Комплексная механизация вертикального транспортирования груза



Актуальность данной статьи заключается в том, что строительство промышленных и гражданских зданий и сооружений связано с перемещением значительного количества грузов. В осуществлении грузопотоков основную роль играют системы подъёмно-транспортных машин и оборудования.

Транспортировка строительных грузов включает погрузку на месте отправления и разгрузку на месте прибытия. Процессы погрузки-разгрузки в настоящее время полностью механизированы, для этих целей используют машины и механизмы общего и специального назначения.

Вертикальный транспорт предназначен для выполнения погрузочных работ на заводах-поставщиках строительных конструкций, разгрузочных работах, при приемке поступивших на строительную площадку материалов и изделий, при транспортировании грузов по вертикали с земли к месту производства работ.

Для вертикального перемещения строительных грузов применяются грузоподъемные машины и машины непрерывного транспорта.

К грузоподъемным машинам относятся краны, подъемники, а также простейшие машины и механизмы (домкраты, лебедки и тали). В настоящее время с помощью грузоподъемных машин выполняется 80–90 % общего объема строительно-монтажных работ.

Целью статьи является выявить основные и дополнительные машины и механизмы для комплексной механизации процесса вертикального транспортирования груза. В соответствии с целью, поставлены следующие задачи:

– изучить основные машины;

– изучить дополнительные машины;

– изучить главные параметры основных и дополнительных машин.

Основная машина в процессе транспортирования вертикального транспортирования груза — башенный кран. Основные параметры механизма подъема груза башенного крана необходимо определить следующим образом:

1) Определить расчетную грузоподъемность

Механизм подъема груза рассчитывают на действие нормативной Q_н и случайной S_q составляющей, определяемой по формуле

S_q = К_з Q_н, (1)

где К_{з —} коэффициент изменчивости

S_q — случайная составляющая;

Q_н — нормативная грузоподъемность.

2) Определить КПД полиспаста и канатно-блочной системы

Величина КПД полиспаста:

 = , (2)

где _б — КПД блока

i — кратность полиспаста.

3) Определить натяжение ветви каната, идущей на барабан

Натяжение ветви каната, навиваемого на барабан:

S_к = , (3)

где Q_р — расчетная грузоподъемность;

q — масса захватных приспособлений, кг, равна 5 % от Q_р;

g — ускорение свободного падения, м/с²;

i — кратность полиспаста;

z — число полиспастов;

 — величина КПД полиспаста;

_об — величина КПД отклоняющихся блоков.

4) Подобрать стальной канат

Разрывное усилие в канате:

S_р = S_к n_к, (4)

где n_{к —} коэффициент запаса прочности каната

S_к — натяжение ветви каната.

5) Определить основные параметры барабана

Минимально допустимый диаметр барабана подъемного механизма для повышения долговечности, уменьшения длины барабана и количества слоев навивки каната рекомендуется выбирать следующий:

D_б.мин=d_ке, (5)

где е — коэффициент, принимаемый по нормам Госгортехнадзора для режимов работы механизма

d_к — диаметр каната.

Конструктивно должно соблюдаться условие D_б  D_б.мин.

Рабочая длина L_б гладкого без нарезки барабана при многослойной навивке каната:

L_б = , (6)

где L_к — длина каната;

d_к — диаметр каната;

m — число слоев навивки каната, изменяемое в интервале 5  m  1;

D_б — диаметр барабана.

Минимальный диаметр барабана (навивки по первому слою):

D _н.мин = D_б + d_к, (7)

где D_б — диаметр барабана;

d_к — диаметр каната.

Максимальный диаметр барабана (навивки по последнему слою):

D_н.мах = D_б + (2 m — 1) d_к, (8)

где D_б — диаметр барабана;

d_к — диаметр каната;

m — число слоев навивки каната, изменяемое в интервале 5  m  1.

Средний диаметр барабана (навивки по среднему слою):

D_ср = D_б + m d_к, (9)

где D_б — диаметр барабана;

d_к — диаметр каната.

Диаметр барабана по ребордам (предотвращающим сползание каната):

D_реб = D_н.мах + 2 d_к (m + 2), (10)

где D_н.мах — максимальный диаметр барабана;

d_к — диаметр каната;

m — число слоев навивки каната

6) Выполнить расчет и выбрать электродвигатель и редуктор.

Выбор электродвигателя

Подъемные механизмы кранов и лебедок приводятся в действие крановыми асинхронными двигателями переменного тока с фазовым ротором серии МТ, МТН, получившими наибольшее распространение.

Статическая мощность электродвигателя (кВт) при подъеме номинального груза:

N = , (11)

где V_г — скорость подъема груза, м/с;

_м — предварительное значение КПД механизма, равное 0,8.

Q_р — расчетная грузоподъемность;

g — ускорение свободного падения, м/с²;

В роли дополнительных машин выступают — самосвал по типу КамАЗ 6520 и мини-погрузчик по типу Bobcat S100.

КамАЗ 6520 автомобиль грузоподъемностью до 20 тонн предназначен для перевозки по дорогам общего назначения строительных материалов и сыпучих грузов. КамАЗ 6520 представляет собой мощный грузовой автомобиль.

Платформа КамАЗ 6520 вмещает 12 кубометров груза. Грузоподъемность — 20000 кг.

Основная характеристика этого автомобиля в процессе транспортирования — грузоподъемность, которая прямо пропорционально влияет на часовую производительность:

Часовая производительность КамАЗа-6520,применяемого для перевозки песка определяется по формуле:

Q, (12)

где q– грузоподъемность автомобиля;

𝛾 — коэффициент использования грузоподъемности;

β — коэффициент использования пробега;

V_t — техническая скорость автомобиля;

l_ег — средняя дальность ездки с грузом;

t — время погрузки и разгрузки.

Автокран КС 3577 — специальная техника легкого класса, предназначенная для работ по погрузке, выгрузке, а также строительных работ, в разных отраслях народного хозяйства.

Автокран КС 3577 быстро приводится в рабочее положение и не требует большого пространства для подъезда и работы. Технические характеристики машины позволяют перемещать любые тяжести: железобетонные изделия, металлопродукцию, лесоматериалы и прочие.

Заключение

В ходе работы по комплексной механизации вертикального транспортирования груза были выявлены основные машины и механизмы процесса вертикального транспортирования груза. Был произведен ряд расчётов, главной задачей которых было вычислить ключевые значения и подобрать комплектующие для основной машины — башенный кран.

Литература:

1. Вайнсон, А. А. Подъемно-транспортные машины.. — 3-е изд. — М.: Машиностроение, 1974. — 431 с.
2. Добронравов, С. С. Строительные машины и основы автоматизации/ С. С. Добронравов, В. Г. Дронов. Москва: Высшая школа, 2003;
3. Марон, Ф. Л. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин/ Ф. Л. Марон. Минск, 1977;
4. Сергеев, В. П. Строительные машины и оборудование/ В. П. Сергеев. Москва: Высшая школа, 1987;
5. Строительные машины и механизмы: справочник: в 2 т.; под ред. В.А. Баумана, Ф. А. Лапира. Москва: Машиностроение, 1976;
6. «Механизация и автоматизация производства»: методические указания к курсовой работе по теме транспортирующие машины/ Е. С. Турышева, А. С. Ереско, Р. Т. Емельянов. Красноярская государственная архитектурно-строительная академия, 2006.