Расчет параметров и характеристик гусеничного крана

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Министерство транспорта Российской Федерации

Морской Государственный Университет им. адмирала

Г.И. Невельского

Институт экономики и управления на транспорте

Факультет управления морским транспортом и экономикой

Кафедра управления морским транспортом

Расчетно-графическое задание

Тема: Расчет параметров и характеристик гусеничного крана

Выполнил: студент группы 205.31

Коробка Валерия Сергеевна

Проверил преподаватель:

Коваленко Юрий Валентинович

Владивосток 2017 г



Введение

Гусеничные краны являются полноповоротными самоходными кранами. В зависимости от условий работы их оборудуют сменными стрелами различной длины и конфигурации (прямые, изогнутые, телескопические).

По конструктивным особенностям гусеничные краны делятся на две группы:

Стреловые самоходные краны. Индексы: «ДЭК», «СКГ», «МКГ», «МКГС», «RDK». Монтажные гусеничные краны имеют грузоподъёмность 40-160 т и более (например, краны МКГС-250 и МКТ-250). Привод отдельных механизмов этих кранов, как правило, индивидуальный.

Краны-экскаваторы с механическим приводом, изготавливаемые на базе экскаваторных узлов. Краны-экскаваторы имеют небольшую грузоподъемность (не более 50 т) и групповой привод механизмов.

Краны типа «СКГ» грузоподъёмностью 24, 40, 63, 100 т выпускаются с различными типами стрелового оборудования:

трубчатые стрелы с короткими гуськами.

стрелы-башни с длинными гуськами.

Длина стрел у гусеничных монтажных кранов при больших высотах подъема груза достигает 60 - 100 м и более. Скорости движений соответствуют грузоподъемности крана и вылету стрелы и обычно составляют: подъем груза 5 - 25 м/мин, вращения от 1 до 4 об/мин, время подъема стрелы из низшего положения в высшее от 1 мин до 3 мин. Передвижение крана (при работе) от 1 км/ч до 10 км/ч. Стреловые кран выполняют с крюковыми и грейферными захватами, а дизельэлектрические - также с электромагнитом. Они имеют переменную грузоподъемность, наибольшую при наименьшем вылете и использовании выносных опор: у гусеничных кранов до 300 т и более.

Устройство гусеничных кранов:гусеничный кран состоит из двух основных частей: поворотной и неповоротной.

Поворотная часть: принцип устройства поворотной части аналогичен конструкции колёсных кранов.

Неповоротная часть: представляет собой ходовую сварную раму, соединённую с двумя продольными балками, на которых установлены бортовые редукторы. Поворот крана осуществляется притормаживанием одной из гусениц, при этом скорость второй увеличивается. При полном затормаживании одной гусеницы скорость второй увеличивается вдвое, а кран разворачивается вокруг оси.

Механизмы передвижения выполняются с раздельными приводами гусеничных тележек по нескольким конструктивным схемам. Механизмы подъёма имеют двухдвигательный привод с дифференциалом, что даёт четыре скорости.

Привод: привод кранов малой грузоподъёмности осуществляется от дизеля с механической трансмиссией, а при грузоподъёмности более 16 т от дизель-генераторной установки. Краны, имеющие силовую установку на переменном токе, могут работать от внешней сети. В некоторых моделях кранов с групповым приводом механизмов в трансмиссии устанавливают турботрансформатор, что позволяет улучшить эксплуатационные характеристики крана. Однако схема с турботрансформатором достаточно сложна и не может быть осуществлена при применении только стандартных узлов и деталей. Применение индивидуального привода в этом отношении имеет большие преимущества. В гусеничных монтажных кранах применяют исключительно индивидуальный привод, и отдельные их модели отличаются главным образом, только компоновкой механизмов на поворотной платформе.

Гусеничные краны применяются для погрузочно-разгрузочных, строительно-монтажных работ и находят широкое применение в энергетическом строительстве как при работе на укрупнительно-сборочных площадках, так и при монтаже оборудования.

Достоинством гусеничных кранов является то, что они не требуют специальной подготовки рабочей площадки в связи с малым удельным давлением на грунт, обладают достаточной маневренностью, могут поворачиваться на месте с грузом и без него. При монтаже оборудования могут выводить монтируемый блок в вертикальное положение и подавать его затем на проектную отметку.

Рисунок 1 - Гусеничный кран МКГ-25БР

1 - гусеничная тележка;

2 - поворотная платформа;

3 - лебедка основного подъема;

4 - дизель;

5 - стрела;

6 - вспомогательный крюк;

7 - гусек;

8 - основнойкрюк;

9 - лебедка вспомогательного подъема;

10 - механизм поворота.

Рисунок 2 - Гусеничный кран СКГ-40А

1 - гусеничная тележка;

2 - поворотная платформа;

3 - кабина;

4 - двуногая стойка;

5 - упор стрелы;

6 - стреловой полиспаст;

7 - гусек;

8 - вспомогательный крюк;

9 -основной крюк;

10 - кабина управления.



Расчетная часть

Основные параметры крана

Параметры крана определяются значением номинальной грузоподъемности Qн = 22 т;

Масса поворотной части крана: mп= 0,4 Ч Qн = 0,4 Ч 22 = 8,8 т;

Масса ходовой части крана: mх= 0,45 Ч Qн = 0,45 Ч 22 = 9,9 т;

Масса противовеса: mпр= 0,25 Ч Qн = 0,25 Ч 22 = 5,5 т;

Масса основной стрелы: mсо= 0,08 Ч Qн = 0,08 Ч 22 = 1,76 т;

Масса крана с основной стрелой: mкр= mп + mх +mпр+mсо = 8,8 + 9,9

+ 5,5 + 1,76 = 25,96т;

Длина основной стрелы: Lо=4,3Ч= 4,3 Ч = 12,04 м;

Максимальная длина стрелы: LМАХ=9 Ч = 9 Ч = 25,20 м;

Средняя длина стрелы:LМ=(Lо + LМАХ) / 2= (12,04+25,20)/2 = 18,62 м;

Масса стрелы длинной: LМАХ:mМАХ= mcoLМАХ/ Lо = 1,76Ч25,20/12,04 = 3,68 т;

Масса стрелы длинной: LМ:mМ= mcoLМ/ Lо = 1,76Ч18,62/12,04 =

= 2,72 т;

Ширина гусеничного хода: ВГ= + 0,8 м = + 0,8 = 3,6 м;

Ширина гусеницы: bГ= 0,22 Ч= 0,22 Ч = 0,62 м;

Высота гусеницы: hГ= 0,15 Ч + 0,5 м= 0,15 Ч + 0,5 =

= 0,92 м;

Координаты оси качания стрелы (точкаQ1на рисунке 1):

Хс= 0,4ЧВГ =0,4Ч3,6=1,44; Yс= hГ+0,4=0,92+0,4=1,32;

Радиус поворотной части: Rn= = 2,8020 м;

Диаметр опорно-поворотного устройства: Do= 1,5+0,014 Ч (Qн - 20) = 1,5+0,014 Ч (22 - 20) = 1,53 м;

Длина корневой части стрелы: Lк= 0,2 Ч Lо = 0,2 Ч 12,04= 2,41 м;

Длина головной части стрелы:Lг= 0,15 Ч Lо = 0,15 Ч 12,04= 1,81 м;

Высота сечения стрелы:hc= 0,05 Ч Lо = 0,05 Ч 12,04= 0,60 м;

Координата оси блока на оголовке стрелы: е = 0,04Ч Lо =0,04 Ч 12,04=

= 0,48.

Грузовые и высотные характеристики

Грузовые высотные характеристики строятся для длин стрелыLo, LМ,

LМАХ.

Угол наклона стрелы на минимальном вылете для всех длин стрелы:

аMIN= 85Т.

Угол наклона стрелы на максимальном вылете для всех длин стрелы:

аMAX= 30Т.

Высота подвески для всех длин стрелы:hпд= 1,2+0,0043Ч(Qн- 20) =

= 1,2+0,0043Ч(22 - 20) = 1,21 м.

Расстояние от оси качания до центра масс стрелы принимается:

Lц= 0,45 Ч Lс, где Lс - расчетное значение длины стрелы (Lo, LМ,LМАХ).

Lц = 0,45 Ч Lс = 0,45 Ч 12,04 = 5,418 м

Минимальный вылет для стрелы длиной Lо: RMIN= LоЧсosаMIN+ Хс

= 12,04 Ч 0,087 + 1,44 = 2,487 м;

Максимальный вылет для стрелы длиной Lо: RMАХ= LоЧсosаMАХ+Хс= 12,04 Ч 0,866 + 1,44 = 11,867 м;

?R = (RMAX- RMIN) / 4 = (11,867 - 2,487) / 4 = 2,345 м;

R1 = RMIN = 2,487;

R2 = R1+ ?R = 2,487+2,345 =4,832;

R3 = R2+ ?R = 4,832+2,345 =7,177;

R4 = R3+ ?R = 7,177+2,345 =9,522;

R5 = R4+ ?R = 9,522+2,345 =11,867;

Угол наклона стрелы длиной Lcна вылете Ri:

аi = arccos((Ri-Xc) / Lo);

а1 = arccos((2,487 - 1,44) / 12,04) =arccos(0,08696) = 85Т;

а2 = arccos((4,832- 1,44) / 12,04) =arccos(0,28173) = 74Т;

а3 = arccos((7,177- 1,44) / 12,04) =arccos(0,476595) = 62Т;

а4 = arccos((9,522- 1,44) / 12,04) =arccos(0,67126) = 48Т;

а5 = arccos((11,867 - 1,44) / 12,04) = arccos(0,86603) = 30Т;

Высота подъема для стрелы длиной Lcна вылете Ri:

Нi = LоЧsinаi+ Yс- hпд;

Н1 = 12,04Чsin 85+ 1,32-1,21 = 12,10м;

Н2 = 12,04Чsin74+ 1,32 -1,21 = 11,68 м;

Н3 = 12,04Чsin62+ 1,32 -1,21 = 10,74 м;

Н4 = 12,04Чsin48+ 1,32 -1,21 = 9,06 м;

Н5 = 12,04Чsin 30+ 1,32 -1,21 = 6,13 м;

Удерживающий момент для всех стрел и для любых вылетов:

Му= g(mпр(Xпр+b)+ mп(Xп+b)+mxb) = = g(mпр(Xпр+b)+ mп(Xп+b)+mxb) =9,8Ч(5,5Ч(2,8020+1,49)+8,8Ч(1,4+1,49)+9,9Ч1,49)=9,8Ч

Ч (23,606+25,432+14,751) = 625,13, где

Xпр==2,8020;Xп=0,5ЧXпр=1,4;b=(BГ- bГ)/2= (3,6-0,62)/2=1,49

Момент, создаваемый силой тяжести стрелы длиной Lcна вылете Ri:

Мci = gmco Ч(LоЧcosаi+ Xс-b);

Мc1 = 9,8 Ч 1,76 Ч (12,04Ч cos85+ 1,44 - 1,49) = 17,25;

Мc2 = 9,8 Ч 1,76 Ч (12,04Ч cos74 + 1,44 - 1,49) = 56,37;

Мc3 = 9,8 Ч 1,76 Ч (12,04Ч cos62+ 1,44 - 1,49) = 96,64;

Мc4 = 9,8 Ч 1,76 Ч (12,04Ч cos48+ 1,44 - 1,49) = 138,09;

Мc5 = 9,8 Ч 1,76 Ч (12,04Ч cos30+ 1,44 - 1,49) = 178,98;

Грузоподъемность крана со стрелой длиной Lcна вылете Ri:

Qi = (My - Mci) / (1,4 Ч g Ч (Ri- b));

Q1=(625,13- 17,25) / (1,4Ч9,8Ч(2,487- 1,49)) = 607,88/13,68=44,44 т;

Q2=(625,13- 56,37) / (1,4Ч9,8Ч(4,832- 1,49)) = 568,76/45,85=12,40т;

Q3=(625,13- 96,64) / (1,4Ч9,8Ч(7,177- 1,49)) = 528,49/78,03=6,77т;

Q4=(625,13- 138,09) / (1,4Ч9,8Ч(9,522- 1,49)) = 487,04/110,2=4,42т;

Q5=(625,13-178,98) / (1,4Ч9,8Ч(11,867- 1,49))=446,15/142,37=3,13т;

Lц = 0,45 Ч LМ= 0,45 Ч 18,62 = 8,38 м

Минимальный вылет для стрелы длиной LМ: RMIN= LМЧсosаMIN+ Хс

= 18,62 Ч 0,087 + 1,44 = 3,06 м;

Максимальный вылет для стрелы длиной LМ:RMАХ=LМЧсosаMАХ +Хс = 18,62 Ч 0,866 + 1,44 = 17,565 м;

?R = (RMAX- RMIN) / 4 = (17,565 - 3,06) / 4 = 3,626м;

R1 = RMIN = 3,06;

R2 = R1+ ?R = 3,06+3,626 =6,686;

R3 = R2+ ?R = 6,686+3,626 =10,312;

R4 = R3 + ?R = 10,312 + 3,626 = 13,938;

R5 = R4 + ?R = 13,938 + 3,626 = 17,564;

Угол наклона стрелы длиной LМна вылете Ri:

аi = arccos((Ri - Xc) / LМ);

а1 = arccos((3,06- 1,44) / 18,62) =arccos(0,087003) = 85Т;

а2 = arccos((6,686 - 1,44) / 18,62) =arccos(0,28174) = 74Т;

а3 = arccos((10,312 - 1,44) / 18,62) =arccos(0,47648) = 62Т;

а4 = arccos((13,938 - 1,44) / 18,62) =arccos(0,67121) = 48 Т;

а5 = arccos((17,564 - 1,44) / 18,62) = arccos(0,86595) = 30 Т;

Высота подъема для стрелы длиной LМна вылете Ri:

Нi = LМЧsinаi+ Yс- hпд;

Н1 = 18,62Чsin 85+ 1,32 -1,21 = 18,66 м;

Н2 = 18,62Чsin 74+ 1,32 -1,21 = 18,01 м;

Н3 = 18,62Чsin 62+ 1,32 -1,21 = 16,55 м;

Н4 = 18,62Чsin 48+ 1,32 -1,21 = 13,95 м;

Н5 = 18,62Чsin 30+ 1,32 -1,21 = 9,42 м;

Удерживающий момент для всех стрел и для любых вылетов:

Му= g(mпр(Xпр+b)+ mп(Xп+b)+mxb) = = g(mпр(Xпр+b)+ mп(Xп+b)+mxb) = 9,8 Ч (5,5 Ч (2,8020 + 1,49) + 8,8 Ч (1,4+1,49) + 9,9 Ч 1,49) = 9,8 Ч

Ч (23,606 + 25,432 + 14,751) = 625,13, где

Xпр==2,8020;Xп=0,5ЧXпр=1,4;b=(BГ- bГ)/2= (3,6-0,62)/2=1,49

Момент,создаваемый силой тяжести стрелы длиной LМна вылете Ri:

Мci = gmco Ч (LМЧcosаi+ Xс -b);

Мc1 = 9,8 Ч 1,76 Ч (18,62Ч cos85+ 1,44 - 1,49) = 27,13;

Мc2 = 9,8 Ч 1,76 Ч (18,62 Ч cos74 + 1,44 - 1,49) = 87,66;

Мc3 = 9,8 Ч 1,76 Ч (18,62 Ч cos62+ 1,44 - 1,49) = 149,91;

Мc4 = 9,8 Ч 1,76 Ч (18,62 Ч cos48+ 1,44 - 1,49) =214,03;

Мc5 = 9,8 Ч 1,76 Ч (18,62 Ч cos30+ 1,44 - 1,49) = 277,27;

Грузоподъемность крана со стрелой длиной LМна вылете Ri:

Qi = (My - Mci) / (1,4 Ч g Ч (Ri- b));

Q1=(625,13- 27,13) / (1,4Ч9,8Ч(3,06-1,49)) = 598/21,54=27,76т;

Q2=(625,13- 87,66) / (1,4Ч9,8Ч(6,686- 1,49)) = 537,47/71,29=7,54т;

Q3=(625,13- 149,91)/(1,4Ч9,8Ч(10,312- 1,49)) = 475,22/121,04=3,93т;

Q4=(625,13- 214,03) / (1,4Ч9,8Ч(13,938- 1,49)) = 411,1/170,79=2,41т;

Q5=(625,13-277,27) / (1,4Ч9,8Ч(17,564- 1,49))=347,86/220,54=1,58т;

Lц = 0,45 Ч LМАХ= 0,45 Ч 25,2 = 11,34 м

Минимальный вылет для стрелы длиной LМАХ:RMIN=LМАХЧсosаMIN+ Хс= 25,2 Ч 0,087 + 1,44 = 3,63 м;

Максимальный вылет для стрелы длиной LМАХ:RMАХ=LМАХЧсosаMАХ+Хс = 25,2 Ч 0,866 + 1,44 = 23,263м;

?R = (RMAX- RMIN) / 4 = (23,263- 3,63) / 4 = 4,908м;

R1 = RMIN = 3,63;

R2 = R1+ ?R = 3,63+4,908 =8,538;

R3 = R2+ ?R = 8,538+4,908 =13,446;

R4 = R3 + ?R = 13,446 + 4,908 = 18,354;

R5 = R4 + ?R = 18,354 + 4,908 = 23,262;

Угол наклона стрелы длиной LМАХна вылете Ri:

аi = arccos((Ri - Xc) / LМАХ);

а1 = arccos((3,63- 1,44) / 25,2) =arccos(0,086905) = 85Т;

а2 = arccos((8,538 - 1,44) / 25,2) =arccos(0,28167) = 74Т;

а3 = arccos((13,446 - 1,44) / 25,2) =arccos(0,47643) = 62Т;

а4 = arccos((18,354- 1,44) / 25,2) =arccos(0,67119) = 48 Т;

а5 = arccos((23,262 - 1,44) / 25,2) = arccos(0,86595) = 30 Т;

Высота подъема для стрелы длиной LМАХна вылете Ri:

Нi = LМЧsinаi+ Yс- hпд;

Н1 = 25,2Чsin 85+ 1,32 -1,21 = 25,21 м;

Н2 = 25,2Чsin 74+ 1,32 -1,21 = 24,33 м;

Н3 = 25,2Чsin 62+ 1,32 -1,21 = 22,36 м;

Н4 = 25,2Чsin 48+ 1,32 -1,21 = 18,84 м;

Н5 = 25,2Чsin 30+ 1,32 -1,21 = 12,71 м;

Удерживающий момент для всех стрел и для любых вылетов:

Му= g(mпр(Xпр+b)+ mп(Xп+b)+mxb) = = g(mпр(Xпр+b)+ mп(Xп+b)+mxb) = 9,8 Ч (5,5 Ч (2,8020 + 1,49) + 8,8 Ч (1,4+1,49) + 9,9 Ч 1,49) = 9,8 Ч

Ч (23,606 + 25,432 + 14,751) = 625,13, где

Xпр==2,8020;Xп=0,5ЧXпр=1,4;b=(BГ- bГ)/2= (3,6-0,62)/2=1,49

Момент, создаваемый силой тяжести стрелы длиной LМАХна вылете Ri:Мci = gmco Ч (LМАХЧ cosаi+ Xс - b);

Мc1 = 9,8 Ч 1,76 Ч (25,2 Ч cos85+ 1,44 - 1,49) = 37,04;

Мc2 = 9,8 Ч 1,76 Ч (25,2 Ч cos74 + 1,44 - 1,49) = 118,94;

Мc3 = 9,8 Ч 1,76 Ч (25,2 Ч cos62+ 1,44 - 1,49) = 203,21;

Мc4 = 9,8 Ч 1,76 Ч (25,2 Ч cos48+ 1,44 - 1,49) =289,96;

Мc5 = 9,8 Ч 1,76 Ч (25,2 Ч cos30+ 1,44 - 1,49) = 375,56;

Грузоподъемность крана со стрелой длиной LМАХна вылете Ri:

Qi = (My - Mci) / (1,4 Ч g Ч (Ri- b));

Q1=(625,13- 37,04) / (1,4Ч9,8Ч(3,63-1,49)) = 588,09/29,36=20,03т;

Q2=(625,13- 118,94) / (1,4Ч9,8Ч(8,538- 1,49)) = 506,19/96,7=5,23т;

Q3=(625,13- 203,21)/(1,4Ч9,8Ч(13,446- 1,49)) = 421,92/164,04=2,57т;

Q4=(625,13- 289,96) / (1,4Ч9,8Ч(18,354- 1,49))=335,17/231,37=1,45т;

Q5=(625,13-375,56) / (1,4Ч9,8Ч(23,262- 1,49))=249,57/298,71=0,84т;



Таблица 1

Грузовые и высотные характеристики крана

Длина стрелы Lo= 12,04 м
Вылет, м	2,487	4,763	7,087	9,495	11,867
Высота подъема, м	12,10	11,68	10,74	9,06	6,13
Грузоподъемность, т	44,44	12,40	6,77	4,42	3,13
Длина стрелы LМ = 18,62 м
Вылет, м	3,06	6,579	10,173	13,897	17,565
Высота подъема, м	18,66	18,01	16,55	13,95	9,42
Грузоподъемность, т	27,76	7,54	3,93	2,41	1,58
Длина стрелы LМАХ = 25,20 м
Вылет, м	3,63	8,395	13,259	18,299	23,263
Высота подъема, м	25,21	24,33	22,36	18,84	12,71
Грузоподъемность, т	20,03	5,23	2,57	1,45	0,84

гусеничный кран грузоподъемность



Заключение

В современном строительстве довольно часто применяются не только автомобильные краны, но и грузоподъемная техника на гусеничном ходу. Ее используют в крупномасштабных работах, в которых требуется монтаж крупных блоков и тяжеловесных конструкций. Гусеничный кран обладает такими характеристиками, как повышенная проходимость шасси, позволяющая использовать его на самых сложных участках местности, а также отсутствие дополнительных опорных элементов.

Достоинством гусеничных кранов является то, что они не требуют специальной подготовки рабочей площадки в связи с малым удельным давлением на грунт, обладают достаточной маневренностью, могут поворачиваться на месте с грузом и без него. При монтаже оборудования могут выводить монтируемый блок в вертикальное положение и подавать его затем на проектную отметку.

Преимущества гусеничных кранов:

Возможность эффективно управлять краном, а также обеспечивать плавный подъем любых грузов.

Возможность перевозить тяжелые грузы на крюке машины в пределах стройплощадки.

Возможность перевозить кран и все его оборудование по автомобильным и железным дорогам.

Увеличенная грузоподъемность в сравнении с автомобильными кранами;

Возможность перемещения техники в пределах строительного объекта без выполнения подготовительных работ по расчистке трассы для нее.

Важным преимуществом аренды или приобретения именно гусеничного крана является его способность работать в тех местах, в которых нецелесообразно или невозможно использовать автомобильную технику. Он может использоваться в непосредственной близости от котлованов, выполнять погрузочно-разгрузочные работы в болотистой местности.

Рисунок 1 - Схема компоновки крана с основной стрелой на минимальном вылете



Список использованной литературы

А.Л. Степанов «Портовое перегрузочное оборудование»;

Е.И. Веремеенко «Портовые грузоподъемные и транспортирующие машины»;

И.М. Паргаманик«Грузоподъёмные краны стрелового типа»

Размещено на Allbest.ru