Устройство и безопасность автомобильного крана 16т на шасси КамАЗ-53213

Введение

 

1.1 Область применения (использования).

 

Автомобильный кран 16т на шасси  КамАЗ-53213, гидравлический, предназначен для выполнения погрузочно-разгрузочных и строительно-монтажных работ  с обычными и разрядными грузами  на рассредоточенных объектах.

 

1.2 Цель и назначение  разработки

 

Кран автомобильный, грузоподъёмностью 16тонн, создаётся в связи с  заменой снимаемого с производства крана.

 

1.3 Технические требования

 

1.3.1 Состав крана и требования к его конструктивному устройству

Проектируемый кран гидравлический, полноповоротный, с жёсткой подвеской телескопической стрелы, состоит из следующих составных частей:

• неповоротная часть: коробка отбора мощности, рама, опоры выносные, стойка стрелы, механизм блокировки подвески, шасси автомобиля, гидрооборудование неповоротной части, пневмооборудование, облицовка.
• поворотная часть: лебёдка грузовая с прижимным роликом, механизм поворота, рама поворотная, опорно-поворотное устройство, кабина, кожух, отопитель, гидрооборудование поворотной части.
• кран оборудован ограничителем нагрузки крана ОНК - 140 – 05.
• стреловое оборудование: канат D = 16,5мм, крюковая подвеска с крюком грузоподъёмностью 16тонн, стрела, гидроцилиндр подъёма стрелы.
• приводы управления: привод управления рабочими операциями, привод управления двигателем.
• электрооборудование: одиночный ЗИП.

 

1.3.2. Требуемые технические данные

• грузоподъёмность, тонн, максимальная:

на выносных опорах 16

без выносных опор 3

при передвижении с грузом на крюке 3

• высота подъёма крюка, м, максимальная 21,7
• вылет, м, максимальный 18,5
• грузоподъёмность при выдвижении телескопической стрелы, максимальная, тонн 4
• максимальная глубина опускания крюка для стрелы 9,7м с грузом 8т на вылете 5м, м. 12
• длина стрелы, м 9,7…21,7
• скорость подъёма-опускания номинального груза, м/сек.
• максимальная скорость подъёма-опускания крюка без груза, м/сек
• скорость изменения вылета крюка, м/сек:

при подъеме (опускании) стрелы 0,15

при выдвижении (втягивании) стрелы 0,13

• частота вращения поворотной части, об/мин. 1,75
• скорость передвижения крана, км/час:

транспортная 50

рабочая с грузом на крюке 5

• размеры опорного контура, м:

длина 3,85

• ширина: передних опор 4,8

задних опор 4,8

• угол поворота, град:

без груза на крюке  со стрелой 9,7м.360

с грузом на крюке при  работе на опорах 240

с грузом на крюке при работе без опор 240

• полная масса крана, кг. 21500

 

1.3.3. Требования к надёжности

Средний ресурс до первого  капитального ремонта должен быть не менее 5000 часов. Наработка на отказ должна быть не менее 100 часов. Смазочные устройства должны обеспечивать работоспособность механизмов крана без смены смазки в период между техническими обслуживаниями.

Мероприятия по техническому обслуживанию должны включать:

- контрольные осмотры;

- ежедневные обслуживания;

- номерные технические  обслуживания;

- сезонное обслуживание;

 

1.3.4. Требования к уровню  унификации и стандартизации.

Основные механизмы  и узлы крана максимально унифицированы  с механизмами и узлами автокранов серийно выпускаемых.

Коэффициент применяемости  должен быть не ниже 70%.

Коэффициент повторяемости должен быть не ниже 1,3.

 

1.3.5. Требования эстетические.

Кран по внешнему виду и отделке должен отвечать современным  требованиям технической эстетики. Эстетический показатель должен быть не ниже 9 баллов.

1.3.6. Требования к исходным материалам  составных частей крана.

В конструкции проектируемого крана  используются материалы, применяемые  для изготовления кранов КС – 3572 , КС – 3571 , КС – 3576 , а также другие материалы. Блоки грузового полиспаста крана изготавливаются из чугуна марки СЧ 18 – 36 ГОСТ 1412 – 70 «Отливки из серого чугуна».

1.3.7. Условия эксплуатации.

Проектируемый кран предназначен для  эксплуатации в условиях, установленных  ГОСТ 22827 – 77 «Краны стреловые самоходные общего назначения. Технические условия», с учётом требований, установленных данным техническим заданием.

 

1.3.8. Дополнительные требования.

• Кран должен быть работоспособным:

при эксплуатации в любое  время года и суток при температуре окружающего воздуха от +40 до -40 .

при уклоне местности  – 3 .

при наклоне крана (наклон конструкции, к которой прикреплена  стрела) относительно горизонта:

на выносных опорах – 1,5 .

без выносных опор – 6 .

с соответствующим уменьшением  грузовых характеристик на 80%.

• Время развёртывания крана (при работающем двигателе), из транспортного положения в рабочее или из рабочего в транспортное, расчётом из двух человек, не более 5 минут.
• Конструкция крана должна обеспечивать:

предотвращение повреждения  блоков;

возможность работы перед  кабиной;

механизированную блокировку рессор тележки шасси;

запас прочности грузового  каната не менее 6.

• Кран должен иметь защитную окраску хлорвиниловой эмалью ХВ 518 по грунту №138 или ГФ – 020.
• Гидравлический привод должен обеспечивать плавное, бесступенчатое регулирование скоростей рабочих механизмов крана.
• Выдвижение секций стрелы должно производиться с помощью гидроцилиндров. Грузоподъёмность при выдвижении секций стрелы должна быть в пределах грузовой характеристики.

 

2. Механизация

 

Автомобильный кран предназначен для выполнения погрузочно-разгрузочных и строительно-монтажных работ с обычными и разрядными грузами на рассредоточенных объектах. Максимальная грузоподъемность крана 16 т. В связи с этим, целесообразно применение крана при работе с грузами весом свыше 10 т. Например, при строительстве цехов заводов, при строительстве мостов, при работе с крупн габаритными грузами.

При работе крана, обслуживающему персоналу необходимо учитывать  опасные зоны (зоны возможного падения  и отскока груза).

Также перед работой  необходимо правильно установить кран на строительной площадке.

Правильная установка  крана на строительной площадке имеет  важное значение для безопасного  производства работ. Строительную площадку перед установкой крана необходимо очистить от мусора и строительных отходов, поверхность спланировать, выровнять ямы, канавы и выбоины засыпать землей и утрамбовать. В зимнее время площадку необходимо очистить от снега до грунта и посыпать песком или щебнем.

Стреловые самоходные краны следует устанавливать на строительной площадке после проверки несущей способности грунтового основания, которая должна соответствовать максимальному опорному давлению крана при наибольшей нагрузке. Другим важным критерием допустимости установки крана на строительной площадке служит угол осадки крана. Значительная деформация грунта не так опасна, если она происходит равномерно. Основное влияние на устойчивость кранов оказывает угол наклона крана из-за неравномерной осадки грунта в связи с различными значениями давления опор крана на грунт. Работа крана на свеженасыпанном грунте запрещается. Такая работа может быть разрешена только при использовании инвентарных подстилающих устройств (шпал, плит, щитов). Надежнее для этих целей применять инвентарные подкрановые щиты из металлического проката различных профилей (труб, швеллеров).

Автомобильные, пневмоколесные и гусеничные краны разрешается  устанавливать на краю траншеи или  котлована при условии соблюдения расстояний, приведенных в таблице 2.1. При невозможности соблюдения этих расстояний откос должен быть укреплен.

Установка на строительной площадке стреловых самоходных кранов производится так, чтобы при работе расстояние между поворотной частью крана (при любом его положении) и строениями, штабелями грузов, колоннами было не менее 1 м. Кран нужно устанавливать на все имеющиеся дополнительные опоры.

 

Табл. 2.1. Допустимые расстояния от основания котлована (траншеи) до опоры крана

Глубина котлована Нк, м	Расстояние от основания  откоса до ближайшей опоры крана при ненасыпном грунте, м
	песчаном и гравийном	супесчаном	суглинистом	глинистом	лессовом сухом
1	1,5	1,25	1	1	1
2	3	2,4	2	1,5	2
3	4	3,6	3,25	1,75	2,5
4	5	4,4	4	3	3
5	6	5,3	4,74	3,5	3,5

 

Под опоры следует подкладывать прочные и устойчивые подкладки. Кран нужно установит так, чтобы можно было с одного места выполнить максимум операций по подъемы и перемещению грузов. При этом безопаснее выполнять работу с минимальными вылетами крюка и углами поворота платформы. Установка кранов должна производиться в соответствие с проектом производства работ и инструкцией по эксплуатации крана, разработанной заводом-изготовителем. Установка грузоподъемных кранов на строительной площадке, размещение участков работ, рабочих мест, проездов транспортных средств и проходов для людей должны выполняться с учетом выделения опасных для пребывания людей зон, в пределах которых производиться подъем и перемещение грузов кранами.

Зоны постоянно действующих  опасных производственных факторов во избежание доступа посторонних  лиц должны быть ограждены защитными ограждениями, удовлетворяющими требованиям ГОСТ 23407-78.

Граница опасной зоны грузоподъемного  крана определяется с учетом отлета (падения) груза, перемещаемого краном на наибольшем вылете стрелы.

Границы опасных зон стреловых  самоходных кранов определяются исходя из следующих условий:

• установка крана для монтажа устойчивых элементов;
• установка крана для монтажа высоких неустойчивых элементов;
• установка крана вблизи штабеля складирования (здания и т.д.);
• установка крана вблизи котлована (траншеи);
• установка крана вблизи линии электропередач.

Границу опасной  зоны при работе крана по монтажу  устойчивых элементов можно определить по формуле:

 

, (2.1)

 

где - радиус опасной зоны;

- максимальный вылет крюка  крана;

- длина детали;

- расстояние от вылета крюка  до места возможного падения  груза. 

Расстояние  должно быть не менее, м:

 

Табл.2.2

Высота подъема груза Н, м	Расстояние  , м не менее
до 20	7
от 20 до 70	10

 

Рис. 2.1. Границы опасной зоны при  работе крана по монтажу устойчивых элементов.

 

Например, определим границу  опасной зоны, когда автомобильным  краном КС – 4572 будет производиться монтаж плит.

Известно:

Наибольший вылет 18,4 м, длина плиты 5 м, наибольшая высота подъема 21,7 м.

Согласно табл. 2 м. Подставим данные значения в формулу, получим:

Границу опасной зоны при монтаже краном неустойчивых элементов можно определить по формуле:

 

, (2.2)

 

где - радиус опасной зоны (вылет крюка);

- рабочий радиус крана;

- высота подъема груза;

Например, определим границу опасной  зоны, при монтаже колонны автомобильным  краном КС – 4572.

Известно:

Вылет 10 м, высота подъема груза 10 м.

Согласно табл. 2 м. Подставим данные значения в формулу, получим:

 

Рис. 2.2. Границы опасной зоны при работе крана по монтажу неустойчивых элементов.

 

Граница опасной зоны между  штабелем конструкций (стеной здания, колонной) и поворотной частью крана  может быть подсчитана по формуле:

, (2.3)

 

где - габарит поворотной части крана;

- радиус опасной зоны вращения  крана;

- расстояние между штабелем  и краном не менее 1 м.

Например, определим границу опасной  зоны между штабелем конструкций (стеной здания, колонной) и поворотной частью крана КС – 4572.

Известно:

Габарит поворотной части крана 2,95 м, расстояние между штабелем и краном принимаем 3 м.

Подставим данные значения в формулу, получим: