Лабораторная работа № 5

Изучение устройства и рабочего процесса

Башенного крана серии кб

Задание к лабораторной работе

1. Изучить устройство башенного крана серии КБ и принцип работы его механизмов.

2. Вычертить схему запасовки канатов и механизм вращения крана.

3. Изучить рабочий процесс крана и методику определения производительности.

4. Определить производительность крана.

Назначение башенных кранов

Башенные краны широко применяются в жилищном, коммунальном, промышленном и других видах строительства для выполнения монтаж­ных работ, подачи строительных материалов и изделий на сооружае­мые объекты.

Таблица 5.1

Исходные данные к заданию

Показатель	Вариант
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Средняя масса поднимаемого элемента Q, т	1	1,5	4	5	6	1,8	3	1,4	7	8
Высота подъема H, м	20	30	40	25	35	40	22	32	35	38
Длина пути передвижения грузовой тележки Sт, м	10	14	12	10	8	12	14	20	10	8
Длина пути передвижения крана по рельсам Sк, м	15	10	8	12	15	20	14	10	20	18
Продолжение таблицы 5.1
Угол поворота платформы , град	100	90	120	150	180	90	120	135	180	160
Время наводки и установ­ки tу, мин	0,7	1,0	2,0	1,5	1,2	1,6	2,0	0,9	1,3	1,5
Время зацепки и отцепки монтируемого элемента tз, мин	3	5	6	2,5	3,5	5,5	4	7	4,5	5

Кран серии КБ (рис. 5.1) выполнен на рельсовом ходу и состо­ит из ходовой рамы 1 с флюгерами 2 и ходовыми тележками 3, пово­ротной платформы 4 с размешенными на ней грузовой 5 и стреловой 6 лебедками, механизмом поворота 7, противовесом 8, башни с распор­кой 9 и навесной кабиной 10, балочной стрелы 11 с грузовой тележ­кой 12 и механизмом 13 ее передвижения.

Ходовая рама 1 крана представляет собой сварное кольцо ко­робчатого сечения, которое проушинами шарнирно соединено с че­тырьмя диагонально расположенная флюгерами 2. Флюгеры через цапфы опираются на ходовые тележки, две из которых ведущие. Шар­нирное соединение флюгеров с ходовой рамой и тележками, которые выполнены балансирными, облегчает прохождение крана по закругле­ниям рельсового пути.

Для предотвращения угона крана в нерабочем состоянии ветром тележки снабжены противоугонными захватами. Поворотная платформа 4 опирается на ходовую раму 1 с возможностью вращения в горизон­тальной плоскости. Это соединение осуществлено с помощью ролико­вого опорно-поворотного устройства 14, выполняющего роль подшип­ника для вращения поворотной платформы.

Составная, телескопическая башня решетчатой сварной конст­рукции, выполненная из труб, установлена на поворотной платформе шарнирно и удерживается в вертикальном положении посредством под­косов 15. Башня состоит из портала 16, секций 17, оголовка 18, распорки 9 и механизма выдвижения. Удлинение башни осуществляет­ся снизу на необходимую высоту по мере возведения строящегося объекта.

В верхней части башни крепится кабина 10 и стрела 11, вы­полненная сварной из труб. Стрела имеет направляющие для переме­щения грузовой тележки в виде продольных уголков.

Стрела состоит из четырех секций и может иметь длину 20, 25, 30 м.

Для увеличения высоты подъема груза стрела длиной 20 и 25 м может устанавливаться под углом 30° и 50°. Грузовая тележка 12 опирается на направляющие стрелы четырьмя парами роликов 19, ко­торые для равномерного распределения нагрузок соединены с рамой тележки балансирами 20. Для устранения перекосов при движении тележка снабжена четырьмя боковыми роликами 21.

Привод крана выполнен многомоторным индивидуальным с питани­ем электродвигателей от сети трехфазного переменного тока и со­держит пять механизмов: грузовой, стреловой, передвижения тележ­ки (тележечный), поворота платформы и передвижения крана по рельсам.

Рис. 5.1. Общий вид башенного крана серии КБ

Каждый механизм снабжен отдельным реверсивным двигателем. На кране установлены три электрические реверсивные лебедки: гру­зовая, стреловая и тележечная.

Грузовой механизм крана состоит (рис. 5.2) из лебедки 1, кана­та 2, закрепленного на барабане лебедки и огибающего неподвижный блок 3 на оголовке башни, неподвижные блоки 4 и 5 на головной части стрелы, неподвижные блоки 6 и 7 на раме 8 грузовой тележки, подвижные блоки 9 и 10 крюковой подвески 11, содержащей крюк 12. Грузовой канат образует двухкратный грузовой полиспаст 13. Второй конец грузового каната прикреплен к стреле через ограничитель грузоподъемности 14, который автоматически отключает грузовую лебедку при превышении установленной грузоподъемности.

Грузовая лебедка выполнена двухдвигательной. Электродвига­тели соединены последовательно с ведущим валом редуктора и вклю­чаются автоматически в зависимости от массы поднимаемого груза. Для подъема груза массой до 2 т со скоростью 58 м/мин включается один из двигателей. Для подъема груза массой более 2 т со ско­ростью 40 м/мин включается другой двигатель, имеющий меньшую частоту вращения.

Стреловой механизм крана (рис. 5.2) состоит из лебедки 15, каната 16, закрепленного на барабане лебедки, и огибающего непод­вижный блок 17 на распорке башни, три блока 18 неподвижной обой­мы 22 и два блока 20 подвижной обоймы 24 стрелового полиспас­та 19. Второй конец стрелового каната 16 закреплен на поворотной платформе. Неподвижная обойма 22 стрелового полиспаста крепится к поворотной платформе через две оттяжки 23. Подвижная обойма 24 стрелового полиспаста 19 соединена со стрелой посредством стрелового расчала 25, состоящего из двух канатов, которые оги­бают блоки 26 и 27 на распорке башни и блоки 28 и 29 на оголовка башни. Стреловой полиспаст четырехкратный.

Стреловая унифицированная лебедка крана имеет обыч­ную типовую конструкцию.

Замкнутый канатный привод передвижения грузовой тележки 8 состоит из лебедки 30 (рис. 5.2), установленной на стреле, тележеч- ных канатов 31 и двух барабанов 32, снабженных храповыми остано­вами для натяжения тележечных канатов. Тележечные канаты левыми концами закреплены на барабане 32 с противоположных сторон тележ­ки, а правыми концами – с противоположных сторон барабана 30. При вращении барабана по часовой стрелке тележка перемещается вправо и вылет груза уменьшается. При вращении барабана против часовой стрелки тележка перемещается влево и вылет груза увели­чивается.

Кран снабжен ограничителем высоты подъема груза (рис.5.1). Упор 22 ограничителя подвешен к стреле посредством каната 23, огибающего два блока 24 на упоре и два блока 25 на тележке.

Левый конец каната 23 прикреплен к передней части стрелы, а пра­вый – к рычагу конечного выключателя, расположенного на задней части стрелы. Натяжением каната 23 под действием веса упора 22 конечный выключатель замыкает цепь питания электродвигателя грузовой лебедки. При подъеме груза на максимальную высоту крю­ковая подвеска приподнимает упор 22. При этом канат 23 перестает воздействовать на конечный выключатель, который обесточивает двигатель. Подъем груза автоматически прекращается.

Устройство для вращения поворотной платформы крана (рис. 5.3) состоит из механизма поворота и опорно-поворотного устройства. Механизм поворота осуществляет принудительное вращение поворот­ной платформы, а опорно-поворотное устройство является для нее подвижной опорой (подшипником).

На кранах серии КБ установлен унифицированный механизм поворота. Механизм сос­тоит из установленных в одном блоке электродвигателя 1, колодоч­ного тормоза 2, трехступенчатого цилиндрического редуктора 3 и шестерни 4, закрепленной на ведомом валу редуктора. Шестерня 4 закреплена с внутренними зубьями зубчатого венца 5, который выполнен за одно целое с внутренней обоймой 9 опорно-поворотного уст­ройства. Корпус редуктора 3 прикреплен к поворотной платформе. Электродвигатель 1 имеет фланцевое крепление к редуктору.

Поворотная платформа 6 установлена на ходовой раме 7 пос­редством роликового двухрядного опорно-поворотного устройства. Оно, как и обычный подшипник качения, состоит из двух обойм (колец): наружной 8, внутренней 9 и двух рядов тел качения (ро­ликов) 10 между обоймами. Причем наружная обойма 8 соединена с поворотной платформой 6, а внутренняя обойма 9 вместе с зубча­тым венцом 5 соединена с ходовой рамой 7. При вращении поворот­ной платформы ходовая рама, обойма 9 и венец 5 остаются непод­вижными, а относительно их совершает , горизонтальное вращение поворотная платформа вместе с наружной обоймой 8, перекатываю­щейся на роликах по внутренней неподвижной обойме 9.

Рис. 5.2. Схема запасовки канатов

Рис. 5.3. Схема механизма вращения поворотной платформы

При включенном электродвигателе 1 через редуктор 3 приво­дится во вращение шестерня 4, которая обкатываясь по зубьям вен­ца 5, совершает планетарное движение и увлекает во вращение сам механизм поворота, а вместе с ним и поворотную платформу 6.

Рабочий процесс башенных кранов осуществляется циклично. Основными операциями рабочего цикла являются: зацепка груза; подъем груза; перемещение груза в горизонтальной плоскости посредством передвижения грузовой тележки по стреле, крана по рельсам и поворота поворотной платформы; наводка груза и установка его в проектное положение; отцепка груза; опускание крюка; перемеще­ние крона в горизонтальной плоскости к месту очередной зацепки.

Для сокращения времени цикла и повышения производительности крана широко используется совмещение операций: подъема или опускания крюка с поворотом, поворота с переме­щением крюка в горизонтальном направлении и др.

Суммарное время рабочего цикла крана может быть подсчитано по формуле

где – машинное время;

– время ручных операций.

, мин,

где Н – высота подъема груза, м ;

– путь передвижения грузовой тележки по стреле, м;

– путь передвижения крана по рельсам, м;

– угол поворота, град;

– скорость подъема, м/мин (58 и 40 м/мин при массе груза до 2 и свыше 2 т);

– скорость опускания крюка, м/мин (65 м/мин);

– скорость передвижения грузовой тележки, м/мин (23 м/мин);

– скорость передвижения крана, м/мин (18 м/мин);

– частота вращения поворотной платформы, об/мин (0,6 об/мин);

– коэффициент учитывающий совмещение операций, который принимается в зависимости от угла поворота:

, град	90	100	120	135	150	160	180
	0,90	0,88	0,83	0,80	0,77	0,74	0,70

Время ручных операций

где – время зацепки и отцепки груза;

– время наводки и установки монтируемого элемента с частичным использованием механизмов крана.

Сменная эксплуатационная производительность крана определит­ся по формуле

где = 8,2 ч – средняя продолжительность смены при пятиднев­ной рабочей неделе;

– средняя масса поднимаемого элемента, т;

– коэффициент использования крана по времени работы.

При монтажных работах = 0,7 ... 0,9.

где – грузоподъемность крана;

– коэффициент использования крана по грузоподъемности.