Подбор и расчет подъемного механизма гусеничного крана – экскаватора с групповым приводом механизмов

Федеральное агентство по образованию

Министерство  образования и науки Российской Федерации

ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ДВПИ им. В.В. Куйбышева)

Институт  механики автоматики и передовых  технологий (ИМАПТ)

Кафедра ТСМ

 

 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

По  дисциплине

«Краны  и подъемники»

Подбор  и расчет подъемного механизма гусеничного  крана – экскаватора с групповым  приводом механизмов.

 

 

 

 

                                                Исполнитель____студент группы М -7791 Кавецкий Н. А.    

     Руководитель__________________________  Аленкова С. К.

 

 

 

 

 

Владивосток

2011

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание:

1. Общие сведения и конструктивные особенности ……….3
2. Устройства безопасности………………………………….9
3. Правила и периодичность испытаний………………….. 15
4. Техника безопасности при эксплуатации ……………… 32
5. Расчет механизма передвижения……………………… .. 49
6. Расчет на устойчивость…………………………………...55
7. Производительность при коэффициенте использования грузоподъемности 0.7 …………………………………… 58
8. Список литературы………………………………………. 60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Общие сведения и конструктивные особенности стреловых самоходных кранов.

      Стреловые самоходные краны состоят  из стрелы, поворотной платформы,  опорно-поворотного устройства, ходовой  части. Они оснащены механизмами  подъема груза, подъема стрелы, вращения поворотной платформы  и передвижения крана. Большинство  современных стреловых самоходных  кранов, кроме того, оснащены механизмом  вспомогательного подъема.

       По виду ходового устройства  стреловые самоходные краны подразделяются  на железнодорожные, гусеничные  и пневмоколесные.

      Стандартом определен следующий ряд грузоподъемностей стреловых самоходных кранов: 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100 и 160 т. Такая грузоподъемность является максимальной и может быть использована лишь при работе крана с основной (короткой) стрелой, установленной на минимальный вылет. При увеличении длины стрелы или увеличении ее вылета грузоподъемность соответственно уменьшается и определяется устойчивостью крана. Кроме того, максимальная грузоподъемность железнодорожных и пневмо-колесных кранов может быть использована лишь при установке их на выносные опоры, которыми снабжается опорная рама ходовой части крана.

     По сравнению с другими самоходные стреловые краны отличаются высокой мобильностью и маневренностью. Наиболее мобильны из них пневмоколесные краны: они имеют высокую скорость передвижения, могут передвигаться по обычному грунтовому основанию и приспособлены для перевозки на большие расстояния без разборки самоходом или с применением тягача.

      Стреловые самоходные краны а — гусеничный; б — железнодорожный; в — пневмоколесный; 1 — стрела, 2 — поворотная платформа; 3— опорно-поворотное устройство; 4 —ходовая часть.

     Высокой мобильностью обладают и железнодорожные краны; по рабочей площадке они передвигаются самоходом, а на большие расстояния — в составе железнодорожного поезда.

     Наиболее маневренными являются гусеничные краны: они могут передвигаться по рабочей площадке в любом направлении с грузом на крюке и не требуют установки дополнительных опор. Благодаря высокой маневренности и достаточной в условиях строительной площадки мобильности гусеничные краны являются наиболее эффективными монтажными механизмами для промышленного строительства.

      Схемы исполнения рабочего оборудования гусеничного крана CKГ-40 
а — д — стреловые; е — к — то же, с установочным клювом; л — п — башенно-стреловые

      Важной отличительной особенностью стреловых самоходных кранов является универсальность их рабочего оборудования — стрелы этих кранов могут быть удлинены за счет типовых вставок и оснащены клювами (гуськами).

      Универсальность рабочего оборудования значительно расширяет область применения стреловых кранов. Они могут успешно применяться для производства строительно-монтажных работ при возведении различных сооружений, отличающихся своими размерами, а также для погрузочно-разгрузочных работ, при укрупнительной сборке конструкций и обслуживании складов.

     Конструкция механизмов самоходных кранов в основном зависит от типа привода и источника энергии. Современные стреловые самоходные краны чаще всего имеют многомоторный дизель-электрический привод. Механизмы крана при таком приводе выполнены в виде отдельных агрегатов с индивидуальными электродвигателями, получающими питание от собственной дизель-генераторной установки — электростанции. На механизмах гусеничных и железнодорожных кранов применяются электродвигатели переменного тока, питание которых может осуществляться непосредственно от внешней электросети. Это позволяет значительно сократить эксплуатационные расходы, повысить срок службы (моторесурсы) дизеля и улучшить условия работы машиниста крана. При работе крана от внешней сети отсутствует шум, что весьма важно.

     На механизмах пневмоколесных кранов чаще применяют электродвигатели постоянного тока, что связано с необходимостью широкого диапазона регулирования скорости передвижения крана, легко осуществляемого при применении электрических машин постоянного тока.

     Электростанции постоянного тока; применяемые на самоходных стреловых кранах, значительно сложнее и дороже в изготовлении и эксплуатации, чем электростанции переменного тока. Они имеют не менее двух генераторов, дизель, гонный электродвигатель и передачу, соединяющую генераторы либо с дизелем, либо с гонным электродвигателем. Последний подключается к сети переменного тока и обеспечивает работу крана от внешней электросети.

     Электростанция переменного тока состоит лишь из дизеля и генератора, соединенных муфтой.

     Стреловые самоходные краны грузоподъемностью до 16 т имеют одномоторный (групповой) дизель-механический привод. Механизмы крана при таком приводе кинематически связаны с двигателями общей трансмиссией, состоящей из большого количества валов, зубчатых и других передач, муфт включения, управляемых тормозов и механизмов реверсирования.

     В кранах небольших грузоподъемностей применяются многомоторные дизель-гидравлические приводы. Механизмы крана при таком приводе, так же как и при многомоторном дизель-электрическом, выполняются в виде отдельных агрегатов с индивидуальными гидромоторами, получающими питание от собственной дизель-насосной установки.

     Краны с дизель-электрическим многомоторным приводом по сравнению с кранами, имеющими групповой дизель-механический привод, обладают преимуществами — они постоянно готовы к работе; управление ими удобно; они снабжены простыми и блочными механизмами; можно получать питание от внешней сети и совмещать рабочие операции. Такие краны нашли широкое применение в строительстве.

     Кинематическая схема механизмов гусеничного крана СКГ-40 
1 — грузоподъемная лебедка; 2 — лебедка вспомогательного подъема; 3 — стрелоподъемная лебедка; 4-= механизм вращения; 5 — механизм передвижения; 6 — дифференциал; 7 — электростанция; 8 — гусеничная тележка

     В соответствии с Правилами Госгортехнадзора все стреловые самоходные краны оборудованы ограничителями грузоподъемности. Работа краном при бездействующем ограничителе грузоподъемности запрещается.

     Кинематическая схема механизмов гусеничного крана МКГ-10: 
1 — дизель; 2 — коробка перемены передач; 3 — реверс грузоподъемной лебедки; 4 —реверс стрелоподъемной лебедки; 5 — раздаточная коробка; 6 — механизм вращения; 7 — -зубчатый венец опорно-поворотного устройства; 8— угловая (коническая) передача; 9 — центральный редуктор механизма передвижения; 10 а 11 — бортовые редукторы гусеничных тележек; 12 — стрелоподъемная лебедка; 13 — грузоподъемная лебедка

     Наиболее универсальным является ограничитель грузоподъемности ОГМ-1 ВНИИСтройдормаша. Он состоит из датчика усилия, встроенного в канатные тяги стрелового полиспаста, датчика угла поворота стрелы, расположенного у корня стрелы, и корректирующего устройства, собирающего показания двух датчиков и дающего импульс на отключение механизма (механизмов) крана. Однако этот ограничитель очень сложен в регулировке и ненадежен в работе.

     Широкое применение нашел ограничитель грузоподъемности, состоящий лишь из одного датчика усилия, который устанавливается в тяги, соединяющие оголовок надставки двуногой стойки с хвостовой частью поворотной платформы.

     После срабатывания ограничителя грузоподъемности электросхема крана предусматривает возможность опускания крюка и подъема стрелы. Кроме ограничителя грузоподъемности стреловые самоходные краны оснащаются ограничителями хода стрелы, клюва и крюков.

     Механизмы дизель-электрических кранов управляются с помощью контроллеров или кнопок. Эта система управления является наиболее простой и надежной. Краны с дизель-механическим приводом имеют рычажную, гидравлическую насосную или безнасосную и смешанную системы управления механизмами.

 

2. Устройства безопасности.

В соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов все стреловые самоходные краны оборудованы системой приборов и устройств, обеспечивающей их безопасную эксплуатацию. К таким устройствам  относят указатели, ограничители и  различные сигнальные устройства.

Указателем  грузоподъемности (указателем вылетов  и грузоподъемностей) называется прибор, указывающий грузоподъемность крана  в зависимости от вылета. Указатель  устанавливают в нижней части  стрелового оборудования в поле зрения машиниста. Он позволяет визуально  определить возможную грузоподъемность крана.

Указатели грузоподъемности крана, оборудованного основной или выдвижной стрелой (а) и крана с башенно-стреловым  оборудованием (б): 
1 и 7 — болты; 2 — шкала; 3 — метка; 4 — раз; 5 – стрелка; 6 — стрела; 8 .—. блок; 9 – тросик; 10 – пружина; 11 – башня

Указатель грузоподъемности стрелового оборудования с основной и выдвижной стрелами приведен на рис. 92, о, а указатель  грузоподъемности башенно-стрелового оборудования — на рис. 92, б. Закрепляемая на стреле шкала должна соответствовать данному виду стрелового оборудования.

Креномером  называют прибор, указывающий крен крана по отношению к горизонту.

Креномер: 
1 – кронштейн; 2 — шнур; 3 —- грузик; 4 — шкала

Жидкостный  креномер: 
1 — корпус; 2 и 4 — прокладки; 3 — шкала; 5 — кольцо; 6 —винт; 7 — гайка; 8 —- крышка

На  стреловых самоходных кранах установлены  ограничители высоты подъема, вылета и  грузоподъемности. При смене рабочего оборудования ограничители должны быть настроены на работу с новым видом  оборудования.

Ограничителем высоты подъема крюка называют устройство, автоматически отключающее грузовую (вспомогательную) лебедку при подходе  груза к головке стрелы. Ограничитель устанавливают на головке стрелы (рис. 95, а) или на барабане лебедки (рис. 95, б). При подъеме крюка в крайнее  верхнее положение толкатель, укрепленный  на крюковой обойме, поворачивает скобу, которая рычагом нажимает на шток конечного выключателя. Контакты выключателя  разрываются, и система управления обеспечивает остановку лебедки. Ограничители высоты подъема, устанавливаемые у  барабанов грузовых лебедок разных моделей, однотипны по конструкции  и отличаются лишь формой и размерами  узлов для отключения цепи управления конечными выключателями. Принцип  работы ограничителя основан на отсчете  числа оборотов барабана при навивке  на него каната.

При подъеме груза барабан вращается  и пальцами проворачивает звездочку. Звездочка поворачивает винт, и гайка  перемещается по направлению к конечному  выключателю. В тот момент, когда  крюк поднят в крайнее верхнее  положение, гайка нажимает на шток конечного  выключателя. Контакты выключателя  размыкаются и система управления обеспечивает остановку лебедки.

Ограничители  высоты подъема крюка, устанавливаемые  на головке стрелы (а) и у барабана грузовой лебедки (б): 
1 — толкатель; 2 — скоба; 3 и 13 — конечные выключатели; 4 — головка стрелы; 5 — фиксатор; 6 — пальцы; 7 — звездочка; 8 — основание; 9 — барабан грузовой лебедки; 10 — подшипник; 11 — винт; 12 — гайка

Ограничителем вылета (подъема стрелы, угла подъема  стрелы) называют устройство, автоматически  отключающее стреловую лебедку  при подходе стрелы к крайнему положению. Ограничитель устанавливают  в нижней части основания стрелы или башни (при башенно-стреловом  оборудовании). Ограничитель вылета стрел  и башенно-стрелового оборудования показан на рис. 96. При подъеме  стрелы (башни) в крайнее положение  упор нажимает на шток конечного выключателя, включенного в цепь управления краном. Контакты выключателя размыкаются  и система управления обеспечивает остановку лебедки. Ограничитель взлета стрелы башенно-стрелового оборудования установлен у пяты стрелы на башне, и при подъеме стрелы в крайнее  положение упор нажимает на шток конечного  выключателя, включенного в цепь управления краном.

Ограничитель  вылета стрелового и башенного стрелового оборудования крана: 
1 — стрела (башня); 2 — конечный выключатель; 3 — пята крепления стрелы (башни); 4 —упор конечного выключателя; 5 — шкала указателя грузоподъемности; 6 — стрелка; 7 — упор от запрокидывания стрелы (башни)

Эти системы ограничителей применяют  при электрической, электрогидравлической  и электропневматической системах управления краном. При механической системе управления ограничитель представляет собой систему рычагов и тяг, действующих на сцепление двигателя.

Ограничителем грузоподъемностк называют устройство, автоматически выключающее механизмы  крана при превышении грузоподъемности. На стреловых самоходных кранах применяют  специальные механические и универсальный  электромеханический (ОГП-1) ограничители. Специальный механический ограничитель грузоподъемности показан на рис. 97. Принцип его работы основан на том, что натяжение ветви каната, закрепленного в клиновом зажиме, уравновешивается усилием пружины  через упор и рычаг, закрепленный на валу. При увеличении натяжения  ветви каната клиновыи зажим проворачивает  вал, и рычаг поворачивается, отжимая  пружину вверх. При этом упор нажимает на шток конечного выключателя, включенного  в цепь управления краном. Контакты выключателя размыкаются, и система  управления обеспечивает остановку  механизмов. Ограничитель срабатывает  при превышении номинальной грузоподъемности на 10%.