Классификация строительных кранов, их рабочие органы характеристики.

Краны предназначены для подъемов грузов и подачи их к месту разгрузки, а при монтаже - для подачи деталей к месту установки их в проектное положение в вертикальном и горизонтальном направлениях. Типаж кранов применяемых в народном хозяйстве разнообразен. Для цели строительства используются следующее виды кранов:

1) легкие переносные - подъемники используемые в основном для подъема груза по вертикали и в отдельных на небольшое расстояние по горизонтали;

2) стационарные краны для подъема и перемещения грузов по вертикали и горизонтали в пределах радиуса окружности описываемой стрелой;

3) башенные краны (передвежные, стационарные (приставные), самоподъемные) служат для подъема грузов и перемещения их по горизонтали;

4) самоходные стреловые краны применимые для монтажных и погрузочно-разрузачных работ (они обладают высокой мобильностью и практически не ограниченной зоной обслуживания);

5) козловые для подъема и перемещения и монтажа конструкции (пределы их рабочей зоны ограниченные пролетом крана и длинной его перемещения;

6) кабельные краны применяемые на таких строительных объектах где приходиться перемещать грузы на большие расстояния, кроме того используют специальные краны-плавучие, летающие (вертолеты) трубоукладчики;

7) портальные и железнодорожные краны;

Все краны обозначают индексами из буквенной и цифровой части. Буквенная часть обозначает группу крана, например: КБ - кран башенный; АК - автомобильный кран; МКГ,МКП,МКА - монтажный кран гусеничный/ пневмоколесный/ автомобильный; СКГ - специальный кран гусеничный. В цифровых обозначениях указывается грузоподъемность, например МКГ20 - монтажный кран гусеничный грузоподъемность 20 т. Однако для более полной характеристики стреловые самоходных кранов введена следующая индексация кранов по схеме рис.41.

Рис.41.

Индексация состоит из двух букв КС - кран самоходный и 4-х цифр. Цифровая часть после букв обозначает основные данные о кране в следующем порядке 1- размерная группа характеризующая грузоподъемность крана (составлена в соответствии с типо размерными рядами); 2 - тип ходового устройства; 3 - характер подвески: канатная, жесткая и др.; 4 - порядковый номер модели крана. Так как конструкции кранов все время совершенствуется, производится из модернизация, то кроме указных после перечисленных индексаций то может указываться очередная модернизация (а, б, в), а так же указывается специфические данные крана, например: климатические исполнение (северное ХЛ, тропические ТВ). Схема индексации крана выпускаемые в РФ на рис.42.

Рис.42.

В индекс крана входят буквенные и цифровые обозначения. Буквы перед цифрами обозначают: КБ кран башенный; КБМ - кран башенный модульный; КБР- кран башенный для ремонта зданий; КБГ- кран башенный для гидротехнического строительства. Первая цифра обозначает размерную группу по грузовому моменту, следующая цифра является порядковыми номерами базовой модели, следующие цифры - порядковый номер исполнения, очередная модернизация и климатическое исполнение. Номера от 00 до 69 дают с поворотной башней, а с 70 до 79 с неповоротной, например: КБ405.1А - кран башенный 4 размерной группы с поворотной башней, первое исполнение, 1 модернизация для умеренного климата.

Краны состоят из рабочих органов остова, ходовой рамы, поворотной части, башни, стрелы, механизма подъема и опускания груза, механизма подъема и поворота стрелы, механизма перемещения крана, рабочих органов, аппаратуры управления и контроля грузоподъемности и высоты подъема. В зависимости от типа и назначения кран может иметь все перечисленные составные чести или только некоторые из них. Основными параметрами кранов является: грузовой момент (тс*м), равный произведению веса понимаемого груза на плечо; вылет стрелы, м; высота подъема груза, м; скорости подъема и опускания груза, м/с; скорость передвижения крана, м/с;

Для стреловых кранов вместо грузового момента используются грузоподъемность, тс, а так же радиус сил, м, а так же в козловых кранов длинна пролета.

Рабочий орган кранов представляет собой грузозахватное устройство для единичных или группы грузов(крюки, траверсы, захваты и тд), либо емкости в которых размещают грузы (ковши, бадьи, грейферы).

Следует размещать 2 вида рабочих органов:

1. Представляющие собой грузозахватные устройства и как правило являющиеся постоянной составной часть машины, например крюк.

2. Дополнительно подвешивающиеся к грузозахватным устройствам машины (оснастка), грузы и емкости подвешиваются к крюкам или скобам при помощи цепных или канатных стропов или траверз, захватов.

Рис.43

Крановые механизмы могут приводится каждый отдельным двигателем (многомоторный или индивидуальный привод) или один привод сообщает движение всем механизмам или группе механизмов (одномоторный или групповой привод). Основные механизмы кранов с многомоторным приводом построены на одном принципе: электродвигатель через зубчатую передачу (редуктор) сообщает вращение исполнительным элементам.

Строительные краны.

Легкие переносные краны.

Применяют при выполнении сравнительно малых объемов работ и при необходимости поднимать и перемещать грузы массой до 1 т на расстояние до 4 м. Их преимущество: возможна их установка не только на земле, но и на здании, а так же легкий вес, что делает их переносными. Один из таких кранов КЛ-1а (Рис.44).

Рис.44.

Он состоит из основания 1 и поворотной платформы 2, на которой смонтировано лебедка 5, стрела 7 и плиты противовесы 3. Мощность двигателя 3 кВт, поворот крана осуществляется в ручную рычагом 8, для стопорения используется тормозное устройство управляемое ручкой 4. Изменение вылета стрелы осуществляется стреловым канатом 6. Скорость подъема груза этого крана 0,7 м/с.

Консольные балочные краны (рис.44 б) применяют для подачи материалов внутрь здания через оконные проемы при отделочных, ременных и сантехнических работах. Их грузоподъемность до 0.1 т вылет стрелы до 3 м, высота подъема 60-70 м, средняя скорость подъема грузов 0,25 м/с. Такой кран состоит из вертикальной стоики 2 устанавливающуюся внутри помещения, и стрелы по которой движется тележка с крюком, груз поднимается электрической лебедкой, грузовая тележка перемещается вдоль стрелы при помощи ручной лебедки.

Стационарные краны.

К ним относятся мачтовые краны, которые наиболее просты по конструкции, их особенностью является независимое исполнение металлоконструкции механизма. Одним из видов мачтовых кранов является кран-мачты, состоящий из мачты и стрелы прикрепленной к мачте, верхней или средней ее части. Мачтово-стреловой квантовый кран изображен на рис.45.

Рис.45.

На пяти 1 установлена мачта 2, которая удерживается квантами 3, крепящимися о головку 4 мачты. Установка крана на пяте и оголовок позволяют поворачивать мачту, к основанию мачты шарнирно прикреплена стрела 6, верхней конец которой подвешен на стрелоподъемном полиспасте. Эти краны применяют для монтажа тяжелого оборудования, их грузоподъемность до 40 т, на рис.45 б,в показана конструкция опор мачтово-стреловых кранов. К недостаткам их относятся, то что они устанавливаются стационарно, что ограничивает их область применения, их используют в основном на складах строительных материалов и изделий, и при монтаже крупных оборудования. Достоинство простота и большая грузоподъемность.

Кабельные краны (рис.46).

Применяют при строительстве платин, мостов, промышленных зданий и на крупных складах.

Кран состоит из 2 опор между опорами натягивается катан по которому движется тележка с полиспастом, канат может закрепляться неподвижно или натягиваться весом контр груза. Натяжение каната может осуществлять дополнительно наклоном одной из опор. Опоры бывают неподвижными, тогда они закрепляются на фундаменте и раскрепляются расчалками, при такой конструкции кран обслуживает только узкую зону, у подвижных кранов опоры передвигаются по рельсовым путям, при чем могут двигаться обе опоры параллельно (рис.46) или одна опора закреплена неподвижна, а другая передвигается по рельсу проложенному по дуге окружности. Для погрузочно-разгрузочных работ применяют кабельные краны грузоподъемностью от 1,5 до 25 т с пролетом до 250 м.

Рис.46.

Башенные краны.

Применяют в качестве одного из основных из грузоподъемных устройств в жилищном и промышленном строительстве (рис.47).

Рис.47.

Башенные краны делятся:

· Передвижные (Рис.47, а) - передвигающиеся по прямолинейным наземным или криволинейным рельсовым путям;

· Стационарно-приставные - прикрепляемые к возводимому объекту (Рис.47, б);

· Вертикальные - подвижные самоподъемные (Рис.47, в).

Башенные краны различают по типу башен:

· краны с повторной башней (Рис.47, г);

· с не поворотной (Рис.47, д);

А так же по типу конструкции стрелы на краны:

· с подъемной стрелой (Рис 47, 3);

· с балочной стрелой (Рис.47, ж);

Передвижные башенные краны различают по типу ходового устройства:

· Рельсовые;

· автомобильные;

· пневмоколесные;

· гусеничные;

Наиболее широко применяют краны на рельсовом ходу, так как они просты в эксплуатации и обеспечивают высокую безопасность работы. Башенные краны имеют высокую маневренность, большое подкрановое пространство и высокое расположение стрелы.

Краны применяемы в жилищном и гражданском строительстве имеют грузоподъемность 3-8м, наибольшей вылет стрелы 25 м, высота подъема груза 30-50 м, скорость подъема груза 0,3-1 м/с, скорость передвижения крана от 0,55-0,5, частота вращения поворотной части от 0,5-07 об./мин.

Краны для промышленного строительства выпускают грузоподъемность 10 м и более, с вылетом стрелы 15-45 м, высотой подъема 50-80 м. У этих кранов скорость подъема груза от 0,16- 1 м/с, скорость передвижения в 2-2,5 ниже скорости передвижения кранов для гражданского строительства (0,16-0,2 м/с). Частота поворотной части 0,2-0,4 об./мин.

Приставные краны (Рис.47, б) выпускают грузоподъемностью 6,3;8;10;12,5 т, с вылетом стрелы до 45 м, с высотой подъема до 150 м. Они имеют скорость подъема груза 0,33-1,5 м/с. Скорость изменения вылета стрелы 0,5 м/с, частато вращения поворотной части 0,5-0,7 об./мин.

Наиболее часто применяют краны с поворотной башней, у них центр тяжести находиться ниже, чем у крана с неповоротной башней, с поворотным оголовком, так как большинство грузов расположено у основания крана. Благодаря этой особенности масса крана с поворотной башней меньше, чем с неповоротной. Эти краны проще монтировать, демонтировать, транспортировать.

Башни таких кранов при нагрузке меньше деформируются, что приводет к меньшей раскачки груза. Кран с поворотной башней (Рис. 47, г) состоит из трубчатой или решетчатой башни 1, закрепленной на опорно-поворотной устройстве 2, на который установлен противовес 3, в верхней части башни монтируются распорка 4 для направляющих роликов, оголовок 5, на башне закреплена стрела 6.

На кране с балочной стрелой и неповоротной башней противовес размещается на консоли 7 (Рис.47, д).

Простота монтажа и демонтажа, возможность монтировать и демонтировать эти краны без разборки на отдельные узлы делает их особенно эффективными.

Краны с подъемной стрелой, у которых вылет стрелы осуществляется ее наклоном более просты по конструкции, но к недостаткам их надо отнести, то что у них нельзя полностью использовать подкрановое пространство. Наименьший вылет стрелы у них составляет до 30% от наибольшего. При таком креплении стрелы трудно достигнуть точной наводки элементов конструкции, итак как при подъеме или опускании стрелы груз перемещает, как вертикально, так и горизонтально.

В кранах с балочной стрелой перемещение груза требует меньших усилий, но маневренность таких кранов ниже, чем у кранов с подъемной стрелой.

Стационарный (приставные) (Рис.47, б) КБ устанавливают на фундаменте и обслуживают площадку с одной стоянки. Самоподъемные башенные краны применяют главным образом при строительстве много этажных и высотных зданий.

На рис.48 представлены наиболее детальные схемы башенных кранов с поворотной башней и подъемной стрелой, и с неповоротной башней и балочной стрелой.

Монтаж и демонтаж башенных кранов с поворотной башней может осуществлять без их разборки на отдельные сборочные единицы. Для этого используют механизмы крана. Демонтаж КБ с поворотной башней осуществляют в следующей последовательности: стрелу крана опускают в крайнее нижнее положение, после чего разъединяют среднюю простейшую секцию стрелы, эти секции прикрепляют к башне, затем ее разъединяют в основании и опускают.

Рис.48.

 

Башню со стрелой 1 укладывают на домкрат, поворачивают тележку и под тележку крана подводят ось 2 с автомобильными колесами, после чего передвижную часть крана подводят тягачом 3 и опускают домкрат. В таком виде кран транспортируют.

Монтаж крана осуществляется в обратном порядке.

Эксплуатация башенных кранов допускается только после их освидетельствования в включающего осмотр, статистические и динамические испытания и согласно правилам ГОСГОРТЕХ надзором.

Козловые краны.

Широко применяются для монтажно-тяжеловесного оборудования, для подачи строительных материалов и строительных конструкций при возведении сооружений. Эти краны имеют грузоподъемность 1-500т, козловой кран показан на рис.50.

Рис.50.

Кран состоит из мостовой балки (фермы), которая описается на две опоры, установлены на ходовые рельсовые тележки. По мостовой балке передвигается тележка с подъемным механизмом или элекроталями. Кран обычно управляют из кабины. Эти краны прости по конструкции, устойчивы, имеют канатную грузоподъемность и высоту подъема по всей рабочей зоне. Длина пролета козловых кранов между опорами 10-50 м, высота достигает 30 м.

Мостовые краны (рис.51).

Рис.51.

Используются для монтажа оборудования и технологических операций в цехах промышленных предприятий.

Стреловые самоходные краны.

Краны с собственным приводом для свободного перемещения по метсности называются самоходными. На этих кранах устанавливаю стреловое или башенно-стреловое оборудование, Они предназначены для выполнения строительно-монтажных и перегрузочных работ.

Самоходные краны разделяют по грузоподъемности:

· легкие (до 10т);

· средние (10-25т);

· тяжелые (25 и более);

На специальных монтажных работах используются краны грузоподъемностью 250 т. По конструкции ходового устройства делятся:

· гусеничные;

· пневмоколесные;

 

Последние разделяются на краны: автомобильные, ходовым устройством служит масса автомобиля и краны на специально ходовом устройстве виде специальных шасси (Рис.52).

Рис.52.

Автомобильные краны предназначены для монтажа строительных конструкций, ремонтных работ, погрузки и разгрузки штучных грузов и при оборудовании грейфером. Привод механизмов кранов осуществляется от двигателя автомобиля.

Автомобильные краны отличаются: высотой, маневренностью и относительно высокой скорость передвижения (до 60 км/ч без груза), что позволяет применять их для выполнения рассредоточенных работ. Скорость передвижения крана с грузом не превышает 5 км/ч.

Различают автомобильные краны: канатной подвеской стрелового оборудования и механическим и электрическим или гидравлическим приводом, а так же гидравлические краны с жесткой подвеской гидравлического оборудования (Рис.53).

Рис.53.

На шасси грузового автомобиля 1 вместо кузова устанавливается платформа 4, и на ней опорно-поворотное устройство 5 с поворотной рамой 8. На раме 8 установлен механизм подъема и опускания груза и стрелы, механизм поворота рамы и стрелы реверсивный распределительный механизм, противовес 9, кабина 15, выносная опора 3, крепящаяся к платформе 4, которая служит для увеличения устройства крана от опрокидывания. Для безопасности работы крана на стреле установлен блок 17 автоматической сигнализации опасных напряжений, предупреждающей о приближении стрелы на опасное расстояние (не более 1 м).

Кран оснащен автоматическими ограничителями подъема клюка и вылета стрелы, а так же устройствами сигнализирующими о предельных значениях крана.

Привод механизма крана осуществляется от основного двигателе через коробку отбора мощности 2.

Специальные краны.

К таким кранам относят:

· Краны трубоукладчики (Рис.54);

· Плавучие краны (Рис.55);

· Портальные краны (Рис.56);

· Железнодорожные (Рис.57);

· Летающие краны (вертолеты);

Рис.54.

Рис.55.

Рис.56.

Рис.57.

Транспортирующие машины.

Конвейеры.

Конвейеры применяют для транспортирования гравия, щебня, цемента, кирпича, бетонных смесей, грунта, дробленного камня и др. материалов в пределах строительной площадки, заводов строительных деталей и карьера.

Эти машины подразделяются на группы:

1) конвейеры или транспортеры (ленточные, цепные, винтовые, роликовые, вибрационные, а так же элеваторы);

2) подвесные канатные дороги;

3) пневматические транспортные устройства;

4) самотечные гравитационные устройства;

Ленточные конвейеры они делятся на:

· передвижные;

· стационарные;

Они просты по конструкции, имеют сравнительно не большую металлоемкость, позволяют транспортировать грузы на расстояние от нескольких метров до нескольких километров. Их производительность от 10 до 20т/час. Ленточный конвейер (рис.58) представляет собой бесконечную ленту огибающую два барабана один из которых является ведущим, а другой ведомым. Превращение ведущего барабана 3, лента 4 под действием сил трения приводиться в движение, далее между ведущим 3 и ведомым 6 устанавливают роликовые опоры поддерживающие верхние и нижние ветви ленты, не давая ей провисать.

Рис.58.

Грузы укладывают на ленту. Лента конвейера должна быть достаточно прочной, так как она является не только органом несущим груз, но и тяговым элементом. Кроме того она должна обладать такими свойствами, что бы сцепляемость (коэффициент трения между лентой и барабаном, а так же между лентой и транспортируемым материалом) была наибольшей. Этим требованием отвечают ленты выполненные из нескольких слоев хлопчатобумажной ткани, которой связаны между собой слоями резины и покрыты резиной. Такие ленты применяются при температуре от +50 до - 15°С. При температуре выше +50 и ниже -15 используют соответственно теплостойкие и морозостойкие ленты. Более прочные являются ленты со слоями ткани из нейлона и других искусственных волокон. Особо прочные ленты выполняют с каркасом из стальных трусиков, что позволяет уменьшить провисание и удлинить длину конвейера. Привод ведущего барабана 3 осуществляется от электродвигателя 1 через редуктор 2 установленный на раме (рис.58). Загрузка и разгрузка конвейера выполняется загру9очными и разгрузочными устройствами, конструкция которых зависит от вида транспортируемых материалов. Сыпучие и среднекусковые материалы загружаются на конвеер при помощи воронок и направляющих лотков, а штучные грузы при помощи направляющих. Для сбрасывания материалов с конвейера служит скребковые сбрасыватели. В зависимости от вида груза задается ленте различная скорость, обычно в пределах от 0.5 до 2 м/с. Ленточные конвейеры позволяют перемещать грузы при прорезиненной ленте под углом до 20°. Производительность ленточного конвейера:

П=3600FVγ, м3*час (23), где

F – площадь сечения материала, расположенного на ленте, м³;

γ – насыпная масса материала, m/м³;

V – скорость движения ленты, м/с;

Площадь F зависит от угла естественного откоса, от формы ленты и угла наклона α.

Цепные конвейеры.

Цепным конвейерам относятся:

· Пластинчатые;

· Скребковые;

· Ковшовые;

Пластинчатые конвейеры (рис.59) применяют для транспортирования горячих, острокромчатых, кусковых и штучных материалов.

Рис.59.

Тяговые органы пластичных конвейеров две бесконечные цепи, которые устанавливаются на ведущих и ведомых звездочках, цепям крепят настилы из гладких или фигурных металлических пластин. Скорость перемещения пластин, а следовательно и грузов на пластинчатом конвейере меньше, чем у ленточных и составляет от 0.05 до 0.5 м/с. Пластинчатые конвейеры позволяют перемещать груз под углом до 30°. Их производительность подсчитывается так же как для ленточных.

Скребковые конвейеры (рис.60) отличаются от пластинчатых тем, что тяговые цепи помещены в открытом желобе и на них вместо пластин закреплены скребки. Скорость скребковых конвейеров от 0.1 до 0.5 м/с, длинна не более 50-60 м. К недостаткам этих конвейеров является быстрый износ тяговых цепей при транспортировании сыпучих материалов оказывающих абразивное воздействие на цепи.

Рис.60.

Ковшовые конвейеры (нории).

Применяют для подъема материалов по вертикали или круто наклонном направлении на высоту до 50 м. На бесконечной цепи (рис.61, а) установлены на 2-х звездочках или бесконечной ленте установленной на 2х- баранах закрепляют рабочие органы - ковши. На таких элеваторах можно транспортировать как сыпучие, так и кусковые материалы. Эти конвейеры бывают быстроходные 1,25-2 м/с и тихоходные 0.4 - 1 м/с. На этих элеватора используются ковши с цилиндрическими днищами и остроугольные с бортовыми направляющими.

Рис.61.

Винтовые конвейеры (шнеками).

Применяют их для транспортирования цемента гравия песка шлака и других материалов на расстояние 30-40 метров под углом до 20°, но иногда их используют для вертикального транспортирования. Винтовой конвейер (рис.62) представляет собой винт заключенный в кожух (желоб).

Рис.62.

Превращение винта материал перемещается вдоль его оси. На рис. 63 показаны типы винтов.

Рис.63.

Вибрационные конвейеры.

Для транспортирования сыпучих материалов, применяют вибрационные устройства. При вибрации значительно уменьшается трение между частицами сыпучих материалов. Цемент и др. сыпучие материалы приобретают свойства жидких тел, а бетонные смеси более жидкую консистенцию. Достаточно желобу или трубе принять небольшой уклон и сообщить им колебания что бы находящийся материал начал перемещаться по уклону. На рис.64 показаны вибро желоб для подачи бетонной смеси или раствора выгружаемых из автомобиля к месту укладки. В зависимости от жесткости смеси угол наклона такого желоба от 5 до 15°, производительность вибро желоба может достигать 100 м³ в смену.

Рис.64.

Вибро конвейеры применяют так же для перемещения материалов на заводах строительных деталей, на складах строительных материалов. Материалы могут транспортироваться под углом не только в низ, но и вверх. Общий вид вибро конвейера показан на рис. 65, а, а схема работы на рис.65, б.

Рис.65.

Предположим,что желоб или труба занимает положение 1 (рис. 65), далее при вибрировании желоб при каждом колебании переходит из положения 1 в положение 2, а частица находящаяся в положение (а) переместится в (б).

К недостаткам вибрационных конвейеров является сравнительно малый моторесурс вибровозбудителей, сложность наладки, неизбежность резонансного режима при остановке.