Расчет требуемых технических параметров стрелового самоходного крана

Выбор крана производят для каждого монтажного потока по техническим параметрам и экономическим показателям.

К техническим параметрам крана относятся: требуемая грузоподъемность О_к, наибольшая высота подъема крюка Н_к, наибольший вылет крюка L_к. Для передвижных стреловых кранов на гусеничном или пневмоколесном ходу кроме указанных параметров учитывают длину стрелы L_с. Выбор крана начинают с уточнения массы сборных элементов, монтажной оснастки и грузозахватных устройств, габаритов и проектного положения конструкций и сооружений. На основании указанных данных определяют группу сборных элементов, которые характеризуются максимальными монтажными техническими параметрами. Для этих сборных элементов определяют наименьшие требуемые технические параметры монтажных кранов. Требуемая грузоподъемность крана О_к складывается из массы монтируемого элемента О_э, массы монтажных приспособлений О_пр и массы грузозахватного устройства О_гр:

О_к = О_э + О_пр + О_гр. (1)

Для стреловых самоходных кранов на гусеничном или пневмоколесном ходу определяют высоту подъема крюка Н_к, длину стрелы L_c и вылет крюка L_к (рисунок 6).

Высота подъема крюка

Н_к = h_о + h_э + h_з + h_ст.(2)

где h_о – монтажный горизонт, м;

h_э – высота монтируемого элемента, м;

h_з – безопасное расстояние переноса груза над смонтированными элементами, м;

h_стр - высота стропов, м.

Определяют оптимальный угол наклона стрелы к горизонту:

,(3)

где h_п – длина грузового полиспаста крана (в курсовом проекте приближенно принимают от 2 до 5 м), м;

b – длина (или ширина) сборного элемента, м;

S – расстояние от края элемента до оси стрелы (принимают приближенно 1,0 м), м;

a – угол наклона оси стрелы крана к горизонту, град.

Рассчитывают длину стрелы без гуська:

, (4)

где h_c – расстояние от оси крепления стрелы до уровня стоянки крана, в курсовом проекте принимают 1,5 м), м.

Определяют вылет крюка:

, (5)

где d – расстояние от оси вращения крана до оси крепления стрелы (около 1,5 м), м.

Для кранов, оборудованных гуськом (рисунок 6) длина стрелы:

, (6)

где Н – расстояние от оси вращения гуська до уровня стоянки крана, м.

Определяют вылет крюка гуська:

, (7)

где L_г – длина гуська от оси поворота до оси блока, м [10];

b – угол наклона гуська к горизонту, град.

Указанное выше определение вылета крюка справедливо при условии стоянки крана в момент монтажа напротив устанавливаемой плиты покрытия, т.е. перпендикулярно оси стропильной конструкции. При монтаже ряда параллельно укладываемых плит покрытия с одной стоянки крана необходимо поворачивать стрелу в горизонтальной плоскости (рисунок 6, в). При повороте изменяются вылет крюка, длина и угол наклона стрелы при заданной высоте подъема крюка.

а – без гуська; б – с гуськом; в – без гуська с поворотами в плане

Рисунок 6 – Схема для определения требуемых технических параметров стрелового самоходного крана

Определяют угол поворота в горизонтальной плоскости:

, (8)

где Д – горизонтальная проекция отрезка от оси пролета до центра тяжести устанавливаемого элемента, м;

j – угол поворота стрелы крана в горизонтальной плоскости, град.

Определяют проекцию на горизонтальную плоскость длины стрелы крана в повернутом положении:

. (9)

Величина (Н_к-h_с) в процессе монтажа остается постоянной, поэтому определяют угол наклона стрелы в повернутом положении:

, (10)

где a_j – угол наклона стрелы к горизонту в новом, повернутом положении крана, град.

Определяют наименьшую длину стрелы крана при монтаже крайней панели покрытия:

. (11)

С целью максимального использования монтажных кранов по грузоподъемности, не изменяя длины стрелы L_c и увеличивая длину полиспаста h_п, аналитическим либо графическими методами определяют минимально возможный вылет стрелы крана .

При определении технических параметров графическим способом (рисунок 7) сначала на расстоянии h_ш от уровня стоянки крана проводится горизонтальная прямая, определяющая положение нижней точки стрелы, затем – вертикальная прямая через центр тяжести монтируемой конструкции, определяющая положение оголовка стрелы. Ось стрелы должна проходить через точку А, находящуюся на расстоянии С = 1 м от монтируемой или ранее смонтированной конструкции.

Рисунок 7 – Схема нахождения требуемой длины стрелы графическим способом

Первоначальное положение оси стрелы определяется обеспечением минимальной длины полиспаста в стянутом состоянии, для чего от верха конструкции откладывают в масштабе отрезки h_стр, h_n и определяют положение точки В. Через точки А и В проводят прямую до пересечения с горизонтальной прямой, получают точку Б. Расстояние между точками Б и В представляет собой требуемую минимальную длину стрелы.

Для нахождения минимального вылета стрелы при ее требуемой длине увеличиваем угол наклона луча БВ путем поворота относительно точки А, при этом получаем новую длину стрелы Б₁В₁ и сравниваем ее с БВ. Если Б₁В₁ > БВ, принимаем окончательную длину стрелы равной БВ, если же Б₁В₁ < БВ – продолжаем увеличение угла наклона оси стрелы для получения ее минимального вылета. Причем максимальный угол наклона не должен превышать 75...77° и все построения должны производиться со строгим соблюдением масштаба.

Сравнивая рассчитанные технические параметры (Q_к, L_с, L_к, Н_к) с параметрами, приведенными в [10], принимают соответствующие марки кранов.

Эффективность выбора кранов по техническим параметрам оценивают по величине коэффициента использования грузоподъемности кранов:

(12)

где К_гр – коэффициент использования крана по грузоподъемности;

Q_ср – средняя масса элемента в группе элементов, подлежащих монтажу конкретно этим краном, т;

Q_maх – наибольшая грузоподъемность крана, т.

Технические характеристики принятых монтажных кранов приводят в виде таблицы 5.

Таблица 5 – Технические характеристики принятых монтажных кранов