Исследование возможности применения передвижного грузоподъемного механизма при выполнении строительных работ

Краново-манипуляторные установки, размещенные на транспортных средствах, играют большую роль в решении вопросов при транспортировке строительных материалов и являются частью общей логистической и строительной инфраструктуры. Данная техника применяется в различных отраслях, таких как строительная, энергетическая, логистическая и т.д. Большие возможности, по сравнению с обычными кранами, позволяют использовать данный вид техники для небольших по объему работ (например, в индивидуальном строительстве, малоэтажном строительстве и т.д.)

, .

Для обеспечения мобильности при погрузке, транспортировке и последующей разгрузке материалов оптимально подходит краново-манипуляторное устройство (КМУ). Краново-манипуляторное устройство является агрегатом, который можно устанавливать на колесное, гусеничное транспортное средство или использовать его автономно. Данное устройство предназначено для выполнения погрузочно-разгрузочных или монтажно-строительных работ с применением различного навесного оборудования, который обеспечивает проведение различных видов работ.

При проектировании машины с грузоподъемным устройством в первую очередь необходимо определиться с типом самого манипулятора. По типам КМУ делятся на два типа: Z-образные, работа такого типа КМУ осуществляется посредством выдвижения секций стрелы, данный тип КМУ отличается большей мобильностью, удобством и компактностью в рабочих процессах; L-образные, у которых телескопическая стрела крана-манипулятора с тросовой подвеской крюка располагается над крышей кабины грузовика, такие типы краново-манипуляторных установок могут справляться с небольшим по габаритам, но тяжелым грузом.

Быстрое развитие конструкций установок с краном-манипулятором открывает большие перспективы для повышения эффективности выполнения погрузочно-разгрузочных и строительных работ

. В качестве одного из вариантов модернизации краново-манипуляторной установки предлагается усовершенствовать универсальное крепление на конце стрелы с возможностью применения различного навесного оборудования, например, захвата, крюка, грейфера, монтажной корзины, бура или устройства для обрезки веток , , .

Стандартные краново-манипуляторные устройства выполняют однотипные действия, например, функцию погрузки-разгрузки, либо другие действия. Модернизированная краново-манипуляторная установка позволяет выполнять больший спектр работ из-за возможности замены навесного оборудования на конце стрелы. Таким образом, посредством одной единицы техники можно будет выполнить монтаж электрического столба с использованием бура и дальнейшей его установкой с помощью крюка, а также и протяжкой электропроводов с помощью монтажной корзины. Замена различного вида оборудования позволяет сделать данное КМУ многофункциональным. Для этого следует выбрать оптимальную краново-манипуляторную установку и рассчитать коэффициент устойчивости.

В качестве базового автомобиля предложено выбрать автомобиль Урал-4320, который имеет колесную формулу 6х6 и является транспортным средством высокой проходимости. Эти его особенности позволяют обеспечить строительные площадки в районах со слаборазвитой дорожной сетью. В данной машине установлен двигатель ЯМЗ-65654-01 мощностью 169,2 кВт с крутящим моментом 883 Н*м. Длина автомобиля составляет 7590 мм, длина 2500 мм, а высота 2805 мм. Используется дизельное топливо.

Учитывая габаритные размеры базового автомобиля Урал-4320 и его грузоподъемность, была выбрана краново-манипуляторная установка АНТ 7.5-2.

Данная модель выполнена из конструкционной низколегированной стали 09Г2С с грузовым моментом 7,50 тм, максимальной грузоподъемностью 3000 кг и максимальным вылетом стрелы 6,8 м. Максимальная высота подъема составляет 8 м, а опускания 5 м. В транспортном положении габариты составляют 2370x730x1700 мм.

Грузоподъемное оборудование является объектом повышенной опасности и риском для здоровья человека.

Именно поэтому стоит уделить большое внимание на соблюдение все требований безопасности труда, а также и к эксплуатации подъемно-разгрузочных машин для большего обеспечения безопасности работника и окружающих его лиц.

Каждый объект, относящийся к сфере грузоподъемного оборудования, попадает в сферу нормативного регулирования, на протяжении всего своего жизненного цикла до момента списания.

Расчет на устойчивость

подразумевает определить опасные участки, где машина при использовании краново-манипуляторной установки может привести к опрокидыванию. Для этого требуется определить коэффициент устойчивости , .

Коэффициент устойчивости определяется по формуле

:

где: Mуд — момент относительно стороны опрокидывания, которая ориентирована на удержание машины в равновесии;

Mоп — момент относительно стороны опрокидывания, которая ориентирована на опрокидывание машины.

Для того чтобы обеспечить все требования ПБ 10-257-98, следует выполнять следующее условие

:

Рассмотрим наиболее опасные, с точки зрения нагрузок, расчетные схемы. Для этого воспользуемся грузовысотной характеристикой краново-манипуляторного устройства АНТ 7.5-2 (Рис. 1).

В работе были проведены расчеты коэффициента устойчивости для позиции №1 при вылете стрелы краново-манипуляторной установки 6,8 м в отношении стороны АБ (Рис. 2).

Также рассчитан коэффициент устойчивости для позиции №2 при вылете стрелы краново-манипуляторной установки 6,8 м в отношении стороны БВ (Рис. 3).

Полученные данные соответствуют нормативным. Машина в положениях №1 и 2 имеет хорошую устойчивость и может выполнять различные виды работ.

Проведенными исследованиями доказана возможность создания краново-манипуляторной установки на базе автомобиля высокой проходимости Урал-4320. По полученным данным можно сделать вывод, что данная конструкция имеет большой запас по коэффициенту устойчивости и может применяться в различных видах работ

, , . Также на нее можно установить и другие виды краново-манипуляторных устройств с более высокими характеристиками по грузоподъемности.

Данная модель краново-манипуляторной установки удовлетворяет всем требованиям и может быть использована для дальнейшей модернизации КМУ с возможностью смены навесного оборудования. Также появляется возможность использовать одну единицу техники вместо двух, так как данное модернизированное краново-манипуляторное устройство может заменить КМУ, которые могут выполнять только одно действие с одной единицей навесного оборудования.