Строительные машины 2 Принципы устройства (стр. 22 из 45)
Из уравнения моментов относительно точки О (рис. 5.20, г) может быть определено усилие в ванте SB:
Sв =Goбщ (lcos a +k) +Gст (0,5l cosa +k) + 0,5Wвlsin a /H cosb
(5.19) где Gобщ — общая нагрузка на оголовке стрелы, т;
Gобщ = Gгр + Gз + Gг.п + Gн.о
Grp — вес полезного груза, т; Gз — вес грузозахватного приспособления (крюка, траверсы и т.д.), т; Gг.п — вес грузового полиспаста, включающий вес верхней и нижней обоймы и каната, т; Gн.о — вес нижней обоймы, закрепленной на стреле, т; Gст — вес стрелы, т; Wв — сила давления ветра, т.
Величина rз равна Н cos b. Следовательно, чем больше b, тем больше усилие в вантах. Угол b следует делать не больше 30°.
Если мачта поддерживается четырьмя вантами, то возможно такое положение, когда усилие передается только на одну ванту. В этом
Рис. 5.20. Мачтово-стреловой вантовый кран:
1 — пята; 2 — мачта; 3 — оттяжки; 4 — оголовок мачт; 5 — полиспаст; 6 — стрела; 7 — конец мачты; 8 — ось; 9 — головка; 10 — бронзовый вкладыш; 11 — масленка; 12 — ванты; 13 — чаша; 14 — шаровая головка; / — грузоподъемность крюка основного подъема; // — то же, крюка клюва
случае каждую ванту рассчитывают на полное усилие. При большем количестве вант их можно рассчитывать на меньшую нагрузку, тс (Н):
Sв = Sвmaxk. (5.20)
Значения k при разном количестве вант п:
| п | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 |
| k | 1,0 | 0,7 | 0,5 | 0,4 | 0,3 |
Ванты подбирают по полученным усилиям с запасом прочности 3,5. Обычно усилие получается небольшим, однако диаметр вант должен быть не менее 19,5 мм для мачт высотой до 20 м и не меньше 23 мм для мачт высотой до 30 м.
Мачтово-стреловые краны просты по конструкции и имеют большую грузоподъемность. Однако то что они устанавливаются стационарно, значительно ограничивает область их применения. Их используют главным образом на складах строительных материалов и изделий, а также при монтаже технологического оборудования крупных объектов.
Рис. 5.21. Кабельный кран: 1 — опоры; 2 — расчалки; 3 — канат; 4 — тележка с полиспастом
Кабельные краны (рис. 5.21) применяют при строительстве плотин, мостов, промышленных зданий и на крупных складах.
Кран состоит из двух опор, обычно башенных. Между опорами натягивается канат, по которому движется тележка с полиспастом. Канат может закрепляться неподвижно или натягиваться весом контргруза. Натяжение каната может осуществляться дополнительно наклоном одной из опор.
Опоры бывают неподвижными, тогда они закрепляются на фундаменте и раскрепляются расчалками. При такой конструкции кран обслуживает только узкую зону. У подвижных кранов опоры передвигаются по рельсовым путям, причем могут двигаться обе опоры параллельно или одна опора закреплена неподвижно, а другая передвигается по рельсу, представляющему собой дугу окружности.
Грузоподъемность и длина пролета кабельных кранов различны в зависимости от их назначения. Для погрузочно-разгрузочных работ на складах применяют краны грузоподъемностью 1,5 — 25 т с пролетом до 250 м. Для гидротехнического строительства пролеты кранов достигают 1000 м, а грузоподъемность до 150 т.
Привод каната для подъема груза и перемещения тележки осуществляется лебедкой. Для безопасности работы на лебедках устанавливают концевые выключатели, ограничивающие высоту подъема и длину перемещения тележки.
Основным элементом кабельного крана является несущий канат. Наибольшие усилия будут действовать на канат в тот момент, когда груз находится посредине пролета:
P = (Gп + Gгp)l / 4F + Gkl2 / 8f
(5.21)
где Gп — вес тележки с полиспастом, т; Grp — вес груза, т; l — пролет крана, м; f — стрела провеса каната, f = (0,035 ¸ 0,05) /; Gk — вес каната, т.
Башенные краны применяют в качестве одного из основных грузоподъемных устройств в жилищном и промышленном строительстве. Эти краны делятся на передвижные (рис. 5.22, а), передвигающиеся по прямолинейным наземным или криволинейным рельсовым путям; стационарные приставные, прикрепляемые к возводимому объекту (рис. 5.22, б); вертикальные подвижные самоподъемные (рис. 5.22, в).
Башенные краны различают по типу башен — на краны с поворотной башней (рис. 5.22 г) и неповоротной с поворотным оголовком (рис. 5.22, д), а также по типу конструкции стрелы — на краны с подъемной стрелой (рис. 5.22, е) и балочной стрелой (рис. 5.22, ж).
Передвижные башенные краны различают по типу ходового оборудования — на рельсовые, автомобильные, пневмоколесные, гусеничные. Наиболее широко применяют краны на рельсовом ходу; они просты в эксплуатации и обеспечивают высокую безопасность работы крана.
Башенные краны имеют высокую маневренность, большое подкрановое пространство и высокое расположение стрелы, что позволяет ей проходить над монтируемыми конструкциями.
Наземные рельсо-колесные краны изготовляют по ГОСТ 13655—68, а приставные и самоподъемные — по ГОСТ 14274—69. Краны, применяемые в жилищном и гражданском строительстве, имеют грузоподъемность 3,0— 8,0 т, наибольший вылет стрелы 25 м, высоту подъема груза 30 ¸ 50 м, скорость подъема груза 0,3 ¸ 1 м/с, скорость передвижения крана 0,33 ¸ 0,5 м/с; частоту вращения поворотной части 0,5—0,7 об/мин.
Краны для промышленного строительства выпускают грузоподъемностью 20,0 т и более с вылетом стрелы 25—45 м и высотой подъема 50 ¸ 80 м. У этих кранов скорость подъема груза 0,16 ¸ 1,0 м/с, скорость передвижения крана в 2—2,5 раза ниже скорости передвижения кранов для гражданского строительства, т. е. 0,16 ¸ 0,20 м/с, частота вращения поворотной части 0,2 ¸ 0,4 об/мин.
Приставные краны (рис. 5.22, б) выпускают грузоподъемностью 6,3; 8; 10; 12,5 т с вылетом стрелы до 45 м и высотой подъема до 150 м; скоростью подъема груза 0,33 ¸ 1,5 м/с; скоростью изменения вылета 0,5 м/с; частотой вращения поворотной части 0,5 ¸ 0,7 об/мин.
Наиболее часто применяют краны с поворотной башней. У них центр тяжести находится ниже, чем у кранов с поворотным оголовком, так как большинство узлов расположено у основания крана. Благодаря этой особенности масса кранов с поворотной башней меньше, чем с неповоротной. Эти краны проще монтировать, демонтировать, транспортировать; башня при нагрузке меньше деформируется, что приводит к меньшей раскачке груза.
Кран с поворотной башней (рис. 5.22, г) состоит из трубчатой или решетчатой башни 1, закрепленной на упорно-поворотном устройстве 2, на котором установлен противовес 3. В верхней части башни монтируется распорка 4 для направляющих роликов и оголовок 5. На башне закреплена стрела 6. На кране с балочной стрелой противовес размещается на консоли 7 (см. рис. 5.22, д).
Опорно-поворотное устройство устанавливают на опорной раме 8 (рис. 5.22, з) с четырьмя поворотными кронштейнами 9, которые опираются на балансирные тележки 10 с противоугонными захватами 11. Поворотные кронштейны позволяют перемещаться крану на криволинейных участках рельсового пути при малых радиусах закругления в 7—8 м по внутреннему рельсу.
Простота монтажа и демонтажа, возможность демонтировать и монтировать эти краны без разборки на отдельные узлы делает их особенно эффективными.
Краны с подъемной стрелой, у которых вылет стрелы осуществляется ее наклоном, более просты по конструкции, но к недостаткам этих кранов надо отнести то, что у них нельзя полностью использовать подкрановое пространство. Наименьший вылет стрелы у них составляет 30% от наибольшего. При таком креплении стрелы трудно достигнуть точной наводки элементов конструкции, так как при подъеме или опускании стрелы груз перемещается как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении.
В кранах с балочной стрелой перемещение груза требует меньшей энергии, но маневренность таких кранов ниже, чем у кранов с подъемной стрелой.
Стационарные (приставные) башенные краны устанавливают на фундаменте и обслуживают площадку с одной стоянки.
Самоподъемные башенные краны применяют главным образом при строительстве многоэтажных и высотных зданий.
На рис. 5.23, а показана кинематическая схема отдельных механизмов башенного крана с подъемной стрелой и схема запасовки канатов. Стрела поднимается лебедкой и стреловым полиспастом на подвижной обойме (траверсе) 2, несущей два блока. Полиспаст подъема стрелы четырехкратный. Три блока полиспаста находятся на неподвижной обойме 6, жестко прикрепленной к поворотной платформе 7. Один конец каната подъема стрелы жестко закреплен на той же неподвижной обойме и перекинут через неподвижный блок /, другой конец каната закреплен на стреловой лебедке.
Механизм подъема стрелы одновременно служит и механизмом опускания груза в процессе подъема стрелы, что обеспечивает движение груза по горизонтали во время ее подъема. Для этой цели один из концов подъемного каната закреплен на барабане лебедки подъема стрелы так, что во время наматывания каната подъема стрелы на барабан канат подъема груза сматывается с барабана. Груз и стрела поднимаются при помощи крановых лебедок.