Как рассчитать требуемую высоту подъёма крюка для монтажных работ

Требуемую высоту крюка рассчитывают для каждого критического положения груза: контрольного отрыва, прохода над препятствиями, поворота, кантовки и установки.

Для положения i:

Hᵢ = (Zᵢ − Zст) + hгр,ᵢ + hосн,ᵢ + Δᵢ

Максимальная требуемая высота:

Hтр = max(H₁, H₂, …, Hₙ)

Расчёт даёт не только число Hтр, но и реестр рабочих точек:

Wᵢ = {Hᵢ, Rᵢ, Qᵢ, Cᵢ}

где Rᵢ — вылет, Qᵢ — учитываемая масса, Cᵢ — конфигурация крана. Максимум Hᵢ отвечает на вопрос о требуемой высоте. Возможность выполнения всей операции проверяют по каждой рабочей точке, а не только по положению с максимальной высотой.

Что является результатом расчёта

Для монтажной операции определяют требуемую высоту крюка — вертикальную координату, которую нижняя точка зева крюка должна обеспечить в конкретном положении груза. Это не то же самое, что максимальная паспортная высота крана. ГОСТ 33709.1-2015 определяет паспортную высоту подъёма как вертикальное расстояние от уровня стоянки до грузозахватного органа в верхнем положении. Для крюка отсчёт ведётся до нижней точки его зева.

Если грузовысотная схема производителя использует собственное графическое определение точки, его нужно сверить с руководством конкретной машины. Все размеры груза и оснастки должны быть приведены к одной принятой точке.

Какие исходные данные собрать

Каждое число должно иметь единицу измерения, точки начала и окончания, источник и статус.

Число без определённых границ измерения нельзя использовать в окончательном расчёте. Например, длина стропа по ветви не всегда равна вертикальной высоте оснастки.

Приведите отметки к одному высотному нулю

Отметка стоянки, препятствия и места установки могут быть взяты из разных чертежей. До расчёта их приводят к одной системе координат. Если место установки находится на отметке +8,200 м, а стоянка крана — на отметке +1,500 м, геометрическая разница равна: 8,2 − 1,5 = 6,7 м Использовать 8,2 м как высоту относительно стоянки в этом случае нельзя.

Если груз находится ниже уровня стоянки

Отрицательная разница Zᵢ − Zст не подтверждает, что кран сможет опустить крюк на требуемую отметку. Отдельно проверяют:

• паспортную глубину опускания;
• доступную длину каната;
• схему запасовки;
• крюковую систему;
• ограничения конкретной конфигурации.

Глубина опускания является отдельным паспортным параметром.

Как рассчитать высоту для всей траектории

Для каждого критического положения применяется формула: Hᵢ = (Zᵢ − Zст) + hгр,ᵢ + hосн,ᵢ + Δᵢ где:

• Hᵢ — требуемая высота нижней точки зева крюка;
• Zᵢ − Zст — разница между нижней границей рассматриваемого положения и уровнем стоянки;
• hгр,ᵢ — вертикальный размер груза от нижней контролируемой точки до креплений;
• hосн,ᵢ — вертикальная высота фактической оснастки;
• Δᵢ — требуемое вертикальное превышение для этого положения.

1. Контрольный отрыв груза

До основного перемещения груз предварительно поднимают на 0,2–0,3 м для проверки правильности строповки и работы тормоза. Это значение относится к контрольному подъёму. Его нельзя автоматически прибавлять к проходу над препятствиями или месту установки. Для положения отрыва фиксируют:

• отметку исходной опоры;
• ориентацию груза;
• фактические точки крепления;
• высоту оснастки;
• контрольное превышение 0,2–0,3 м.

2. Проход над каждым препятствием

Каждое препятствие рассчитывается отдельной строкой: Hпреп,ᵢ = (Zпреп,ᵢ − Zст) + hгр,ᵢ + hосн,ᵢ + Δпреп,ᵢ В hгр,ᵢ входит не максимальный размер груза вообще, а вертикальное расстояние от нижней точки, проходящей над препятствием, до точек крепления в рассматриваемой ориентации. Самое высокое препятствие не всегда создаёт максимальную высоту. Более низкая конструкция может стать критической из-за поворота груза, другого положения креплений или более высокой оснастки.

3. Поворот, кантовка или смена оснастки

Промежуточное положение рассчитывают отдельно, если меняется хотя бы один параметр:

• вертикальный габарит;
• нижняя контролируемая точка;
• точки крепления;
• положение траверсы;
• схема оснастки;
• требуемый зазор;
• вылет;
• учитываемая масса;
• конфигурация крана.

Кантовку нельзя рассчитывать только по начальной и конечной ориентациям, если промежуточная траектория не задана технологической документацией.

4. Установка груза

Для установки используется отметка поверхности опирания или другая проектная граница: Hмонт = (Zмонт − Zст) + hгр,монт + hосн,монт + Δмонт Габарит груза принимают в монтажной, а не транспортной ориентации. Значение Δмонт берут из ППР, технологической карты или другого применимого требования.

5. Максимальная высота и реестр рабочих точек

После расчёта определяется: Hтр = max(H₁, H₂, …, Hₙ) Для каждой строки сохраняют:

• название положения;
• Hᵢ;
• Rᵢ;
• Qᵢ;
• Cᵢ;
• ориентацию груза;
• схему оснастки;
• источник Δᵢ.

Максимальное Hᵢ является контролирующим только по высоте. Для выбора крана нужно проверить весь набор W₁…Wₙ.

Какие расстояния входят в расчёт высоты

Значения из разных требований нельзя складывать как универсальный запас.

При подаче через проём требуется специально разработанный ППР. Если расстояние задано горизонтально или по нормали к контуру проёма, прибавлять его к высоте крюка нельзя.

Пример расчёта четырёх положений

Рассмотрим условную операцию. Значения демонстрируют метод и не являются характеристиками техники ГК «ИТТ». Уровень стоянки: Zст = 0

Расчёты:

H₁ = 0 + 2,4 + 1,6 + 0,3 = 4,3 м

H₂ = 6,2 + 2,4 + 1,6 + 0,5 = 10,7 м

H₃ = 5,6 + 3,6 + 1,4 + 0,5 = 11,1 м

H₄ = 6,5 + 2,8 + 1,5 + 0,2 = 11,0 м

Максимальная требуемая высота:

Hтр = max(4,3; 10,7; 11,1; 11,0) = 11,1 м

Максимум получен во время промежуточного поворота, а не над самым высоким препятствием и не в месте установки. Допустим, учитываемая масса грузовой системы во всех четырёх положениях составляет Qᵢ = 6,4 т. Реестр для проверки:

Округление 11,1 м вверх не подтверждает возможность работы. Конкретный кран должен обеспечить все четыре рабочие точки в допустимых конфигурациях.

Как проверить операцию по документации крана

ФНП требуют учитывать грузоподъёмность, высоту подъёма, вылет и другие рабочие параметры. Проверка выполняется по каждой строке Wᵢ, а не только по положению с максимальным Hᵢ.

Высота, вылет и масса должны относиться к одному положению

Нельзя объединять:

• высоту положения поворота;
• вылет конечной установки;
• нагрузку из таблицы другой длины стрелы;
• конфигурацию с другим положением опор.

Для каждого положения проверяется собственное сочетание: Wᵢ = {Hᵢ, Rᵢ, Qᵢ, Cᵢ}

Массу учитывают по правилам конкретной модели

В нагрузку включают груз и те элементы грузовой системы, которые документация машины предписывает учитывать или вычитать из табличной грузоподъёмности. Порядок учёта крюковой обоймы, стропов, траверсы и дополнительного оборудования нельзя назначать универсально.

Нужна совместимая конфигурация

По документации конкретной машины проверяют:

1. модель и модификацию;
2. длину стрелы;
3. положение выносных опор;
4. противовес;
5. рабочую зону;
6. гусёк и дополнительное оборудование;
7. крюковую обойму;
8. схему запасовки;
9. рабочий вылет;
10. доступную высоту;
11. допустимую нагрузку;
12. условия установки машины.

Если для разных участков операции требуется изменение конфигурации, каждый вариант проверяют отдельно. Возможность безопасно изменить конфигурацию между операциями должна быть предусмотрена технологией работ.

Геометрическая длина гипотенузы не является требуемой длиной стрелы. Такой расчёт не учитывает положение шарнира и оголовка, грузовую характеристику, опоры, противовес, запасовку и ограничения производителя.

Где искать ошибку, если точка не подтверждается

Когда самостоятельный расчёт нужно остановить

Передайте задачу ответственному специалисту или разработчику ППР, если:

• неизвестен единый высотный ноль;
• нет подтверждённых массы или габаритов;
• не определены точки крепления;
• неизвестна фактическая оснастка;
• груз кантуется без технологической схемы;
• груз подаётся через проём;
• во время операции меняются точки крепления;
• рабочая точка находится на границе диаграммы;
• площадка или положение опор отличаются от условий документации;
• глубина опускания не подтверждена;
• хотя бы одна рабочая точка не подтверждается;
• для проверки приходится смешивать параметры разных конфигураций.

Какие данные передать для подбора автокрана

Для предварительной проверки конкретной машины подготовьте:

1. массу груза;
2. массу и состав оснастки;
3. размеры груза;
4. точки крепления;
5. ориентации груза;
6. отметку стоянки;
7. отметки препятствий;
8. отметку установки;
9. Hᵢ для каждого положения;
10. Rᵢ для тех же положений;
11. предполагаемое место установки крана;
12. данные о площадке, подъезде и опорах;
13. необходимость кантовки или подачи через проём;
14. дату и предполагаемую продолжительность работ.

При обращении за арендой автокрана передавайте не только максимальную высоту, но и реестр рабочих точек, массу, схему оснастки и описание траектории.