Какая грузоподъемность у средних грузоподъемных кранов. Общие сведения о грузоподъемных кранах. Для начала разберемся в шасси ГПК

Грузоподъемность – основная характеристика, на которую обращают внимание при покупке оборудования и выборе его для выполнения строительных и разгрузочно-погрузочных работ.

Что такое грузоподъемность?

Грузоподъемность крана – это основной параметр, определяющийся по максимальному весу груза, который может поднять оборудование, сохранив при этом прочность и устойчивость. У техники стрелового типа грузоподъемностью обозначают массу, которую она может поднять на минимальном вылете – чем больше он увеличивается, тем меньшую массу выдерживает стрела.

Во многом этот параметр определяется грузовым моментом. Он рассчитывается как произведение вылета в метрах на массу груза. Единица измерения – тоннометры. Длину вылета стрелы определяют от вертикальной оси, проведенной через центр тяжести груза, до оси вращения, проведенной через портал или опорную тележку.

Классификацию проводят по грузозахватному механизму, возможности движения, виду шасси и привода. По конструкции грузоподъемные краны подразделяют на такие типы:

• стреловые – орган для захвата материалов присоединен к тележке или стреле;
• мостовые – тот же принцип присоединения с перемещением по мосту;
• кабельные – перемещение грузовой тележки с грузозахватным органом по несущему канату на опорах.

Первый тип наиболее обширный: башенные, автомобильные и пневмоколесные, гусеничные, консольные, настенные, манипуляторы. Ко второму типу относят козловые и мостовые грузоподъемные устройства.

Еще одна классификация грузоподъемных кранов позволяет поделить технику на такие группы:

• по грузозахватному оборудованию: крюковые, копровые, закалочные, штыревые, грейферные, контейнерные;
• по способности к перемещению: стационарные, переставные, мобильные, самоходные, прицепные;
• по виду шасси: гусеничные, колесные, автомобильные, рельсовые, на спецшасси др.;
• по приводу: электрические, механические, ручные, гидравлические и др.

Допускаются и другие классификации подъемной техники.

Основные параметры

Грузоподъемность крана – не единственная характеристика, по которой выбирают технику. Внимание обращают и на такие характеристики:

• вылет стрелы – расстояние от оси вращения поворотной части до вертикальной оси устройства грузозахвата;
• высота подъема – расстояние от захватного оборудования до пола по вертикали;
• глубина опускания – расстояние от уровня стоянки от захватного устройства в его начальном рабочем положении;
• скорость подъема/опускания – темп перемещения груза по вертикали.

Эти и другие параметры должны быть указаны в техническом паспорте вместе с условиями эксплуатации. Используются для составления производственной инструкции стропальщику и крановщику.

Мостовой кран представляет собой механизм, который используется для перемещения грузов. На 80-е гг. XX в. пришелся пик выпуска устройств, советские заводы каждый год производили от 6000 до 7000 единиц техники. В 90-е гг. объем производства упал, и сегодня во всех странах бывшего СССР выпускают не более 1500 кранов.

Устройство мостового крана

Общее устройство мостового крана отличается надежностью, производители выполняют основные узлы и другие элементы конструкции из качественной стали. Грузоподъемная машина состоит из следующего:

1. Мост. Это подвижная конструкция, на нее приходится большая нагрузка.
2. Таль (передвижная тележка). Она перемещается по мосту.
3. Захватные устройства. Это может быть магнит, используемый для поднятия грузов, грейфер или устройство, которое применяется для переноса контейнеров.

Приспособления для захвата грузов устанавливают на тележку, технику применяют во всех сферах народного хозяйства. Чаще всего ее используют для того, чтобы перемещать тяжелые или объемные грузы. Во всех остальных случаях предприятия могут обойтись кранами меньшей грузоподъемности.

Мостовые механизмы можно встретить на строительных, промышленных площадках, в портах, цехах предприятий. Технику эксплуатируют в любых климатических зонах. Ее часто устанавливают внутри помещений, но она подходит и для выполнения наружных работ.

Достоинство систем в том, что они могут работать на всей высоте зданий, а недостаток заключается в стационарности грузоподъемных устройств.

Если говорить об общем устройстве, мост представляет собой одну- или двухбалочную конструкцию, по которой перемещается грузовая тележка. Электрооборудование располагается на мостовой части, а механизмы, которые используются для перемещения грузов, находятся на тележке.

Тормозная система

Для того чтобы удерживать груз на весу и регулировать скорость его опускания, используется тормоз. Этот механизм необходим для быстрой остановки движущихся частей конструкции, например, тележки или моста.

Производители оборудуют модели следующими системами торможения:

• колодочные;
• диско-колодочные.

Колодочный тормоз состоит из 2 колодок, которые располагают по обеим сторонам шкива. Такое положение позволяет равномерно распределить нагрузку на вал. Монтаж тормозного шкива осуществляется до редуктора, это делает торможение более легким.

Роль тормозного шкива выполняет муфта, она соединяет электрический двигатель с редуктором. Тормоз монтируют так, чтобы его колодки зажимали часть муфты, соединенную с редуктором.

Тормозной механизм обязательно замыкают грузом. Для этого его устанавливают на рычаге таким образом, чтобы он не сместился в сторону и не упал. Для замыкания может быть использована пружина. В этом случае ее помещают в гильзу, также она может быть снабжена центрирующем стержнем.

Тормоз обязательно защищают от влаги. Для того чтобы механизм лучше работал, на тормозные колодки приклепывают тормозную ленту. Это увеличивает трение между шкивом и колодкой.

Тележка может двигаться с разной скоростью. Если она не превышает 32 м/мин, устройство для перемещения грузов можно не оборудовать тормозной системой. В этих условиях торможение происходит самостоятельно, длина тормозного пути не превышается.

Все системы торможения можно разделить на стопорные и спускные. Первые используются для того, чтобы остановить устройство, а вторые необходимы для замедления спуска груза.

Тормозная система может быть следующих типов:

• открытый;
• закрытый.

Производители могут оснастить подъемный механизм закрытыми тормозами, в этом случае тормоз будет снят только в момент запуска двигателя. В остальных положениях механизмы будут заторможены.

Закрытые тормоза используются чаще всего, ведь они служат дольше открытых. Если они выходят из строя, то их поломку легче заметить. Открытые тормозные системы могут дополнять закрытые. Используя их, крановщик увеличит точность перемещения грузов.

Мостовые механизмы могут быть использованы для перемещения опасных грузов. К ним относятся ядовитые и взрывчатые вещества, а также расплавленный металл и кислоты. В этом случае механизмы оборудуют 2 тормозами. Они действуют автономно, заменяя друг друга.

Механизмы подъема

Производители оборудуют краны механизмами подъема, их размещают на крановой тележке. Система состоит из следующих элементов:

1. Электрический двигатель.
2. Грузовые тросы, используемые для поднятия или спуска груза. Барабан для намотки.
3. Трансмиссионные валы.
4. Горизонтальный редуктор.

Если на предприятии планируется перемещать грузы, вес которых превышает 80 т, то кран должен быть оборудован дополнительным редуктором. Если возникнет необходимость, его можно заменить понижающий зубчатой передачей. Для того чтобы повысить тяговое усилие, может быть использован полиспаст. Это устройство состоит из нескольких блоков, которые огибают канатом или тросом. Крановщики часто используют сдвоенный кратный полиспаст.

Кран не может работать без редуктора, их разделяют на следующие виды:

• устройства движения мостов;
• механизмов подъема;
• грузовых тележек.

Производители оснащают краны редукторами в планетарном и развернутом исполнении. Развернутый тип используется чаще всего, он оснащен цилиндрическими колесами. Конструкция механизма, если сравнивать ее с планетарной, более простая. Такие системы дешевле ремонтировать.

Подкрановые пути

Кран перемещается по железнодорожным рельсам, уложенным на землю. Они могут быть узкоколейными (Р18, 24, 38) и предназначенными для формирования широкой колеи. В последнем случае применяют изделия Р4, 50, 65.

Для перемещения грузоподъемного механизма могут быть использованы направляющие квадратного сечения. Их производят из стали, изделия отличают закругленные края. Они рассчитаны для работы кранов грузоподъемностью от 20 т и выше.

Для перемещения подвесного крана в качестве путей применяют двухтавровые балки. Для соединения их концов используют двусторонние накладки и болты, но элементы часто соединяют при помощи сварки. При монтаже балок следует обращать внимание на качество укладки. Не должно быть смещения элементов. Только в случае правильного монтажа кран будет работать без сбоев, а изношенные рельсы можно будет легко заменить.

Электрообрудование

Электропитание крана осуществляется 2 способами:

• троллейные линии;
• укладка электрического кабеля.

Системы первого вида требуются для работы механизмов большой грузоподъемности. Шину размещают на высоте более 3,5 м от уровня пола, до настила моста должно быть не меньше 2,5 м.

Во втором случае к крану подводят гибкий электрический кабель, его подвешивают на каретке. Кабельная система проще, она легче в эксплуатации. Ее монтаж обойдется предприятию дешевле, но нужно учесть, что она менее надежная. Троллейную линию применяют для того, чтобы перемещать балку моста, а для работы крановой тележки лучше подходит кабельная система.

К электрике предъявляют жесткие требования, ведь количество операций, которые крановщик выполняет за 1 день, исчисляется сотнями. Они связаны с разгоном грузовой тележки, ее торможением, включением и выключением дополнительных устройств, разгрузкой, погрузкой или перемещением контейнеров и грузов с одного места на другое.

При работе возникает необходимость экстренного торможения, поэтому элементы крана подвержены высоким нагрузкам. Все системы должны быть в рабочем состоянии, от этого зависит безопасность крановщика и других людей.

Для организации движения тележки, моста и перемещения грузов используется следующее оборудование:

1. Электрические двигатели. Механизм большой грузоподъемности оборудован 3 или 4 мощными устройствами, 2 из них размещают на тележке. Они предназначены для подъема груза и его спуска, а также перемещения тележки по мостовой балке. Еще 1 или 2 двигателя отвечают за передвижение балки по рельсовым путям.
2. Контроллеры и другие устройства, например, магнитные пускатели. С их помощью осуществляется управление электрическими двигателями.
3. Приспособления, помогающие управлять стопорными тормозами. Это толкатели и электромагниты.
4. Средства защиты. К ним относят ограничители грузоподъемности.

Для работы крана требуется вспомогательное оборудование. К нему относят прожекторы и приборы обогрева. В группу включают измерительную аппаратуру и звуковую сигнализацию. Широко применяются инструменты, они нужны для выполнения ремонтных работ.

Грузовая тележка необходима для того, чтобы поднимать грузы, перемещать их вдоль моста, а затем устанавливать на новое место. Крановые узлы располагаются на стальной раме, она жестко связана с колесами. Работа устройства осуществляется за счет приводов. Перемещение тележки происходит за счет основного и вспомогательного электрических двигателей. Она дополнительно оборудована токосъемником, имеются блокираторы, регулирующие высоту подъема.

На производстве может возникнуть ситуация, когда требуется экстренная остановка тележки. Аварийное торможение выполняется за счет буферов.

На однобалочных мостовых механизмах используются консольные тележки. Двухбалочные оборудуют устройствами, которые перемещаются по нижнему и верхнему поясам балок.

Принцип работы

Мостовые механизмы отличаются от других систем тем, что при работе они опираются на крановый путь. Его делают из железнодорожных рельсов или элементов квадратного сечения, их производят из качественной стали.

Несущая балка перемещается по рельсам, их укладывают на эстакадах внутри цехов или открытых площадках промышленных предприятий. Грузовая тележка движется по мосту, ее оборудуют лебедкой для подъема грузов.

Компаниям часто требуется расширить функциональные возможности грузоподъемных механизмов, в этом случае краны дополняют разными устройствами. Это может быть набор магнитов разной мощности или грейферы. Приобретение дополнительных механизмов дает возможность применять мостовые краны не только в организации промышленного производства, но и для выполнения работы на складах и в строительной отрасли.

Классификация мостовых кранов

Промышленность выпускает разные мостовые краны, но всех их можно разделить по следующим ключевым признакам:

• области применения;
• способу перемещения;
• конструкции;
• разновидности грузозахватного механизмом.

Если рассмотреть классификацию по области применения, можно выделить следующие виды мостовых кранов:

• для цехов;
• строительные;
• транспортные;
• палубные системы.

В зависимости от конструкции подъемные системы делятся на следующие:

• балочные;
• двухбалочные.

По способу перемещения существует следующая классификация:

• опорные краны;
• подвесные механизмы.

Если рассматривать механизм, который используется для захвата грузов, то можно выделить современные грейферные и спецсистемы. В эту же группу входят литейные и магнитные устройства. В промышленности часто возникает потребность в крюках.

По конструкции

По этому признаку все подъемные механизмы можно разделить на следующие:

1. Опорные. Они опираются на рельсовый путь, проложенный по земле, и передвигаются по нему.
2. Козловые. Монтаж такого моста на рельсовые пути осуществляется с помощью опор.
3. Подвесные. Такие устройства держатся за рельсы снизу.

Предприятия должны выбирать механизмы, ориентируясь на потребности в перемещении грузов.

По грузоподъемности

Выделяют модели следующих видов:

• поднимающие груз до 5 т;
• до 50 т;
• 300-320 т.

Краны имеют разную стоимость.

По назначению

Производители выпускают механизмы, которые по назначению разделяются на следующие:

1. Общие. Они предназначены для решения типичных строительных задач.
2. Спецназначения. С их помощью крановщики выполнят грузоподъемные операции, которые требуют особого отношения.

Организация, выбирая механизм, должна учитывать назначение грузов. Если они относятся к категории опасных, их перемещение будет отличаться.

По типу привода

По этому признаку все краны мостового типа можно разделить на следующие:

1. Ручные. Перемещение груза осуществляется лебедкой.
2. Электрические, которые работают от сети.

Предприятия могут выбирать из отечественных и зарубежных моделей.

Перевозка

Перевозка мостовых кранов осуществляется разными способами, но чаще всего доставка выполняется с помощью железнодорожных платформ. Отгрузка главных балок осуществляется в сборе. Части конструкции мостов, которые имеют большие пролеты, перевозят 2 или 3 секциями.

Если подъемный механизм имеет небольшую грузоподъемность, тележки транспортируют в собранном виде. На производстве требуются большегрузные тележки, их перевозят узлами. Отдельно осуществляется транспортировка рамы и механизма подъема, при необходимости перемещают с места на место балансиры.

Выбор метода транспортировки зависит от размеров крана. Если он большой, конструкции перевозят на отдельных железнодорожных платформах. Возможна организация сцепки из 2 элементов, но они подходят для доставки груза, длина которого не превышает 17 м. Для этой цели используются платформы, грузоподъемность которых составляет 50 тонн и 60 тонн.

Если грузы негабаритные, необходимо обращать внимание на качество их фиксации. Важно учесть техусловия погрузки. Части крана нужно надежно зафиксировать на месте, для этого под них подкладывают деревянные брусья. Это уменьшает подвижность элементов, они не смещаются при транспортировке. Кран фиксируется к платформе с помощью растяжек. Необходимо сделать расчет на прочность, определить действующие динамические нагрузки и величину воздействия инерционных сил.

Если железнодорожные пути нельзя использовать для транспортировки, кран грузят на полуприцепы. Для их перевозки используют мощные автомобильные тягачи или тракторы. Предприятие должно выбрать подходящие способы действия.

Монтаж и демонтаж

Установка крана требует проведения предварительных работ, они начинаются с монтажа подкрановых путей. Их укладывают на эстакаде или земле. Существуют 3 варианта монтажа:

1. Пошаговый. В его основе лежит сборка узлов, она осуществляется на подкрановых путях.
2. Укрупненная сборка. Крупные элементы собирают на земле, а потом поднимают на требуемую высоту. Так поступают с электрооборудованием и механизмами.
3. Полноблочный. Этот способ основан на полной сборке, она осуществляется на полу. Мост собирают целиком, затем выполняют монтаж, технология требует мощной техники.

Монтажными работами должны заниматься специалисты, они же осуществляют демонтаж мостового крана, делают заземление. Он требует строго соблюдения норм безопасности. К нему прибегают, когда нужно заменить старый подъемный механизм. Он необходим и после завершения работы на участке.

Есть несколько вариантов демонтажа, каждый из них зависит от того, что предполагается делать с краном дальше. Если он подлежит утилизации, с него снимают подкрановые балки. Конструкцию освобождают от кабеля, убирают электромостовой двигатель, сматывают тросы. На металлолом отправляют пролетные балки и другие узлы, выполненные из металла.

Если кран переносят в другое место, от него отъединяют ходовые механизмы мостового крана и устройства для перемещения грузов. В таком виде конструкцию транспортируют на рабочую площадку, где снова собирают.

Применение мостовых кранов

Инструкция по эксплуатации содержит информацию о сфере использования грузоподъемных устройств. Выбирая модель, следует обращать внимание на руководство по эксплуатации крана, сфера применения может быть следующей:

1. Работа с грузами на постоянной или временной основе в условиях, когда нет подвода тока. Организация может приобрести опорные и подвесные краны ручного типа.
2. Перенос грузов в производственных цехах, на складских комплексах и других промышленных площадках. Для выполнения работы пригодятся опорные и подвесные модели электрических кранов. Востребованы устройства грузоподъемностью 10т, 15 тонн и 20 тонн.
3. На строительных площадках применяются краны МК 5, МК 10, двухбалочные Demag и другие модели.
4. Для работы с насыпными грузами необходимо использовать грейферы, поэтому при выборе устройств нужно обращать внимание на технические характеристики.

С помощью мостовых систем можно перемещать и другие грузы, для этого кран дополняют оборудованием с магнитными свойствами.

Обслуживание, ремонт и модернизация

Ремонт мостовых кранов требуется не часто, ведь конструкция имеет большой срок службы. Намного чаще нужно устранить мелкие неполадки, отрегулировать работу устройства. Перед началом смены машинист обязан проверить состояние крана.

Диагностика мостового крана, как и текущий ремонт, должны быть выполнены специалистами. Они занимаются следующим перечнем работ:

• техническое обслуживание;
• диагностика механического отдела;
• осмотр дополнительного оборудования;
• замена изношенных устройств;
• проверка подшипников;
• регулировка узлов.

Мелкие неполадки можно устранить на предприятии, а крупные поломки требуют разбора конструкции. Если есть необходимость, специалистами может быть выполнена модернизация устройств. Работа осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТа.

Специалистами может быть заменена крюковая подвеска или кабельная подвеска, проверены приборы и устройства безопасности, осмотрено подвешенное оборудование.

Ремонтные работы бывают следующих видов:

• плановые;
• капитальный ремонт;
• аварийный.

Плановый выполняют с целью профилактики поломок. В ходе работы мастер выполняет диагностику неисправностей, смазывает механизмы, осуществляет регулировку узлов. Проводится техническое освидетельствование мостового крана.

Капремонт включает в себя широкий перечень работ. Он необходим кранам, срок службы которых уже истек. Аварийный ремонт нужен, когда устройство вышло из строя. Мастер определяет неисправность и устраняет ее в кратчайшие сроки.

Электрическая схема

Электрическая схема мостового крана зависит от модели устройства, но можно выделить следующие основные моменты, на которые обращают внимание:

1. Составляя схему, специалист должен учитывать варианты защиты системы от перепада напряжения.
2. Кран защищают от перегрузок. Должны быть предусмотрены механизмы экстренного торможения и остановки двигателя.

Электросхема требуется для того, чтобы выполнить ремонт электрооборудования. Она состоит из спецсимволов, которые характеризуют узлы. Прямоугольниками отображают подвижные контакты, закрашенные кружки обозначают неподвижные элементы. Развертки означают барабанные контроллеры. Их положение задают линии, идущие параллельно. Сверху их подписывают цифрами.

Цена и отзывы

Промышленность выпускает краны мостовые электрические общего назначения и другие устройства. На их стоимость оказывает влияние комплектация и грузоподъемность мостового крана. Б/у устройства стоят дешевле, но можно сэкономить, купив новую модель отечественного производства, а не кран зарубежного изготовления. Кран 10 т можно купить за 200 тыс. рублей, есть модели, стоимость которых достигает 2 млн рублей.

Выбирая механизм, нужно учесть, что многие марки требуют наличия кранового пути. Малые предприятия могут приобрести кран мостовой подвесной или механизм грузоподъемностью 5 тонн.

Михаил, 47 лет, Калуга.

Для предприятия долго выбирали краны мостовые на неподвижных опорах. Нашли 1 устройство, цена доступная. Теперь нет проблем с погрузкой.

Игорь, 36 лет, Якутск.

Какие грузоподъемные машины обслуживает стропальщик?

К грузоподъемным машинам (рис.2.1), которые обслуживают стропальщики, относятся грузоподъемные краны, краны-трубоукладчики, краны-манипуляторы.

Кран-манипулятор - это грузоподъемная машина, состоящая из краноманипуляторной установки 3, смонтированной на транспортном средстве 4 или фундаменте.

Какие существуют типы грузоподъемных кранов?

Краны мостового типа - это краны, у которых грузозахватный орган 5 (см. рис.2.1) подвешен к грузовой тележке 7, перемещающейся по мосту 6. К ним относятся мостовые и козловые краны.

Краны кабельного типа - это краны, у которых грузозахватный орган подвешен к грузовой тележке, перемещающейся по несущим канатам 8. К этому типу относятся кабельные и кабельно-мостовые краны. У кабельного крана несущие канаты закреплены в верхней части опорных мачт 9.

Краны стрелового типа - это краны, у которых грузозахватный орган подвешен к стреле или к грузовой тележке, перемещающейся по стреле.

Рис.2.1 Грузоподъемные машины: 1 - гусеничный трактор; 2 - стрела; 3 - краноманипуляторная установка; 4 - транспортное средство; 5 - грузозахватный орган; 6 - мост; 7 - грузовая тележка; 8 - несущий канат; 9 - мачта; 10 - портал; 11 - башня; 12 - железнодорожная платформа

К стреловому типу относятся портальные, башенные, железнодорожные и стреловые краны.

Портальный кран - это кран поворотный, размещенный на портале 10, предназначенном для пропуска железнодорожного или автомобильного транспорта.

Башенный кран - это кран поворотный, со стрелой 2, закрепленной в верхней части вертикально расположенной башни 11.

Железнодорожный кран - это кран, смонтированный на платформе 12, передвигающейся по железнодорожному пути.

Стреловой кран - это кран поворотный, у которого стрела закреплена на поворотной платформе, размещенной непосредственно на ходовом устройстве. Стреловые краны различаются по виду ходового устройства:

• · кран автомобильный, установленный на автомобильное шасси;
• · кран пневмоколесный, установленный на пневмоколесное шасси;
• · кран короткобазовый, установленный на короткобазовое шасси;
• · кран на специальном шасси, установленный на специальном шасси автомобильного типа;
• · кран гусеничный, установленный на гусеничном ходовом устройстве.

Какие основные параметры характеризуют кран?

Грузоподъемность Q (рис.2.2) - максимальная масса груза, на подъем и перемещение которой кран рассчитан в заданных условиях эксплуатации. В величину грузоподъемности включается масса съемных грузозахватных приспособлений и тары, используемых для перемещения груза.

Вылет L - расстояние по горизонтали от оси вращения крана стрелового типа до оси грузозахватного органа.

Грузовой момент М - произведение величин грузоподъемности и соответствующего ей вылета М = QL (Т*М).

Пролет S - расстояние по горизонтали между осями рельсов кранового пути для кранов мостового типа. Вылет и пролет - это параметры, характеризующие величину зоны, обслуживаемой краном.

Высота подъема Н - расстояние от уровня стоянки крана до грузозахватного органа, находящегося в верхнем положении.

Глубина опускания h - расстояние по вертикали от уровня стоянки крана до грузозахватного органа, находящегося в нижнем рабочем положении.

Колея - расстояние по горизонтали между осями рельсов или колес ходовой части крана стрелового типа.

База В - расстояние между осями опор (ходовых тележек) крана, измеренное вдоль пути.

Стропальщик должен знать технические характеристики обслуживаемых им кранов. Технические характеристики крана - это числовые значения его параметров.

Рис.2.2

Q - грузоподъемность; L - вылет; S - пролет; Н - высота подъема; h - глубина опускания; В - база

Как зависит грузоподъемность крана от вылета?

Грузоподъемность кранов стрелового типа зависит от вылета обратно пропорционально. Максимальную грузоподъемность кран имеет на наименьшем вылете, а при увеличении вылета его грузоподъемность

Рис.2.3

Зависимость грузоподъемности крана от вылета показывает его грузовая характеристика. Рассмотрим грузовую характеристику гусеничного крана ДЭК-251 (рис.2.3), который имеет максимальную грузоподъемность 25 т на вылете 5 м. При увеличении вылета грузоподъемность крана уменьшается, поэтому при наибольшем для данного стрелового оборудования вылете - 14 м - кран может поднять всего лишь 4 т.

Какие опрокидывающие силы действуют на кран и влияют на его устойчивость?

На кран действуют следующие силы:

• · масса груза Q (рис.2.4);
• · сила инерции Р ин, которая возникает при изменении скорости подъема и опускания груза.

Уклон рабочей площадки также снижает устойчивость крана. Опрокидывающие силы создают опрокидывающий момент относительно ребра опрокидывания (РО). Опрокидывающий момент, создаваемый грузом, равен произведению массы груза Q на плечо b:

М опр = Qb.

Очевидно, что при увеличении вылета увеличивается плечо b, следовательно, возрастает опрокидывающий момент.

Рис.2.4

1 - выносная опора; 2 - противовес; G - масса крана; F ин - сила инерции; Q - масса груза; a, b - плечи действия сил; РО - ребро опрокидывания

Что удерживает кран от опрокидывания?

Стреловой кран является свободностоящей машиной, которая удерживается от опрокидывания собственной массойG (см. рис.2.4). Масса крана создает восстанавливающий момент, равный произведению массы крана G на плечо а:

М восстан = Ga

Устойчивость крана повышается за счет увеличения массы крана противовесом 2, который монтируется в задней части поворотной платформы.

Вторым способом повышения устойчивости стрелового крана является установка выносных опор 1. Кран расставляет выносные опоры, как человек для повышения устойчивости шире расставляет ноги, при этом увеличивается плечо я, соответственно уменьшается плечо b.

По каким причинам краны теряют устойчивость и опрокидываются?

Возможные причины опрокидывания кранов:

• · превышена грузоподъемность крана на данном вылете;
• · нарушены правила установки стрелового крана (не установлены выносные опоры, установка на свеженасыпанный грунт и т.п.);
• · неисправен рельсовый крановый путь;
• · кран работает при скорости ветра, которая превышает указанную в его паспорте;
• · башенный или другой рельсовый кран не установлен на противоугонные устройства по окончанию работы.

Все краны рассчитаны с запасом устойчивости, поэтому опрокидывание крана всегда является результатом грубого нарушения правил безопасности.

ВНИМАНИЕ! Опрокидывание крана может произойти по вине стропальщика в случае строповки груза, превышающего грузоподъемность крана на данном вылете.

Как устроен и работает мостовой кран?

Мостовые краны (рис. 2.5) устанавливают в заводских цехах и на скла­дах. Мост 4 крана перемещается по надземному крановому пути 2, который уложен на колоннах, поэтому кран не занимает полезную площадь помещения. Мостовые краны общего назначения могут иметь грузоподъемность от 5 до 50 т и пролет до 34,5 м.

Рис. 2.5. Мостовой кран:

1 — кабина; 2 — крановый путь; 3 — грузовая тележка; 4 — мост

Мостовой кран состоит из двух основных частей: моста и перемеща­ющейся по нему грузовой тележки 3. На тележке расположены меха­низм подъема и механизм передвижения тележки. Кроме основного механизма подъема на тележке может быть установлен вспомогатель­ный механизм, грузоподъемность которого в 3 — 5 раз меньше грузо­подъемности основного механизма.

Механизмы крана имеют электрический привод. Они обеспечивают три рабочих движения крана для перемещения груза в любую часть цеха: подъемопускание груза, передвижение грузовой тележки, пере­движение моста.

Кран-балка — это мостовой кран, у которого грузовой тележкой яв­ляется электрическая таль. Выпускают кран-балки грузоподъемностью до 5 т. Управление такими кранами осуществляется с пола с исполь­зованием подвесного пульта.

Как устроен козловой кран?

Мост козлового крана (рис. 2.6) опирается на наземный крановый путь 1 при помощи опор 2 и ходовых тележек 7. Консоли 3 — это части мо ста, выступающие за опоры, консоли увеличивают зону обслуживания крана. На рисунке изображен козловой кран с подвесной грузовой те­лежкой 5, совместно с которой перемещается кабина управления 6.

Рис. 2.6. Козловой кран:

1 — крановый путь; 2 — опора; 3 — консоль; 4 — мост; 5 — грузовая тележка; 6 — кабина; 7 — ходовая тележка

Козловые краны применяют для погрузочно-разгрузочных работ на открытых складах. Козловые краны общего назначения могут иметь грузоподъемность до 60 т и пролет до 34,5 м.

Как устроены башенные краны?

Башенные краны (рис. 2.7) различаются по конструкции, типу стрел, способу установки.

1. По конструкции:

· кран с поворотной башней (рис. 2.7, а);

· кран с неповоротной башней (рис. 2.7, б).

2. По типу стрел:

· кран с подъемной стрелой (рис. 2.7, a);

· кран с балочной стрелой (рис. 2.7, б).

Рис. 2.7. Башенные краны:

а — кран с поворотной башней и подъемной стрелой; б — кран с неповоротной башней и балочной стрелой; 1 — рама; 2 — опорно-поворотное устройство; 3 — платформа; 4 — противовес; 5 — башня; 6 — кабина; 7 — стрела; 8 — ходо­вая тележка; 9 — консоль; 10 — оголовок; 11 — грузовая тележка

3. По способу установки:

· кран стационарный;

· кран передвижной (см. рис. 2.7, а, 6).

Башенные краны выполняют четыре рабочих движения: подъем-опу­скание груза, изменение вылета, поворот крана, передвижение крана.

Поворотная платформа 3 кранов с поворотной башней опирается на ходовую раму 1 с помощью опорно-поворотного устройства 2. На поворотной платформе таких кранов смонтированы башня 5 со стре­лой 7, противовес 4 и механизмы крана. К поворотной части кранов с неповоротной башней относятся оголовок 10 со стрелой и консолью 9 противовеса. У кранов с подъемной стрелой вылет изменяется по­воротом (подъемом) стрелы относительно опорного шарнира. У кра­нов с балочной стрелой вылет изменяется за счет передвижения гру­зовой тележки 11 по неподвижно закрепленной стреле.

Передвижные башенные краны перемещаются по крановым путям с помощью ходовых тележек 8. Краны с высотой подъема более 70 м изготавливают стационарными (приставными), их устанавливают на фундамент и закрепляют к строящемуся зданию.

В настоящее время в строительстве в основном работают башенные краны грузоподъемностью 5... 12 т. Высота подъема некоторых пере­движных кранов может достигать 90 м, а приставных 220 м.

Как устроены стреловые краны?

Все стреловые краны (рис. 2.8) имеют собственный источник энергии (силовую установку) — дизельный двигатель, поэтому они могут ра­ботать там, где отсутствует электроэнергия.

Рис. 2.8. Стреловые краны:

а — автомобильный кран; б — гусеничный кран; в — кран на специальном шас­си; г — пневмоколесный кран; 1 — стрела; 2 — гидроцилиндр; 3 — платформа; 4 — опорно-поворотное устройство; 5 — ходовая рама; 6 — выносная опора; 7 — башенно-стреловое оборудование; 8 — гусек; 9 — выдвижные секции

Стрела 1 таких кранов шарнирно закреплена на поворотной платфор­ме 3, которая с помощью опорно-поворотного устройства 4 разме­щается на ходовом устройстве 5. На поворотной платформе разме­щаются механизмы крана: механизм подъема груза, механизм изме­нения вылета, механизм поворота. Краны большой грузоподъемно­сти могут оборудоваться основным и вспомогательным механизмами подъема.

Автомобильные краны (рис. 2.8, а), краны на специальном шасси (рис. 2.8, в), короткобазовые краны являются наиболее мобильными, они перемещаются по автомобильным дорогам в транспортном положе­нии, но могут выполнять подъем груза только на выносных опорах.

Гусеничные (рис. 2.8, б) и пневмоколесные (рис. 2.8, г) краны могут перемещаться по строительной площадке с грузом на крюке, при этом грузоподъемность пневмоколесных кранов примерно в 2 раза мень­ше, чем на выносных опорах.

Стреловые краны различаются по исполнению стрелового оборудова­ния и типу привода механизмов.

1. По исполнению стрелового оборудования различают краны:

· с гибкой подвеской стрелового оборудования (см. рис. 2.8, б, г);

· жесткой подвеской стрелового оборудования (см. рис. 2.8, а, в).

2. По типу привода механизмов различают краны:

· с электрическим приводом механизмов;

· гидравлическим приводом механизмов.

Стрела кранов с гибкой подвеской удерживается и изменяет угол на­клона с помощью канатов. В этом случае применяется стрела решетча­той конструкции. Для увеличения зоны обслуживания стрела снабжа­ется гуськом 8 илиприменяется башенно-стреловое оборудование 7.

Стрела кранов с жесткой подвеской удерживается и изменяет угол наклона с помощью гидроцилиндров 2. В этом случае применяется телескопическая стрела, состоящая из основной секции и двух-четырех выдвижных секций 9. Изменение вылета у кранов с жесткой под­веской осуществляется за счет изменения угла наклона стрелы, а так­же за счет выдвижения секций стрелы (телескопирования).

Гусеничные и пневмоколесные краны имеют обычно электрический привод механизмов и гибкую подвеску стрелового оборудования. Гид­равлический привод механизмов и жесткую подвеску стрелового обо­рудования имеют автомобильные краны, короткобазовые краны и краны на специальном шасси автомобильного типа.

Какие приборы и устройства безопасности обеспечивают безопасность работы кранов?

· ограничитель грузоподъемности;

· ограничители рабочих движений для автоматической остановки
механизмов подъема грузозахватного органа в его крайнем верх­
нем и крайнем нижнем положениях, изменения вылета, передвижения рельсовых кранов и их грузовых тележек;

· ограничители рабочих движений для автоматического отключения
механизмов крана на безопасном расстоянии до проводов линий
электропередачи (ЛЭП). Устанавливаются на стреловых кранах;

· регистратор параметров работы крана;

· координатная защита для предотвращения столкновения с препят­ствиями в стесненных условиях работы. Устанавливается на стре­ловых и башенных кранах;

· звуковой сигнал;

· указатель грузоподъемности, соответствующей вылету;

· указатель угла наклона крана (креномер).Устанавливается на стреловых кранах;

· анемометр — указатель скорости ветра, автоматически включа­ющий звуковой сигнал при достижении скорости ветра, опасной для работы крана. Устанавливается на башенных, портальных и козловых кранах;

· противоугонные устройства. Устанавливаются на кранах, передвигающихся по крановому пути на открытом воздухе. В качестве противоугонных устройств применяют рельсовые захваты и кли­новые упоры.

В каком случае ограничитель грузоподъемности выключает механизмы крана?

Все краны стрелового типа оборудуют ограничителем грузоподъем­ности (грузового момента), автоматически отключающим механизмы подъема и изменения вылета. Отключение происходит при подъеме груза, масса которого превышает грузоподъемность для данного вы­лета:

более чем на 15 % — для портальных кранов и башенных с грузовым моментом до 20 т.м включительно;

более чем на 10 % — для стреловых кранов и башенных с грузовым моментом более 20 т.м.

Краны мостового типа оборудуют ограничителем грузоподъемности, если возможна их перегрузка по технологии производства. Ограничи­тель грузоподъемности таких кранов не должен допускать перегруз­ку более чем на 25 %.

После срабатывания ограничителя грузоподъемности возможно опу­скание груза и уменьшение вылета.

Как работает ограничитель механизма подъема?

Ограничитель механизма подъема груза предназначен для автомати­ческой остановки механизма в крайнем верхнем положении грузозах­ватного органа.

Рис. 2.9. Устройства безопасности кранов:

а — ограничитель механизма подъема; б — указатель грузоподъемности; 1 — крюковая подвеска; 2 — груз; 3 — концевой выключатель; 4 — стрела; 5 — шкала; 6 — стрелка

Ограничителем является концевой выключатель 3 (рис. 2.9, а), элект­рические контакты которого замкнуты под весом небольшого груза 2. Перемещаясь вверх, крюковая подвеска 1 поднимает груз, размыкает электрические контакты концевого выключателя, в результате чего выключается двигатель механизма подъема.

Грузозахватный орган должен останавливаться на расстоянии не ме­нее 200 мм до упора. После автоматической остановки механизма при работе на подъем он может быть включен на опускание.

Как определить грузоподъемность стрелового крана в зависимости от вылета?

Согласно производственной инструкции стропальщик должен уметь определять по указателю грузоподъемность стрелового крана в зави­симости от вылета и положения выносных опор.

На кранах с гибкой подвеской стрелового оборудования указатель грузоподъемности (рис. 2.9, б) устанавливают в нижней части стрелы 4. Такой указатель имеет стрелку 6, которая всегда располагается в вер­тикальном положении независимо от угла наклона стрелы. Стрелка указывает значение грузоподъемности на шкале 5, соответствующее данному вылету и положению выносных опор.

Современные стреловые краны с жесткой подвеской стрелового оборудования имеют указатель грузоподъемности, который располагает­ся в кабине крановщика. В этом случае стропальщик должен уточнить грузоподъемность крана на данном вылете у крановщика.

Какие бывают грузозахватные органы?

Грузозахватные органы — это устройства, предназначенные для подвешивания или захватывания груза. Наиболее распространенными из них являются крюк, грейфер, электромагнит. В зависимости от вида грузозахватного органа различают краны:

· крюковой;

· грейферный;

· магнитный.

Для обслуживания грейферных и магнитных кранов стропальщики не требуются.

Как устроены грузовой крюк и крюковая подвеска?

Грузовой крюк (рис. 2.10) предназначен для подвешивания грузов с помощью съемных грузозахватных приспособлений, например стро­пов, которые размещаются в его зеве 1. Предохранительный замок 2 удерживает стропы от самопроизвольного выпадения из зева.

Крюки изготовляют из малоуглеродистой стали (сталь 20), которая пластична, не склонна к хрупкому разрушению под нагрузкой. По способу изготовления крюки бывают следующих видов: кованые, штампованные, пластинчатые.

Краны грузоподъемностью более 30 т комплектуются двурогим крю­ком (рис. 2.10, б), имеющим два зева для размещения большего числа стропов.

Рис. 2.10. Однорогий (о) и дву­рогий (б) грузовые крюки:

1 — зев; 2 — замок; 3 — хво­стовик; h — высота рабочего сечения

Рис. 2.11. Крюковая подвеска:

1 — канат; 2 — щека; 3 — блок; 4 — ось; 5 — гайка; 6 — подшипник; 7 — траверса; 8 — крюк

Крюковая подвеска изображена на рис. 2.11. Она соединяет крюк 8 с грузовыми каната­ми 1 крана. Подвеска состоит из двух щек 2, соединенных болтами. В верхней части под­вески располагается ось 4 канатных блоков 3, в нижней части — траверса 7, на которой ус­тановлен крюк.

Крюк крана устанавливают на упорном под­шипнике 6, что позволяет ему вращаться и исключает закручивание грузовых канатов при перемещении груза. Гайка 5 крепления крюка должна быть укреплена стопорной планкой для исключения самопроизвольно­го свинчивания.

Работа крана не допускается при следующих неисправностях крюка:

· трещины и надрывы на поверхности крюка;

· крюк не вращается;

· отсутствует или неисправен предохранительный замок;

· крюк разогнут;

· износ зева составляет более 10% от первоначальной высоты h (см. рис. 2.10) рабочего сечения крюка.

Как устроены грузоподъемные электромагниты?

Грузоподъемные электромагниты предназначены для перемещения проката черных металлов, чугунных чушек, стружки, металлолома и других грузов, обладающих магнитными свойствами.

Грузоподъемный электромагнит (рис. 2.12) подвешивают с помощью цепей 4 на крюк крана. В корпусе 1 расположены электромагнитные катушки 2, на которые по кабелю 3 подается постоянный электриче­ский ток напряжением 220В. Электрический ток создает сильное маг­нитное поле, удерживающее груз.

ВНИМАНИЕ! В качестве грузозахватных органов электромагниты недоста­точно надежны из-за возможного отключения электроэнергии, поэтому при их использовании необходимы дополнительные меры безопасности.

Какие бывают грейферы?

Грейфер — это двухчелюстной или многочелюстной ковш для переме­щения сыпучих, крупнокусковых грузов и круглого леса. Грейферы различаются по конструкции и типу привода.

1. По конструкции различают следующие виды грейферов:

· двухчелюстные, предназначенные для сыпучих грузов (рис. 2.13);

· многочелюстные, предназначенные для крупнокусковых грузов и
металлолома;

· трех- и четырехпалые, предназначенные для круглого леса.

2. По типу привода механизма замыкания челюстей:

· канатные (см. рис. 2.13);

· моторные.

Грейферы с канатным замыканием челюстей бывают одноканатные и двухканатные. Двухканатные грейферы устанавливают на грейферных кранах, которые предназначены для перегрузки больших объемов сыпучих грузов.

Рис. 2.12. Грузоподъемный электромагнит:

1 — корпус; 2 — катушка; 3 — кабель; 4 — цепь

Рис. 2.13. Двухчелюстной канатный грейфер

Одноканатные грейферы применяют в случае пере­мещения небольших объемов сыпучих грузов, например в строитель­стве. Такой грейфер навешивается на крюк крана и является съемным грузозахватным приспособлением.

Каждый грейфер должен быть снабжен табличкой с указанием пред­приятия-изготовителя, номера, объема, собственной массы, вида ма­териала, для которого он предназначен, и наибольшей допустимой массы зачерпнутого материала. При утрате таблички она должна быть восстановлена. Масса грейфера с грузом не должна превышать грузо­подъемность крана на рабочем вылете.

Как устроен рельсовый крановый путь?

Для башенных, козловых и других рельсовых кранов укладывают рель­совый путь (рис. 2.14) на подготовленное земляное полотно с водоот­водными канавками 1. Крановый путь состоит из балластного слоя (призмы) 2, деревянных или железобетонных шпал 3 и рельсов 4. Рель­сы прикрепляют к деревянным шпалам костылями или путевыми шу­рупами, а к железобетонным — болтами с гайками. В стыках рельсы соединяют накладками 7.

На концах пути устанавливают тупиковые упоры 6, предотвращающие сход крана с рельсов. Перед тупиковыми упорами закрепляют выключающие линейки 5, предназначенные для автоматической остановки механизма передвижения крана.

Рис. 2.14. Крановый путь:

1 — канавка; 2 — балластный слой; 3 — шпала; 4 — рельс; 5 — выключающая линейка; 6 — тупиковый упор; 7 — накладка; 8 — перемычка

Работа крана не допускается при следующих неисправностях крано­вых путей:

· трещины и выколы рельсов;

· отсутствие, разрушение или неполный комплект крепежных дета­лей;

· излом, поперечные трещины, гниль в деревянных шпалах;

· сплошные опоясывающие трещины, обнажения арматуры в железобетонных шпалах;

· отсутствие или неисправность тупиковых упоров;

· неисправное заземление кранового пути.

Что такое защитное заземление? Как оно защищает человека?

Защитное заземление — это преднамеренное соединение корпуса электроустановки с заземляющим устройством. Заземление необходимо для защиты обслуживающего персонала, так как в случае нарушения изоляции частей электроустановки, находящихся под напряжением, корпус электроустановки также оказывается под напряжением.

В трехпроводных электрических сетях (рис. 2.15, а) корпус электроустановки 1 соединяют заземляющим проводником 2 с заземляющим устройством. Электрическое сопротивление тела человека R 4 не менее 1 000 Ом. Электрическое сопротивление заземления R 3 должно быть не более 4 Ом. В таком случае человек, прикоснувшийся к корпусу электроустановки под напряжением, окажется присоединенным параллельно малому электрическому сопротивлению защитного зазем­ления. Сила тока обратно пропорциональна сопротивлению, поэтому через тело будет протекать ток, не являющийся опасным для жизни и здоровья человека.

Рис. 2.15. Схемы устройства защитного заземления в трехпроводной (а) и четырехпроводной (б) электрических сетях:

1 — электроустановка; 2, 3 — проводники; 4 — нулевой провод

При включении электроустановки в четырехпроводную сеть (рис. 2.15, б) с заземленным нулевым проводом 4 корпус электроустановки соеди­няют с этим проводом проводником 3. Такой способ защитного зазем­ления называют занулением. В этом случае пробой на корпус превра­щается в короткое замыкание, при котором срабатывает предохрани­тель, поврежденная цепь размыкается, предупреждая поражение человека.

Как выполняют заземление крана?

У рельсовых кранов заземляется крановый путь. Все рельсы соединя­ют стальными перемычками 3, 4 (рис. 2.16) с помощью сварки. Кра­новый путь соединяют с заземлителями 6 не менее чем двумя зазем­ляющими проводниками 5. Заземлителями являются стальные трубы или уголки, вбитые в грунт. При подключении к четырехпроводной сети крановый путь также соединяют стальным проводником 7 с кор­пусом рубильника 1, подающего напряжение на кран.

Стреловые краны с электроприводом должны быть заземлены в слу­чае подключения к внешней электрической сети. Для этого нулевой провод питающего кабеля соединяют с корпусом крана.

ВНИМАНИЕ! При неисправности или отсутствии заземления стропаль­щик, прикоснувшись к любой части крана, может оказаться под действи­ем электрического тока.

Рис. 2.16. Защитное заземление крана:

1 — рубильник; 2 — кабель; 3,4 — перемычки; 5,7 — проводники; 6 — заземлитель

Почему стропальщик должен знать расположение рубильника, пода­ющего напряжение на кран?

При возникновении на кране пожара стропальщик должен отклю­чить источник электропитания. Также необходимо обесточить элек­трооборудование при попадании человека под действие электриче­ского тока.

Рубильник (автоматический выключатель) 1 (см. рис. 2.16) располо­жен на пункте подключения крана к электрической сети.

Грузоподъемными кранами называют машины цикличного действия, предназначенные для подъема и перемещения в пространстве груза, удерживаемого грузозахватным органом. Краны применяют в цехах, на строительстве, транспорте и в других областях народного хозяйства. Грузоподъемные краны состоят из несущих конструкций (моста, башни, фермы, мачты, стрелы), силовой установки, подъемного механизма (лебедки, электротали), поддерживающих элементов (канатных и цепных полиспастов), грузозахватных приспособлений, а также механизмов передвижения и управления.

По конструкции краны разделяют на мостовые, козловые, башенные, портальные, стреловые, кабельные. Рассмотрим краны, наиболее часто используемые в строительстве.

7.2 Мостовые краны

Мостовой кран (рисунок 7.1) имеет мост, который опирается непосредственно на надземный крановый путь. Кран состоит из мостового пролетного строения или балки 1 , снабженных концевыми балками с ходовыми тележками 4 , передвигающимися по рельсам. Рельсы обычно уложены на подкрановые балки, которые размещены на консольных выступах стен в закрытых помещениях или на колоннах. Механизм подъема груза смонтирован на грузовой тележке 3 , перемещающейся вдоль пролетного строения. Такие краны грузоподъемностью 5…450 т используют как основное подъемно-транспортное оборудование в механических, сборочных, литейных и других цехах промышленных предприятий и предприятий строительной индустрии, а также на складах готовых изделий.

7.3 Козловые краны

Козловой кран (рисунок 7.2) имеет мост, который опирается на крановый путь с помощью двух опорных стоек. Кран состоит из пролетного строения 1 и двух ног 2 с ходовыми тележками 3 . По пролетному строению передвигается грузовая тележка 4 с грузозахватным приспособлением. Механизмы подъема груза и передвижения тележки монтируют как непосредственно на тележке, так и на концевой части пролетного строения. При использовании консолей 5 , удлиняющих пролетное строение, пространство, обслуживаемое краном, увеличивается.

Мостовой кран

1 – пролетное строение (мост); 2 – механизм передвижения крана; 3 – грузовая тележка с механизмами подъема груза и передвижения тележки; 4 – ходовые колеса моста

Рисунок 7.1.

Козловой кран

а – схема запасовки грузового каната; б – схема запасовки каната передвижения грузовой тележки

Рисунок 7.2.

Для увеличения жесткости всей конструкции, по крайней мере, одну из ног крана выполняют в виде фермы. Козловые краны обычно устанавливают на открытых складских и монтажных площадках, реже используют как средство внутризаводского транспорта. Пролеты кранов общего назначения имеют длину 4…40 м (иногда до 170 м); грузоподъемность 3…50 т (иногда до 800 т); высота подъема груза достигает 30 м.

7.4 Башенные краны

Башенные краны – это краны стрелового типа со стрелой, закрепленной в верхней части вертикально расположенной башни. Краны имеют башню, поворотную стрелу и подъемную лебедку. Различают стационарные и передвижные башенные краны. У стационарных опорная рама крепится к монолитному или сборному опорному основанию. Башни передвижных кранов опираются на ходовые колесные или гусеничные тележки, которые перемещаются по рельсовому пути или непосредственно по грунту. Грузоподъемность передвижных башенных кранов достигает 100…120 т, а стационарных – 400 т. Высота подъема до 150 м, вылет крюка до 50 м. Главным параметром башенных кранов является грузовой момент, определяемый произведением грузоподъемности на вылет крюка.

По способу изменения вылета крюка различают башенные краны с грузовой тележкой, несущей крюк и перемещающейся по горизонтальной стреле, и краны с подъемной стрелой, изменяющие вылет путем наклона стрелы на угол, допускаемый конструкцией крана.

По расположению поворотного устройства различают башенные краны с нижним поворотом, т.е. с башней, вращающейся вместе со стрелой (рисунок 7.3,а ), и с верхним поворотом – с поворотной стрелой и неповоротной башней (рисунок 7.3,б ). Башни кранов представляют собой трубчатые или пространственные конструкции различного сечения.

Башенные краны

а – с трубчатой поворотной башней и изменяющимся вылетом стрелы; б – с решетчатой башней, поворотным оголовком и подвижной грузовой тележкой на стреле; 1 – стрела; 2 – кабина; 3 – башня; 4 – стреловая лебедка; 5 – грузовая лебедка; 6 – механизм поворота; 7 – поворотная рама; 8 – опорно-поворотный круг; 9 – ходовая рама; 10 – ходовая тележка; 11 – оголовок; 12 – противовес; 13 – балласт; 14 – грузовая тележка

Рисунок 7.3.

Стрелы башенных кранов выполняют пространственными из уголкового профиля или труб малого диаметра. Применяют также стрелы из труб большого диаметра и стрелы коробчатого сечения. Для уравновешивания массы стрелы и массы груза в башенных кранах применяют противовесы.

Подъем и опускание груза у башенных кранов осуществляется с помощью электрореверсивных лебедок. Большинство кранов имеет односкоростные лебедки. Но есть крановые лебедки, имеющие две, три, четыре скорости и более. Наличие нескольких скоростей повышает производительность крана, и расширяет область его применения.

7.5 Стреловые самоходные краны

Стреловые самоходные краны (рисунок 7.4) имеют консольную стрелу, установленную на полноповоротной раме. В зависимости от ходового устройства различают автомобильные краны и краны на специальном шасси. Краны на специальном шасси делятся на гусеничные и пневмоколесные. Автомобильные краны монтируют на специальных шасси автомобильного типа и на шасси серийно выпускаемых автомобилей. Благодаря универсальности и высокой маневренности стреловые самоходные краны получили широкое распространение на строительных и складских работах.

Стреловые самоходные краны

а – на гусеничном ходу; б – на пневмоколесном ходу, 1 – ходовое оборудование, 2 – противовес; 3 – поворотная платформа, 4 – силовая установка; 5 – стрела; 6 – гусек; 7 и 8 – крюки вспомогательного и основного механизма подъема грузов; Q – вес груза; l – длина стрелы; L – вылет крюка; Н – высота подъема груза; К – колея; В – база

Рисунок 7.4.

В зависимости от выполняемой работы конструкции стрел могут быть прямолинейными, изогнутыми с оголовком, телескопическими, с гуськом, закрепленными на поворотной платформе или на башне при башенно-стреловом рабочем оборудовании. Телескопическая стрела позволяет бесступенчато изменять вылет груза и с большей точностью подавать грузы в труднодоступные места. Башенно-стреловое оборудование значительно расширяет область применения стреловых кранов и в ряде случаев позволяет успешно заменять башенные рельсовые краны. Стрелы кранов с помощью дополнительных секций могут быть удлинены или оборудованы гуськом, позволяющим применять второй крюк. Краны, оборудованные двумя крюками, имеют два подъемных механизма: один (основной) используют для подъема больших грузов с малой скоростью; второй (вспомогательный) с полиспастом малой кратности – для подъема малых грузов с большей скоростью. Все механизмы стреловых кранов кроме механизма передвижения размещены на поворотной платформе.

7.6 Кабельные краны

Кабельные краны (рисунок 7.5) – это краны с несущими канатами, закрепленными на верхних концах мачт опорных стоек. Эти краны применяют при сооружении мостов и для обслуживания строительства на сильно пересеченной местности (реки, горы). Наиболее широко используют стационарные кабельные краны с двумя неподвижными опорами (трубчатыми или решетчатыми мачтами) и натянутым между ними несущим канатом, по которому перемещается грузовая тележка с полиспастом и крюком. В зависимости от назначения используют и другие конструкции кабельных кранов: качающиеся, передвижные и радиальные. У качающихся кабельных кранов в результате натяжения расчалок обе мачты могут наклоняться на угол до 8°, что позволяет создать площадь обслуживания в виде прямоугольника. У передвижных кабельных кранов обе мачты выполнены в виде башен, установленных на ходовые рельсовые тележки, которые движутся по параллельным подкрановым путям. У радиальных кабельных кранов одна башня неподвижная, а другая перемещается по закругленному рельсовому пути. Кран может обслуживать площадку в виде сектора.

Грузоподъемность кабельных кранов не превышает 25 т (обычно 5…10 т). Пролет кабельного крана (расстояние между опорами) достигает 400 м. Скорость подъема груза 0,5…1,5 м/с, скорость передвижения грузовой тележки 2…4 м/с.

Кабельный кран

а – схема крана; б и д – схемы запасовок грузового и тягового канатов; в – грузовая тележка; г – схема натяжения несущего каната; 1 – мачты; 2 – механизм натяжения несущего каната; 3 – ванты; 4 – грузовой канат; 5 – тяговый канат; 6 – полиспасты натяжения вант; 7 – несущий канат

Рисунок 7.5.

7.7 Мачтовые краны

Мачтовые краны – стационарные подъемные краны с независимым расположением металлоконструкций и механизмов. Металлоконструкция таких кранов представляет собой комбинацию мачты, шарнирно соединенной со стрелой (рисунок 7.6). Краны разделяют на жестконогие и вантовые. У жестконогого крана мачта неподвижна. Она может быть прикреплена к стене сооружения или поддерживаться подкосами. Шарнир стрелы выполнен так, что она может поворачиваться в вертикальной плоскости и вокруг вертикальной оси. Мачта вантового крана имеет шарнирные опоры: нижнюю шаровую и верхнюю цилиндрическую (в виде «паука»), расчаленную вантами. Грузоподъемность мачтовых кранов 1…200 т и более. Эти краны используют преимущественно при концентрированных монтажных работах.

Мачтовые краны

а – жестконогий; б – вантовый; 1 – подкосы; 2 – полиспасты подъема стрелы; 3 – стрела; 4 – мачта; 5 – поворотная рама; 6 – лебедки; 7 – оголовок мачты (паук); 8 – ванты

Рисунок 7.6.

7.8 Определение основных параметров

Производительность кранов определяют так же, как и производительность машин цикличного действия: расчетно-конструктивная (кг/ч):

;

техническая (кг/ч):

;

эксплуатационная (кг/смена):

;

где Q – грузоподъемность крана, кг; Т ц – время цикла, с; К и – коэффициент использования грузоподъемности; п – число циклов в 1 ч; Q cp – средняя масса поднимаемого груза, кг; Т см – продолжительность смены, ч; К в – коэффициент использования машины по времени.

Время цикла:

где – суммарное время машинных операций (работы крана), с; t з – время подвешивания и снятия грузов, с; t у – время наводки груза при его установке в заданное место, с; t в – время на каждую вспомогательную машинную операцию, с; m – число машинных операций (подъем, спуск, поворот с грузом и обратный поворот, передвижение и т.д.).

Суммарное время машинных операций:

,

где s – путь передвижения крана или изменения вылета крюка, м; J 1 , J 2 – скорости передвижения и подъема, м/с; Н – высота подъема (опускания) груза, м; b – угол поворота стрелы, град; п – частота вращения стрелы, об/мин; К c - коэффициент совмещения операций.

Башенные и стреловые краны работают с грузом, вынесенным вне опорной базы машины, и поэтому должны обладать достаточной устойчивостью при воздействии на них грузовой, инерционной и ветровой нагрузок. Устойчивость этих кранов обеспечивается их собственной массой и увеличивается применением противовесов и выносных опор. Сумма моментов сил, удерживающих кран от опрокидывания, должна с некоторым запасом превышать сумму моментов сил, стремящихся опрокинуть кран. Правилами Госгортехнадзора предусмотрена необходимость обеспечения запаса устойчивости, характеризуемого коэффициентом устойчивости.

Различают два вида устойчивости крана (рисунок 7.7): грузовую – при возможном опрокидывании крана в сторону поднимаемого груза и собственную – при возможном опрокидывании крана назад, в сторону, противоположную стреле (при отсутствии груза). Коэффициент грузовой устойчивости:

;

где М к.г – момент, удерживающий кран от опрокидывания в сторону груза; – сумма всех опрокидывающих моментов от дополнительных нагрузок (ветровых, инерционных и др.); Q – вес груза; (а – b ) - плечо опрокидывающего момента.

Коэффициент собственной устойчивости:

;

где M к.с – момент, удерживающий кран от опрокидывания в сторону противовеса; М в – опрокидывающий момент от ветровой нагрузки.

Если при расчете устойчивости влияние уклона, инерционных сил и ветровую нагрузку не учитывают, то коэффициент грузовой устойчивости k ³ 1,4. Грузовую устойчивость крана проверяют как для максимального, так и для минимального вылетов и, соответственно, для минимального и максимального груза.

Схемы определения устойчивости стрелового крана

а – грузовой; б – собственной; G – вес крана; Q – вес груза; q – динамическое давление; а – расстояние от оси вращения крана до центра тяжести груза; b – расстояние от оси вращения до ребра опрокидывания; с – расстояние от оси вращения до центра тяжести крана; Н – расстояние от оголовка стрелы до центра тяжести груза; h – расстояние от оголовка стрелы до опорной плоскости; h 1 – расстояние от опорной плоскости до центра тяжести крана; r – расстояние от опорной плоскости до центра приложения динамического давления; a – угол наклона крана (опорной поверхности)

Рисунок 7.7.

В связи с тем, что при изменении вылета стрелы центр тяжести системы перемещается, грузоподъемность крана, регламентированная коэффициентом устойчивости, меняется. Грузоподъемность крана также зависит от длины и вылета стрелы и применения выносных опор, увеличивающих опорный контур.

В соответствии с требованиями Госгортехнадзора и в целях соблюдения условий безопасности при эксплуатации грузоподъемных машин все краны допускают к эксплуатации только после их освидетельствования и испытаний.