CC BY
32
Общее количество опубликованных работ: 55. email: paleev_va@mail.ru.
Терёхин Александр Игоревич - аспирант. Основные направления научной деятельности: Исследование системы управления положения рабочего органа профилировочной машины. e-mail: saniaom skcity@mail. ru.
Ермолаева Алиса Игоревна - аспирант. Основные направления научной деятельности: Исследование автогрейдера с целью повышения точности профилировочных работ. e-mail: lisenok_2007@list. ru.
УДК 621.87
ВАРИАНТЫ КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ И ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ САМОХОДНОГО ДВУХСТРЕЛОВОГО ГРУЗОПОДЪЕМНОГО КРАНА
В. С. Щербаков, М. С. Корытов, М. Ю. Архипенко
Аннотация. Описываются два конструктивных исполнения самоходного двухстрелового грузоподъемного крана. Количество поворотных платформ или поворотных колонн увеличено до двух. Предложенные конструкции могут использоваться для перегрузки крупногабаритных грузов и монтажа длинномерных конструкций.
Ключевые слова: самоходный, грузоподъемный, двухстреловой, кран, поворотная платформа, поворотная колонна.
Введение
Проблема оптимизации траектории перемещения длинномерных и крупногабаритных грузов, с учетом угловых координат и произвольной формы груза, является актуальной, особенно, если масса груза превышает грузоподъемность отдельного грузоподъемного крана (ГПК). Подобные работы выполняются двумя или несколькими ГПК. Совместная работа по перемещению груза несколькими ГПК является работой повышенной сложности, потенциально опасной, и выполняется сравнительно редко. Если масса груза находится в допустимых пределах грузоподъемности отдельного ГПК, возникает проблема обеспечения угловых координат груза при его перемещении отдельным ГПК по требуемой траектории. Частично, при нахождении длинномерного груза на небольшой высоте, она может быть решена при помощи ручного поворота груза стропальщиками, а также использованием специальных схем и устройств подвеса груза типа стабилизационных платформ. Однако, данные способы решения проблемы имеют существенные ограничения.
Предлагается использовать при выполнении данного вида работ самоходный двухстреловой ГПК вместо двух отдельных ГПК традиционной конструкции. Это позволит бо-
лее точно обеспечивать угловые координаты груза в широких пределах на всей траектории, и расширит технологические возможности ГПК.
Описание разработки
Одновременное использование двух стреловых ГПК при перемещении общего груза, позволяет осуществлять подъем и перемещение в конечное положение крупногабаритных грузов и длинномерных металлических конструкций, обеспечивая при этом заданные координаты угловой ориентации груза в пространстве.
Однако указанное техническое решение обладает следующими недостатками: необходимо обеспечить согласованную работу двух крановщиков и сигнальщика, в сложных случаях необходимо крановщиков и сигнальщика обеспечить двусторонней радиосвязью. Перед началом работы необходимо обеспечить точную привязку каждого ГПК к заданным точкам на площадке. В процессе работы необходимо одновременно производить контроль: углов отклонения двух грузовых канатов от плоскости подъема для каждого ГПК, углов отклонения грузовых канатов от гравитационной вертикали, а также углов наклона опорных платформ и ходовой части (шасси) двух ГПК к горизонту [1,2].
При этом возможны: неравномерное распределение нагрузок на отдельные ГПК, расцепление груза со стропами, раскачивание груза при наклонном положении канатов, вызванные несогласованными действиями крановщиков. Это приводит к увеличению времени работы и количества работающего персонала. Затруднена автоматизация процесса вследствие совместного использования двух отдельно стоящих крановых механизмов.
Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к разработанным конструкциям является двухстреловой деррик-кран [3].
Он содержит: горизонтальную опорную раму с четырьмя опорами (ходовыми тележками, аутригерами); поворотную платформу; две мачты; несколько стоек-укосин; две стрелы, два механизма подъема груза (привода), состоящих каждый из грузовой лебедки и каната; поддерживающие и направляющие канат-элементы (канатные блоки, поддерживающие скобы и т.п.); грузозахватные приспособления; механизмы подъема двух стрел; механизм поворота крана; подвесные решто-вания.
Деррик-кран устанавливают стационарно на фундаментах, башенных надстройках, плавучих опорах или используют в качестве передвижного при перемещении по монтируемой конструкции (пролетному строению, ферме).
Описанный кран обладает следующими недостатками: двухстреловой деррик-кран
представляет собой специализированное устройство, которое применяют при движении по пролетным строениям определенного размера или стационарно. Трудоемкость работ по монтажу и демонтажу подобных кранов для перемещения на другую строительную площадку высока.
Зона, обслуживаемая двухстреловым деррик-краном, ограничена, поскольку подвесные рештования, занимая по отношению к пролетному строению объемлющее положение, препятствуют повороту стрел в плане. В случае использования неповоротной конструкции крана поворот стрел в плане не производится, что еще более ограничивает зону, обслуживаемую краном.
Конструктивное исполнение двухстрелового деррик-крана делает невозможным поворот в плане одной стрелы относительно другой (проекции осей симметрии двух стрел на горизонтальную плоскость всегда параллельны друг другу), вследствие этого существенно ограничены возможный угол поворота груза в плане, а также возможный угол наклона груза
относительно горизонтали, поскольку по требованиям безопасности положение грузовых канатов в процессе работы должно оставаться вертикальным. Изменение вылета одной стрелы относительно вылета другой при сохранении параллельного расположения проекций их осей увеличивает расстояние между верхними точками стрел в плане, что приводит к наклонному расположению грузовых канатов, поскольку строповка груза предусматривает постоянное положение мест контакта груза и строп или грузозахватных приспособлений. То есть поворот груза на некоторый угол вокруг вертикальной оси, осуществляемый путем изменения вылетов стрел их подъемом и опусканием, неизбежно вызывает также отклонение грузовых канатов от вертикали на определенный угол. Все перечисленное не позволяет обеспечить заданные значения угловых координат груза в начальном положении в процессе перемещения и в конечном положении, не нарушая при этом требования безопасности о вертикальном расположении грузовых канатов. Допустимые интервалы линейных координат груза в плане также существенно ограничены. Это снижает технологические возможности крана.
Задачей предложенной разработки является расширение технологических возможностей крана по перемещению крупногабаритных и длинномерных грузов с обеспечением требуемых значений не только линейных, но и угловых координат груза, повышение мобильности, маневренности и независимости передвижения крана, снижение трудоемкости работ по монтажу и демонтажу крана для перемещения на другой объект, по подготовке площадок для его эксплуатации, расширение зоны, обслуживаемой ГПК.
При этом достигают следующих технических результатов:
- Увеличение конструктивно возможных значений углов поворота стрел в плане. Появление возможности изменения длины стрел в процессе работы крана. Расширение за счет этого геометрических размеров зоны, обслуживаемой краном.
- Появление вращательной подвижности одной стрелы относительно другой в плане. Обеспечение за счет этого заданных в широких пределах значений угловых координат груза в начальном положении, в процессе перемещения и в конечном положении.
- Уменьшение времени работ по монтажу и демонтажу ГПК для перемещения на другой объект.
-Уменьшение времени работ по подготовке площадок для эксплуатации ГПК.
Указанных технических результатов достигают тем, что двухстреловой ГПК содержит дополнительную поворотную платформу, по одной для каждой стрелы, при этом стрелы телескопической конструкции. Опорная платформа выполнена на базе автомобильного или гусеничного самоходного шасси. Возможна другая конструкция, когда ГПК содержит две поворотные колонны, установленные на одной поворотной платформе с возможностью
независимого поворота каждой поворотной колонны вокруг вертикальной оси относительно единой поворотной платформы.
Разработка поясняется прилагаемыми схемами: на рис. 1. приведены виды сбоку и сверху (в плане) самоходного двухстрелового ГПК с двумя поворотными платформами. На рис. 2. - виды сбоку и сверху (в плане) ГПК с одной поворотной платформой и двумя поворотными колоннами.
Рис. 1. Самоходный двухстреловой ГПК с двумя поворотными платформами
(виды сбоку и сверху)
4
К
1
Рис. 2. Самоходный двухстреловой ГПК с одной поворотной платформой и двумя поворотными колоннами (виды сбоку и сверху)
Вариант рис. 1. Самоходный двухстрело- ничное самоходное шасси 1 с выносными, вой ГПК содержит автомобильное или гусе- выдвижными или откидными опорными эле-
ментами 2 в количестве четырех штук, две поворотные платформы 3, две телескопические стрелы 4.
Две поворотные платформы 3 установлены на шасси 1 с возможностью поворота каждой вокруг вертикальной оси (в плане) на угол не менее 360°. На каждой из двух поворотных платформ смонтирована телескопическая стрела 4, имеющая одну вращательную степень свободы относительно собственной поворотной платформы. Вращение телескопических стрел 4 происходит вокруг горизонтальных осей шарниров, расположенных в основании стрел (нижней части). Телескопические стрелы 4 допускают изменение их длины в процессе работы. Перемещаемый груз 5, который не является частью устройства, связан с оголовками двух телескопических стрел 4, которые перемещают груз 5 при помощи грузовых канатов и строп или грузозахватных приспособлений.
Устройство работает следующим образом. ГПК своим ходом перемещается к месту работы. Перед началом работы происходит выдвижение или откидывание опорных элементов 2 и вывешивание на них опорной платформы 1 с одновременным ее горизонтирова-нием. Затем при помощи поворотов поворотных платформ 3, подъема/опускания и изменения длины телескопических стрел 4 их переводят из транспортного положения в положение, в котором оголовки телескопических стрел 4 находятся над точками планируемого закрепления грузозахватных приспособлений или строп на грузе 5. Происходит подъем/опускание грузовых канатов, закрепление груза 5 в двух местах, его подъем и перемещение в конечное положение при помощи указанных выше движений поворотных платформ 3, телескопических стрел 4 и грузовых канатов. После этого груз освобождают от грузозахватных приспособлений или строп и начинают цикл перемещения следующего груза либо происходит завершение работы.
Вариант рис. 2. Самоходный двухстреловой ГПК содержит опорную платформу на базе автомобильного или гусеничного самоходного шасси 1 с выносными, выдвижными или откидными опорными элементами 2 в количестве четырех штук, одну поворотную платформу 3, две поворотные колонны 6, две телескопические стрелы 4.
Поворотная платформа 3 установлена на шасси 1 с возможностью поворота вокруг вертикальной оси (в плане) на угол не менее 360°. На ней установлены две поворотные колонны 6, которые имеют каждая одну вра-
щательную степень свободы относительно поворотной платформы. Вращение поворотных колонн 6 также происходит вокруг вертикальных осей. На каждой из двух поворотных колонн 6 смонтирована телескопическая стрела 4, имеющая одну вращательную степень свободы относительно собственной поворотной колонны 6. В остальном конструкция ГПК с одной поворотной платформой и двумя поворотными колоннами аналогична описанной выше конструкции ГПК с двумя поворотными платформами.
Работа ГПК с одной поворотной платформой и двумя поворотными колоннами аналогична описанной выше работе ГПК с двумя поворотными платформами. Эта конструкция еще более увеличивает размеры зоны, обслуживаемой ГПК, по сравнению с ГПК с двумя поворотными платформами.
Заключение
Для изготовления предложенной конструкции ГПК могут использоваться серийно выпускаемые компоненты существующих ГПК и кранов-манипуляторов: базовые шасси, поворотные платформы, телескопические стрелы, поворотные колонны, компоненты приводов.
Использование новых элементов (второй поворотной платформы в устройстве с двумя поворотными платформами, либо двух независимо вращающихся поворотных колонн в устройстве с одной поворотной платформой и двумя поворотными колоннами) обеспечивает возможность изменения угла в плане между двумя стрелами. Это расширяет зону, обслуживаемую ГПК в плане, и позволяет обеспечить заданные значения угловых координат груза без помощи стропальщиков в начальном положении, в процессе перемещения и в конечном положении в широких пределах, не нарушая при этом требования безопасности по вертикальному расположению грузовых канатов.
Библиографический список
1. Правила техники безопасности при эксплуатации стреловых самоходных кранов: ВСН 274-88. - М.: СтройИнфо, 2007. - 22 с.
2. Котельников В. С. Комментарий к правилам устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов (ПБ 10-382-00) / В. С. Котельников, Н. А. Шишков. - М.: МЦФЭР, 2007. - 720 с.
3. Вейнблат, Б. М. Краны для строительства мостов / Б. М. Вейнблат, И. И. Елинсон, В. П. Ка-менцев. - М.: Транспорт, 1988. - 240 с.
VARIANTS OF A DESIGN AND ADVANTAGE
OF USE AUTOMOTIVED DOUBLE-BOOM CRANE
V. S. Shcerbakov, M. S. Korytov,
M. Ju. Arhipenko
Two designs automotived double-boom crane are described. The quantity of rotary platforms or rotary columns is increased to two. The offered designs can be used for an overload of largesized cargoes and installation of lengthy designs.
Щербаков Виталий Сергеевич - д.т.н., профессор, декан факультета «Нефтегазовая и строительная техника» ФГБОУ ВПО «СибАДИ». Основное направление научных исследований -совершенствование систем управления строи-
тельных и дорожных машин, общее количество публикаций - более 200, адрес электронной почты - sherbakov_vs@sibadi.org.
Корытов Михаил Сергеевич - к.т.н., доцент, докторант ФГБОУ ВПО «СибАДИ». Основное направление научных исследований - автоматизация рабочих процессов мобильных грузоподъемных машин. Общее количество публикаций - более 90, адрес электронной почты -
kms142@mail.ru.
Архипенко Маргарита Юрьевна - к.т.н., доцент кафедры «Прикладная механика» ФГБОУ ВПО «СибАДИ». Основное направление научных исследований есов - автоматизация проектирования технических объектов и систем. Имеет более 30 публикаций, адрес почты -
arkhipenko_m@sibadi. огд.
УДК 621.926
ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ КУБОВИДНОГО ЩЕБНЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Ю. А. Федотенко, А. С. Анисович
Аннотация. Предложена технология получения кубообразного щебня с использованием усовершенствованных конструкций щековых и конусной дробилок позволяющая в зависимости от формы поступающего каменного материала (куб или лещадка) использовать различное сочетание футеровок.
Ключевые слова: Щековые и конусная дробилки, футеровка.
Введение
Основными потребителями щебня в России в настоящее время является дорожное строительство. Дорожное строительство, предназначением которого является создание транспортной системы, как элемента инфраструктуры экономики, в том числе сети автомобильных дорог, было и остается одной из основных производственных сфер, обеспечивающей решения как общегосударственных, так и региональных социально-экономических задач. В настоящее время в России, как и во всем мире, наблюдается тенденция увеличения объемов дорожного строительства с одновременным улучшением качества и сроков службы. При строительстве дорог и производстве железобетонных изделий требуется щебень с частицами кубовидной формы, так как форма частиц обеспечивает максимальную «упаковку», а, следовательно, плотность до-
рожного полотна и бетонных изделий. Срок службы дорог, построенных на кубообразном щебне, в 2,5 раза выше, чем на щебне игловатой или лещадной формы.
Постановка задачи
Щебень образуется при разрушении кусков горной породы под действием удара или более сложному виду деформации раздавливанием, истиранием, раскалыванием. В первом случае получается мало кусков, но хорошей формы, во втором - много, но плохой формы.
Говоря о потенциальных возможностях производства кубовидного щебня при проведении анализа технической литературы [1-4] можно сделать вывод: 1) форма каменного материала влияет на процент выхода щебня кубовидной формы; 2) наблюдается у конусных дробилок работающих под завалом увеличения процента выхода кубовидного щебня;
