Грузоподъёмные машины

Раздел: Наука и техника

Грузоподъемные машины характеризуются следующими основными параметрами: грузоподъемностью, скоростями движения отдельных механизмов, режимами работы, пролетом, вылетом, высотой подъема грузозахватного устройства. Значения этих параметров должны соответствовать рекомендациям стандартов.

Грузоподъемностью машины называют массу номинального (максимального) рабочего груза, на подъем которого рассчитана машина. Эта величина характеризует инерционные и гравитационные свойства транспортируемого тела, не зависит от ускорения свободного падения в пункте действия машины и измеряется в единицах массы (килограммах, тоннах). В отличие от понятия массы сила тяжести, определяющая силу притяжения тела к земле, зависит от ускорения свободного падения в пункте действия и измеряется в единицах силы (Н, кН). Вес тела — это сила, с которой тело под действием силы тяжести воздействует на опору. Если опора неподвижна относительно земли или тело движется равномерно и прямолинейно, вес тела равен силе тяжести. При подъеме с ускорением вес тела больше силы тяжести и, наоборот, при спуске с ускорением вес тела меньше силы тяжести. В дальнейшем грузоподъемность (масса) обозначена Q, а вес — G. Соотношение между весом G (Н) и массой Q (кг) равно G — Qg (здесь g — ускорение свободного падения, м/с2).

При определении грузоподъемности учитывают массу сменных грузозахватных приспособлений, вспомогательных устройств, подвешиваемых к грузозахватному устройству, а для грузоподъемных машин, работающих с грейфером, электромагнитом, спредером, бадьей, — также и их массу. Грузоподъемность современных грузоподъемных машин изменяется в весьма широких пределах. Имеются устройства для подъема и установки на станки деталей массой 10 — 100 кг, а также грузоподъемные машины, перемещающие грузы массой 400—800 т и более, используемые для монтажа тяжелого оборудования (например, монтажные краны на гидроэлектростанциях).

Краны самоходные н башенные кроме грузоподъемности характеризуются грузовым моментом, являющимся произведением веса груза на вылет стрелы. Этот параметр определяет устойчивость крана против опрокидывания в процессе его работы.

Вылетом стрелы называют расстояние по горизонтали от оси вращения поворотной части крана до оси грузозахватного органа.

Скорости движения различных механизмов выбирают в зависимости от требований технологического процесса, в котором участвует данная грузоподъемная машина, от характера работы, от типа машины и ее потребной производительности. Соответствующими стандартами установлены нормальные ряды скоростей для различных кранов. Скорость подъема груза, зависящая от грузоподъемности крана и ряда технологических факторов, в современных мостовых кранах обычно не превышает 25—30 м/мин; скорость передвижения моста крана составляет 100—120 м/мин; скорость передвижения тележек мостовых кранов обычно 35—50 м/мин.

Для кранов, используемых для массовых перегрузочных работ, скорости движения можно значительно увеличить: например, они составляют 90—120 м/мин для подъема и опускания груза; 240— 360 м/мин для передвижения тележек, движущихся по рельсовому пути. Частота вращения кранов не более 3 об/мин в зависимости от окружной скорости конца стрелы, не превышающей 5—6 м/с. При необходимости точной установки груза (например, в монтажных кранах) применяют двухскоростные приводы, обеспечивающие пониженную посадочную скорость. Выбор скорости движения производят с учетом протяженности пути перемещения. При малой протяженности путн перемещения высокие скорости нецелесообразны, так как механизм может не достичь значения установившейся скорости и будет работать только в пусковом и тормозном режимах.

Расстояние по горизонтали между осями рельсов кранового пути является пролетом крана. Пролеты мостовых кранов должны быть увязаны с пролетами зданий. Для мостовых кранов их принимают по ГОСТ 534—78.

Высота подъема для башенных и стреловых кранов — это расстояние от уровня кранового пути до грузозахватного органа, находящегося в верхнем рабочем положении. Для кранов мостового типа высотой подъема является расстояние от уровня пола до верхнего положения грузозахватного устройства.

Поскольку краны могут работать с грузами ниже уровня пути, введены такие параметры как глубина опускания и диапазон подъема. Под глубиной опускания понимают расстояние от уровня кранового пути до грузозахватного органа, находящегося в нижнем допустимом положении. Диапазон подъема — это расстояние по вертикали между верхним и нижним рабочими положениями грузозахватного органа.

Расстояние между продольными осями, проходящими через середину опорных поверхностей ходового устройства грузоподъемного крана (тележки) называют колеей.

Грузоподъемные машины характеризуются работой при повторно- кратковременных включениях, при котором грузозахватное устройство и груз совершают периодические возвратно-поступательные движения, а механизмы последовательно изменяют направление движения. Так, работа механизма подъема состоит из процессов подъема и опускания груза, подъема и опускания грузозахватного устройства без груза, а работа механизмов поворота и передвижения — из движений в одну и другую сторону с грузом и без него. Каждый цикл характеризуется чередованием периодов работы и технологических пауз.

В периоды пауз двигатель не включен и механизм не работает. Это время используется для загрузки и разгрузки грузозахватного устройства и для подготовки проведения следующего процесса работы механизма.

Каждый процесс движения можно разделить на период неустановившегося движения, в течение которого происходит разгон (период пуска) или замедление (период торможения) поступательно движущихся и вращающихся масс груза и механизма, а также на период движения с постоянной скоростью (период установившегося движения).

Для механизмов подъема груза и механизма подъема стрелы кранов, транспортирующих расплавленный металл или шлак, ядовитые, взрывчатые вещества и другие опасные грузы, группа режима рабогы должна быть не менее 5М, за исключением самоходных стреловых кранов, для которых группа режима работы должна быть не менее ЗМ. Это требование не распространяется на механизмы вспомогательного подъема, если их не используют в транспортировании перечисленных выше грузов. При отнесении механизма к группам режима работы значения времени работы и коэффициента нагружения определяют расчетом. При наличии статистических данных рассчитывают математическое ожидание указанных величин, принимаемое по верхнему доверительному пределу с доверительной вероятностью 0,95.

До введения ГОСТ 25835—83 определение режима работы механизмов производили согласно правилам Госгортехнадзора, которыми были установлены следующие режимы работы грузоподъемных машин, определяемые совокупностью условий их эксплуатации: с ручным приводом (Р); с машинным приводом — легкий (Л), средний (С), тяжелый (Т) и весьма тяжелый (ВТ) режимы работы. Основным недостатком этой классификации по режимам работы являлось то, что она не содержит достаточной информации, необходимой для проектирования крана и его элементов, и не связана с действительной долговечностью крана. Примерное соответствие группы режимов работы механизмов, устанавливаемых ГОСТ 25835—83 и правилами Госгортехнадзора, следующее:

Различные механизмы грузоподъемных кранов могут быть от-, несены к различным группам режима работы. Расчет на прочность узлов и деталей механизмов грузоподъемных машин производят в соответствии с действительным режимом их работы. В зависимости от группы режима работы механизма рассчитывают двигатель и тормоза, нагрузки, учитываемые при расчете элементов механизма, и нагрузки, вызываемые работой этого механизма, действующие на металлоконструкции, принимают основные нормативные данные, коэффициенты запаса прочности и запаса торможения, а также сроки службы отдельных элементов и узлов механизма.

Режим работы крана в целом регламентирует ГОСТ 25546—82, согласно которому все краны в зависимости от условий их использования разделяют на восемь групп режимов работы, определяемых классом использования и классом нагружения.

Работа с большими перерывами, редкая работа с грузом номинальной массы, с малыми скоростями и малым числом включений (до 60 в час) аппаратуры управления н электродвигателей (с учетом разгонов до неполной скорости), с малой относительной продолжительностью включения ПВ.

Работа с грузами различной массы, со средними скоростями, средним числом включений (до 120 в час), средней ПВ

Постоянная работа с грузами, масса которых близка к номинальной, с высокими скоростями, большим числом включений (до 240 в час), высокой ПВ Постоянная работа с грузами номинальной массы, с высокими скоростями, большим числом включений (до 600 в час), высокой ПВ

Вспомогательного назначения; механизмы подъема и передвижения ремонтных кранов н кранов, работающих в машинных залах, механиз мы передвижения строительных и портальных кранов, перегрузочных мостов н башен кабельных кранов, лебедки противоугонных захватов и другие редко работающие механизмы

Подъема и передвижения кранов механических и сборочных цехов заводов со среднесерийным производством и кранов ремонтно-меха- нических цехов, механизмы поворота строительных кранов, электротали, механизмы монтажных кранов на строительстве Технологических кранов, цехов и складов на заводах с крупносерийным производством, кранов литейных цехов и механизмы подъема строительных кранов Технологических кранов металлургического производства, механизмы подъема н "передвижения тележек, рудных и угольных перегружателей, механизмы грейферных, магнитных н складских кранов металлургических заводов

Срок службы крана составляет 15—25 лет, и он регламентирован стандартами или другими нормативно-техническими документами на соответствующие краны. Цикл работы крана включает перемещение грузозахватного устройства к грузу, подъем и перемещение груза, освобождение грузозахватного устройства и возвращение его в исходное положение.

Класс нагружения крана определяется распределением массы перемещаемых краном грузов относительно номинальной грузоподъемности QHOM крана за срок его службы. Масса специализированного грузозахватного устройства (грейфера, подъемного электромагнита, спредера и т. п.) включается в значение массы перемещаемого краном груза. Класс нагружения характеризуется коэффициентом нагружения, отражающим влияние нагружения на выносливость элементов конструкции.

При транспортировании грузов, нагретых до температуры более 300 °С, расплавленного металла, шлака, ядовитых и взрывчатых веществ и других опасных грузов группу режима работы крана принимают не менее 6К; исключение составляют самоходные стреловые краны, группа режима работы которых для транспортирования указанных грузов должна быть ЗК-

Группа IK — краны с ручным приводом всех или части рабочих механизмов, обслуживающие насосные и компрессорные станции, машинные залы электростанций, ремонтные краны, вспомогательные краны механических цехов, приводные ремонтные краны мостового типа с приводными подвесными талями, редко используемые погрузочные краны, стреловые самоходные краны для монтажа промышленного оборудования.

Группа 2К — ручные краны, часто используемые для установки заготовок на обрабатывающие станки; приводные краны мостового типа с приводными подвесными талями, применяемые для перегрузочных работ ограниченной интенсивности; вспомогательные мостовые краны механических цехов и краны интенсивно используемые только при монтаже оборудования; мостовые краны с лебедочными грузовыми тележками для машинных залов, электростанций и ремонтных работ.

Группа ЗК — приводные краны мостового типа с приводными подвесными талями, используемые на перегрузочных работах средней интенсивности, а также краны для транспортных и монтажных работ в механических цехах; краны с лебедочными грузовыми тележками для перегрузочных работ ограниченной интенсивности и интенсивно используемые только при монтаже оборудования; башенные строительные краны для монтажа промышленных зданий, сооружений и оборудования; стреловые самоходные краны для погрузочных и монтажно-строительных работ.

Группа 4К — башенные строительные краны, используемые на складах и полигонах заводов железобетонных изделий; передвижные консольные краны и краны на колонне для перегрузочных и вспомогательных работ.

Группа 5К — приводные краны мостового типа с лебедочными грузовыми тележками, используемые на перегрузочных работах средней интенсивности; краны для технологических работ в механических цехах, на складах готовых изделий предприятий строительных материалов и складах металлолома» контейнерные краны на железнодорожных станциях, складах промышленных предприятий, занятые на перегрузке различных грузов, в том числе и контейнеров; мостовые и стеллажные краны-штабелеры с управлением с пола на складах тарных грузов.

Группа 6К — грейферные, магнитные и магнито-грейферные приводные краны мостового типа, работающие на складах с разнообразными грузами, преимущественно при сезонном использовании; контейнерные краны для перегрузки только контейнеров; мостовые и стеллажные краны-штабелеры с управлением из кабины и автоматического действия на складах тарных грузов; крюковые перегрузочные портальные краны на транспортных складских объектах; грейферные портальные краны на складах промышленных предприятий и в портах при сезонной работе; краны портальные- лесопогрузчики с приводным грейфером на складах круглого леса; консольные передвижные краны в литейных цехах.

Группа 7К — приводные краны мостового типа с лебедочными грузовыми тележками при круглосуточной работе; краны с двух- канатными грейферами и магнитно-грейферные, работающие на складах насыпных грузов и металлолома с однородными грузами при некруглосуточном использовании; закалочные, ковочные, литейные краны цехов металлургического производства; башенные строительные краны, обслуживающие гидротехническое строительство.

Группа 8К — приводные краны мостового типа: магнитные, используемые в цехах и на складах металлургических предприятий и металлолома при работе с однородными грузами, а также траверсные, мульдомагнитные, мульдо-грейферные, мульдо-завалочные, копровые, ваграночные, шихтовые, колодцевые и для раздевания слитков в цехах металлургических предприятий; грейферные краны- перегружатели на складах насыпных грузов; портальные грейферные краны складов и портов при круглосуточной и круглогодичной работе.