Контрольная работа по "Строительным машинам"

Министерство образования и науки Российской Федерации.

ГОУ ВПО Тюменский государственный  архитектурно – строительный университет.

 

 

 

 

 

Кафедра: Строительного производства оснований и фундаментов

(СПОФ)

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

По дисциплине «Строительные  машины»

 

 

 

Выполнил: Студентка ФЗО

Специальность: ПГС 

Курс: 4

Новосад О.Я.

Шифр: 09 С 018

Преподаватель: Кузнецова  А.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

Тюмень 2012

 

Содержание.

1. Введение     …     …     …     …     …     …     …     …     …     …     …3

2. Исходные данные для расчета   …     …     …     …     …     …     …   6

3. Расчет и построение грузовой характеристики     …     …     …     … 8

 

1. Введение

Современное строительство  невозможно без широкого применения машин и механизмов. Эффективность  механизации определяется не только совершенством применяемых технических средств, но и рациональностью их подбора применительно к конкретным условиям.

Повышение эффективности  механизации строительно-монтажных  работ обеспечивается применением  технически целесообразных и экономически эффективных для конкретных условий строительных машин и оборудования; внедрением новых высокопроизводительных машин, механизированного инструмента и средств малой механизации; совершенствованием структуры парка машин; внедрением эффективных методов работ; повышением технического уровня эксплуатации и ремонта машин. Дальнейшее вытеснение ручных операций на трудоемких процессах в строительстве может быть достигнуто за счет роботизации - наивысшего уровня развития механизации.

В настоящее время  большинство строительных работ выполняются на основе комплексной механизации. Сущность комплексной механизации состоит и том, что в строительном процессе участвуют различные машины и механизмы, объединенные в единый комплекс, позволяющий почти полностью исключать ручной труд, как из основных, так и всех вспомогательных операций.

Наиболее трудоемкая операция, от выполнения которой зависит  темп строительства, называется ведущей (основной) строительной операцией, а  выполняющая ее машина - ведущей  машиной. Все остальные строительные операции называются вспомогательными, а выполняющие их машины комплектующими машинами.

Подбор машин и их количество зависят от конкретного  вида работы, ее объема, условий выполнения и, естественно, технических характеристик  и производительности каждой машины. Сначала подбирается ведущая машина (или несколько таких машин), затем под нее подбираются комплектующие машины. Например, тип и емкость ковша экскаватора, выбираются, исходя из общего объема земляных работ, размеров и конфигурации канала. В зависимости от такого выбора подбираются самосвалы определенной грузоподъемности, число которых определится дальностью отвозки грунта. Марка и число бульдозеров также выбирается исходя из производительности экскаватора и т.д.

Автомобильные краны.

 Наиболее часто применяемыми в малоэтажном строительстве являются автомобильные краны. Их основным преимуществом является высокая мобильность и возможность перемещения груза вокруг своей оси в пределах досягаемости. Этот предел ограничен длиной вылета стрелы, общей грузоподъемностью и техническими характеристиками оборудования. Одним из недостатков автокранов является невозможность перемещения груза в горизонтальном направлении, для чего приходится использовать перемещаемые поворотные краны на рельсовом ходу. Такая конструкция обладает значительными преимуществами в процессе стройки, но ограничена мобильностью установки в пределах одной стройплощадки, требующая монтажа или разборки при перемене объектов. Все эти недостатки пытаются компенсировать различными прицепными буксируемыми установками, радиальными и переставными устройствами. Они перемещаются при помощи тягачей или своим ходом, что обеспечивает возможность перемещения такого устройства между различными строительными объектами. В случаях многоэтажного строительства используют многосекционные краны способные при необходимости самостоятельно наращивать свою высоту.  

Стреловые самоходные краны благодаря  хорошей маневренности в пределах строительной площадки и высокой  мобильности при перебазировке  с объекта на объект широко используются в городском строительстве на погрузочно-разгрузочных, монтажных и ремонтных работах.

Стреловые краны состоят из следующих  основных частей: ходового устройства, неповоротной рамы, опирающейся на ходовое устройство, опорно-поворотного устройства и поворотной платформы, на которой крепится стрела и устанавливаются механизмы и кабина крана.

По виду ходового оборудования стреловые  самоходные краны подразделяются на автомобильные, тракторные, пневмоколесные, гусеничные и на специальном шасси автомобильного типа.

По типу привода рабочих механизмов краны делятся на одномоторные и  многомоторные. В первом случае все  механизмы крана приводятся в  действие одним двигателем внутреннего  сгорания через механическую трансмиссию. В кранах с многомоторным приводом каждый механизм приводится в действие от индивидуального электрического или гидравлического двигателя.

Основные технические величины, характеризующие конструкцию крана  и его технологические возможности  при работе, называются параметрами. Например, основными параметрами стреловых самоходных строительных кранов являются их грузоподъемность, грузовая характеристика, вылет, высота и диапазон подъема крюка, колея и база крана, грузовой момент, задний габарит — наибольший радиус поворотной рамы, скорость подъема и опускания груза, частота вращения, скорость передвижения крана, мощность силовой установки, общая и конструктивная масса крана и др.

Общая масса крана представляет собой полную массу крана с  балластом, противовесом и полной заправкой.

Конструктивная масса крана — масса крана в незаправленном состоянии без балласта и противовеса. Для стреловых самоходных кранов конструктивная масса принимается в сборе с основной стрелой и противовесом.

Основным параметром кранов всех типов является грузоподъемность. Грузоподъемность обозначает наибольшую допустимую массу рабочего груза на подъем которой рассчитан кран в заданных условиях эксплуатации. В величину грузоподъемности включается масса съемных грузозахватных приспособлений и тары, а у машин, работающих с грейфером или электромагнитом,— масса этих грузозахватных органов. 

2. Исходные данные для расчета.

1. Исходные данные для выполнения расчета по построению грузовой характеристики самоходного стрелового крана на гусеничном ходу.

 

Величина грузоподъемности - Q_max -80 т.

Минимальный вылет - L_min-6 м.

Максимальный вылет - L_max-30,5 м.

Длина стрелы - L_c-37 м.

Общая масса крана - G-80 т.

 

2. Определение основных весовых и геометрических характеристик крана.
1. Высота подъема при основной стреле:

Н₀=1,05*(2,76√Q+2,6), м

Н₀=1,05*(2,76√80+2,6)=1,5*14,49 15,171 м

 

2. Вес погонного метра основной стрелы:

 

q_c=0.9*(0.003Q+0.05), т/м.п.

q_c=0.9*(0.003*80+0.05)=0,261 т/м.п.

 

3. Хвостовой радиус:

R_x=0,95*(√Q+0,8) м

R_x=0,95*(√80+0,8)=4,8534 м

 

4. Расстояние от оси вращения до пяты стрелы

 

r₁=0.9*(0,23√Q+0,9), м

r₁=0.9*(0,23*4,3089+0,9)=1,7 м

 

5. Транспортная длина со стрелой:

 

L=0,9*3,3*√Q, м

L=0,9*3,3*4,3089=12,797 м

 

6.  Ширину транспортную принимаем равной ширине гусеничного хода. Ширина гусеничного хода:

 

B=0,95*(√Q+0,8), м

B=0,95*(4,3089+0,8)=4,8534 м

 

7. Высота центра тяжести портала:

 

h₃=0.9*1,7√Q, м

h₃=0.9*1,7*4,3089=2,714 м

 

8. Ширина гусениц:

 

B₂=0,9*(√Q+0,7), м

B₂=0,9*(4,3089+0,7)=4.508, м

 

9. Длина гусениц:

L_г=0,95*(√Q+0,7), м

L_г=0,95*(4,0389+0,7)=4,7039 м

 

10. Высота гусениц:

 

h_г=0.14*√Q+0,5, м

h_г=0.14*4,0389+0,5=1,0654 м

 

11. Нагрузка на одну ветвь грузового каната:

 

S=0.85*(1,45√Q-2), т

S=0.85*(1,45*4,0389-2)=3,278 т

 

12. Кратность полистпаста грузового:

 

u=0,8*1,2√Q

u=0,8*1,2*4,0389=3,877≈4

 

13. Максимальная нагрузка на канат:

 

S_max=Q/(u*η_n)

S_max=80/(4*0,88)=22,727 т

 

u - кратность полистпаста

η_n – к.п.д. полистпаста. При u=4 η_n =0,88

 

3. Расчет и построение грузовой характеристики.

Определяем требуемый  восстанавливающий момент сил тяжести  крана:

 

М_в =К*М_гр+М_с, т*м

М_гр=Q*( L_min-R), т*м

R=(L_г/2- h_г/2) – расстояние от центра тяжести крюковой подвески до ребра опрокидывания, м

L_г – длина гусениц, м

h_г – высота гусениц, м

L_i – вылет от оси вращения крана до центра тяжести крюковой горизонтали в зависимости от длины стрелы, м

 L_i= L_сcosα+ r₁

 

М_с= L_с*q_c((L_i-r₁)/2-1,7), кН*м

 

К=1,4 – нормативный коэффициент устойчивости

L_с – длина стрелы

q_c – масса погонного метра основной стрелы, кН

r₁ – расстояние от оси вращения до пяты стрелы, м

Таблица 2.1

Длина стрелы Lс, м	Угол наклона стрелы, α	Вылет крюка от оси вращения до центра тяжести крюковой подвески Liс= Lсcosα+ r1, м	Момент грузовой Мгр, кН*м	Момент стреловой  Мс, кН*м	Момент восстанавливающий  Мв, кН*м	Грузоподъемность, Q , кН
37		Liс=Lmax=30,5	2294,46	122,6439	3334,8879	65,219
	40о	30,04	2257,66	119,9614	3280,6854	64,17
	45о	27,86	2083,26	109,8966	3026,4606	59,216
	50о	25,48	1892,86	101,3019	2650.004	51,747
	55о	22,92	1688,06	86,0439	2449.3279	47,98
	60о	20,2	1470,46	72,9103	2131.5543	41,797
	65о	17,33	1240,86	59,0525	1796.2565	35,27
		Liс=Lmin=6	334,46	4,3456	472,5896	9,5

 

М_в =К*М_гр+М_с, т*м

 

М_с40^о= 37*0,261((30,04-1,7)/2-1,7)=119,9614 кН*м

М_с45^о = 37*0,261((27,86-1,7)/2-1,7)=109,8966 кН*м

М_с50^о = 37*0,261((25,48-1,7)/2-1,7)= 101,3019 кН*м

М_с55^о = 37*0,261((22,92-1,7)/2-1,7)=86,0439 кН*м

М_с60^о = 37*0,261((20,2-1,7)/2-1,7)=72,9103 кН*м

М_с65^о = 37*0,261((17,33-1,7)/2-1,7)=59,0525 кН*м

 

М_гр=Q*( L_min-R), т*м

R=(L_г/2- h_г/2)

R=( 4,7039/2- 1,0654 /2) =2,35195-0,5327=1,81925

 

М_грmax=80*( 30,5-1,81925)=2294,46 т*м

М_гр=80*( 30,04-1,81925)=2257,66 т*м

М_гр=80*( 27,86-1,81925)=2083,26 т*м

М_гр=80*( 25,48-1,81925)=1892,86 т*м

М_гр=80*( 22,92-1,81925)=1688,06 т*м

М_гр=80*( 20,2-1,81925)=1470,46 т*м

М_гр=80*( 17,33-1,81925)= 1240,86 т*м

М_грmin=80*( 6-1,81925)=334,46 т*м

 

М_в =К*М_гр+М_с,

 

М_{в max}=1,4*2294,46 +122,6439=3334,8879 т*м

М_в =1,4*2257,66 +119,9614=3280,6854 т*м

М_в =1,4*2083,26 +109,8966 =3026,4606 т*м

М_в =1,4*1892,86 +101,3019 =2650.004т*м

М_в =1,4*1688,06 +86,0439 =2449.3279 т*м

М_в =1,4*1470,46 +72,9103 =2131.5543 т*м

М_в =1,4*1240,86 +59,0525 =1796.2565 т*м

М_вmin =1,4*334,46 +4,3456=472,5896 т*м

 

Q=( М_в-М_с)/К*(L_с-R), т

 

Q _max =( 3334,8879 -122,6439)/ 1,4 *(37-1,81925)=65,219 т

 Q=( 3280,6854 -119,9614)/ 49,25305=64,17 т

Q=(3026,4606 -109,8966) 49,25305=59,216 т

Q=(2650.004-101,3019)/ 49,25305=51,747 т

Q=( 2449.3279 -86,0439)/ 49,25305=47,98 т

Q=( 2131.5543 -72,9103)/ 49,25305=41,797 т

Q=(1796.2565 -59,0525)/ 49,25305=35,27 т

Q_min=( 472,5896 -4,3456)/ 49,25305=9,5 т

 

Техническая характеристика крана КС-4574

Показатель	КС-4574
Длина стрелы, м	9,7	9,7*	11,7**	15,7	21,7
Вылет, м:
наименьший	2,9-3,9	3,5	2,9	4-4,2	6,5
наибольший	8	8	10	14	18,5
Грузоподъемность, т, при вылете:
наименьшем	20	3,5	16	10	5
наибольшем	4,2	0,5	2,9	1,2	0,6
Высота подъема, м:
при минимальном вылете	10,5	10,5	12,5	16	21,9
при наибольшем вылете	4	4	4	5	10
Скорость подъема-опускания груза, м/мин	0,3-12	0,3-12	0,3-24	0,3-24	0,3-24
Скорость передвижения крана, км/ч	50	50	50	50	50
Частота вращения поворотной части, мин	0,3-2,2	0,3-2,2	0,3-2,2	0,3-2,2	03-2,2
Задний габарит, м	3,4	3,4	3,4	3,4	3,4
Марка базового автомобиля	КамАЗ-53213
Мощность двигателя шасси автомобиля, кВт	156	156	156	156	156
Расход топлива, л/ч	9	9	9	9	9
Колея колес, м:
передних	2,026	2,026	2,026	2,026	2,026
задних	1,856	1,856	1,856	1,856	1,856
Расстояние между выносными  опорами, м:
вдоль продольной оси	4,8	4,8	4,8	4,8	4,8
поперек продольной оси	4,8	4,8	4,8	4,8	4,8
Габариты в транспортном положении, м:
длина	12	12	12	12	12
ширина	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5
высота	3,55	3,55	3,55	3,55	3,55
Нагрузка на ось, кН:
переднюю	46,5	46,5	46,5	46,5	46,5
заднюю	2х82,45	2х82,45	2х82,45	2х82,45	2х82,45
Масса крана в транспортном положении, т	24,5	21,14	21,14	21,14	21,14