Разработка технологии безопасного производства погрузочно – разгрузочных работ с применением грузоподъемных средств

Расчет необходимой длины стропа l:

L1 = 1,15 4= 4,6 м.

Схема строповки: 

Строповка груза (лестничный марш)

Габариты: 2,40х1,20х1,05 м

          В соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов (ПБ 10-382-00)», рассчитаем грузоподъёмность строп, состоящих из канатных типа 4СК и канатных универсальных типа УСК1(СКП).

Нагрузка на 1 канатный строп типа 4СК составляет:

 

 – число строп (используется 4-ветьевой);

 – вес груза ();

 – коэффициент, зависящий от угла наклона стропов к вертикали (примерно при ).

Разрывное усилие:

 

где – коэффициент запаса прочности (зависит от свойств стропа),

(для канатных)

 

Следовательно, необходимая грузоподъемность стропа должна составлять:

 

Нагрузка на 1 канатный строп типа УСК1(СКП) составляет:

 

 – число строп;

 – вес груза ();

 – коэффициент, зависящий от угла наклона стропов к вертикали (примерно при ).

Разрывное усилие:

 

где – коэффициент запаса прочности (зависит от свойств стропа),

(для канатных)

 

Следовательно, необходимая грузоподъемность стропа должна составлять:

 

В соответствии с РД 10-33-93 и ГОСТ 25573-83, применяемых в строительстве и других отраслях экономики для строповки грузов, с учетом необходимой рассчитанной грузоподъемности выбираем грузозахватное устройство: строп канатный типа 4СК грузоподъемностью 3,2 т и строп канатный универсальный типа УСК1(СКП) грузоподъемностью 11,3 т.

Расчет необходимой длины стропа l:

L1 = 1,2 4= 4,8 м 
L2 = 0,84 2 = 1,68 м.

Схема строповки:

 

 

 

 

 

Глава 3.Выбор грузоподъемной машины

3.1. Определение грузовысотных характеристик ГПМ

Согласно п. 3.1 РД-11-06-2007 подбор кранов осуществляется по основным параметрам: грузоподъемности, вылету, высоте подъема/глубине опускания (грузовые характеристики крана).

При этом учитываются грузовысотные характеристики крана-манипулятора для всех комбинаций условий его работы и исполнение, при которых предусмотрена эксплуатация.

Согласно п. 3.1.5 РД-11-06-2007 грузоподъемность крана – груз полезной массы, поднимаемый краном и подвешенный при помощи съемных грузозахватных приспособлений или непосредственно к несъемным грузозахватным приспособлениям. У стреловых поворотных кранов обеспечивается возможность подъема груза при всех положениях поворотной части. У некоторых импортных кранов в массу поднимаемого груза включается также масса крюковой обоймы, на что необходимо обращать внимание при разработке ППР.

Требуемая грузоподъемность крана на соответствующем вылете определяется по массе наиболее тяжелого груза со съемными грузозахватными приспособлениями (грейфера, электромагнита, траверс, стропов и т.п.). В массу груза включаются также масса навесных монтажных приспособлений, закрепляемых на монтируемой конструкции до ее подъема, и конструкций усиления жесткости груза.

Грузоподъемность крана (Q) должна быть больше или равна массе поднимаемого груза , плюс масса грузозахватного приспособления , плюс масса навесных монтажных приспособлений , плюс масса конструкций усиления жесткости поднимаемого элемента :                 

                                                (1)

Для кранов с переменным вылетом грузоподъемность Q зависит от вылета .

Согласно формуле (1):

 

Согласно п. 3.1.6 РД-11-06-2007 необходимый рабочий вылет определяется расстоянием по горизонтали от оси вращения поворотной части крана до вертикальной оси грузозахватного органа как показано на рисунке 7.

Рисунок 10

- необходимый рабочий вылет ();

- масса поднимаемого груза ();

- высота подъема();

    0,5 –  запас высоты (согласно РД-11-06-2007, п.2.2), м;

- высота здания ();

- высота поднимаемого (перемещаемого) груза ();

- длина грузозахватного приспособления ();

- расстояние от оси крана  до оси здания ();

- размеры между осями здания ();

- отметка высоты подъема;

- основные отметки конструкций  здания.

 

Согласно п. 4.3 РД-11-06-2007 расстояние между краном при любом его положении и строениями, штабелями грузов, строительными лесами и другими предметами (оборудованием) должно быть не менее 1000 мм, что отражено на схеме по рис.10.

Согласно п. 3.1.7. требуемая высота подъема определяется от отметки установки грузоподъемных машин (кранов) по вертикали и складывается из следующих показателей: высоты здания (сооружения) от нулевой отметки здания с учетом отметок установки (стоянки) кранов до верхней отметки здания (сооружения) (верхнего монтажного горизонта) , запаса высоты, равной 2,3 м из условий безопасного производства работ на верхней отметке здания, где могут находиться люди, максимальной высоты перемещаемого груза (в положении, при котором производится его перемещение) с учетом закрепленных на грузе монтажных приспособлений или конструкций усиления, длины (высоты) грузозахватного приспособления в рабочем положении

 

По техническому заданию на максимально требуемом вылете высота подъема должна составлять 15,5 м. По этой характеристике выбираем КС-55729 «Галичанин».

Грузовысотные характеристики КС-55729 «Галичанин»

Рисунок 11

Согласно грузовысотной характеристике, которая выражает зависимость грузоподъемности от вылета стрелы крана-манипулятора, (рис.8) грузоподъемность ПТМ на вылете 16,2 м должна составлять , что вполне удовлетворяет требуемому заданию.

Технические характеристики шасси КамАЗ-6540.

Рисунок 12

 

   Кран стреловой автомобильный КС-55729-1В грузоподъемностью 32 тонны смонтирован на шасси автомобиля КамАЗ-6540.                            . 
       Привод крановой установки осуществляется при помощи двух аксиально-поршневых гидронасосов, которые приводятся во вращение двигателем базового автомобиля через коробку передач и дополнительную коробку отбора мощности. Крановые механизмы имеют индивидуальный привод с независимым управлением от гидромоторов и гидроцилиндров. Гидравлическая система крановой установки обеспечивает плавное управление всеми механизмами с широким диапазоном регулирования скоростей рабочих операций, а также возможность одновременного совмещения до двух крановых операций. 
       Несущие металлоконструкции крановой установки и четырехсекционная телескопическая стрела изготовлены из импортной высокопрочной стали WELDOX, что позволило значительно повысить прочность стрелы и минимизировать массу крановой установки. Длина стрелы во втянутом положении 9,6 м обеспечивает крану компактность и маневренность при переездах, а в полностью выдвинутом - 30,2 м. позволяет достичь обширную рабочую зону и большую высоту перемещения груза при работе. Дополнительное оснащение стрелы гуськами длинами 9 или 15 м на выбор позволяет обеспечить наибольшую зону обслуживания и размер подстрелового пространства. Возможность установки гуська под углом 0 и 30 градусов по отношению к стреле дает дополнительные преимущества.                          . 
       Для расширения сферы применения кран комплектуется дополнительным съемным противовесом массой 2,4 тонны. Это позволяет значительно поднять грузовысотные характеристики на средних и дальних вылетах, вплотную приблизив их к показателям 50-тонных кранов, а также увеличить максимальный вылет до 27 метров. Съемный противовес монтируется без использования дополнительных грузоподъемных средств и людских ресурсов, и перевозится в составе крана.                 . 
       Возможность телескопирования стрелы с грузом на крюке позволяет крану выполнять специальные задания: устанавливать грузы в труднодоступных местах, проносить их среди смонтированных конструкций. Для удобства работы в стесненных условиях предусмотрен режим работы с грузами с установкой крана на опоры при втянутых балках выносных опор.

Таблица 2

Технические характеристики
Максимальный грузовой момент, т/м	96,0
Грузоподъемность максимальная, т / вылет, м	32,0 / 3,0
Длина стрелы, м	9,6 - 30,2
Максимальная высота подъема крюка, м
- с основной стрелой 30,2 м	30,5
- с основной стрелой 30,2 м и гуськом 9 м	40,0
- с основной стрелой 30,2 м и гуськом 15 м	46,7
Максимальная глубина опускания крюка стрелой 9,6 м на вылете 5,0 м, м	9,0
Скорость подъема - опускания груза, м/мин	33,1
- номинальная (с грузом до 32 т)	4,6
- увеличенная (с грузом до 10,0 т)	9,2
- увеличенная (с грузом массой до 3,0 т)	18,4
Скорость посадки груза, м/мин	Не более 0,4
Частота вращения поворотной части, об/мин	От 0,2 до 0,1
Масса груза, при которой допускается телескопирование секций стрелы, т	4,35
Скорость передвижения крана своим ходом, км/ч	До 50
Масса крана в транспортном положении (с гуськом 15 м), т	31,0
Масса крана в транспортном положении (без гуська), т	30,0
Масса стационарного противовеса, т	2,4
Размер опорного контура вдоль х поперек оси шасси, м	2
- при выдвинутых балках выносных опор	4,75 х 5,8
- при втянутых балках выносных опор	4,75 х 2,27
Колесная формула базового автомобиля	8 х 4
Двигатель базовой машины: модель, мощность, л.с.	дизельный КамАЗ-740, 260
Габариты крана в транспортном положении, м	2320
- длина - ширина - высота	12,0 х 2,5 х 3,85
Температура эксплуатации, град. С	от -40 до +40

 

Габаритные размеры

Рисунок 13

Рисунок 14

Рисунок15

Выбор грузового крюка

Для оценки длины грузозахватного крюка рассмотрим его основную схему:

 

 

 

 

 

 

 

 

Согласно максимальной грузоподъемности крана 32,0 т, определяем:

(таблица 3)

№ заготовки	Наибольшая грузоподъемность, т
21	32	190	580	184

 

Общая длина крюка:

580+190/2+184=859 мм=0,859 м

Расчет и выбор стальных канатов

           Максимальное усилие в ветви каната на барабан:

Sk = = = 7,4 кН

            где 
           – вес поднимаемого груза, Н; 
            – вес грузозахватных устройств, Н; 
            – кратность полиспаста; () 
            – число, показывающее, сколько ветвей каната одновременно навивается на барабан, = 2; 
            – КПД полиспаста; 
            – КПД блока; = 0,98 для блоков, установленных на подшипниках качения; 
         КПД полиспаста при кратности I 4 можно определять по формуле:

= = = 0.96

            Расчетное разрывное усилие в канате:

Sраз = k Sk = 5,5 7,4 = 40,7кН

            где k – коэффициент запаса прочности каната в зависимости от режима работы механизма, регламентированный правилами Госгортехнадзора. 
            Режим работы механизмов – средний. 
            Коэффициент запаса прочности каната, k = 5,5.

            По полученному разрывному усилию  из таблицы ГОСТов на стальные  канаты выбирают канат так, чтобы

Sраз  
= 44,1 кН

            Выбрали канат стальной проволочный  по ГОСТ 2688-80 ЛК-Р 1670 (170).

 Рисунок 12

 

            Диаметр – 9,1 мм. 
            Разрывное усилие – 44,1 кН. 
            Расчетная площадь сечения всех проволок – 31,18 мм2. 
            Ориентировочная масса на 1000 м смазанного каната – 305 кг.

 

 

 

 

 

3.2. Оценка устойчивости машины по коэффициентам собственной и грузовой  устойчивости

Коэффициент запаса устойчивости есть:

 

 – момент  удерживающий, ;

 – момент  опрокидывающий, .

При расчете устойчивости крана стараются принять как можно большим, а уменьшить до предела.

3.2.2. Расчет грузовой устойчивости крана

Грузовая устойчивость – устойчивость крана против опрокидывания в сторону груза.

При стреле, перпендикулярной к ребру опрокидывания, при наклоне крана в сторону опрокидывания, действии ветра и сил инерции, уменьшающих удерживающий момент, коэффициент грузовой устойчивости определяют по формуле (7) при одновременном разгоне (торможении) механизмов подъема, передвижения, изменения вылета и вращения:

          

где – вес крана, Н;

– расстояние от центра тяжести крана до плоскости, проходящей через точки опорного контура, м;

 – вес предельного  рабочего груза, Н;

L – расстояние от оси вращения крана до центра тяжести подвешенного предельного рабочего груза для крана, установленного на горизонтальной плоскости, м;

 

Расчет грузовой устойчивости будет осуществлен для 2-х схем:

• стрела в противоположном направлению хода автомобиля на максимальном вылете с максимальной нагрузкой;
• со стрелой в направлении, перпендикулярном ходу автомобиля

В обоих случаях угол между стрелой и осью её вращения будет составлять 90.

В целях более вероятного опрокидывания вылет стрелы максимален, вес поднимаемого груза чуть выше нормы заданной, вес опорного контура минимален.

Если коэффициент грузовой устойчивости определяется как отношение момента относительно ребра опрокидывания, создаваемого массой всех частей грана без учета дополнительных нагрузок и уклона пути, к моменту, создаваемому массой рабочего груза относительно того же ребра, то его числовое значение должно быть не менее 1,4.

1-я схема

 

 

2-я схема

 

Но необходимо учитывать, что по правилам Ростехнадзора кран может быть наклонен не более чем на 3 (при работе без опорных домкратов) и (при работе c опорными домкратами).

 

 

 

Глава 4. Расчет опор

Согласно «Правилам устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов (ПБ 10-382-00)» п. 2.18.12.: «При необходимости установки стрелового или железнодорожного крана на выносные опоры он должен быть установлен на все имеющие выносные опоры. Под опоры должны быть подложены прочные и устойчивые подкладки. Подкладки под дополнительные опоры крана должны являться его инвентарной принадлежностью». Прежде чем установить кран, выносные опоры (аутригеры), необходимо вычислить шпальную выкладку.

Выносные опоры применяются  для предотвращения опрокидывания машины при подъеме и перемещении  груза. При установке ГПМ на нулевом месте производится сборка шпальной выкладки как минимум 3-5 слоев.

Для выкладки будут использоваться железнодорожные шпалы для станционных и подъездных путей. Размеры шпал: