ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ БАШЕННОГО КРАНА
Методические указания
к выполнению практической работы
по дисциплине «Строительные машины»
Саратов
Целью данной практической работы является изучение методов определения производительности башенного крана на основе аналитических и экспериментальных исследований.
Понятия и определение производительности крана
Производительностью крана называется количество груза, которое при циклической работе в заданных производственных условиях может быть перегружено с его помощью в единицу времени.
Производительность обычно измеряется, в зависимости от груза, в тоннах, кубических метрах или штуках в час, смену, год или за эксплуатационный период, например, продолжительность навигации. Часовая техническая производительность - один из основных параметров крана.
(1)
где 
- масса, т, объем, 
, или число единиц полезного груза, перегружаемого краном за один цикл; n – число циклов в час,
, (2)
- продолжительность цикла, с.
Производительность крана зависит от его характеристики, производственных условий, вида груза, технологии перегрузки и мастерства крановщика.
Масса полезного груза в одном подъеме определяется назначением крана, технологическим процессом перегрузочных работ:
(3)
где 
- грузоподъемность крана, т; 
- масса грузозахватного устройства, т.
Грузоподъемность поворотных кранов некоторых типов для сохранения устойчивости уменьшается с увеличением вылета. В зависимости от условий и технологии работ назначается рабочий вылет крана и в расчет производительности вводятся соответствующие ему грузоподъемность крана и масса полезного груза.
Продолжительность цикла включает затраты времени на захват и освобождение груза, рабочие движения по перемещению груза и захватного устройства с учетом совмещения движений во времени, в также вспомогательные элементы цикла по успокоению груза на гибкой подвеске, нацеливанию и позиционированию груза и грузозахватного приспособления. Длительность элементов цикла, выполняемых без участия механизмов, например, ручная зацепка и отцепка груза, определяется хронометражем или расчетом по микроэлементным нормам.
Время перемещения, осуществляемого механизмом крана,
(4)
где 
- линейные или угловые пути, установившиеся скорости и среднее ускорение движения груза или захвата в i-том элементе цикла соответственно; 
- время разгона и торможения механизма соответственно.
Путь перемещения 
для элемента, связанного с управлением захватным приспособлением, задается его конструкцией, необходимой высотой подъема или опускания управляющего каната; для других элементов – взаимным расположением крана и мест захвата и освобождения груза, которое выбирается в зависимости от производственных условий, в целях осуществления оптимальной по быстродействию траектории движения груза и захватного устройства. Близкая к оптимальной траектория определяется крановщиком соответственно его квалификации или может быть заложена в программу автоматизированного управления краном.
Применение наиболее рациональных приемов работы позволяет существенно сократить продолжительность цикла. Современная практика краностроения идет по пути применения высоких скоростей движения в кранах для массовых перегрузочных работ. Принимают скорости подъема и спуска груза до 1.6-2.0 м/с, скорость движения тележек по рельсовому пути – до 4-6 м/с, по канатному пути – до 6 – 10 м/с, частоту вращения крана – до 3 об/мин.
Общая продолжительность цикла крана наиболее точно определяется из анализа структуры типичного цикла, например, с помощью графической формы циклограммы (рис.1), которая может быть получена на работающем кране автоматически с помощью записывающей измерительной аппаратуры, или внешним замером отдельных операций крана (хронометрированием).
Рисунок 1 - Циклограмма
На рисунке 1 представлена циклограмма подъема груза стреловым башенным краном с подъемной стрелой. Каждая строка циклограммы соответствует одной из операций цикла крана при подъеме груза. Циклограмма позволяет определить продолжительность цикла, как сумму затрат времени на отдельные операции с учетом возможности их совмещения (например, поворот стрелы крана совмещается с опусканием груза и т.п.).
Производительность грузоподъемных машин в значительной степени зависит от организации погрузочно-разгрузочных работ, транспортных и складских работ на данном предприятии. Продуманная, четкая организация этих работ приводит к сокращению простоем грузоподъемных работ. Увеличение скоростей движения отдельных механизмов вследствие относительно небольших путей перемещения не приводит к существенному увеличению производительности. На увеличение производительности значительно большее влияние оказывает применение более совершенных типов грузозахватных устройств, приводящих к сокращению времени на захват – освобождение груза. Весьма существенное влияние на производительность оказывает совмещение операций по подъему груза с одновременным его перемещением другими механизмами.
Определяемую формулой (1) производительность принято называть технической, хотя зависит она не только от параметров крана, но и от производственных условий и технологических приемов работы. В процессе перегрузки пути перемещения меняются по мере загрузки или разгрузки технологического оборудования строительной площадки. Меняются и условия захвата груза и технология работы.
Понятие эксплуатационной производительности обычно вводится для расчета ее значения за рабочую смену или эксплуатационный период. Сменная эксплуатационная производительность Псм (т/смену) служит основой технического нормирования и для расчета срока выполнения заданного объема перегрузочных работ:
(5)
где 
- продолжительность смены, ч; 
- нормируемые затраты времени на отдых, технологические перерывы и подготовительно-заключительные операции.
Производительность Пэкс на заданный эксплуатационный период Тэкс, применяемая в экономических и эксплуатационных расчетах, определяется в заданных условиях перегрузки на грузе определенного вида:
(6)
где Тэкс – число рабочих смен за эксплуатационный период; 
- коэффициент готовности, учитывающий перерывы в работе по непредвиденным причинам.