается) пропорционально усилию в стреловых канатах и силе тяжести груза. Деформация кольца передается на рычажный потенциометр 4. Второй датчик II, оттарированный на предельные величины поднимаемых грузов, устанавливают на стреле, Одновременно, с поворотом стрелы т. е. с изменением вылета через систему стержень 9 поводок 10, кулачок 6, рычаг 7 переустанавливается потенциометр II.

Если сигналы потенциометров 3 и II становятся рычаги между собой, т. е. величина поднимаемого груза равна предельно допустимому значению, то это приводит к выключению питания крана электроэнергией.

Конечный выключатель рычажного типа

Конечный выключатель рычажного типа

Рис. 11

а – общая схема; б – общий вид

1,4 – контакты; 2,3 – контактные мостики; 5,7 – рычаги; 6,10 – пружины; 8 – ролик; 9 – ось; 11 – корпус выключателя; 12 – отключающая линейка

Анемометр

Анемометр

Рис. 12

1 – лопасть анемометра; 2 – генератор; 3 – миллиамперметр

Ограничитель грузоподъемности

Ограничитель грузоподъемности

Рис. 13

1 – канатные оттяжки;

2 – распорки;

3 – датчик;

4 – потенциометр;

5 – кольцо упорное;

6 – кулачок;

7 – рычаг;

8 – стрела;

9 – стержень;

10 – поводок;

11 - потенциометр

 


3.7. Условия безопасной эксплуатации кранов.

Груз, масса которого близка к допускаемому для данного вылета крюка, поднимают в два приема. Сначала груз поднимает на высоту 100 мм от площадки, проверяют устойчивость крана, действие тормозов, качество строповки и подвеса груза; затем его опускает на землю. После в то го груз поднимают на заданный монтажный уровень. Перемещаемый груз в пространстве должен быть поднят выше встречающихся конструкций и предметов не менее чем на 1 м, а на монтажной площадке груз проносят над уложенными конструкциями на высоте не менее чем 0,5 м. Воспрещается пребывание на кране и в гоне его действия людей, не имеющих отношения к работе крана.

Перемещение грузов и стрелы над рабочими не разрешается, за исключением тех случаев, когда это вызвано особыми производственными условиями. Для этого необходимо письменное разрешение руководства монтажной организации. При подъеме и перемещении грузов над участками, где находятся рабочие, машинист предупреждает их частыми звуковыми сигналами.

Груз должен подниматься только при вертикальном положении крюка и грузового полиспаста. Запрещается подтаскивать грузы по земле крюков крана при косом положении канатов, так как это увеличивает плечо действия опрокидывающего момента и может привести к потере устойчивости.

Качало подъема груза и его торможение должны быть плавными во избежание увеличения инерционных нагрузок на края.

Машинист обязан прекращать работу на кране при:

- получении сигнала "Стоп" независимо от того, кто подал сигнал;

- получении сигнала противоречат го правилам техники безопасности;

- требовании поднять груз, масса которого неизвестна машинисту;

- деформации конструкций стрелы, башни, гуське;

- обрыве прядей канатов или поломке механике;

- отказа в работе ограничителей или звукового устройства;

- отсутствии освещения при работе в ночное время;

- внезапном возникновении ветра силой более 6 баллов, сильном снегопаде или тумане.

Совмещение отдельных движений крана допускается в точном соответствия с инструкцией по эксплуатации крана и только в зоне видимости машиниста.

Не допускается устанавливать краны на площадках с уклоном, превышающем указанные в паспорте.

Стреловые краны на пневмоколесном ходу не разрешается устанавливать на свеженасыпном неутрамбованном грунте, а также на краю откоса или канавы. Под выносные опоры должны быть подложены пробные и устойчивые подкладки; краны должны быть установлены на вое опоры.

Перед перемещением кранов стрела должна быть установлена вдоль пути. На время больших перерывов в работе башенные краны перевода на специальный участок рельсового пути, уложенный строго горизонтально; захваты ходовой части крана должны быть закреплены за рельсы.

Большое значение для безопасности работы грузоподъемных машин имеет автоматизация ряда операции: пуска и остановки электродвигателей, регулирование скорости в зависимости от веса поднимаемого груза, защиты механизмов от аварий, перегрузок и т. п.

Причины аварии. Большая часть аварий и несчастных случаев происходит в результате нарушения машинистами правил техники безопасности при работе, транспортирования и обслуживании техники.

К грубым нарушениям правил эксплуатации относятся перегрузка и неправильная установка машины. Работа при неисправных механизмах, не отрегулированных тормозах, отключенных приборах безопасности - также, приводит к авариям.

Авария бывают при пользовании неисправными грузозахватными приспособленной и при неправильном их монтаже, из-за неправильного выбора скорости движения и из-за того, что машинист при маневрировании не учел особенности крана и окружающей обстановки.

3.8. Схема, форма и объем отчета по лабораторной работе устанавливаются преподавателем в зависимости от специальности студентов.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Какие основные признаки положены в основу классификация стреловых кранов.

2. Дайте классификацию и индексацию самоходных стреловых и башенных кранов.

3. Изобразите схемы стреловых кранов и поясните их устройство.

4. Укажите движения и последовательность операций производимых стреловыми кранами.

5. Охарактеризуйте стреловое оборудование и способы изменения величины вылета стреловых кранов.

6. Назовите главное преимущество башенно-стрелового оборудования перед другими типами стрел.

7. В чем заключается преимущество телескопических стрел перед выдвижными и поясните работу механизмов выдвижения и фиксации.

8. Назовите основные параметры стреловых кранов.

9. Охарактеризуйте механический, гидравлический и электрический привод кранов.

10. В чем принципиальная разница между одномоторным и многомоторным приводом?

11. Какие редукторы применяют в кранах?

12. Каков принцип работы механизма поворота стреловых кранов?

13. Почему на кранах применяют нормально-замкнутые тормоза?

14. Какие основные нагрузки и параметры влияют на устойчивость стреловых кранов?

15. Что называется коэффициентом грузовой и собственной устойчивости?

16. Напишите формулы производительности и времени цикла стреловых кранов.

17. Дайте классификацию приборов, обеспечивающих безветренную и безопасную работу кранов.

18. Поясните принцип действия конечного выключателя и область его использования.

19. Поясните принципиальную схему работы ограничителя грузоподъемности.

20. Поясните принципиальную схему работы и назначения анемометра.