3.4. Порядок выполнения работы

3.4.1. Для лебедки с ручным приводом необходимо определить max значение веса поднимаемого груза , скорости подъема и рабочую длину барабана .

Последовательность выполнения расчетов следующая.

1. Определяем передаточное отношение зубчатой передачи ;

2. Определяем значение крутящих моментов на ведущем валу лебедки (для условий, описанных в п.3.1) и приводного барабана (по формуле (3.3)), угловую скорость приводного барабана;

3. Определяем средний диаметр навивки и рабочую длину барабана по формулам (3.4), (3.5);

4. Определяем значения усилия в ветви каната, навиваемого на барабан , и его скорости по формулам (3.7), (3.8);

5. Определяем значение максимальной силы тяжести груза и грузовой обоймы и их скорость по формулам (3.1), (3.2).

3.4.2. Для однобарабанной электрореверсивной лебедки необходимо определить величины основных параметров – мощности , частоты вращения и крутящего момент на валу приводного электродвигателя, рабочую длину барабана .

Последовательность выполнения расчетов следующая:

1. Определяем величину тягового усилия и скорость движения ветви каната, наматываемого на барабан, его канатоемкость по формулам (3.1), (3.5).

2. Определяем значения среднего диаметра навивки , угловой скорости барабана и крутящего момента на его валу по формулам (3.4), (3.7), (3.8).

3. Определяем передаточное отношение редуктора .

4. Определяем величины: мощности , крутящего момента и частоты вращения вала приводного электродвигателя по формулам (3.3), (3.9), (3.. 10).

Контрольные вопросы

1. Для каких работ используются лебедки?

2. Опишите конструкцию барабанной лебедки с ручным приводом.

3. Опишите конструкцию приводных барабанных лебедок.

4. Назначение и устройство полиспаста.

5. Как определяется кратность полиспаста?

6. Приведите зависимости для выбора каната, канатоемкости барабана, грузоподъемности и скорости подъема груза.

4. Выбор автомобильных кранов

4.1. Область применения и конструкции автомобильных кранов

Автомобильными называются стреловые полноповоротные краны, смонтированные на шасси стандартных грузовых автомобилей нормальной и повышенной проходимости. Автокраны обладают довольно большой грузоподъемностью, высокими транспортными скоростями, хорошей маневренностью и мобильностью, поэтому их применение наиболее целесообразно при значительных расстояниях между объектами с небольшими объемами работ. С помощью автокранов выполняют монтаж санитарно-технических устройств, оборудования и сооружений, укладку в траншеи водопроводных, канализационных трубопроводов, поддерживание трубопроводов при сварке, разгрузку – погрузку труб и другие работы.

Основное рабочее оборудование автокранов – сплошные телескопические стрелы, жесткие и раздвижные решетчатые стрелы. Автокраны могут производить следующие операции: подъем и опускание груза; изменение угла наклона стрелы; поворот на 360° в плане; изменение длины телеско­пической стрелы; передвижение с грузом.

Каждый автокран оборудуют четырьмя выносными опорами, используемыми для увеличения опорного контура крана в рабочем состоянии.

При работе на выносных опорах грузоподъемность крана резко возрастает по сравнению с его работой без выносных опор. Выносные опоры машинист устанавливает вручную или с помощью гидропривода.

При работе кранов на выносных опорах упругие подвески шасси выгибаются и задние колеса не отрываются от грунта. При работе без выносных опор правая и левая рессоры моста деформируются неравномерно, что приводит к наклону поворотной платформы и резкому уменьшению устойчивости крана.

Для повышения устойчивости автомобильных стреловых кранов применяют выключатели подвесок, жестко соединяющие оси шасси с его рамой, или стабилизаторы, не только соединяющие оси шасси с рамой, но и уравнивающие деформации подвесок осей. Автокраны могут перемещаться вместе с грузом со скоростью до 1,39 м/с (5 км/ч). При передвижении грузоподъемность автокранов снижается в 3 … 5 раз.

Основное силовое оборудование автокранов – двигатель автомобиля.

При включении трансмиссии крановых механизмов трансмиссия автомобиля отключается. Привод крановых механизмов может быть одномоторным (механическим) и многомоторным (дизель-электрическим или дизель-гидравлическим), подвеска силового оборудования – гибкой (канатной) и жесткой, с помощью гидроцилиндров и шарниров. Управление крановыми механизмами осуществляется из кабины машиниста, расположенной на поворотной платформе, управление передвижением крана – из кабины автошасси.

Для кранов действует индексация, по которой индекс машины состоит из двух букв КС (кран самоходный) и четырех цифр. Цифровая часть, которую пишут после буквенной через дефис, обозначает основные данные о кране в следующем порядке: первая цифра – размерную группу; вторая – тип ходового устройства, третья и четвертая – соответственно вид подвески стрелы и порядковый номер модели крана (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Индексация стреловых самоходных кранов общего назначения:

КС – кран стреловой самоходный общего назначения; ХЛ – для районов с холодным климатом; Т – с тропическим; ТВ – с влажным тропическим климатом; Г – гусеничное ходовое устройство с минимально допустимой поверхностью гусениц; ГУ – то же, с увеличенной поверхностью гусениц;

П – пневмоколесное ходовое устройство; Ш – специальное шасси автомобильного типа; А – шасси грузового автомобиля; Тр – трактор; Пр – прицепное ходовое устройство; К – короткобазовое шасси; В – вездеходное шасси

Автокраны с гибкой подвеской стрелового оборудования имеют механический, дизель-электрический и гидравлический приводы крановых механизмов. В России выпускаются автокраны всех размерных групп, которые комплектуются основными стрелами длиной 6 ... 10 м, сменными удлиненными стрелами длиной 8 ... 18 м, удлиненными стрелами длиной 8 ... 18 м, удлиненными стрелами с гуськами длиной 1,5 ... 3 м, башенно-стреловым оборудованием со стрелами 7 ... 9, 5 м и высотой башни 7, 5 ... 12 м.

Характерной особенностью автокранов с одномоторным приводом является наличие в их трансмиссии реверсивного и распределительного механизмов, с помощью которых осуществляется раздельное управление (включение, выключение, реверс) стреловой и грузовой лебедками и поворотным механизмом крана.

Автокраны с жесткой подвеской стрелового оборудования (рис. 4.2) имеют индивидуальный гидравлический привод крановых механизмов и оснащаются телескопическими стрелами (основное рабочее оборудование), длину которых можно изменять при рабочей нагрузке. В качестве сменного рабочего оборудования кранов применяются гуськи и башенно-стреловое оборудование, башней которого служит основная телескопическая стрела.

На кранах грузоподъемностью 4; 6,3; 10 т устанавливаются двухсекционные стрелы с одной подвижной секцией, на кранах грузоподъемностью 16 т и более – трех и более секционные с несколькими подвижными секциями. Перемещение подвижных секций стрелы осуществляется с помощью длинноходовых гидроцилиндров двухстороннего действия.

В настоящее время в связи с большими технологическими возможностями, краны с жесткой подвеской стрелы составляют основную часть выпускаемых автомобильных кранов.

Рассмотрим общее устройство автомобильных кранов.

Рис. 4.2. Общий вид автокрана с жесткой подвеской

стрелового оборудования

Поворотная часть крана состоит из поворотной платформы, кабины машиниста и стрелового оборудования. Основанием поворотной части крана является поворотная рама 6 (рис. 4.2), устанавливаемая на опорно-поворотное устройство 8. Противовес 5 закрепляют на поворотной части крана для уравновешивания его во время работы.

На поворотной раме установлены лебедки и механизм поворота. Грузовая лебедка служит для подъема и опускания груза, угол наклона стрелы изменяется стреловой лебедкой (на кранах с гибкой подвеской) или гидроцилиндром 3 (на кранах с жесткой подвеской рабочего оборудования).

Механизм поворота предназначен для вращения поворотной части крана.

В кабине машиниста расположены органы управления. Автокраны оборудуются приборами безопасности – сигнализаторами опасного напряжения, предупреждающими о приближении стрелы к линии электропередач; ограничителями грузоподъемности, высоты подъема крана и стрелы, рабочей зоны крана; маятниковыми креномерами или сигнализаторами крена.

Автомобильные краны являются свободностоящими машинами, устойчивость которых против опрокидывания обеспечивается только их собственным весом. Для кранов различают грузовую устойчивость, т.е. устойчивость крана в рабочем состоянии против действия всех нагрузок при возможном опрокидывании в сторону стрелы, и собственную устойчивость, т.е. устойчивость крана в нерабочем состоянии при отсутствии полезных нагрузок и возможном опрокидывании в сторону, противоположную расположению стрелы.

Степень устойчивости крана в рабочем состоянии оценивается коэффициентом грузовой устойчивости, а в нерабочем состоянии – коэффициентом собственной устойчивости. Коэффициентом грузовой устойчивости называется отношение удерживающего момента, равного моменту относительно ребра опрокидывания, создаваемого весом всех частей крана, к опрокидывающему моменту, создаваемому рабочим грузом относительно того же ребра. У автомобильных кранов удерживающий момент – величина постоянная, а следовательно, и опрокидывающий момент должен быть тоже постоянным. Таким образом, у этих кранов грузоподъемность зависит от вылета стрелы – чем больше вылет, тем меньше грузоподъемность.

Грузоподъемность, под которой понимают наибольшую допустимую массу груза, включая грузозахватное приспособление, является главным параметром автокранов. Кроме того, краны характеризуются зоной обслуживания, определяемой вылетом груза, высотой подъема и глубиной опускания крюка, скоростями рабочих движений и другими показателями.

Вылетом называется расстояние от оси вращения поворотной части крана до оси грузоподъемного органа.

Каждая базовая модель крана и ее исполнение снабжаются грузовысотной характеристикой, представляющей графическую зависимость грузоподъемности и высоты подъема от вылета, используемую при выборе крана для конкретных условий эксплуатации.

На рис. 4.3. изображена грузовысотная характеристика автомобильного крана с различным исполнением рабочего оборудования.

Рис. 4.3. Грузовысотная характеристика автомобильного крана

с различным исполнением рабочего оборудования

На рис.4.3. кривые I, II, III показывают зависимость высоты подъема крюка от вылета для стрелы длиной соответственно 9,75; 21,7; 27 м с гуськом. Кривые а, б, в показывают зависимость грузоподъемности от вылета для тех же значений длины стрелы.

В некоторых справочниках, например в [5], приводятся более полные характеристики, на которых в виде номограмм, кроме грузоподъемности и высоты подъема крюка, нанесены еще и координаты конца стрелы и кривые высоты подъема верхней кромки груза, заданного габарита.