Министерство образования и науки Российской Федерации ГОУ ВПО Тюменский государственный архитектурно-строительный
advertisement
Министерство образования и науки Российской Федерации ГОУ ВПО Тюменский государственный архитектурно-строительный университет Архитектурно-строительный факультет Кафедра: «Строительного производства, оснований и фундаментов» (СПОФ) Задания и методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Строительные машины» для студентов заочной и заочной в сокращенные сроки форм обучения специальности 290300 «Промышленное и гражданское строительство» Тюмень – 2011 УДК ББК Кузнецова А. В. Задания и методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Строительные машины» для студентов заочной и заочной в сокращенные сроки форм обучения специальности 290300 «Промышленное и гражданское строительство».- Тюмень, РИЦ ГОУ ВПО ТюмГАСУ, 2011. – 31с. Методические указания разработаны на основании ГОС ВПО 653500 «Строительство» и рабочих программ ГОУ ВПО ТюмГАСУ дисциплины «Строительные машины» для студентов специальности 290300 «Промышленное и гражданское строительство». Методические указания содержат введение, содержание и оформление контрольной работы, задания и исходные данные к контрольной работе и методические указания к выполнению расчетной части контрольной работы. Рецензент: Кириллов Н. В. Тираж 50 экземпляров © ГОУ ВПО «Тюменский государственный архитектурно-строительный университет» © Кузнецова А. В. Редакционно-издательский центр ГОУ ВПО «Тюменский государственный архитектурно-строительный университет» 2 Содержание Введение 1. Содержание и оформление контрольной работы . . . . . . . . . . . 1.1. Структура пояснительной записки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2. Оформление контрольной работы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3.Оформление графической части контрольной работы. . . . 2. Задания и исходные данные к контрольной работе . . . . . . . . . . . 2.1. Цель работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2. Задачи, поставленные в работе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3. Исходные данные для расчета по варианту . . . . . . . . . . . . 3. Методические указания к выполнению расчетной части контрольной работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.Методические указания для выполнения расчета по построению грузовой характеристики самоходного стрелового крана на гусеничном ходу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.1. Исходные данные для расчета . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.2. Определение основных геометрических и весовых параметров крана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.3. Расчет и построение грузовой характеристики. . . . . 3.2. Методические указания для выполнения расчета по построению грузовой характеристики башенного крана . . . . . . . . 3.2.1. Исходные данные для расчета . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.2. Определение геометрических параметров крана . . . 3.2.3. Определение весовых параметров крана . . . . . . . . . . 3.2.4. Определение скорости рабочих движений крана . . . 3.2.5. Расчет и построение грузовой характеристики . . . . . 3.3. Методические указания для выполнения расчета по построению грузовой характеристики автомобильного крана . . . . 3.3.1. Исходные данные для расчета . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.2. Определение геометрических параметров крана . . . 3.3.3. Расчет и построение грузовой характеристики. . . . . Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Приложения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4 4 4 5 8 8 8 8 10 13 13 13 13 15 16 16 17 19 20 20 24 24 25 26 30 32 Введение Работа над контрольной работой позволяет получить практические навыки в решении инженерных задач по выбору строительных машин и оборудования для строительства промышленных зданий и сооружений, показать уровень подготовки студента и умение пользоваться нормативной, справочной, учебной и научной литературой. Методические указания предназначены для студентов заочной формы обучения и заочной формы обучения в сокращенные сроки по специальности 290300 «Промышленное и гражданское строительство». Для строительства зданий и сооружений используются различные строительные машины и оборудование, поэтому инженеру-строителю необходимо знать назначение, основные узлы, основные операции рабочего цикла, выполняемые различными видами машин и условия их безопасной эксплуатации. Умение организовать правильно подобрать парк машин для производства того или иного вида работ и обеспечить безопасную работу строительных машин и оборудования на строительной площадке – основная часть работы инженера -строителя. 1. Содержание и оформление контрольной работы Контрольная работа состоит из расчетно-пояснительной записки (РПЗ) в объеме до 30-40 страниц машинописного текста и графического материала, который включает 1 лист чертежа формата А3 (приложения А1 и А2). 1.1. Пояснительная Структура пояснительной записки записка должна последовательности: - титульный лист; - содержание; - введение; - расчетную часть; - список литературы. 4 включать в указанной Сокращение слов в тексте и надписях является недопустимым за исключением обозначений размерности. 1.1.1. Содержание состоит из перечня разделов и подразделов с указанием номера страницы их начала. 1.1.2. Введение должно в краткой форме отражать роль и значение механизации строительных работ; значение строительных машин в выполнении соответствующих им видов строительных работ и технологических процессов; вопросы их безопасной эксплуатации. Введение и его части не нумеруются. 1.1.3. Описательная часть должная включать в себя назначение крана, основные параметры крана, основные узлы крана, условия, описание приборов безопасной работы крана. 1.1.4. Расчетная часть включает расчеты основных геометрических и весовых параметров машины, построение графика грузовой характеристики. Разделы нумеруются в пределах пояснительной записки. Каждый из разделов начинается с новой страницы. 1.2. Оформление контрольной работы 1.2.1. Текст набирается на компьютере и распечатывается на принтере с одной стороны листа формата А4. При наборе текста применяются следующие настройки: - шрифт основной – № 14; - междустрочный интервал – 1; - расстояние от края до колонтитула: верхнего – 10 мм; нижнего – 10 мм; - расстояния между заголовками и текстом, между заголовками разделов и подразделов, между формулой и тестом – одна пустая строка; - форматирование текста – «по ширине», заголовок и подзаголовок – «по центру». 1.2.2. В расчетной части контрольной работы сначала необходимо обозначить название расчета с указанием порядкового номера, привести формулу, подставить в нее числовые значения буквенных обозначений и 5 записать готовый ответ без промежуточных вычислений. При многократных повторяющихся однотипных расчетах нужно привести расчетную формулу, дать один-два примера расчета, а результаты последующих расчетов свести в таблицу. Значения символов и числовых коэффициентов должны расшифровываться. непосредственно под формулой в той последовательности, в которой они приведены в формуле. Значение каждого символа следует давать с новой строки. Первую строку начинают со слова «где», двоеточие после него не ставят. Уравнения и формулы следует выделять из текста свободными строками. Перенос в формулах разрешается только после арифметических знаков (равно, плюс, минус, умножить и т.п.). 1.2.3. Обозначение единиц физических величин (размерность) следует помещать только после конечного результата вычислений. 1.2.4. Таблицы нумеруются последовательно арабскими цифрами в пределах раздела. В правом углу таблицы, над ее заголовком, помещают надпись «Таблица» с указанием ее номера, который должен состоять из номера раздела и порядкового номера таблицы, разделенной точкой; например, «Таблица 1.2» - вторая таблица первого раздела. В случае необходимости переноса части таблицы на другие страницы, над ними пишется, например, «Продолжение табл. 3.5». Ссылки на таблицы в тексте пояснительной записки производят следующим образом: «Результаты расчета опрокидывающих моментов приведены в таблице 2.7». 1.2.5. Все иллюстрации (схемы, графики, рисунки, диаграммы и т.д.), включаемые в текстовую часть пояснительной записки, именуются рисунками. Они обозначаются словом «Рисунок» и нумеруются арабскими цифрами последовательно в пределах раздела, при том, порядковый номер и название рисунка размещают непосредственно под рисунком по центру. Название 6 записывается с прописной буквы и отделяется от номера точкой, в конце названия точка не ставится. 1.2.6. Все кривые на каждом рисунке (если их несколько), должны быть пронумерованы, либо иметь буквенные обозначения, расшифровка которых может быть выполнена в тексте записки или в подрисуночной надписи. В последнем случае после названия рисунка ставится двоеточие и через дефис дается пояснение, что означает каждая кривая, например: Рис. 2.5. Грузовые характеристики крана КБ-408: 1, 2, 3 – грузоподъемность при вылете крюка, соответственно – 35, 20 и 66 м; а, б, в – грузоподъемность для вылетов крюка, соответственно – 35 50 и 66 м при установке стрелы под углом 30º Ссылки на рисунки в тексте пояснительной записки оформляются также как и таблицы. 1.2.7. Рисунки и таблицы следует помещать сразу же после того, как они впервые упомянуты в тексте и не далее, чем на следующей странице. 1.3. Оформление графической части контрольной работы Графическая часть контрольной работы должна иллюстрировать текст и раскрывать содержание расчетно-пояснительной записки. Графическая часть проекта, как уже отмечалось, содержит 1 лист формата А3 (если чертеж выполняется вручную) или формата А4 (если чертеж выполнен на ПК). Содержание графической части контрольной работы: а) схема крана (по варианту) с указанием основных узлов; б) технические характеристики крана; в) грузовая характеристика крана. Чертежи и схемы выполняются в соответствии с Единой системой конструкторской документации (ЕСКД), правила и положения которой 7 распространяются также на научную и учебную документацию и литературу. Каждый лист должен иметь внутреннюю рамку и штамп, выполненные в соответствии с ГОСТ. 2. Задание и исходные данные к контрольной работе Объем и содержание исходных данных определяются шифром зачетной книжки студента и включат в себя, в общем виде данные к расчету грузовой характеристики крана и номера теоретических вопросов. 2.1. Цель работы. 2.1.1 Изучение устройства, основных узлов, технических параметров, принципа безопасной работы грузоподъемной машины, определение значения грузоподъемности крана на различных вылетах стрелы. 2.1.2. Дать студентам общее представление о строительных машинах и производственных комплексах, их назначении и основах безопасной эксплуатации. 2.2. Задачи, поставленные в работе. 2.2.1. Дать краткое описание крана в соответствии с шифром (назначение, основные узлы, основные параметры) см. таблицу 2.2.2. Рассчитать основные геометрические и весовые параметры крана. Построить грузовую характеристику крана (по варианту). 2.3. Исходные данные для расчета по варианту. Исходные данные для описания крана по варианту выбираются по таблице 2.3.1. Исходные данные для построения грузовой характеристики выбираются по основным техническим характеристикам крана из таблицы 2.3.1. 8 8 Grove GMK 4075-1 Grove GMK 5100 Grove GMK 5200 Grove GMK 6300 Grove GMK 7450 LTM 1025 LTM 1040 LTM 1060-2 Libherr LTM 11400-4.1 Libherr LTM 1500 9 Libherr LTM 1800 “Grove” RT 525E “Grove” RT 530E “Sennebogen ” 613M/HD Демаг 9 АС40-1 NTC 48L BME 800HD TK-350 “KOBELKO ” 7035 “KOBELKO ” CKE 600 СТ.3D КС-8562 КС-8561 МКАТ-40 СКАТ-40 КС-557КР КС-45727 КС-35715-2 КС-35714-2 КШТ-50.01 КБ-474 КБ-473 КБ-515 КБ-420 КБ-571Б РБК-3.40 КС-4574 КС-4573 КС-4572 КС-4571-1 КС-4562 МКАС-10 КС-3562Б СМК-101 КС-2571А КС-2561К КС-5363В КС-4361А 8 3055 Grove GMK СТ.3S КС-7976 КБ-585 КС-55716-1 КБ-408 КС-4561А СКГ-401 7 HPC 35/40 Sennebogen ККС-55 БК-1000 КБ-573 КС-55713-3К КБ-401 МКА-16 ДЭК-251 МКГ-25.01 0 6 200EC-H12 LIBHERR КС-6371 КС-6973Б КС-55713 КБ-415УХЛ КБ-100 КС-3577-2 КС-3575А 1 5 200EC-H10 LIBHERR КС-5871 КС-6973А КС-4754А КС-45719-5А КБР-1 РБК-5.60 2 4 180EC-H10 LIBHERR КС-4372В КС-6972 КС-45721 КБМ-401П-41 КБМ-401П 3 3 132EC-H10 LIBHERR КМЦ-10 КС-6571А КБ-504 КС-45719-4 4 2 132EC-H8 LIBHERR КС-10471 КС-6472 КС-5473 5 1 102EC-H8 LIBHERR КС-10976 КС-9471 6 0 100LG LIBHERR MD-208 POTAINE 7 Предпоследняя цифра шифра Таблица 2.3.1. Исходные данные для расчета по варианту Последняя цифра шифра 9 2.4. Вопросы к защите контрольной работы. 4 5 6 7 8 9 7, 17, 27, 37, 47 8, 18, 28, 38, 48 9, 19, 29, 39, 49 10, 20, 30, 40, 50 2, 12, 22, 32, 42 3 6, 16, 26, 36, 46 Номера вопросов к задаче 2 5, 15, 25, 35, 45 1 4, 14, 24, 34, 44 0 3, 13, 23, 33, 43 Номер варианта (последняя цифра шифра) 1, 11, 21, 31, 41 Таблица 2.4.1. На вопросы с 11 по 50 следует отвечать по следующему плану: Назначение. Классификация. Основные узлы (указать на общем виде машины). Основные параметры. Производительность (если формулы приведены в учебниках). 1. Двигатели внутреннего сгорания (дизельные). 2. Двигатели внутреннего сгорания (карбюраторные). 3. Гусеничное ходовое оборудование. 4. Пневмоколесное ходовое оборудование. 5. Рельсовое ходовое оборудование. 6. Механическая система управления рабочим органом. 7. Гидравлическая система управления рабочим органом. 8. Основные технико – эксплуатационные и технико – экономические показатели машин. 9. Основы технической эксплуатации машин. 10. Классификация и индексация дорожных машин. 11. Машины для подготовительных работ. Кусторезы, корчеватели-собиратели, рыхлители. 12. Бульдозеры. 13. Погрузочно – разгрузочные машины (одноковшовые погрузчики). 10 14.Оборудование для гидромеханизации земляных работ (гидромониторы, землесосные снаряды, грунтовые насосы). 15. Копры, копровые установки. 16. Трамбующие машины. 17. Ленточные конвейеры. 18. Винтовые конвейеры. 19. Цепные конвейеры (ковшовые конвейеры). 20. Пневматические вибраторы. 21.Поршневой растворонасос. 22. Дифференциальный растворонасос. 23. Штукатурные форсунки, передвижные торкретные установки. 24. Передвижные штукатурные агрегаты на базе поршневых насосов. 25. Передвижные штукатурные агрегаты на базе винтовых насосов. 26. Машины для приготовления и подачи жестких растворов. 27. Передвижные штукатурные станции. 28. Ручные штукатурно – затирочные машины. 29. Передвижные малярные агрегаты на базе винтовых насосов. 30. Оборудование для нанесения и шлифования шпаклевок. 31. Окрасочные агрегаты высокого давления. 32. Машины для устройства полов из рулонных и плиточных материалов. 33. Машины и оборудование для устройства монолитных покрытий полов. 34. Машины и оборудование для отделки бетонных и цементно-песчаных полов. 35. Комплект оборудования для обработки монолитных бетонных покрытий полов методом вакуумирования. 36. Машины для удаления воды с поверхности основания кровли. 37. Машины для наклейки наплавленных рулонных материалов холодным способом. 38. Ручные машины для образования отверстий (дрели и перфораторы). 39. Ручные машины для шлифования материалов. 40. Ручные машины для резки материалов. 41. Ручные машины для распиловки материалов. 42. Бурильно – крановые машины. 43. Машины для бурения горизонтальных скважин. 11 44. Дискофрезерная машина. 45. Клин – молот, шар – молот. 46. Краны – трубоукладчики. 47.Автомобили – самопогрузчики. 48. Гидравлический молот. 49. Машины и оборудование для устройства буронабивных свай. 50. Оборудование для заготовки арматуры. 3. Методические указания к выполнению расчетной части контрольной работы 3.1. Методические указания для выполнения расчета по построению грузовой характеристики самоходного стрелового крана на гусеничном ходу Построить грузовую характеристику стрелового самоходного крана. 3.1.1. Исходные данные для расчета: Исходные данные для расчета стрелового самоходного крана на гусеничном ходу: - величина грузоподъемности Q max в тоннах; - длина стрелы Lс в м; - максимальный вылет Lmax в м; - минимальный вылет Lmin в м; - общая масса крана, G в тоннах. Для построения грузовой характеристики необходимо определить геометрические и весовые параметры основных узлов крана. 3.1.2. Определение основных весовых и геометрических параметров крана. Определение геометрических и весовых параметров крана производим на основе эмпирических зависимостей, полученных в результате многолетних 12 теоретических и экспериментальных исследований, которые определяет грузоподъемность крана. 3.1.2.1. Высота подъема при основной стреле: Н 0 1 ,05...0 ,95 2 ,76 3 Q 2 ,6 , м, (3.1.1) где Q - грузоподъемность крана, т. 3.1.2.2. Вес погонного метра основной стрелы: qc ( 0 ,9...1 ,1 )( 0 ,003 Q g 0 ,05 ) , кН/ м.п., (3.1.2) где Q - грузоподъемность крана, т; g – ускорение свободного падения. 3.1.2.3. Хвостовой радиус: R х ( 0 ,95...1 ,05 )( 3 Q 0 ,8 ) , м, где Q - грузоподъемность крана, т. (3.1.3) 3.1.2.4. Расстояние от оси вращения до пяты стрелы: r1 ( 0 ,9...1 ,1 )( 0 ,23 3 Q 0 ,9 ) м. (3.1.4) Пяту стрелы, исходя из целей уменьшения металлоемкости, желательно располагать со стороны, противоположной грузу. 3.1.2.5. Транспортная длина со стрелой: L ( 0 ,9...1 ,1 ) 3 ,3 3 Q , м, (3.1.5) 3.1.2.6. Ширину транспортную принимаем равной ширине гусеничного хода. Ширина гусеничного хода: B ( 0 ,95...1 ,05 )( 3 Q 0 ,8 ) , м, (3.1.6) где Q - грузоподъемность крана, т. 3.1.2.7. Высота центра тяжести портала: h3 ( 0 ,9...1 ,1 ) 1 ,7 3 Q , м, (3.1.7) 3.1.2.8. Ширина гусениц: Bг ( 0 ,9...1 ,1 ) 0 ,21 3 Q , м, где Q - грузоподъемность крана, т. 3.1.2.9. Длина гусениц: 13 (3.1.8) Lг ( 0 ,95...1 ,05 ) ( 3 Q 0 ,7 ) , м, (3.1.9) где Q - грузоподъемность крана, т. 3.1.2.10. Высота гусениц: hг 0 ,14 3 Q 0 ,5 , м, (3.1.10) где Q - грузоподъемность крана, т. 3.1.2.11. Нагрузка на одну ветвь грузового каната: S ( 0 ,85...1 ,15 )( 1 ,45 Q 2 ) g , кН, (3.1.11) где Q - грузоподъемность крана, т; g – ускорение свободного падения. 3.1.2.12. Кратность полистпаста грузового: u 0 ,8...1 ,2 1 ,2 Q , (3.1.12) где Q - грузоподъемность крана, т. Округляем значение кратности каната до ближайшего большего целого значения. 3.1.2.13. Максимальная нагрузка на канат: S max Q g , кН, u п (3.1.12) где Q - грузоподъемность крана, т; u – кратность полистпаста; ηп – к.п.д. полистпаста. При u = 1, ηп = 0,98; u = 2 - 3, ηп = 0,94; u = 4 - 5, ηп = 0,88; u ≥ 6, ηп = 0,82. g – ускорение свободного падения. 3.1.3. Расчет и построение грузовой характеристики Определяем требуемый восстанавливающий момент сил тяжести крана: М в К М гр М с , Н∙м, где M гр Q g Lmin R , кН∙м; 14 (3.1.13) h L где R = г г - расстояние от центра тяжести крюковой подвески до ребра 2 2 опрокидывания, м; Lг – длина гусениц, м; hг – высота гусениц, м; Li – вылет от оси вращения крана до центра тяжести крюковой подвески по горизонтали в зависимости от длины стрелы, м; L r M c Lc qc с 1 1 ,7 , кН∙м; 2 (3.1.14) K = 1,4 - нормативный коэффициент устойчивости; Q - грузоподъемность крана, т; Lc - длина стрелы; q c - масса погонного метра основной стрелы, кН; r1 - расстояние от оси вращения до пяты стрелы, м. Если Мс ≈ 0, то это свидетельствует о том, что проекция центра тяжести стрелы находится над ребром опрокидывания. Значения грузоподъемности от вылета стрелы находим по формуле: Q Mв Mc , кН. K g Lс R (3.1.15) Результаты расчетов заносим в таблицу 3.1. После заполнения таблицы по полученным значениям строим грузовую характеристику крана. 3.2. Методические указания для выполнения расчета по построению грузовой характеристики башенного стрелового крана с поворотной башней Построить грузовую характеристику башенного крана с поворотной башней. 15 Таблица 3.1. Грузоподъемность, Q, кН Момент восстанавливающий Мв, кН·м Момент стреловой Мс, кН·м Момент грузовой Мгр, кН·м Вылет крюка от оси вращения до центра тяжести крюковой подвески Liс = Lc cos α+ r1 , м Длина стрелы Lc, м Угол наклона стрелы, α º Значения грузоподъемности самоходного стрелового гусеничного крана. Liс = Lmin 40 º 45 º 50 º 55 º 60º 65º Liс = Lmax 3.2.1. Исходные данные для расчета: Исходные данные для расчета башенного крана с маневровой стрелой: - величина грузоподъемности Q max в тоннах; - максимальный вылет Lmax в м; - минимальный вылет Lmin в м; - общая масса крана, G в тоннах; - высота подъема при максимальном вылете H max в м. 3.2.2. Определение геометрических параметров крана. 3.2.2.1 Габаритные размеры поперечного сечения башни – квадрат со стороной: \ aб 0 ,9...1 ,1 H , м, (3.2.1) 20 где H - максимальная высота подъема груза при максимальном вылете крюка, м. 3.2.2.2. Размер поперечного сечения стрелы (сторона прямоугольника): 16 сc ( 0 ,9...1 ,1 ) где Lmax - наибольший вылет крюка, м. Lmax , м, 23 (3.2.2) Принимаем в плоскости подвеса стрелы сс = 1,3 м, из плоскости подвеса сс = 1 м. 3.2.2.3. Высота шарнира пяты стрелы над головкой рельса: h Н max , м, (3.2.3) где H max - максимальная высота подъема груза при максимальном вылете крюка, м. 3.2.2.4. Высота головки башни (от центра пяты стрелы до центра верхних блоков): hгол ( 0 ,8...1 ,2 ) Lmax , м, 3 ,6 (3.2.4) где Lmax - наибольший вылет крюка, м. 5.2.2.5. Расстояние от оси вращения крана до оси башни: а 3 1 ,1...1 ,2 аб , м, 2 (3.2.5) где а б - габаритные размеры поперечного сечения башни, м. 5.2.2.6. Расстояние от оси башни до оси пяты стрелы: aб , м, 2 где а б - габаритные размеры поперечного сечения башни, м. Тогда расстояние от оси вращения крана до оси пяты стрелы r = а3 + х0. x0 0 ,2 (3.2.6) 3.2.2.7. Длина распорки (подстрелка) от оси вращения крана до оси блока: L р ( 0 ,11...0 ,16 )H , м, (3.2.7) где H - максимальная высота подъема груза при максимальном вылете крюка, м. 3.2.2.8. Колея и база ходовой части крана: К В 0 ,9...1,05 17 Н , м, 6 (3.2.8) где H - максимальная высота подъема груза при максимальном вылете крюка, м. 3.2.2.9. Угол наклона β к горизонту при Lmax -15º, L1 - 25º, L2 - 35º, L3 45º, L4 - 55º, L5 - 65º, Lmin -70º для всех вариантов. 3.2.2.10. Расчетная длина стрелы: Lc Lmax а 3 х0 , м, cos min (3.2.9) где Lmax - наибольший вылет крюка, м. x0 - расстояние от оси вращения крана до оси пяты стрелы, м; а 3 - расстояние от оси вращения крана до оси башни. 3.2.2.11.Ориентировочный диаметр опорно-поворотного круга: Dоп .к . 1 ,45...1 ,55 а б , м, (3.2.10) где а б - габаритные размеры поперечного сечения башни, м. 3.2.2.12. Ширину поворотной платформы принимаем равной В1 3 ,1 , м. 3.2.2.13. Радиус хвостовой части поворотной платформы: R 1 ,1...1 ,2 L р , м, (3.2.11) где L р - длина распорки (подстрелка) от оси вращения крана до оси блока, м. 3.2.2.14. Максимальный грузовой момент: М гр Qi Li Q max Lmin , Н∙м. (3.1.12) 3.2.3. Определение весовых параметров крана. 3.2.3.1. Укрупненное распределение общей массы крана: 5.2.3.2. масса металлоконструкций: G м .к . 0 ,41 G , кН, (3.2.13) Gс 0 ,035 G , Н, (3.2.14) Gб 0 ,13 G , Н, (3.2.15) в том числе: - вес стрелы: - вес башни: 18 - вес поворотной платформы: Gп .п . 0 ,1 G , Н, (3.2.16) Gн . р . 0 ,145 G , Н, (3.2.17) - вес неповоротной рамы: где G - общий вес крана, Н. 3.2.3.3. общий вес механизмов и электрооборудования: G мех 0 ,25 G , кН, (3.2.18) в том числе: - вес крюковой подвески и грузового полистпаста: G г .пол 0 ,005 G , Н, (3.2.19) - вес механизма подъема груза: G м .г . 0 ,04 G , Н, (3.2.20) - вес механизма изменения вылета: G м .в . 0 ,04 G , Н, (3.2.21) G м .вращ . 0 ,03 G , Н, (3.2.22) - вес механизма вращения крана: - вес механизма передвижения крана: G м .пер . 0 ,04 G , Н, (3.2.23) - вес стрелоподъемного полистпаста: Gстр .пол . 0 ,005 G , Н, (3.2.24) - вес ходовых тележек и колес: G ход 0 ,07 G , Н, (3.2.25) - вес кабины управления: Gкаб 0 ,02 G , Н, (3.2.26) где G - общий вес крана, Н. 3.2.3.4. вес балласта (противовеса): Gбал 0 ,34 G , Н, где G - общий вес крана, Н. 3.2.4. Определение скорости рабочих движений крана. 3.2.4.1. Определяем скорость подъема груза: Принимаем для учебных расчетов для всех вариантов vп.г. = 0,333 м/с. 19 (3.2.27) 3.2.4.2. Определяем скорость передвижения крана: Принимаем для учебных расчетов для всех вариантов vп.кр. = 0,2 м/с. 3.2.4.3. Определяем частоту вращения крана: Частоту вращения крана принимаем для учебных расчетов для всех вариантов n.кр. = 0,7 об/мин. 3.2.4.4. Определяем скорость горизонтального хода груза при изменении вылета крюка: Принимаем для учебных расчетов для всех вариантов vгор.ход. = 0,17 м/с. 3.2.5. Расчет и построение грузовой характеристики. Грузовая характеристика есть закономерность изменения грузоподъемности при изменении вылета крюка. При этом, как правило, грузовой момент остается постоянным. 3.2.5.1. После конструктивной проработки конструкции крана, исходя из геометрических и весовых параметров, а также по аналогии с существующими кранами определяем координаты центра тяжести крана (рис. 20). Кран установлен на горизонтальной площадке, стрела максимально опущена. Расстояние от оси вращения крана до центра тяжести крана (горизонтальная координата) при установке крана на горизонтальной площадке: L Gc c сos r G г .пол Lc сos r Gб Gк а 3 ( Gi l i ) 2 Ci , м, G G Gп .п . G м .в . G м .г . G м .вращ . Gстр .пол . а 1 Gбал а 2 G (3.2.28) где G - вес крана, Н; G i - вес i – го элемента крана, Н; l i - расстояние от оси вращения крана до центра тяжести i-го элемента крана, м. Gc - вес стрелы, Н; Lс - длина стрелы, м. 20 r - расстояние от оси вращения крана до оси пяты стрелы, м; G г .пол - вес крюковой подвески и грузового полистпаста, Н; Gб - вес башни с кабиной управления, Н; G к - вес кабины управления, Н; а3 - расстояние от оси вращения крана до оси башни, м; G п .п . - вес поворотной платформы, Н; G м .в . - вес механизма изменения вылета, Н; G м .г . - вес механизма подъема груза, Н; G м .вращ - вес механизма вращения крана, Н; Gстр .пол - вес стрелоподъемного полистпаста, Н; а1 = 2 - расстояние от центра тяжести ходовой части до центра тяжести поворотной платформы (для всех вариантов), м; G бал - вес противовеса, Н; а1 = 3,5 – расстояние от оси вращения крана до центра тяжести балласта (для всех вариантов), м. Расстояние от оси вращения до центра тяжести крана в горизонтальной плоскости определяем при значениях βmin = 15º, β1 = 25º, β2 = 35º, β3 = 45º, β4 = 55º, β5 = 65º и βmax = 70º для всех вариантов. Знак минус показывает, что центр тяжести смещен влево от оси вращения крана. 3.2.5.2. Расстояние от плоскости, проходящей через опорный контур, до центра тяжести крана: G G Gк h 1 ,5 Gп .п . h4 G м .в G м .г . G м .вращ h4 1 Gбал h3 Gн . р . G ход G м .пер h1 hi ( Gi hi ) Gс G г .пол . h Lc cos G г .пол . h Lc cos Gб G г .пол . h2 2 G где G - вес крана, Н; G i - вес i – го элемента крана, Н; 21 , м,(3.2.29) hi - расстояние от опорной поверхности крана до центра тяжести i-го элемента крана, м. Gc - вес стрелы, Н; G г .пол . - вес грузового полистпаста и крюковой подвески, Н; h - высота шарнира пяты стрелы над головкой рельса, м; Gб - вес башни, Н; Gстр .пол . - вес стрелоподъемного полистпаста, Н; h2 = h/2– расстояние от плоскости, проходящей через опорный контур, до центра тяжести башни, м; Gкаб - вес кабины управления, Н; G п .п . - вес поворотной платформы, Н; h4 = 2,5 - расстояние от плоскости, проходящей через опорный контур, до центра тяжести поворотной платформы, м; G м .в . - вес механизма изменения вылета, Н; G м .г . - вес механизма подъема груза, Н; G м .вращ . - вес механизма вращения крана, Н; h3 = 4 - расстояние от плоскости, проходящей через опорный контур, до центра тяжести балласта, м; Gн . р . - вес неповоротной рамы, Н; G ход - вес ходовых тележек и колес, Н; G м .пер . - вес механизма передвижения крана, Н; h1 = 1 - расстояние от плоскости, проходящей через опорный контур, до центра тяжести ходовой рамы, м. Расстояние от оси вращения до центра тяжести крана в вертикальной плоскости определяем при значениях βmin = 15º, β1 = 25º, β2 = 35º, β3 = 45º, β4 = 55º, β5 = 65º и βmax = 70º для всех вариантов. 22 3.2.5.3. Определяем величину удерживающего момента при расположении крана на уклоне по формуле: М уд Gb сi cos hi sin , Н∙м, (3.2.30) где G - вес крана, Н; b K - расстояние от оси вращения крана до ребра опрокидывания, м; 2 K - колея ходовой части крана, м; с i - расстояние от оси вращения крана до центра тяжести крана в горизонтальной плоскости, м; hi - расстояние от опорной поверхности крана до центра тяжести крана в вертикальной плоскости, м. α = 3º - максимальный угол уклона опорной поверхности (для всех вариантов). Момент удерживающий определяем при значениях hmin и сmin; h1 и с1; h2 и с2; h3 и с3; h4 и с4; h5 и с5; hmax и сmax для всех вариантов. Если величины удерживающих моментов для различных положений больше в 1,5 … 2 раза принятого максимального грузового момента, считаем, что геометрические и весовые характеристики крана и их комбинации на заданном этапе расчета удовлетворяют. Если это соотношение окажется меньшим, необходимо увеличить удерживающий момент за счет изменения геометрического расположения масс крана. 3.2.5.4. Определяем ориентировочную грузовую характеристику, исходя их постоянства грузового момента: Qi M гр 10 Li , Н, где Мгр = Qmax·Lmin – момент грузовой устойчивости, кН·м; Qmax – максимальная грузоподъемность, кН; Lmin – минимальный вылет, м. Данные расчета заносим в сводную таблицу 3.2. 23 (3.2.31) 3.2.5.5. Рассчитываем высотную характеристику по высоте головки стрелы: Н i h Lc sin , м. (3.2.32) Высотную характеристику определяем при значениях βmin = 15º, β1 = 25º, β2 = 35º, β3 = 45º, β4 = 55º, β5 = 65º и βmax = 70º для всех вариантов. Окончательно величина грузоподъемности для каждого вылета уточняется после расчетов всех механизмов с учетом устойчивости крана и стрелы и прочности всех элементов, сборочных единиц и их деталей. Для башенных кранов, как правило, при малых вылетах грузоподъемность назначают постоянной, хотя по устойчивости можно было бы назначить большую. Такое ограничение связано с прочностью деталей и элементов. Таблица 3.2. Значения грузоподъемности башенного крана с поворотной башней. βmin = 15º β1 = 25º β2 = 35º β3 = 45º β4 = 55º β5 = 65º βmax = 70º Li, м сi , м hi, м Муд, Н∙м Qi, Н Нi, м По результатам расчетов строим грузовую характеристику крана. 3.3. Методические указания для выполнения расчета по построению грузовой характеристики автомобильного крана. Построить грузовую характеристику автомобильного крана. 3.3.1. Исходные данные для расчета: Исходные данные для расчета автомобильного крана: - величина грузоподъемности Q max в тоннах; - минимальный вылет крюка Lmin в метрах; - общая масса крана, G в тоннах. 24 3.3.2. Определение геометрических параметров крана. 3.3.2.1. Расстояние от оси вращения крана до концевого шарнира: r1 = 1,5, м. (3.3.1) 3.3.2.2. Длина основной (минимальной) стрелы: Lc min Lmin r1 , м, (3.3.2) где Q - грузоподъемность крана, т. Полученное значение округляем до ближайшего большего целого. 3.3.2.3. Длина максимальной стрелы: Lc max Lmax 4 r1 , м, (3.3.3) где Q - грузоподъемность крана, т. Полученное значение округляем до ближайшего большего целого. 3.3.2.4. Грузоподъемность крана без выносных опор: Q ( 0 ,9...1,1 ) ( 0 ,2 Q 0 ,8 ) g , Н, (3.3.4) где Q - грузоподъемность крана, т; g – ускорение свободного падения, м/с2. 3.3.2.5. Хвостовой радиус: R x ( 0 ,95...1 ,05 ) 1 ,17 3 Q , м. (3.3.5) где Q - грузоподъемность крана, т. 3.3.2.6. База: В ( 0 ,85...1 ,15 ) ( 2 3 Q 0 ,8 ) , м, (3.3.6) где Q - грузоподъемность крана, т. 3.3.2.7. Транспортная длина со стрелой: L ( 0 ,9...1 ,1 ) 3 3 Q , м, (3.3.7) где Q - грузоподъемность крана, т. 3.3.2.8. Ширина транспортная: Bт ( 0 ,95...1 ,05 ) ( 0 ,55 3 Q 1 ,5 ) , м, где Q - грузоподъемность крана, т. 3.3.2.9. Расстояние между выносными опорами: 25 (3.3.8) K 1 1 ,8 3 Q , м, (3.3.9) где Q - грузоподъемность крана, т. 3.3.2.10. Высота транспортная: hт ( 0 ,95...1 ,05 ) ( 0 ,55 3 Q 1 ,5 ) , м, (3.3.10) где Q - грузоподъемность крана, т. 3.3.3. Расчет и построение грузовой характеристики Исходя из длины основной стрелы Lс min, максимальной грузоподъемности Qmax , расстояния от оси вращения крана до выносных опор принимаем 2,2 м, минимальный вылет крюка Lmin по варианту. 3.3.3.1. Определяем требуемый восстанавливающий момент сил тяжести массы крана: М0 = К·Мгр + Мс , кН·м, (3.3.11) где K = 1,4 – коэффициент грузовой устойчивости; Мгр = 10 ·Q(Lmin- K1/2)- грузовой момент, кН·м; Q - грузоподъемность крана, т; Lmin - минимальный вылет крюка, м; K1 - расстояние между выносными опорами, м; K L r M c Lc qc 10 min 1 1 - момент, создаваемый весом стрелы, кН·м; 2 2 r1 - расстояние от оси вращения крана до концевого шарнира, м. qc = 0,3 – масса 1-го погонного метра стрелы, т/м.п.; 3.3.3.2. Определяем величину удерживающего момента. а) масса неповоротной части крана: G1 = Gш + Gок , кг, (3.3.12) где Gш - масса шасси без крановой установки включая выносные опоры, кг (принимаем примерно 0,4 от общего веса крана); Gок ≈ 1000 - масса опорно-поворотного круга, принимаем исходя из величины расчетного воспринимаемого момента и вертикальной нагрузки, кг; G - масса базового автомобиля полная, кг. 26 Полученное значение округляем до ближайшего большего целого (тысячи). б) определяем массу вращающейся части: G2 = G - G1, кг, где G1 - масса неповоротной части крана , кг; G - масса базового автомобиля полная, кг. в) положение центра тяжести массы неповоротной части по оси х определяем исходя из распределения масс на оси шасси (таблица 3.3.1) и рис. 3.1., из условия Р1·х1 = Р2 ·х2: х1 P2 x1 x 2 , мм, P1 P2 (3.3.13) где Р1 - нагрузка на переднюю ось, принимаем примерно по 0,3 от общего веса крана, Н; Р2 = (G1 - Р1) ·10 - нагрузка на заднюю ось, Н. Рисунок. 3.1. Схема определения координат центра тяжести шасси г) определяем расчетный восстанавливающий момент, создаваемый принятыми массами крана: М 0 G1 K1 K R ( G 2 Gc ) x 1 , кН·м, 2 2 2 (3.3.14) где - Gс = Lc·qc·10 – вес стрелы, кН. 3.3.3.3. Построение грузовой характеристики. Принимая значения вылета, угла наклона стрелы, длины стрелы во втянутом и вытянутом положениях, нормативного коэффициента статической 27 грузовой устойчивости K = 1,4, определяем величины грузоподъемности. Данные сводим в таблицу 3.3.2. K L cos Lc qc c r1 1 M0 2 2 , кН·м, Q K1 K1 K Lc cos r1 10 K Lc cos r1 10 2 2 (3.3.15) где α - угол наклона стрелы, º. По результатам расчетов строим грузовую характеристику крана. Таблица 3.3.2 Значения грузоподъемности автомобильного крана. Вылет крюка Длина стрелы, м от оси вращения, м Lc Li Lcmin = Lmin L r1 сos i Lc … … … Lcmax = Lmax Lmiт … … … … … … … … Lmax 28 от ребра опрокидывания, м K Lc cos r1 1 2 Грузоподъемность, т, Q Литература: Основная: 1. Белецкий Б. Ф. Строительные машины и оборудование: Справочное пособие (для производственников, студентов строительных вузов, факультетов, техникумов).- Ростов н/Д: Феникс, 2002.-595 с. 2. Грузоподъемные машины для монтажных и погрузочно- разгрузочных работ: Учебно-справочное пособие/ М.Н. Хальфин, А. Д. Кирнев, Г. В. Несветаев, В. Б. Маслов, А. А. Козынко.-Ростов н/Д.: Феникс, 2006.-608 с.: ил. – (высшее образование). Дополнительная: 1. Доценко А.И. Строительные машины и основы автоматизации. Учеб. Для строит. Вузов. – М.: Высш. Шк., 1995. – 400 с. 2. Тайц В. Г. Безопасная эксплуатация грузоподъемных машин: Учебное пособие для вузов. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. – 383 с.: ил. 3. Александров М. П. Грузоподъемные машины: Учебник вузов.– М.: Изд – во МГТУ им. Н. Э. Баумана – Высшая школа, 2000. – 552 с. 4. Справочник по кранам: В 2 т. Т.1. Характеристики материалов и нагрузок. Основы расчета кранов, их приводов и металлических конструкций / В. И. Брауде, М. М. Гохберг, И. Е.Звягин и др.; Под общ. ред. М. М. Гохберга. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988. – 536 с.: ил. 5. Справочник по кранам: В 2 т. Т.2. Характеристики и конструктивные схемы кранов. Крановые механизмы, их детали и узлы. Техническая эксплуатация кранов / М. П. Александров, М. М. Гохберг, А. А.Коровин и др.; Под общ. ред. М. М. Гохберга. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1988. – 559 с.: ил. 6. Колесник Н.П. Расчет строительных кранов. – Киев: ВШ, 1985. 7. Справочник по кранам / под ред. А. И. Дукельского. – Т. 2 – М: Машиностроение, 1973. 29 Приложение А1. 30 Приложение А2. 31