Подъемные краны можно увидеть на любой стройке. Именно там они вытягивают свои мощные лапы. Подвижные машины, вроде того крана, что показан на рисунке, они могут удлинять свою телескопическую стрелу, приводимую в действие гидравликой до 130 футов и с легкостью поднимать на ней 45 тонн строительных грузов.

Убрав внутрь подвижную часть стрелы, такой кран делается по размеру с обычный грузовик и просто едет дальше, куда надо. Лебедочный механизм управляет тросом, опускаемым со стрелы. К этому тросу при помощи крюка и крепится груз. Когда лебедка начинает наматывать трос, груз поднимается. Система многократных блоков и тросов между крюком и стрелой уменьшает усилия, которые необходимо прикладывать к лебедке, чтобы поднимать груз.

Чтобы уравновесить тяжелый груз

Когда краны поднимают тяжелые грузы, они опираются на консольные балки или стабилизаторы, чтобы не перевернуться. Каждая такая балка действует как точка опоры рычажных весов. С ее помощью поднимаемый груз уравновешивается тяжестью самого подъемного крана. Выдвижные ноги опорной балки сделаны из стали, алюминия или нейлона. Каждая нога может отдельно подниматься и опускаться до тех пор, пока кран не займет нужного положения.

Снижение и уменьшение стрелы

Два гидравлических цилиндра управляют движением стрелы. Один цилиндр поднимает и опускает стрелу, а другой удлиняет и укорачивает ее.

Крюк, трос и блок автокрана

Блок с крюком грузоподъемностью 20 тонн

7-проходный блок

Наблюдая за подъемным краном. Бортовые компьютеры следят за работой крана: весом груза, углом подъема и длиной стрелы, углом наклона самого крана и в некоторых моделях даже за скоростью ветра.

Диаграмма грузового момента автомобильного крана

Верхняя диаграмма показывает, что чем больше вытянута стрела в горизонтальном направлении, тем меньшую нагрузку может нести кран без риска опрокинуться.

Существуют различные виды кранов, соответственно и устроены они по-разному.

Портальные краны. Необходимо отметить, что такие краны также бывают различных видов и для них приняты специальные обозначения:
КПМ - кран портальный монтажный,
КПП - кран портальный перегрузочный,
КПД - кран портальный доковый.

Конструкция портальных кранов представляет собой поворотную стреловую систему, установленную на портал, который передвигается по подкрановым путям. Полупортал, на который устанавливается портальный кран, предназначен для пропуска различных видов транспорта. Применяются портальные краны преимущественно в морских и речных портах, на судостроительных и судоремонтных заводах и в плавучих доках, при строительстве гидротехнических сооружений. Таким образом, в отличие от предыдущих кранов, портальные краны предполагают узкую сферу использования.
Подъем груза на портальных кранах осуществляется с помощью крюков и грейферов, на монтажных с помощью крюков.
Подкрановых путей может быть от одного до трех, соответственно, ширина колен подкранового пути составляет 6, 10,5 и 15,3 м. Грузоподъемность портальных кранов различная для перегрузочных и монтажных кранов. Так, для перегрузочных кранов грузоподъемность составляет 5-40т, для монтажных - до 300т. Вылет стрелы достигает 40м.

Мостовые краны широко применяются при строительстве и в производственных цехах. Так, мостовые краны применяются в промышленности, строительной индустрии, складском хозяйстве. Также краны мостовые с грейфером широко применяют в металлургической промышленности.
По своей сути, мостовые краны, являются разновидностью подъемного крана. Мостовой кран представляет собой конструкцию с опорным или подвесным мостом. Крановый путь является опорным элементом для несущих деталей мостового крана. Рельсы для мостового крана укладываются либо на стенах здания, либо на эстакадах, находящихся вне здания. По рельсам передвигается несущая балка или мост. Таким образом, при использовании мостового крана, не занимается основная площадка. Грузовая тележка с лебедкой, обеспечивающей подъем груза, перемещается по мосту. Мостовой кран оборудован крюками магнитом или грейфером. Такая возможность значительно расширяет сферы использования двухбалочных мостовых кранов. Однобалочные мостовые краны значительно легче и маневреннее двухбалочных. Дополнительно, на однобалочные мостовые краны можно навесить консольную тележку.

Один из самых распространенных видов мостового крана - кран-балка. Состоит кран-балка из концевых балок, пролетной балки и подъёмного механизма. Концевые балки и пролетная балка крепятся между собой, обеспечивая тем самым перемещение механизма подъема. За счет подъемного механизма, груз может перемещаться в горизонтальном и вертикальном направлении. При этом сам подъемный механизм движется по пролетной балке. Кран-балка снабжен либо ручной, либо электрической талью (непосредственно подъемный механизм). Кран-балку ни в коем случае нельзя использовать для перемещения различных отравляющих и токсичных веществ и для перемещения людей. В основном, кран-балка используется для погрузочно-разгрузочных работ и для монтажа на производстве или складском помещении.
Использовать кран-балку лучше всего либо под навесом, либо в закрытом помещении. Допустимый перепад температур от -200С до +400С. Кран-балки могут быть ручные или электрические (питание идет от электродвигателя, подключенного в сеть через провод или кабель) и опорные или подвесные.
Опорные кран-балки передвигаются преимущественно по направляющим путям. Такие пути представляют собой либо квадрат, либо рельс, установленный на металлических или бетонных опорах.
Кран-балка опорная включает в себя следующие составляющие:

• пролётная балка
• концевые балки (имеют ходовые колеса)
• подкрановые пути
• подъёмный механизм

Подъемный механизм в ручном кран-балке устроен с помощью цепных талей. Соответственно, электротали применяют для кран-балки с электрическим приводом. Управлять кран-балкой с электрическим приводом можно либо с пульта управления, либо с пола.
Подвесные кран-балки перемещаются по подвесным путям, которые находятся в самом здании, либо вне здания, по эстакадам.
Подвесные кран-балки состоят из:

• пролетная балка;
• концевая балка жесткая
• концевая балка подвижная
• ходовые каретки, перемещающиеся по подкрановым двутавровым направляющим (к ним подвешивают балки)
• подъёмный механизм
• кнопочный пульт для управления электрической кран-балкой

Если существует такая необходимость, то пролетную балку усиливают при помощи вертикальной шпренгельной конструкции.
Кран-балки существуют двухпролетные и однопролетные. Их использование на производстве, зависит от площади обслуживания.
Имея одинаковую грузоподъемность, кран-балки подвесные значительно легче опорных. Еще один плюс подвесных кран-балок - большая площадь обслуживания, нежели у опорных. При помощи подвесных кран-балок появляется возможность обслуживать площадь у стен.

Консольные краны.

Козловые краны. Еще один вид кранов - козловые краны. Несущие конструкции козловых кранов опираются на крановый путь за счет опорных балок. Козловые краны широко применяют на различных производствах. В частности, без них не обойтись при обслуживании складов, штучных грузов, контейнеров и лесных грузов, для монтажа сборных промышленных и гражданских сооружений, для обслуживания гидроэлектростанций и секционного монтажа в судостроении. Устанавливают козловые краны на открытых площадках.

Кран-штабелёр внешним видом напоминает кран-балку, однако конструкция кран-штабелера имеет несколько отличий. Главное - в конструкции кран-балки используют таль, а на кран-штабелере - вилочный штабелер. Собственно, примерно такую конструкцию имеет погрузчик, но своими маневренными качествами и проходимостью, погрузчику далеко до кран-штабелера. Кран-штабелер может проехать даже в узком проходе и, соответственно выполнить работу, которая недоступна погрузчику.

Самоходные гусенечные краны. Существует отдельный вид кранов, который перемещается на гусеничном шасси - самоходный гусеничный кран. Конечно, доставлять такой кран - достаточно трудоемкая задача, но гусеничный кран оправдывает затраты. С его помощью можно достичь большей высоты подъема и гусеничный кран обладает большой грузоподъемностью. Чтобы снизить затраты на транспортировку гусеничного крана с места на место, широко применяется принцип агрегатного построения. Такая возможность позволяет не только облегчить демонтаж, но и перевозку грузов. Работают гусеничные краны, как от дизель-электрического агрегата, так и от электрической сети. В конструкцию гусеничных кранов включено большое количество различного оборудования, что повышает производительность и мощность этих кранов. Гусеничный кран состоит из: ходовой и поворотной части, лебедки , механизма вращения, генераторной и дизель-электрической станции, монтажной стойки, кабины, грузовой подвески и крюковой обоймы и др. Транспортировка гусеничного крана происходит при помощи специального транспорта.

Консольные краны. Следующая разновидность кранов - консольный кран. Консольные краны бывают двух разновидностей: настенно-консольный кран и колонный кран.
1. Настенно-консольный кран состоит из настенной фермы, по которой передвигается настенная тележка с лебедкой, обеспечивающей подъем груза. Применяют настенно-консольные краны преимущественно в цехах, с целью уменьшения работы мостовым кранам. Настенно-консольные краны устанавливаются стационарно: ставится колонна, а на ее основе монтируют консоль. Возможность использования консольных кранов во многом зависит от специфики производства и помещения, но все-таки преимущественно консольные краны используют в небольших помещениях.
2. При использовании колонного крана, вместо настенной фермы, используется стационарная колонна. Колонные краны используют для обслуживания различных агрегатов, поэтому и применяют их на машиностроительных заводах.

Краны на рельсовом ходу. На строительной (грузовому порту и т.д.) площадке устанавливаются специальные рельсы, по которым происходит перемещение крана. Самые распространенные краны на рельсовом ходу - со стрелой 15 м (комплектацию дополняет грузовой крюк для одинарных грузов), иногда может быть вставка стрелы еще на 5м, также дополняют конструкцию грейферами, лебедками и другими деталями. Выпускаются различные виды кранов на рельсовом ходу: с поворотом башни и без, стационарные, закрепленные и свободно стоящие на опорной раме.

Copyright Liftcenter полное или частичное копирование без письменного разрешения запрещено.

Для подъема и перемещения грузов, циклического действия с возвратно-поступательным движением грузозахватного устройства.

Движения крана бывают установочными для изменения положения крана во время работы или его стрелы. Рабочие движения крана - это захват груза, рабочий ход самого крана для перемещения груза, разгрузки - т. е. установки груза в нужном месте, - холостой ход для возврата грузозахватного устройства к месту размещения груза. Основная характеристика любого подъемного крана - это его грузоподъемность, т. е. наибольшая масса груза, которую кран способен поднять. В общую грузоподъемность включается и масса сменных грузозахватных устройств. Грузозахватное приспособление, назначение которого захватить, удержать, переместить и разгрузить груз, бывает различных видов.

Выбор вида грузозахватного приспособления зависит от размеров, формы, массы перемещаемого груза, так как оно должно быть удобным в работе и иметь небольшую собственную массу. Самые простые грузозахватные приспособления - это стропы , т. е. канаты с ковшами. Клещевые, эксцентриковые захваты применяются для листов проката; ящиков, бочек. Бадьи, ковши , грейферы , кюбеля для захвата и перемещения сыпучих или жидких грузов, электромагниты используются для захвата изделий из металла. При большой длине груза используют траверсы.

История кранов

Все подъемные краны, используемые до XIX в., были очень просты по конструкции и изготовлялись в основном из деревянных деталей. Привод у них был ручной. И только к середине XIX в. с развитием общего машиностроения стали появляться металлические грузозахватные машины с механическим приводом. В 1830 г. в Великобритании был внедрен первый паровой подъемный кран и в 1847 г. - гидравлический, в 1895 г. - подъемный кран с двигателем внутреннего сгорания. В 1880 г. в США и Германии одновременно был применен электрический двигатель, в 1890 г. в США и Германии был создан подъемный кран с многомоторным индивидуальным приводом. В России изготовление подъемных кранов началось в конце XIX в. на Путиловском, Николаевском, Брянском и других заводах. С 1920-х гг. производство подъемных кранов стало отдельной отраслью тяжелого машиностроения, что отвечало задачам времени и быстро развивающегося производства.

Конструкция

Конструкция подъемного крана зависит от его схемы работы, и в зависимости от этого краны бывают поворотными и неповоротными.

Поворотные подъемные краны - это железнодорожные, установленные на рельсы, пневмоколесные, автомобильные, гусеничные, настенно-поворотные, кровельные, плавучие, судовые, башенные, портальные.

Неповоротные подъемные краны - это мостовые краны, настенно-консольные перегружатели, кабельные краны.

В современном производстве применяются и вертолеты -краны , со специальным устройством для захвата груза. Их используют в труднодоступных местностях, в основном для прокладки трубопроводов.

У любого подъемного крана основной механизм - это устройство для подъема груза, а также механизм передвижения грузовой тележки, механизм вращения поворотной части или поворотной стрелы, механизм изменения вылета стрелы, механизм подъема консоли моста. Если кран передвижной, то он имеет механизм его передвижения. Механизм подъема груза - это лебедка и, как правило, стальной канат, к которому прикрепляется грузовой крюк или другие грузозахватные устройства. При штабелировании грузов используют подвес-штангу с прикрепленным грузозахватным устройством, это устраняет раскачивание груза. Механизмы подъема снабжаются ограничителями хода грузозахватного устройства или грузоподъемности для безопасной работы. Есть также у некоторых подъемных кранов весы, определяющие массу груза.

Механизм передвижения кранов - это колесное устройство на рельсовом пути. Для грузовых тележек используются канаты. Привод колес может быть как центральным, когда один двигатель через трансмиссивный вал осуществляет вращение колес, так и разделенным. Если привод колес раздельный, то каждое колесо имеет свой двигатель. Ограничение хода осуществляют предохранительные устройства - концевые выключатели, упоры. Стреловое устройство в зависимости от вида перемещения груза может быть горизонтальным и негоризонтальным. Стреловое устройство с горизонтальным перемещением груза применяется у башенных, портальных, плавучих, судовых кранов, стреловое устройство с негоризонтальным перемещением груза применяется у железнодорожных кранов. Механизм изменения вылета стрелы воздействует на нее или на рычажную систему.

Механизм привода подъемного крана - это электрические двигатели , двигатели внутреннего сгорания (дизельные), гидравлические или пневматические двигатели. Иногда применяется и ручной привод. Двигатели внутреннего сгорания устанавливают на плавучих, железнодорожных, автомобильных, гусеничных кранах. Для регулирования скоростей используют электродвигатели.

Основное требование различных отраслей производства к краностроению - это увеличение основных характеристик крана - грузоподъемности, маневренности, вылета стрелы, высоты, на которую поднимается груз, длины пролета, производительности самого подъемного крана и повышения точности его работы.

Модификации подъемных кранов напрямую зависят от области их применения:

1) мостовые краны применяются на электростанциях, складах , заводских цехах;

2) настенно-консольные используют в цехах для помощи мостовым кранам;

3) козловые краны используют на складах , на электростанциях, для монтажа сборных конструкций в строительстве и судостроении;

4) мостовые перегружатели применяют на складах угля, на электростанциях, в портах и на промышленных предприятиях;

5) самоходные стреловые краны на гусеничном ходу, колесные, пневмоколесные, на базе трактора применяются на различных промышленных предприя тиях и на транспортере для перегрузочных и монтажных работ;

6) башенные краны применяют в строительстве и судостроении;

7) портальные краны используют в портовых складах;

8) плавучие краны (на понтоне) используются при работах на плаву и в судостроении;

9) судовые краны используются на судах для перегрузочных работ.

Конструкции всех кранов лучше изготавливают из стали повышенной прочности или алюминиевых сплавов для снижения их веса. Конструкции и их узлы сварные.

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.

Много лет назад грузоподъемное оборудование являлось одним из главных достижений техники. Но сегодня, когда активно внедряются передовые технологии и современные материалы, оно постепенно становится все более традиционным. В настоящее время существует большое количество компаний, которые поставляют как различную грузоподъемную технику, так и широкий ассортимент строительного и промышленного оборудования.

Грузоподъемное оборудование: терминология

Под термином «подъемник» сегодня понимают специальную технику, которая способна функционировать непрерывно или же периодически. Такое оборудование, как грузоподъемные краны, лифты и др., имеет главное предназначение — это перемещение различных грузов несущим устройством, перемещающимся по высокопрочной вертикальной направляющей или по рельсовым путям.

Подъемное оборудование сегодня представлено несколькими разновидностями. Самыми распространенными и наиболее часто применяемыми практически во всех промышленных сферах являются грузовые подъемники. В них устройство перемещения груза прикрепляется к огибающему лебедки, намотанные на барабан, или канатоведущий шкив. Грузоподъемные краны работают преимущественно на электрических приводах, а также на гидравлических.

Консольные краны

В строительной отрасли самой большой популярностью и востребованностью пользуются консольные подъемники, что стало возможным благодаря простоте их конструкции и низкой стоимости. Они изготовляются в виде мачтовых стоек без ограждений, относительно которых консольным способом размещаются площадки.

Безопасная эксплуатация грузоподъемных кранов во многом зависит от правильно выбранного вида. Стоит заметить, что оборудование консольного типа подразделяется на:

• Колонный кран. Представляет собой стационарную колонну, по которой происходит подъем грузов, широко применяется на машиностроительном производстве.
• Настенно-консольный кран. Отличается от первого варианта тем, что состоит из настенной фермы, по которой передвигается тележка. Способ установки - стационарный. Основное преимущество - возможность работать в небольших помещениях. Как правило, данный вид крана устанавливается для того, чтобы снизить нагрузку на мостовые подъемники.

Кран мостовой электрический шахтный

Существуют также шахтные краны, имеющие, в отличие от консольных, специальное устройство для ограждения людей, в котором вдоль направляющей перемещаются грузоподъемные кабины или площадки. В основном такая техника используется в горнодобывающей промышленности. Грузоподъемные краны мостовые предназначены для спуска/подъема крупногабаритных предметов. Благодаря определенному способу доставки грузов данный вид оборудования позволяет значительно сократить затраты, особенно в сравнении с наклонным стволом и автосъездом. Соблюдение правил безопасности при работе с такими кранами позволяет свести риск до минимума. Главное преимущество данного вида оборудования - быстрая и относительно безопасная транспортировка тяжелых грузов.

Портальные грузоподъемные краны

Данное оборудование передвигается по специальным путям, количество которых может варьироваться от 1 до 3. Ширина колен - 6 м, 10.5 м, 15.3 м. Длина стрелы может доходить до 100 метров. Такой вид кранов широко применяется в судостроительной сфере, при этом как в морских, так и в речных портах. Также данное оборудование используют в плавучих доках и на судоремонтных заводах. Их специализация достаточно узкая, используется только для работы на открытых площадках.

Подразделяются на подвиды:

• монтажный (КПМ) - грузоподъемность до 300 т;
• перегрузочный (КПП) - рассчитан на вес от 5 до 40 т;
• доковый (КПД) - используется для работы с грузами, вес которых не превышает 30 т.

Конструкция оборудования представляет собой портал с поворотной стрелой, который передвигается по подкрановым путям. Для подъема грузов используются специальные крюки и грейферы.

Эксплуатация грузоподъемных кранов

Перед тем как начинать работу на грузоподъемных кранах, необходимо изучить правила безопасности. На всех предприятиях проводят инструктаж. Некоторые пункты могут меняться в зависимости от вида оборудования, однако общая суть данной документации заключается в следующих пунктах:

• работа с электрооборудованием;
• изучение и принцип работы главных составляющих крана (тележка, галерея и пр.);
• способ управления;
• коэффициент торможения и др.

Особенности выбора

В процессе выбора грузового подъемника для строительства необходимо учитывать ряд важных факторов. Это способ крепления, грузоподъемность и многие другие. Дополнительно используются также различные грузозахватные устройства и приспособления. Кроме того, следует брать во внимание частоту поднятия грузов и рассчитать примерное количество включений и выключений крана. Используя полученные данные, можно выбирать подъемник с учетом веса транспортируемого груза. Важно знать правила эксплуатации грузоподъемных кранов и особенности их конструкции. Это обезопасит и существенно облегчит процесс перемещения тяжелых предметов.