Баштові крани. Класифікація.

ОСНОВНІ МЕХАНІЗМИ, ВИКОРИСТАННЯ

 

Баштові крани переміщують вантажі по складних просторо­вих траєкторіях. Завдяки стрілі, закріпленій у верхній частині башти, вони мають значний підстріловий простір, в якому розта­шовується новобудова.

Класифікація

 

За мобільністю баштові крани бувають стаціонарні, пересувні й самопідіймальні. Пересувні крани обладнують, як правило, рейково-колісним пересувним обладнанням, що підвищує безпе­ку їх використання. На баштових кранах найчастіше застосо­вують багатомоторний електропривод.

Система індексації вітчизняних баштових кранів така. Крім літер КБ (кран баштовий), є чотири цифрових позначен­ня і два буквених. Перша цифра означає розмірну групу і характеризує вантажний момент крана, дві наступні — порядко­вий номер моделі, четверта цифра після крапки — це номер моделі крана, який свідчить про довжину стріли, висоту під­німання та інші параметри. Перша буквена позначка фіксує номер модернізації крана. Якщо модернізація не проводилася, цього позначення немає. Остання буквена позначка вказує на кліматичне виготовлення крана: ХЛ - для півночі; Т і ТВ - відповідно для сухих та вологих тропіків. Якщо кран призначе­ний для помірного клімату, буквена позначка не ставиться. Наприклад, індекс КБ-674.3А означає: кран баштовий; шостої розмірної групи, тобто вантажний момент 300 - 550 т-м; з неповоротною баштою; третє виконання після першої модернізації; призначений для роботи в помірному кліматі.

 

Конструктивні схеми кранів

 

Найпоширеніші крани кількох конструктивних схем: з поворотною баштою і нижнім розміщенням опорно-поворотного пристрою; з неповоротною баштою і верхнім розміщенням опор­но-поворотного пристрою. Зміна вильоту стріли забезпечується її нахилом та переміщенням візка. Поєднання конструктивних ознак може бути різним. Схему баштового крана з поворотною баштою та зміною вильоту стріли шляхом її нахилу та основні його параметри наведено на рис.6.1;

Q, т, — вантажопідйомність, тобто максимальна маса вантажу, який може підняти кран, при цьому кран може підняти най­більший вантаж при мінімальному вильоті;

L, м — виліт стріли, тобто відстань від центра вантажу до осі обертання крана;

М, т-м, — вантажний момент .

Для баштових кранів вантажний момент — основний пара­метр, який зв'язаний з висотою піднімання, швидкістю всіх робочих переміщень, базою, колією, габаритними розмірами, встановленою потужністю механізмів, масою.

Баштові крани монтують на кранових коліях 15, які повинні відповідати "Інструкції з обладнання, експлуатації та перевезення рейкових колій для будівельних баштових кранів" СН 78—73 та "Правил обладнання і техніки безпеки вантажопідіймальних кра­нів". По рейках кранових шляхів пересуваються ходові візки 14, два з них приводні, а два — неприводні. Механізм переміщення приводних візків має електродвигун, нормально замкнені двоколодкові гальма з електромагнітним чи електрогідравлічним керу­ванням, редуктор і відкриту зубчасту передачу. Ходові візки встановлюють на вертикальних осях із можливістю обертання для проходження закруглень рейкового шляху.

 

Рисунок 6.1 – Схема баштового крана з поворотною баштою:

1 - поворотна платформа; 2 - противага; 3,4 - стрілова і; і вантажна лебідки; 5,6 - відповідно стріловий канат і поліспаст, 7 - консоль; 8 - кабіна керування, 9 - стріла; 10 - гакова підвіска; 11 - башта; 12 - опорно-поворотний пристрій та механізм повороту, 13 - рама ходового пристрою; 14 - ходовий візок; 15 - крановий шиях, 16 - вантажний канат

 

На рамі ходового обладнання встановлено опорно-поворот­ний пристрій з механізмом повороту 12. Опорно-поворотний пристрій кранів із поворотною баштою являє собою спеціально виготовлений кульковий чи роликовий підшипник кочення діа­метром понад 2 м. Цей підшипник сприймає не лише осьові та радіальні навантаження, але й навантаження у вигляді перекид­ного моменту. На опорно-поворотному пристрої встановлена поворотна платформа 1, на якій змонтовано противагу 2, стрілову 3 І вантажну 4 лебідки та башту 11. У верхній частині башти встановлено кабіну керування 8 і шарнірне закріплено стрілу 9. З протилежного від стріли боку башти закріплена консоль з обвідними блоками. Стріловий канат 5, збігаючи з барабана лебідки, проходить через блоки стрілового поліспаста 6, другий кінець каната 5 закріплено нерухомо. При намотуванні каната на барабан рухомі блоки опускаються і за допомогою додаткових розчальних канатів, на яких вони підвішені, піднімають стрілу. Так відбувається зміна вильоту. Вантажний канат 16, намотуючись на барабан лебідки 4, охоплює обвідні блоки на кінці стріли та гаковій підвісці 10 й піднімає вантаж. Другий кінець вантажного каната охоплює обвідні блоки і закріплюється на стріловому барабані лебідки 3. В результаті при зміні вильоту (підніманні та опусканні стріли) висота підвішування вантажу не змінюється, хоча на практиці відбуваються незначні коливання висоти підвішування вантажу.

Схему баштового крана з неповоротною баштою та зміною вильоту стріли за допомогою вантажного візка наведено на рисунок 6.2. Такі крани виготовляють переважно без ходового пристрою і встановлюють на фундаменті 1. Їх часто використовують у висот­ному будівництві. При цьому для підвищення стійкості башту 2 кріплять до споруди, що будується, у верхній її частині розміщена кабіна керування 3.

Рисунок 6.2 – Схема баштового крана з неповоротною баштою:

1 – фундамент; 2 – башта; 3 – кабіна керування; 4 – механізм повороту; 5 – консоль; 6 – противовага; 7,8 – вантажна і стрілов лебідки; 9 – наголовник; 10 – стріла; 11 – вантажний канат; 12 – гакова підвіска; 13 – візок вантажний; 14 – лебідка переміщення візка, 15 – вантажний поліспаст

 

На башті встановлено наголовник 9, який з'єднаний з баштою за допомогою центральної цапфи та роз­міщених по колу котків. Цапфа і котки утворюють опорно-поворотний пристрій. До наголовника шарнірно прикріплена стріла 10, а з протилежного боку — консоль 5. На останній змонтовано противагу 6, стрілову 8 і вантажну 7 лебідки та механізм повороту 4. По стрілі може рухатися вантажний візок 13. Стрілова лебідка 8 призначена для утримання стріли. Є кон­струкції, в яких стріла утримується за допомогою жорстких тяг або в яких стрілова лебідка може нахиляти стрілу, що підвищує висоту піднімання вантажу. При цьому вантажний візок крі­питься на кінці стріли чи переміщується по нахиленій стрілі. Вантажний канат 11 змотується з барабана лебідки 7, охоплює обвідні блоки, встановлені на кінці стріли, вантажному візку та гаковій підвісці 12 Кінець каната закріплений нерухомо біля основи стріли. Блоки вантажного візка і гакової підвіски, охоп­лені канатами, утворюють вантажний поліспаст. При підніманні вантажу канат 11 намотується на барабан лебідки 7, виліт стріли при цьому не змінюється.

Механізм повороту 4 складається з електродвигуна, нормаль­но замкнених гальм, редуктора та відкритої зубчастої передачі. При повороті шестерня цієї передачі котиться по нерухомому зубчастому колесу, закріпленому на башті, й обертає наголовник із закріпленими на ньому елементами конструкції. Виліт стріли змінюється шляхом переміщення вантажного візка 13 за допомо­гою лебідки 14, із барабана якої звисають обидві вітки каната. Кінці каната кріпляться до вантажного візка. При зміні вильоту й горизонтальній стрілі висота підвішення вантажу залишається постійною.

Рис. 6.3 – Схеми кріплення стріл в сучасних баштових кранах:

а, б, е, – бокове кріплення стріл; б, г – з верхнім розміщенням стріл з гусаком; д – з верхнім розміщенням підйомної стріли

 

Самопідіймальні крани

 

Самопідіймальні крани використовуються при будівництві висотних споруд (150 м та вище), які мають металевий або потужний залізобетонний монолітний каркас. Кран встанов­люється на новобудові, потім у міру її спорудження за допомогою додаткових механізмів піднімається по споруді.

Крани зі зміною вильоту шляхом нахилу стріли (з підіймаль­ною стрілою) при тих же параметрах (вильоті, висоті піднімання, вантажопідйомності) на 15—20% легші, ніж крани зі зміною вильоту за допомогою вантажного візка (з балковою стрілою). Підіймальна стріла дає змогу збільшити висоту піднімання ванта­жу при зменшенні її вильоту, забезпечує добру маневреність в тісних умовах будівельного майданчика. Крани з такою стрілою технологічніші при виготовленні, зручніші при монтажі та пере­везенні, проте мають й деякі недоліки порівняно з балковими стрілами:

- відсутність суворо горизонтального переміщення при зміні вильоту, що підвищує потужність двигуна силової лебідки;

- незначна і нерівномірна горизонтальна швидкість пересування при зміні вильоту; зменшення зони обслуговування з однієї зупин­ки, оскільки вантаж не можна підвести близько до башти крана.

Застосування кранів з поворотною баштою також сприяє зменшенню їх маси, адже маса механізмів не навантажує башту. Однак при значній висоті башти, щоб зменшити гнучкість, її доводиться прикріплювати до споруди. В такому випадку доціль­ніше використовувати крани з неповоротною баштою.

Підіймальні стріли найпоширеніші в мобільних кранах із поворотною баштою. Балкові стріли застосовують в основному в кранах зі значною висотою піднімання та неповоротною баш­тою. Частіше крани монтують на об'єкті при мінімальній висоті башти, а в процесі будівництва й збільшують у кранах з поворот­ною баштою нарощенням знизу, а в кранах з неповоротною — нарощенням зверху.

 

Монтаж та демонтаж кранів

 

Кран з поворотною баштою і підіймальною стрілою демон­тують у такій послідовності. Висоту башти зменшують до мінімуму. Стрілу опускають вертикально вниз. У разі потреби, щоб зменшити довжину стріли, її складають. Башту разом із стрілою переводять у горизонтальне положення і закріплюють на сідельному пристрої автомобіля-тягача. Демонтують і окремо перевозять противагу. Домкратом або самохідним краном трохи піднімають раму ходового обладнання та знизу прикріплюють інвентарну пневмоколісну вісь. З об'єкта на об'єкт кран перево­зять як автопоїзд. Для монтажу крана на новому об'єкті слід заздалегідь встановити одну секцію кранових колій. Монтують кран у зворотній послідовності. Монтаж і демонтаж баштових кранів виконують за допомогою їх механізмів та одного-двох стрілових самохідних кранів.

З метою підвищення безпеки праці баштові крани оснащують автоматичними приладами безпеки. До них належать обмежувачі переміщень (переміщення крана, кут нахилу стріли, висота під­німання гакової підвіски, переміщення вантажного візка, повороту крана тощо) та вантажопідйомності. Перші вимикають механіз­ми крана до досягнення граничного положення його елементів, другі — в разі перевищення номінальної його вантажопідйом­ності. Всі механізми оснащують нормально замкненими галь­мами, нульовим і кінцевим електрозахистом.

На баштових кранах встановлюють анемометри, які подають звукові та світлові сигнали при небезпечній швидкості вітру. Крім того, крани обладнують рейковими захватами, покажчика­ми вильоту і вантажопідйомності.

 

Лекція 7

СТРІЛОВІ САМОХІДНІ КРАНИ

 

На відміну від баштових, стрілові самохідні крани мають значно менший підстріловий простір, що знижує їхні технологічні можливості. Проте вони значно мобільніші, простіше перевозяться з об'єкта на об'єкт, не потребують складних монтажних робіт на робочому місці, вантажопідйомність їх, як правило, вища.

Стрілові самохідні крани використовують при виконанні на­вантажувально-розвантажувальних робіт та монтажу конструкції при малоповерховому будівництві, частому перебазуванні, малих обсягах монтажних робіт.

Як правило, стрілові самохідні крани забезпечуються двигуна­ми внутрішнього згоряння, що значно підвищує їх мобільність.

Позначення стрілового самохідного крана складається з двох літер КС (кран самохідний), чотирьох цифр і двох буквених позначень, яких може і не бути.

Перша цифра означає розмірну групу крана, яка визначається головним параметром стрілового самохідного крана — максимальною вантажопідйомністю.

Друга цифра — це тип ходового обладнання: 1 — гусеничне; 2 — гусеничне розширене, тобто таке, "що забезпечує менший пито­мий тиск на ґрунт; 3 — пневмоколісне (двигун при цьому розташований на поворотній платформі); 4 — на спеціальному шасі; 5 — на шасі автомобіля; б — на тракторі; 7 — на причепі.

Цифрою, що стоїть на третьому місці, кодується влаштування стрілового обладнання. Цифра 6 означає, що стріла з канатною підвіскою, тобто використовується канатно-блоковий привод ке­рування стрілою; цифра 7 — підвіска стріли жорстка, тобто застосовується гідравлічний привод для керування стрілою; цифра 8 — стріла телескопічна, тобто секції стріли висуваються одна з одної, найчастіше за допомогою гідроциліндрів. Це дозво­ляє зменшити транспортні габарити крана й одержати більшу довжину стріли в робочому положенні.

Цифра на четвертому місці свідчить про порядковий номер моделі крана. Оскільки конструкції кранів безперервно вдосконалюються, то після чер­гової модернізації до індексу крана додають буквене позначення модернізації (А, Б, В і т.д.). Якщо модернізації не було, позначка відсутня. Як і для баштових кранів, указують кліматичне вико­нання: ХЛ — для півночі; Т і ТВ- відповідно для сухих та вологих тропіків. Крани автомобільні й на спеціальному шасі мають приблиз­но однакове компонування.

 

Крани на спеціальному шасі

 

Схему крана на спеціальному шасі автомобільного типу наведено на рисунок 7.1 Маневреність крана забезпечується кількістю керованих коліс (4; 6; 8 і т-д). Щоб не збільшувати габаритні розміри за висотою, кабіну 2 для керування в транспортному режимі прикріплюють до рами ходового обладнання консольне. Двигун внутрішнього згоряння 15 розміщують за кабіною. На рамі ходового обладнан­ня є опорно-поворотний пристрій 14, на якому встановлена поворотна платформа 10, де закріплені механізм повороту, про­тивага 11, вантажна лебідка 7 та інші елементи.

Механізм повороту і вантажну лебідку виготовляють з приво­дом від гідродвигуна й постачають нормально замкненим галь­мом і гідравлічним розмикачем. На поворотній платформі шарнірно закріплена стріла 5, частіше телескопічна. Секції стріли можуть висуватися під навантаженням за допомогою гідроци­ліндрів усередині стріли. Піднімання і опускання стріли здій­снюють гідроциліндром 6. Вантажний канат змотується з бара­бана лебідки 7, охоплює обвідні блоки, стояку 9, блоки на кінці стріли і гаковій підвісці 3, утворюючи вантажний поліспаст 4. У транспортному режимі стрілу вкла­дають на стояк 16. Щоб попередити розгойдування гакової під­віски, її за допомогою строп кріплять до буксирних гаків авто­мобіля. На поворотній платформі розташовують кабіну для керування краном при переміщенні вантажів. Крани обладнують найчастіше гідрофікованими виносними опорами 13, якими ке­рують з виносного пульта 12.

Рис. 7.1. – Схема крана на спеціальному шасі автомобільного типу:

1 — спеціальне шасі автомобільного типу; 2 — кабіна; 3 — піковапідвіска; 4, 7, 8 — відповідно вантажні поліспаст, лебідка і канат; 5 — стріла; 6 — гідроциліндр піднімання таопускання стріли; 9- двоногий cтояк; 10 — поворотна платформа;11 — противага;12— виносний пульт керування; ІЗ— виносна опора; 14— опорно-поворотний при­стрій;15 — двигун внутрішнього згоряння: 16 — стояк

Крани пневмоколісні

 

Схема пневмоколісного крана з телекінетичною стрілою наведена на рисунку 7.2 б. На рамі ходового пристрою 14 розташований опорно-поворотний пристрій 2, на якому встановлена поворотна платформа 13. На останній закріплені противага 12, силова установка 17, вантажна лебідка 8 і гідравлічний привід керування телескопічною стрілою 15 та інші пристрої.

До комплексу стрілового обладнання входять гідроциліндри 16 для зміни кута підйому стріли і гакова підвіска 4 з вантажним поліспастом 5.

Рис. 7.2 – Схема стрілових самохідних кранів

а – стріловий самохідний кран на базі трактора з підйомною стрілою;

б – самохідний пневмоколісний кран з телескопічною стрілою;

в – самохідний кран на базі трактора з баштовою стрілою і підйомним гусаком; 1 – гусеничний рушій; 2 – опорно-поворотний пристрій; 3 – підйомна стріла, 4 – гакова підвіска; 5,6 – поліспасти; 7,8 – стрілова і вантажна лебідка; 9 – пульт привода; 10,17 – силова установка; 11 – двоногий стояк, 12 – противовага; 13 – поворотна платформа; 14 – рама ходового пристрою; 15 – телескопічна стріла; 16 – гідроциліндр підйому стріли; 17 – кабіна; 18 – виносні опори

 

Пневмоколісні крани обладнані виносними опорами 18.

Схема гусеничних кранів подібна до пневмоколісних. Гусеничні крани мають не пнемоколеса, а гусеничний рушій 1. Це дає змогу обходитися без виносних опор. На значні відстані їх перевозять на великовантажних причепах чи напівпричепах.

 

Крани на базі трактора

 

Тракторні крани можуть мати різне компонування. Найчас­тіше використовуються крани-трубоукладачі, які є основними вантажопідіймальними машинами при Промисловість виготовляє крани-трубоукладачі з гідравліч­ним і механічним будівництві трубопрово­дів. приводами.

Основні переваги стрілових самохідних кранів порівняно з баштовими — їх значно вища мобільність, автономність, менші затрати коштів і часу при перевезенні кранів з об'єкта на об'єкт. Якщо баштові крани випускають інколи з постійною ванта­жопідйомністю, то вантажопідйомність стрілових самохідних кранів завжди залежить від вильоту стріли.

Загальний недолік стрілових самохідних кранів (крім кранів-трубоукладачів) полягає у тому, що переміщення цих кранів з вантажем дозволяється тільки по заздалегідь спланова­ному майданчику, при значному зниженні вантажопідйомності, крайньому задньому положенні стріли, мінімальному вильоті та розміщенні вантажу над землею не вище 20—30 см.

Стрілові самохідні крани обладнують такими приладами без­пеки: обмежувачами переміщень гакової підвіски та стріли, об­межувачами вантажопідйомності, покажчиками вильоту та ван­тажопідйомності, креномірами, сигналізаторами наближення до ЛЕП.