3.18. Расчет технических параметров для выбора самоходного крана.
Для выбора необходимого крана следует рассчитать грузоподъемность (Q), высоту подъема крюка (Н к), вылет крюка (L к) и длину стрелы (l стр.)
Расчет грузоподъемности (Q ). Q = q + q стр + q нав , т; q – вес монтируемого элемента, т
q рассчитываем для всех монтир. элементов. Расчеты заносим в таблицу.
Высота подъема крюка (Н к ).
а) для колонн Н к = a + h э + h стр + h p
а – высота монтажного переподъема, 0.5…1 м
h э – высота монтир. элемента
h стр – высота строповки
h p – резервная высота, 1 … 1.5 м
б) при подъеме конструкции на ниже лежащие элементы. Н к = h 0 + a + h э + h стр + h p
h 0 – высота нижележащей конструкции или отметки, на которую монтируется элемент.
3.19. Расчет технических параметров для выбора башенного крана.
Башенные краны используют при большом объеме монтируемых конструкций, при высоте здания свыше 20м. Подкрановые пути следует устраивать вне пирамиды продавливания грунта. В зависимости от ширины монтируемого здания краны могут располагаться с одной стороны.
Башенные краны по конструкции делятся
1. Башенные краны с неповоротной стрелой.
R к =L к =l стр ≥ а1 + В;
а1=В к +b/2 + 0.7
2. Башенные краны с поворотной стрелой
l стр = √(L к -С к) 2 + (Н к -h ш +h пол) 2
R =L к = а1 + В;R – радиус действия крана.
h ш -высота шарнира
h п -высота полиспаста
H к -высота подъема крюка
а1-расстояние от здания середины подкрановых путей.
В-ширина здания или сооружения
L к -вылет крюка (горизонтальная проекция стрелы)
Ск-расстояние от шарнира стрелы до центра подкранового пути
Lс-длина стрелы
R к -радиус действия крана.
Расчет грузоподъемности (Q). Q = q + q стр + q нав, т; q – вес монтируемого элемента, т
q стр – вес строповочного оборудования, т
q нав – вес навесных лестниц или люлек, т
q рассчитываем для всех монтир. элементов.
Расчет вылета крюка (L к ) при свободном выборе рабочих позиций.
L к – горизонтальная проекция стрелы крана в момент установки конструкции в проектное положение. При монтаже, подъеме стоянки кранов могут быть свободными, фиксированными, рационально выбранными (обеспечивающие монтаж или подъем нескольких конструкций с одной стоянки).
Свободная установка крана: L к = √(a 2 +b 2);l стр = √L к 2 + (Н к -h ш +h пол) 2
Расчет вылета крюка и длины стрелы крана по оптимальному углу наклона стрелы.
Расчет осуществляется по фиксированному углу наклона. Такую схему принимаем при подъеме тяжелых конструкций (балок, ригелей) или при удаленности конструкции от стоянки (плиты)
Оптимальный угол наклона 60 … 70 о
tgα С = (Н к –h Ш +h п)/(L к - С к)
L к = (Н к –h Ш +h п)/(tgα С) + С к
l стр = (L к - С к)/cosα С = (Н к –h Ш +h п)/sinα С
3.22. Методика выбора крана по расчетным параметрам.
Для выбора крана необходимо знать следующие технические характеристики:
грузоподъемность Q, т
высота подъема крюка Нк, м
вылет крюка L, м
длина стрелы lстр, м
Q = q бункера + q строп + q бетона, т;
Нк=h бет +h рук +h бункера +h страх +h полиспаста
L к –горизонтальная проекция стрелы крана в рабочий момент или в момент укладки бетона. Определяют исходя из размеров в здании и в плане. Целесообразно с 1й стоянки крана укладывать бетон минимум в 2 стакана. При пролете 12м с 1 стоянки можно бетонировать 4 фундамента.
L к = √(a 2 +b 2);
l стр = √L к 2 + (Н к - h ш + h пол) 2
По подобной методике рассчитываем технические характеристики для всех монтируемых элементов.
Выбор кранов выполняют в следующей последовательности:
а) По maxзначению длины стрелы определяем по справочнику необходимый кран и его марку.
lфак≥lрасч
б) По справочнику стр. краны выбираем график изменения техн. хар-к, аргумент является вылет крюка.
в) Зная вылет крюка, определяем по графику фактич. значения грузоподъемности и высоты подъема крюка.
г) Фактич. хар-ки выбранного крана должны быть не менее расчетных.
Расчет сменной эксплуатационной производительности монтажного крана (П э ).
Производительность крана – кол-во груза, поднимаемое за смену.
При подъеме элементов или груза одного вида
П э = (Qt см 60k г k в)/t ц, т/см или м 3 /см
Q – расчетное значение грузоподъемности крана, м 3 или т.
k г – коэффициент использования крана по грузоподъемности,k г ≤ 1 =Q расч /Q фактич
k в – коэффициент использования крана во времени:
Для башенных кранов - 0.9
Для кранов на гусеничном ходу – 0.85
Для кранов на автомобильном ходу – 0.8
t ц – время цикла
t ц =t ручн +t машн, мин
t ручн = Н в 60/R, мин
R- число человек или нормативное число монтажников в звене, ЕниР (4-1)
t машн = Н в /V подъема + Н к /V опускания + 2αn об k совм /360 +S/V гориз
S– расстояние м/у стоянками крана (м), приходящиеся на 1 монтируемый элемент.
V гор – скорость перемещения (м/мин)
Н к – высота подъема крюка, м
α – угол поворота стрелы крана от места строповки до места установки.
V подъема – скорость подъема стрелы (м/мин)
n Об – угловая скорость вращения крана, об/мин
V опускания – скорость опускания стрелы (м/мин)
k совм – коэффициент совмещения операции крана при повороте, зависит от α (при α ≤ 45 о,k c = 1; α > 45 о,k c = 0.9)
Усредненная эксплуатационная производительность крана.
Различают производительность при выполнении отдельных видов работ, она называется поэлементная. Рассчитав производительность монтажа каждого элемента Пэ1, Пэ2, …Пэк, можно рассчитать усредненную производительность:
П эксп усредн = (n 1 q 1) П э1 /(Σq i n i ) + (n 2 q 2) П э2 /(Σq i n i ) +… + (n i q 1 ) П э i /(Σq i n i ), [т/см],
где Σ q i n i – общий вес конструкции всего здания, всех типов элементов.
Основные технические параметры стрелового самоходного крана:
Н тр – требуемая высота подъема стрелы, м;
L тр - требуемый вылет стрелы, м;
Q тр – требуемая грузоподъемность крюка, т;
I стр - требуемая длина стрелы, м.
Для определения технических параметров крана необходимо подобрать строповочные приспособления для монтажа сборных элементов. Данные заносятся в таблицу «Строповочные приспособления для монтажа сборных элементов» по форме.
Схема монтажа здания (для плиты покрытия) самоходным стреловым краном:
Требуемаявысотаподъемастрелы - Н тр определяется по формуле:
Н тр =h 0 + h з + h э + h с + h п , м,
где h 0 - превышение опоры монтируемого элемента над уровнемстоянки крана, м;
h з – запас по высоте (не менее 0,5м по СНиП 12.03.2001), м;
h э - высота элемента в монтируемом положении, м;
h с - высота стропы, м;
h п - высота грузового полиспаста (1,5м), м.
Н тр = м
Требуемыйвылетстрелы - L тр определяется по формуле:
L тр =(Н тр - h ш)х(c+d+b/2)/(h п +h с)+a , м,
где Н тр - требуемая высота подъема стрелы;
h ш
с - половина сечения стрелы на уровне верха монтируемого элемента (0,25м), м;
d – безопасное приближение стрелы к монтируемому элементу (0,5-1м), м;
b/2 - половина ширины монтируемого элемента, м;
h п - высота грузового полиспаста (1,5м), м;
h с - высота стропы, м;
а
…………… м
Требуемаягрузоподъемность монтажного крюка Q тр - определяется по формуле:
Q тр =Q э +Q с , т,
гдеQ э – вес монтируемого элемента, т;
Q с - вес строповочного приспособления, т.
Q тр определяется из условия монтажа самого тяжелого элемента.
Q тр = …………. + ……………. = ……………. тн
Требуемаядлинастрелы -I стр определяется по формуле:
I стр = (Н тр -h ш) 2 +(L тр -а) 2 , м,
где Н тр - требуемая высота подъема стрелы, м;
L тр - требуемый вылет стрелы, м;
h ш - высота шарнира пяты стрелы (принимать в расчете 1,25-1,5м), м;
а - расстояние от центра тяжести крана до пяты шарнира стрелы (1,5м).
I стр = =…………… м
Выбираем Автомобильный кран ……………….. грузоподъемностью ……т
Основная решетчатая стрела крана имеет длину ………….м
Технические характеристики при длине стрелы …………….м:
Грузоподъемность на выносных опорах при вылете стрелы,т
Наибольшем - ……………..
Наименьшем – ………………….
Вылет стрелы,м
Наибольший – …………….
Наименьший – ……………….
Высота подъема крюка при вылете стрелы,
Наибольшем - ………………..
Наименьшем - …………………
Безопасность труда на объектах городского строительства и хозяйства при использовании кранов и подъемников.
Учебно-методическое, практическое и справочное пособие.
Авторы: Ройтман В.М., Умнякова Н.П., Чернышева О.И.
Москва 2005 г.
1. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ОПАСНОСТИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КРАНОВ И ПОДЪЕМНИКОВ.
1.1. Понятие о производственной опасности .
1.2. Опасные зоны на строительной площадке .
1.3. Примеры характерных аварий и несчастных случаев, связанных с использованием кранов и подъемников .
1.4. Основные причины аварий и несчастных случаев при использовании кранов и подъемников .
2. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КРАНОВ И ПОДЪЕМНИКОВ.
2.1. Общее условие обеспечения безопасности труда .
2.2. Нормативные основы обеспечения безопасности труда при использовании кранов и подъемников .
2.3. Основные задачи обеспечения безопасности труда при использовании кранов и подъемников .
3. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КРАНОВ И ПОДЪЕМНИКОВ.
3.1. Подбор кранов и их безопасная привязка.
3.1.1. Подбор крана.
3.1.2. Поперечная привязка кранов.
3.1.3. Продольная привязка башенных кранов.
3.2. Определение границ опасных зон работы кранов и подъемников.
3.3. Обеспечение безопасности труда в опасных зонах работы кранов и подъемников.
3.3.1. Приборы и устройства безопасности, устанавливаемые на кранах.
3.3.2. Обеспечение безопасности при установке кранов.
3.3.3. Защитное заземление подкрановых путей.
3.3.4. Обеспечение безопасности при совместной работе кранов.
3.3.5. Обеспечение безопасности при использовании подъемников.
3.4. Мероприятия по ограничению опасной зоны работы крана.
3.4.1. Общие положения.
3.4.2. Принудительное ограничение зоны работы крана.
3.4.3. Специальные мероприятия по ограничению опасной зоны работы крана.
3.5. Обеспечение безопасности труда при установке кранов вблизи линий электропередачи.
3.6. Обеспечение безопасности труда при установке кранов вблизи выемок.
3.7. Обеспечение безопасности при складировании материалов, конструкций, изделий и оборудования.
3.8. Обеспечение безопасности при погрузочно-разгрузочных работах.
4. РЕШЕНИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА В ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ (ППР, ПОС и др.) ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КРАНОВ И ПОДЪЕМНИКОВ.
4.1.Общие положения.
4.2. Стройгенплан.
4.3. Технологические схемы.
3.1. Подбор кранов и их безопасная привязка.
3.1.1. Подбор крана.
Выбор грузоподъемного крана для строительства объекта осуществляется по трем основным параметрам: грузоподъемности, вылету стрелы и высоте подъема груза .
Требуемая грузоподъемность крана на строительстве конкретного объекта и соответствующем вылете стрелы определяется по массе наиболее тяжелого груза. В массе груза учитываются: масса съемных грузозахватных приспособлений (траверс, строп, электромагниты и т.д.), масса навесных монтажных приспособлений, закрепленных на монтируемой конструкции до её подъёма и конструкций увеличении жесткости груза в процессе монтажа.
Фактическая грузоподъемность крана Qф должна быть больше или равна допустимой Qдоп и определяется из выражения:
Q ф = P гр + P зах.пр + P нав.пр + P ус.пр ≥ Q доп (3.1)
P гр – масса поднимаемого груза;P зах.пр – масса грузозахватного приспособления;
P нав.пр – масса навесных монтажных приспособлений;
P ус.пр - масса усиления поднимаемого элемента в процессе монтажа.
Вылет стрелы и необходимая высота подъема груза, устанавливается в зависимости от массы наиболее тяжелой и наиболее удаленной конструкции, с учетом ширины и высоты здания.
Требуемая высота подъема груза H
гр
определяется от отметки установки крана путем сложения следующих показателей по вертикали (рис.3.1.):
- расстояние между отметкой стоянки крана и нулевой отметкой здания (±h ст.кр );
- высота задания от нулевой отметки до верхнего монтажного горизонта h зд ;
- запас высоты, равного 2,3м, из условий безопасного производства работ на верхнем монтажном горизонте (h без = 2,3м);
- максимальная высота перемещаемого груза с учетом закрепленных на нем приспособлений – h гр ;
- высота грузозахватного приспособления h зах.пр ;
H гр = (h зд ± h ст.кр ) + h без + h гр + h зах.пр ,(м) (3.2)
Кроме того, для обеспечения безопасности работ в этих условиях необходимо, чтобы расстояние от консоли противовеса или от противовеса, расположенного под консолью башенного крана, до площадок, на которых могут, находятся люди, было не менее 2м.
При выборе крана с подъемной стрелой необходимо, чтобы от габарита стрелы до выступающих частей зданий соблюдалось расстояние не менее 0,5м, а до покрытия (перекрытия) здания и других площадок, на которых могут, находится люди, не менее 2м по вертикали (рис. 3.2). При наличии у стрелы крана предохранительного каната, указанные расстояния принимаются от каната.
Рис.3.2. Обеспечение безопасности труда при использовании кранов с подъемной стрелой для монтажа элементов верхних строящихся (реконструируемых) объектов.
Расчет грузоподъемности крана
Исходные данные для расчёта крана:
Высота подъёма груза, м - 5
Скорость подъёма груза, м/с - 0,2
Вылет стрелы, м - 3,5
Режим работы, ПВ % - 25 (средний)
Привод механизма подъёма и подъёма стрелы - гидравлический.
Рис.1
Определяем грузоподъемность крана исходя из уравнения устойчивости.
отсюда максимально допустимый вес груза будет равен:
Где, Ку - коэффициент грузовой устойчивости, Ку = 1,4;
Мвост - момент восстанавливающий;
Мопр - момент опрокидывающий;
Gт-вес трактора, из технической характеристики Gт = 14300 кг;
Gг-вес груза;
а - расстояние от центра тяжести трактора до точки опрокидывания;
b - расстояние от точки опрокидывания до центра тяжести груза.
Расчет механизма подъема груза, стрелы
1) определяем кратность полиспаста, в зависимости от грузоподъёмности Q, по таблице (приведена ниже). (а=2)
2) Выбираем крюк и конструкцию крюковой подвески по атласу (крюк №11)
3) Определяю кпд полиспаста (з):
Где з - кпд блока полиспаста
Кпд обводного блока
4) Определяю усилие в канате:
Выбираю канат типа ЛК-Р 6Ч19 О.С. диаметром 13
Где: d к - диаметр каната (d к = 13 мм)
Принимаю D бл = 240 мм. D б - предварительно принимаю больше D бл. D б = 252 мм. Для удобства размещения зубчатой полумуфты внутри барабана.
Гидромотор 210.12
Р двиг = 8 кВт
n = 2400 мин -1
I двиг = 0,08 кгм 2
Диаметр вала = 20 мм.
U р = 80 (ЦЗУ - 160)
Значение D б принимаем = 255 мм округлив расчётный диаметр до ближайшего из ряда чисел R a 40 по ГОСТ 6636 - 69, при этом фактическая скорость подъёма незначительно увеличится.
Расхождение с заданной скоростью составляет около 0,14%, что допустимо.
Рис.2
R k = 0,54*d k = 0,54*13 = 7,02 ? 7 мм
Определяю толщину стенки:
Z раб - число рабочих витков:
где t - шаг нарезки
Допустимые напряжения сжатия для чугуна СЧ15 = 88МПа
<3 составляет не более 10%, величину которого можно не учитывать, в нашем примере lб/Dб = 350/255 = 1,06 < 3 в этом случае напряжения изгиба будут равны:
При D к = 14,2 мм => резьба шпилек = М16 d 1 = 14,2 мм материал шпильки Ст3, [д] =85
18) Выбор тормоза.
Т т?Т ст* К т,
Т т = 19,55*1,75 = 34,21 Нм
Выбираю ленточный тормоз с гидроприводом, с номинальным Т т = 100 Н*м
Диаметр тормозного шкива = 200 мм.
Т р = Т ст *К 1 *К 2 = 26,8*1,3*1,2 = 41,8 Н*м
Выбираю упругую втулочно-пальцевую муфту с тормозным шкивом ш = 200 мм.
Т вых = Т ст *U М *з М = 26,8*80*0,88 = 1885 Н*м
Выбран редуктор Ц3У - 160
U ред = 80; Т вых = 2кНм; F к = 11,2кН
21) Проверка времени запуска.
Величина ускорения при запуске соответствует рекомендации для механизмов подъёма при погрузочно-разгрузочных работах [J] допускается до 0,6 м/с 2 . Медлительность обусловлена особенностями гидравлического привода.
Тормозной момент определяется по выбранному двигателю Т торм =80 Н*м.
Ускорение при торможении:
Величина замедления при торможении соответствует рекомендациям для механизмов подъема при разгрузочно-загрузочных работах ([i] = 0,6 м/с 2) .
Расчёт механизма подъёма стрелы
4) Определяю усилие в канате:
5) Выбор каната. Канат по правилам РОСГОРТЕХНАДЗОРА выбирается по разрывному усилию указанному в стандарте или в заводском сертификате:
Где: К - коэффициент запаса прочности, выбирается по таблице (для среднего режима работы - 5,5)
Выбираю канат типа ЛК-Р 6Ч19 О.С. диаметром 5,6 мм.
6) Определяю диаметр блоков из условия долговечности канатов по соотношению:
Где: d к - диаметр каната (d к = 5,6 мм)
е - допускаемое отношение диаметра барабана к диаметру каната.
Принимаем по нормам РОСГОРТЕХНАДЗОРА для кранов общего назначения и среднего режима работы е = 18.
Принимаю D бл = 110 мм. D б - предварительно принимаю больше D бл. D б = 120 мм. Для удобства размещения зубчатой полумуфты внутри барабана.
7) Определяю мощность необходимую для выбора двигателя с учётом з механизма привода:
8) Выбираю гидромотор по величине P ст из атласа :
Гидромотор 210 - 12
Р двиг = 8 кВт
n = 2400 мин -1
Т пуск = 36,2 Нм (страгивания), максимальный 46 Н*м.
I двиг = 0,08 кгм 2
Диаметр вала = 20 мм.
9) Определяю номинальный вращающий момент на валу двигателя:
10) Определяю статический момент на валу двигателя:
11) Определяю частоту вращения барабана:
12) Определяю передаточное число механизма:
13) Выбираю передаточное число стандартного 3х ступенчатого цилиндрического редуктора из атласа:
U р = 80 (ЦЗУ - 160)
14) Уточняю частоту вращения барабана:
15) Уточняю диаметр барабана, для того, чтобы сохранить заданную скорость подъёма груза, необходимо увеличить диаметр, так как частота вращения его уменьшилась до 30 при выборе значения первого числа стандартного редуктора.
Значение D б принимаем = 127 мм округлив расчётный диаметр до ближайшего из ряда чисел R a 40 по ГОСТ 6636 - 69, при этом фактическая скорость подъёма незначительно увеличится.
Расхождение с заданной скоростью составляет около 0,25%, что допустимо.
16) Определяю размеры барабана:
Рис.2
Определяю шаг нарезки канавок для каната:
R k = 0,54*d k = 0,54*5,6 = 3,02 ? 3 мм
Определяю толщину стенки:
Определяю диаметр по дну канавки нарезки:
Определяю число витков нарезки:
Где: Z кр = 3, число витков крепления
Z зап = 1,5 число запасных витков
Z раб - число рабочих витков:
17) Расчёт барабана на прочность.
где t - шаг нарезки
Допустимые напряжения сжатия для чугуна СЧ15 = 88Мпа
2)напряжения изгиба д и кручения ф для коротких барабанов lб/Dб<3 составляет не более 10%, величину которого можно не учитывать, в нашем примере lб/Dб = 109,4/127 = 0,86 < 3 в этом случае напряжения изгиба будут равны:
Определяем эквивалентные напряжения:
18) Расчёт крепления каната к барабану.
Определяю усилие ветви каната к накладке крепления:
где е = 2,71; f = 0,15; б = 3*п
где: К Т - 1,5 коэффициент запаса сил трения
Z m - 2 число шпилек или болтов
Размер накладки выбираем исходя из диаметра каната
При D к = 6,9 мм => резьба шпилек = М8 d 1 = 6,9 мм материал шпильки Ст3, [д] =85
18) Выбор тормоза.
Определяю статический момент при торможении:
Тормоз выбирается с учетом запаса по тормозному моменту т.е.
Т т?Т ст* К т,
где: К т - коэффициент запаса тормозного момента.
Т т = 2,01*1,75 = 4,03 Нм
Выбираю ленточный тормоз с гидроприводом, с номинальным Т т = 20 Н*м
Диаметр тормозного шкива = 100 мм.
19) Выбор муфты. Выбор муфты следует производить по расчётному моменту:
Т р = Т ст *К 1 *К 2 = 2,01*1,3*1,2 = 3,53 Н*м
Выбираю упругую втулочно-пальцевую муфту с тормозным шкивом ш = 100 мм.
20) Выбор редуктора. Производится по передаточному числу U M = 80, вращающему моменту на выходном валу Т вых и консольной нагрузке F к на выходном валу.
Т вых = Т ст *U М *з М = 2,01*80*0,88 = 191,2 Н*м
Выбран редуктор Ц3У - 160
U ред = 80; Т вых = 2 кН*м; F к = 11,2 кН
21) Проверка времени запуска.
Т торм = ±Т ст.торм. +Т ин1.т +Т ин2.т
Знак (+) следует принимать при опускании груза, т.к. в этом случае время торможения будет больше.
Момент сопротивления сил инерции вращающихся частей привода при запуске:
Момент сопротивления от сил инерции барабана:
Величина ускорения при запуске соответствует рекомендации для механизмов подъёма при погрузочно-разгрузочных работах. [J] до 0,6.
21. Проверка времени торможения:
Т торм = ±Т ст.т. +Т ин1т +Т ин2т
Где: Т торм - среднетормозной момент двигателя; знак плюс следует принимать при опускании груза, так как в этом случае время торможения будет больше;
Т ст.т - статический момент сопротивлений при торможении;
Т ин1т - момент сопротивлений от сил инерции вращающихся частей привода при торможении;
Т ин2т - момент сопротивлений от сил инерции поступательно-движущихся масс при торможении.
Тормозной момент определяется по выбранному двигателю Т торм =25 Н*м.
Определяю моменты сопротивлений при торможении:
Ускорение при торможении:
Величина замедления при торможении соответствует рекомендациям для механизмов подъема при разгрузочно-загрузочных работах ([i] = 0,6 м/с 2).
Раздел 4. Расчёт металлоконструкции
трактор трубоукладчик кран стрела
Расчёт металлоконструкции включает в себя:
1) расчёт прочности металлоконструкции стрелы
2) расчёт прочности оси блока
3) расчёт прочности оси опоры стрелы
Нагрузка, действующая на ось канатного направляющего блока, равна Q = 2930 кг = 29300 Н. Блок установлен на оси на 2 радиальных подшипниках. Так как ось направляющего блока неподвижная и находится под действием постоянной нагрузки, то ведется расчет на статическую прочность по изгибу. Рассчитываемую ось можно рассматривать как двух - опорную балку, свободно расположенную на опорах, с двумя сосредоточенными силами P, действующими на нее со стороны подшипников. Расстояние (а) от опоры оси до действия нагрузки принимаю равным 0,015 м.
Рис. 3
Эпюра изгибающих моментов представляет собой трапецию, а значение изгибающего момента будет равно:
Т ИЗГ =Р*а=(Q/2)*а=2,93*9810*0,015/2=215,5 Н
Требуемый диаметр оси определяется из следующей формулы:
Из ряда чисел принимаю стандартное значение диаметра оси блока d=30 мм.
Рассчитываем прочность оси стрелы.
где S см - площадь смятия, S см = рdД,
где Д - толщина проушины, м.
S см = р*0,04*0,005 = 0,00126 м 2 ,
Fсм = G стр * cos(90-б) + G гр * cos(90-б) + F шт * cosг + F к * cosв,
где: б - угол наклона стрелы,
в - угол наклона троса механизма подъёма груза,
г - угол наклона троса механизма подъёма стрелы.
F см = 7*200 * cos(90-б) + G гр * cos(90-б) + F шт * cosг + Fк * cosв = 37641,5 Н,
Отсюда принимаем диаметр оси стрелы 40 мм.
Заодно, рассчитаем напряжение стрелы на сжатие:
Взяв л за 140, приняв коэффициент заделки за 1 определяем, что площадь сечения равна:
S = 140*ц / F сж = 140*0,45 / 37641,5 = 16,73 см 2 ,
Также найдём необходимый радиус инерции:
r = lстр / 140 = 0,05 м = 5 см.
Принимаем швеллер 20-П по прототипу: r = 8,08 см, S = 87,98 см 2 , W = 152 см 3 .
Рассчитываем напряжение на сжатие:
Ищем изгибающую силу, действующую перпендикулярно наклону стрелы.
M изг =l стр *=11951,9 Н*м
Момент сопротивления будет равен
W = 2W = 2*152 = 304 см 3 .
у изг =11951,9 / 304 = 39,32 МПа,
что меньше допустимого.
Рассчитаем эквивалентное напряжение:
что также меньше допустимого.
Основными параметрами самоходного стрелового крана являются: грузоподъёмность, высота подъёма крюка, вылет стрелы, длина стрелы.
1.Определяем грузоподъёмность крана (), т:
Где – масса элемента, т; – масса грузозахватных приспособлений, т; - масса такелажной установки, т;
10+0,28+0=10,28
2.Определяем высоту подъёма крюка ()м:
Где – высота подъёма крюка крана, м; – р асстояние от уровня сточнки крана до опоры монтируемого элемента, м; – запас по высоте, необходимый для перемещения элемента над ранее установленными, м, принимается не менее 0,5 м; – высота (толщина) элемента в положении подъма, м; – высота грузозахватных приспособлений, м; – высота полиспаста в стянутом положении (1,5 – 5 м).
0+0,5+0,4+1,2=2,1
3.Определяем высоту подъёма стрелы:
Где – высота подъёма стрелы;
4.Определяем вылет стрелы ( ):
= 
,
Где е – половина толщины стрелы на уровне верха монтируемого элемента или ранее смонтированной конструкции (1,5м); с – минимальный зазор между стрелой и монтируемым элементом (0,5-1 м); d – расстояние от центра тяжести до приближенного к стреле края элемента; а – половина базы крана (примерно 1,5м;);Нстр – высота подъёма стрелы, м; hш – расстояние от уровня стоянки крана до оси поворота стрелы, м.
= 
=2,5
Требуемая длинна стрелы (L стр) определяется по формуле:
L стр = 
L стр = =2,3
где – высота подъёма стрелы, м; – расстояние от уровня стоянки крана до оси поворота стрелы, м;
Расчёт параметров крана для монтажа балок и ферм. Требуемая грузоподъёмность крана (Q кр) определяется по формуле (1).
Высота подъёма крюка (Н кр) определяется по формуле (2).
Требуемый вылет стрелы (l стр) определяется по формуле (3).
Длина стрелы (L стр) определяется по формуле (5).
Q кр =q эл +q гр +q осн =1,75+9,8+0=1,55 т.
Н кр =h о +h з +h эл +h гр =8,4+1+3,3+3,6=16,3 м;
Н стр =Н кр +h п =16,3+2=18,3 м.
l стр = 
= l стр = 
= 4,2 м.
5. Определяем длину стрелы:
L стр = = = 17,0 м.
Расчёт параметров крана для монтажа подкрановых балок
1. Определяем грузоподъёмность:
Q кр =q эл +q гр +q осн =4,5+0,9+5,2=10,64 т.
2. Определяем высоту подъёма крюка:
Н кр =h о +h з +h эл +h гр =0+0,5+0,9+3,2=4,6 м;
3. Определяем высоту подъёма стрелы:
Н стр =Н кр +h п =18,4+2=20,4 м.
4. Определяем требуемый вылет стрелы:
l стр = = l стр = 
+1,5= 2,7 м.
5.Н стр =Н кр +h п =4,6+1,5=6,1 м.
6. Определяем длину стрелы:
L стр = = = 4,7 м.
Схема определения монтажных характкристик крана при монтаже балок (ферм) покрытия.
Схема определения монтажных характкристик крана при монтаже балок (ферм) покрытия
Расчёт параметров крана для монтажа плит покрытия. Требуемая грузоподъёмностькрана (Q кр) определяется по формуле (1).
Высота подъёма крюка (Н кр) определяется по формуле (2)., h о для плиты покрытия определяется по формуле h о = h 1 +h 2 , где h 1 – высота колонны от уровня стоянки крана; h 2 – вычота балки (фермы), м.
Высота подъёма стрелы (Н стр) определяется по формуле (4).
Минимально необходимый вылет стрелы (l стр) определяется по формуле (3).
Схема определения монтажных характеристик крана при монтаже плит покрытия.
Требуемый вылет стрелы для монтажа крайней плита определяется по формуле:
l стр = l 2 стр. min + ,
где – пролёт здания, м; – ширина плиты покрытия, м.
Длина стрелы (L стр) определяется по формуле (5).
1. Определяем грузоподъёмность:
Q кр =q эл +q гр +q осн =3,31+5,7+0=9,01 т.
2. Определяем высоту подъёма крюка:
h о =8.4+3.3=11.7 м.
Н кр =h о +h з +h эл +h гр =11.7+0,5+4.5+3.31=20,01 м;
5,8=6,4 (h 2) – 0,7 (заглубление колонны в стакане).
3. Определяем высоту подъёма стрелы:
Н стр =Н кр +h п =20.01+2=22,01 м.
4. Определяем требуемый вылет стрелы:
l стр = = l стр = 
= 15,4 м.
5. Определяем требуемый вылет стрелы для монтажа крайних плит:
l стр = 
= 15,8 м.
6. Определяем длину стрелы:
L стр = = = 15,8 м.
Расчетные параметры
По определённым требуемым параметрам грузоподъёмности, высоте подъёма крюка, вылету стрелы, длине стрелы, вылету стрелы, длине стрелы по справочным источникам подбираются два крана, характеристики которых соответствуют требуемым или же их превышают (не более чем на 20%).
Выбирают кран в результате сравнения параметров, которые представлены в табл.
Кроме этого целесообразно выполнять экономическое сравнение предпочитаемых кранов, сопоставляя стоимость машиносмен. При одинаковой стоимости машиносмен предпочтительнее краны с меньшими мощностями двигателей и другими более благоприятными показателями.
Вывод. С учётом требуемых технических параметров выбираем кран МГК16.
