Производство работ по монтажу мостового электрического крана Q=15/3 т с помощью монтажных кранов

РТР =  G0 · kП · kД      (5.3)

kП = 1,1 – коэффициент перегрузки;

kД = 1,3 – динамический коэффициент;

РТР = 108,37 · 1,1·1,3 = 154,97 кН

Эпюра изгибающего момента представлена на рис. 15.

Траверсу изготавливаем из стали 3, расчетное сопротивление изгибу

R = 206 МПа.

 

Длину траверсы определяем из условия

LKР =lТР +2lK

lK ≈1/4LKР    и lK ≤(4÷5)h

lK =1/4·28,5=7,25   

lТР =14,4м

Требуемый момент сопротивления траверсы:

,     (5.4)

 

где m = 0,85 - коэффициент условий работы;

     (5.5)

где Q – вес поднимаемого груза;

А – длина плеча траверсы, м.

 

Рис. 15. Расчетная схема траверсы.

 

 

    Рис.16. Конструкция проушины.

 

мм3

Подбираем  двутавры: № 60, W = 2560 см3 [1], стр.211

Рассчитываем проушину.

Наиболее опасное сечение – резьба (рис.6)

Площадь сечения для стержня по впадине резьбы:

     (5.6)

n = 2 – число стержней,

m = 0,85 – коэффициент условий работы,

RP = 137 МПа, для Ст.З.

мм2.

Диаметр резьбы:

      (5.7)

мм

Принимаем стержень с резьбой М30 на концах.

Усилие, действующее на скобу:

     (5.8)

кН

Подбираем скобу (рис. 7). Типоразмер скобы по ГОСТ 2476-65

Допускаемая нагрузка: 21 кН; lШ = 36 мм; dС = 20 мм

dШ = 24 мм [1] стр. 52

Проверяем ветви скобы на прочность:

     (5.9)

Материал скобы Сталь 45.

R = 300 МПа – напряжение растяжения/сжатие:

196 МПа ≤ 255МПа

Проверка на срез штыря:

     (5.10)

 

R = 180 МПа – напряжение при срезе:

22 МПа ≤ 153 МПа

условие выполняется.

Проверка на смятие скобы:

R = 340 МПа - напряжение при смятии.

                (5.11)

136 Мпа ≤ 289 Мпа

Условие прочности выполняется.

 

               

 

 

 

       

 

 

Рис.17 Скоба такелажная.

 

5.4.2. Строповка грузовой тележки.

 

Для строповки грузовой тележки при разгрузке, демонтаже и монтаже применяется два универсальных стропа. Схема строповки показана на рисунке 16.

Натяжение одной ветви стропа:

S = 10 · G0 / (n · cos α),              (5.12)

Рис.18.  Расчетная схема строповки грузовой тележки.

 

где G0 = Gтел  -  масса тележки с механизмами, Gтел  =  3,7 т;

n – число ветвей стропа, n = 4;

α – угол между стропом и вертикалью, α = 45º.

S = 10 · 3,7 / (4 · cos 45º) = 13,2 кН.

Разрывное усилие ветви стропа:

Rк = S · Kз,               (5.13)

где Kз – коэффициент запаса прочности, Kз = 5.

                                  Rк = 13,2  · 5 = 66 кН.

Определяем необходимую длину стропа рис.19:

 

 

 

Рис.19 Строповка тележки.

 

,                                               (5.14)

где

где   а – ширина тележки, мм;

        в  – длина тележки, мм;

        d– высота рамы тележки, мм;

        с  – расстояние от крюковой подвески  до рамы тележки, мм.

        α=450.

L = = 8241 мм.

k=c=2,6 м т.к. α=450

             Определяем необходимую длину стропа:   

                                    L = ,

L – длина стропа, мм;                 

                                    L = ,

 

Принимаем длину стропа равной 10,8 м.                                 

По разрывному усилию Rк подбираем канат [1, с. 283 – 285, П.I]:

Канат типа ЛК-РО конструкции 6х36 (1+7+7/7+14)+1о.с. ГОСТ 7668-80 с характеристиками:

• временное сопротивление разрыву 1568 МПа
• диаметр каната 18,0 мм;
• разрывное усилие 161,5 кН;
• длина стропа 8,3 м.

 

5.4.3. Строповка кабины  крана.

Для строповки кабины управления применяем два универсальных стропа. Схема строповки показана на рисунке  (рис21).

Усилие возникающее в одной ветви стропа:

S = 10 · G0 / (n · cos α),         (8)

                             

          Рис. 20.  Расчетная схема строповки кабины управления.

где G0 = Gкаб  -  масса кабины управления, Gкаб  =  1,3 т;

n – число ветвей стропа, n = 4;

α – угол между стропом и вертикалью,

                      ctg α = (b/2)/c

b= 1м; c=1,2м.

                     ctg α = (1/2)/1,2=0,4         α =300

                   S = 10 · 1,3 / (4 · cos 30º) = 3,7 кН.

Разрывное усилие в ветви стропа:

Rк = S · Kз,                 (9)

где Kз – коэффициент запаса прочности, Kз = 5[8, стр10].

Rк = 3,7  · 5 = 18,76 кН.

 

Рис.20.1. Cхема строповки кабины

Определяем необходимую длину стропа(рис.20.1):

                             L ,                                                    (10)

где  L – длина стропа, мм;

       b=1м – расстояние между двумя проушинами по длине кабины, мм;

       ,

где  ,

      

      

L =

По разрывному усилию Rк подбираем канат [1, с. 283 – 285, П.I]:

Канат типа ЛК-Р конструкции 6х19 (1+6+6/6)+1о.с.  ГОСТ 2688-80 с характеристиками:

• временное сопротивление разрыву 1578 МПа
• диаметр каната 11 мм;
• разрывное усилие 62,9 кН;
• длина стропа 3,8 м.

6. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ МОСТА КРАНА НА ПРОЧНОСТЬ И ЖЕСТКОСТЬ.

Рассмотрим мост, как двухопорную балку, нагруженную распределенным по длине усилием q от действия собственного веса    (G=10,5 т).

Расчетная схема моста приведена на рис.40. Пример расчета приведен: [5, c.107-140].

                                                 q = kт×Gб / L,             (6.1)

                                      

где   kт – коэффициент толчков, kт = 1,1;

        Gб – собственный вес приводного полумоста, Gб =10,5·9,81= 103 кН;

        L – пролет крана, L = 28,5 м.

q = 1,1×103 / 28,5 = 3,98 кН.

Опорные реакции в точках А и В (точки строповки) равны:

RA = RB = ½ 9,81 G = 1/2·9,81·10,5=51,5 кН.   (6.2)

Изгибающие моменты в точках A, B, C:

MA = MВ = q ∙ (½L-4)2 / 2 = 3,98 ∙ 10,32 / 2 = 211,1 кН/м; (6.3)

MС = [q ∙ ( ½ L)2 / 2] –  RA∙ 4 =   (6.4)

= [3,98 ∙ (½ ∙ 28,5)2 / 2] – 51,5 ∙ 4 = 198,1 кН/м.

Эпюра изгибающих моментов представлена на рис. 20.

Условие прочности на изгиб имеет вид:

                           σи = Мmax / Wи ≤ [σи],     (6.5)

где  σи – фактическое напряжение изгиба;

Мmax – максимальный изгибающий момент в опасном сечении моста, Мmax = MA = 211,1 кНм;

Wи – момент сопротивления опасного сечения;

[σи] – допускаемое напряжение изгиба, [σи] = σт = 400 МПа.

Определим момент сопротивления опасного сечения Wи :

   Wи = (2 ∙ Yz) / h,         (6.6)            

где  Yz – центральный момент инерции балки;

h – высота балки, h = 1,3 м.

  Yz = 1/6∙b∙dп3  + b∙dп∙h2  + 1/6∙dc∙hc3 ,         (6.7)             

где  b – ширина балки, b = 0,425 м;

dп – толщина пояса;

dc – толщина стенки;

hc – высота стенки.

dп = 8∙10-3 м.

hc = h - 2∙dп ;            (6.8)

 

Рис.20. Схема к проверочному расчету полумоста крана.

                                 

hc = 1,3 - 2∙0,008с = 1,284 м.

                                               dc = 5∙10-3 м.

        Общий вид главной балки с основными конструктивными параметрами показан на рис.21.

По формуле получим :

Yz = 1/6×0,425∙0,0083  + 0,425∙0,008 ∙1,32  + 1/6∙0,005∙1,2843  = 15,75∙10-3  м4 .

Определим момент сопротивления опасного сечения :

Wи = (2 ∙ 15,75 ∙ 10-3 ) / 1,3 = 24,2∙10-3  м3 . 

Тогда фактическое напряжение изгиба будет равно :        

  σи = 211,1 ∙ 103 / 24,2 ∙ 10-3 = 106 ∙ 106 Па = 106 МПа ≤ [σи] = 160 МПа.

                                  Δ=((160-106)/160)·100%=33%

Конструкция моста имеет достаточную прочность, т. к. фактические напряжения изгиба в мостовом строении незначительны и составляют около 15% от предела упругости материала

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.21.Общий вид главной балки.

 

Жесткость балки проверяется по соотношению :

f≤ [f] ,      (6.9)

где  f – фактический прогиб полумоста;

[f] – допускаемый прогиб, [f] = L / 700.

f = Mmax ∙ L  / (10∙E ∙ Yz),     (6.10)

где  Е∙Yz – изгибная жесткость полумоста.

Yz - центральный момент инерции балки .

Е – модуль упругости материала.                              

f = 211,1 ∙103 ∙ 28,52  / (10∙2,1∙1011 ∙ 15,75∙10-3 ) =8074,85∙10-6 м.

[f] = 8074,85/ 700 =11,53 мм.

f = 8,07 мм < [f] = 11,53 мм,

Условие  выполняется, значит конструкция имеет достаточную жесткость и можно осуществлять ее подъем.

 

 

 

 

 

 

7. Испытания крана

7.1Общие сведения

Собранный и установленный на подкрановых путях кран необходимо испытать. Испытание крана пробным грузом состоит из статического и динамического, причем в начале производится статическое, а затем динамическое испытание. Монтажная организация предоставляет следующую документацию:

1. Акт о соответствии выполненных монтажных работ требованиям инструкции по монтажу, монтажным чертежам и технологическим картам.
2. Акт, удостоверяющий, что защита от напряжения прикосновения и результаты замеров сопротивления изоляции электроприборов соответствуют действующим требованиям.
3. Акт испытаний.

Кран до сдачи заказчику подлежит осмотру, опробованию и испытанию. Цель осмотра и испытания крана – проверка качества монтажа, прочности и надежности в работе, соответствие габаритным размерам и характеристикам, указанным в чертежах и других документах, безопасности работы и выполнения требований правил.

По окончании опробовании крана под нагрузкой монтажная организация сдает кран по акту заказчику.

К акту приемки-сдачи крана монтажная организация прилагает:

• документацию, полученную у заказчика на время монтажа;
• акт приемки подкранового пути;
• сборочные чертежи металлоконструкций;
• документы, удостоверяющие качество сварки конструкций, выполненной при монтаже, опись удостоверений и дипломов сварщиков, копии сертификатов на сварочные материалы, результаты испытаний контрольных образцов.

Опробование крана:

1. Проверить и произвести пробное передвижение крана на холостом ходу по всей длине рельсового пути в оба конца с неоднократными остановками в обоих направления движения.
2. Произвести пробное передвижение грузовой тележки на холостом ходу по всей длине моста в оба конца с неоднократными остановками в обоих направления движения.
3. Произвести пробный подъем и спуск крюковой подвески грузовой лебедки на высоту подъема с неоднократными остановками при подъеме и спуске груза.
4. Произвести испытания крана – статические и динамические в соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов.

7.2 Статическое  и динамическое испытание крана

 

 При статическом испытании  кран устанавливается над колоннами  крановых путей, а главная тележка  в середине пролета крана. Крюками захватывается груз, превышающий грузоподъемность крана на 25%, и поднимается на высоту 200-300 мм с последующей выдержкой в таком положении в течение 10 мин. Затем груз опускается и проверяется отсутствие остаточной деформации моста крана.

 Динамическое испытание производится  только в том случае, если результаты  проведенного статического испытания  признаны удовлетворительными. Это испытание заключается в повторных подъемах и опусканиях груза, превышающего предельный рабочий груз на 10%. При этой же нагрузке испытываются также все другие механизмы, а также концевые выключатели хода крана и тележек.

Концевой выключатель механизма подъема должен испытываться при подъеме крюка без груза.

 Испытание крана проводится  при техническом освидетельствовании, а также после капитального ремонта или перенесения крана на другое место.

 Испытание ограничителей грузоподъемности. Последовательность проведения испытаний:

Мост крана устанавливают над опорами подкрановых балок, в положение, отвечающее их наименьшему прогибу. Главную и вспомогательную тележки отгоняют в крайние противоположные положения.

 Механизмом подъема 15т производят поднятие контрольного груза массой 1,15 Q, в кабине должен прозвучать звуковой сигнал и загореться светодиод «Ограничение» на панели управления весоизмерительного устройства.

Результат испытаний ограничителя грузоподъемности заносят в протокол испытаний.

 

 

Литература

 

 

1. Ивашков И.И., Монтаж, эксплуатация и ремонт подъемно-транспортных машин: Учебник для студентов вузов по  специальности «Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование». – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1991. – 400с. – ISBN5-217-01385-0.
2. Кичихин Н.Н., Такелажные работы. Учебное пособие для подготовки рабочих на производстве. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1995. – 240с.
3. Маршев В.З., Эльяш М.Л., Турианский Л.М. и др. Монтаж технологического оборудования. Справочник по специальным работам. /под редакцией Маршева В.З., Изд.2-е, перераб. и доп. Т1, М.: Стройиздат, 1976 – 384с.
4. Матвеев. В.В., Крупин Н.Ф. Примеры расчета такелажной оснастки: учебное пособие для техникумов. 4-е изд., перераб. и доп. – Л.: Стройиздат.Ленингр. отделение, 1987  - 320с., ил.  - ISBN 5-274-00031-2.
5. Кран электрический мостовой грузоподъемностью 15 тонн. Руководство по эксплуатации ВПТМ. 585.01.08.00.00.00.00 РЭ. М.: изд. ОАО НПО ВНИИПТМАШ, 2008 – 76с.