Мачто-стреловные краны. (виды, устройство, достоинство)

Кран устроен аналогично крану с поворотной башней, конструктивно отличается тем, что башня опирается на ходовую раму. А на последней секции башни установлен поворотный круг, на котором крепится стрела, противовесная консоль, противовес.

КБ с поворотной башней представляет собой кран, башня которого крепится к поворотной платформе, которая через опорно-поворотное устройство опирается на ходовую часть. На поворотной платформе размещаются противовес, грузовая и стреловая лебедки, механизм вращения поворотной платформы. Стрела крепится шарнирно к башне и удерживается канатными тягами, которые через направляющие блоки соединены с подвижной обоймой стрелового полиспаста. Подъем и опускание груза выполняются грузовым полиспастом с помощью грузовой лебедки и крюковой подвески. Управление краном ведется из кабины. В башенных кранах для механизма подъема груза в зависимости от грузоподъемности применяются одиночные и сдвоенные полиспасты двух, трех, четырех и большей кратности. Крюковые подвески состоят из грузового крюка, траверсы, двух боковых щек, осей с установленными на них блоками. Грузовой крюк крепится в траверсе на упорном подшипнике, благодаря чему он может свободно поворачиваться и предохранять грузовой канат от закручивания. Число блоков в подвеске определяется кратностью полиспаста, а также необходимостью изменения ее для повышения грузоподъемности крана без увеличения мощности грузовой лебедки. В некоторых конструкциях кранов с большой высотой подъема груза применяются подвески с разнесенными блоками также для предотвращения закручивания каната. Изменение вылета груза осуществляется наклоном стрелы или перемещением каретки с грузом вдоль горизонтальной стрелы.

При оборудовании крана горизонтальной балочной стрелой грузовая каретка перемещается вдоль стрелы с помощью тяговой электрореверсивной лебедки, расположенной на стреле или на поворотной платформе. На каретке размещены блоки грузового каната. При перемещении каретки блоки обкатываются по грузовому канату и груз, не изменяя положения по высоте, перемещается вдоль стрелы. При необходимости изменения вылета груза наклоном стрелы грузовая каретка фиксируется на стреле. Б ашенные краны грузоподъемностью более 10 т изготовляются с неповоротной башней и вращающейся только верхней частью крана.

19. Устойчивость кранов

Степень устойчивости свободно стоящих кранов, определяемая коэффициентами устойчивости, представляет собой отношение удерживающего момента к опрокидывающему. Нагрузки, создающие опрокидывающий момент в этих кранах, как правило, приложены за пределами опорного контура, а сила тяжести крана, приложенная внутри опорного контура, создает соответственно удерживающий момент. При разных положениях рабочего оборудования изменяются координаты его центра тяжести, значения действующих сил и их плечи, а следовательно, значения опрокидывающих и удерживающих моментов. Коэффициенты устойчивости и методика их определения регламентированы правилами Госгортехнадзора, а для башенных кранов – ГОСТ 13994.

Различаются грузовая (во время работы) и собственная (в нерабочем состоянии) устойчивость. Проверка устойчивости производится в условиях, когда сочетание действующих на кран нагрузок наиболее неблагоприятно с точки зрения возможности опрокидывания крана. Согласно правилам Госгортехнадзора значения коэффициентов грузовой и собственной устойчивости должны быть не менее 1, 15.

При проверке грузовой устойчивости считается, что кран стоит на наклонной площадке, подвержен действию ветра, поворачивается, одновременно тормозится опускаемый груз и движущийся кран (см. плакат).

Коэффициент грузовой устойчивости

где M_G – момент, создаваемый силой тяжести частей крана относительно ребра опрокидывания, кН:

M_G = Gg [(b+c)cosα – h₁sinα ];

∑ М_ин – суммарный момент сил инерции и груза, возникающих в процессе торможения крана и груза, и центробежной силы при вращении крана с грузом, кН:

∑ М_ин = М_ин.гр + М_{ин.кр.гр} + М_ц;

М_в – момент, создаваемый ветровой нагрузкой рабочего состояния на кран и груз, действующий параллельно плоскости, на которой установлен кран;

М_Q – момент, создаваемый номинальным весом груза относительно ребра опрокидывания, кН:

М_Q = Qg (A-b)

Сила инерции при торможении опускающегося груза совпадает с силой тяжести груза и приложена к оси головных блоков, Н:

F_ин.гр = Qv/t,

где v – скорость установившегося движения груза, м/с;

t – время торможения, с

Опрокидывающий момент от этой силы находится по формуле, кН· м:

М_ин.гр = F_ин.гр (А-b)

При торможении движущегося крана силы инерции возникают от массы крана и груза, которые направлены горизонтально вдоль пути перемещения крана. Опрокидывающий момент от этих сил находится из выражения, кН· м:

М_{ин.кр.гр} = Gvh/t + QvL/t,

где v и t – скорость передвижения и время торможения крана

Во время поворота крана возникает горизонтально направленная центробежная сила F, кН:

F = Qω ²r,

создающая опрокидывающий момент М_ц, кН· м:

М_ц = FL,

где ω – угловая скорость крана, мин^-1, ω = π n/30;

n – частота вращения крана, об/мин.

Под действием центробежной силы груз отклоняется от вертикали на угол β и радиус вращения груза при этом превысит вылет крана:

r = A + H tg β

Тогда выражение для центробежной силы примет вид:

F = Qπ ²n²A/(900-n²H),

а выражение для опрокидывающего момента от действия этой силы вид

М_ц = Qn²HhL(900-n²H)

Коэффициенты грузовой устойчивости определяются для двух расчетных положений стрелы:

1) стрела направлена в сторону уклона и перпендикулярна ребру опрокидывания;

2) стрела направлена в сторону уклона, но расположена под углом 45˚ к ребру опрокидывания (в плане)

Правилами Госгортехнадзора допускается проверка грузовой устойчивости крана без учета дополнительных нагрузок. При этом кран считается установленным на твердой горизонтальной площадке в безветренной зоне, на крюке подвешен груз для данного вылета стрелы, а механизмы крана не совершают движений.

Коэффициент грузовой устойчивости определяется как отношение момента, создаваемого весом всех частей крана, к моменту, создаваемому рабочим грузом, относительно того же ребра опрокидывания. В этом положении должно соблюдаться условие

К_с = M_G/M_Q ≥ 1, 4

При проверке собственной устойчивости считается, что кран стоит на наклонной площадке, стрела установлена вдоль пути, вылет - минимальный, кран подвержен действию только ветра нерабочего состояния.

Коэффициент собственной устойчивости

К_с = M_G' / M_B' ≥ 1, 15,

где M_G' – момент, создаваемый массой крана относительно ребра опрокидывания, кН· м;

M_B' – момент ветровой нагрузки нерабочего состояния, кН· м

Для стреловых самоходных автомобильных, пневмоколесных, гусеничных, кроме того, проверяется устойчивость при движении на участках пути с продольными и поперечными уклонами.

20. Приставные (стационарные) башенные краны применяются при строительстве высотных сооружений (высотой 150 м и более). Они выполняются с поворотной головкой, горизонтальной стрелой и перемещающейся по ней грузовой кареткой. Приставные краны монтируются на фундаменте, который может быть специальным или являться частью фундамента здания. Увеличение высоты башни крана осуществляется методом подращивания снизу или методом наращивания ее сверху промежуточными секциями, длина которых составляет 2, 5…7 м. У приставных кранов и кранов с неповоротной башей, имеющих значительную высоту подъема крюка, наращивание ведется методом сверху. При наращивании башни две крайние верхние секции крепятся к монтажной стойке и расстыковываются между собой. Предварительно промежуточная секция поднимается крюковой подвеской и навешивается на выдвижную раму. Верхняя часть крана с оголовком, стрелой и противовесной консолью монтажной лебедкой перемещается вверх по направляющим стойки и в образовавшееся между расстыкованными секциями пространство ручной лебедкой заводится новая промежуточная секция. Башня крана крепится к зданию с помощью закладных рам, монтируемых между двумя секциями.

У башенных кранов, башня которых охвачена порталом, применяется метод подращивания секций башни снизу, при котором очередная промежуточная секция заводится снизу, пристыковывается к башне и с помощью монтажной лебедки выдвигается вверх. Метод подращивания проще, так как работы ведутся с земли, но требует более мощных лебедок для подъема башни.

Самоподъемные краны изготовляются грузоподъемностью до 15 т с грузовым моментом до 3300 кН· м. Вертикальное перемещение крана осуществляется следующим образом. Башня крана опирается на опорные балки с откидными упорами и охвачена вертикально подвижной обоймой, также снабженной откидными упорами, но в другой плоскости. Специальной лебедкой обойма снимается с упоров и поднимается на высоту двух этажей и вновь устанавливается на упоры. После этого башня и опорные балки снимаются со своих упоров, подтягиваются на высоту двух этажей и устанавливаются на каркас здания. Демонтаж крана ведется в обратной последовательности. При такой конструкции крана не требуется большая длина башни. Самоподъемные краны применяются на строительстве зданий с металлическим каркасом.

21. Стреловые самоходные краны широко используются при производстве строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ. Основным достоинством стреловых самоходных кранов является автономность их привода, способность быстрого перебазирования с одного объекта на другой, большое разнообразие сменного оборудования.

Стреловые самоходные краны классифицируются по типу ходового оборудования и привода, по исполнению и типу стрелового оборудования.

По типу ходового оборудования разделяются на краны автомобильные, пневмоколесные, на специальном шасси автомобильного типа, гусеничные, на короткобазовом шасси, на тракторах и прицепные.

По типу привода краны бывают с одно-, и многомоторным (индивидуальным) приводом. Чаще применяется многомоторный привод – электрический, дизель-электрический, гидравлический или комбинированный (с различными типами привода отдельных механизмов). В одномоторном приводе двигатель через ременную или цепную передачу приводит во вращение шестерню, соединенную с валами стрелоподъемного барабана и двух грейферных барабанов. На всех валах с барабанами установлены муфты, которыми барабаны могут независимо включаться.

По исполнению и виду стрелового оборудования стреловые самоходные краны выпускаются с невыдвижными (постоянной длины), выдвижными и телескопическими стрелами. Длина выдвижных стрел изменяется без нагрузки, телескопических – с нагрузкой на крюке. Телескопические стрелы в сочетании с гидроприводом преимущественно применяются в приводах автомобильных кранов и кранов на специальном шасси автомобильного типа, так как благодаря взаимному перемещению секций относительно друг друга обеспечивается наводка монтажного элемента на место установки, в том числе и в труднодоступных местах. Длина стрел изменяется вставкой дополнительных секций или установкой управляемых гуськов. На стреловых кранах широко используется башенно-стреловое оборудование.

Паспортная грузоподъемность всех стреловых кранов, за исключением гусеничных, может быть реализована только при работе на выносных опорах (аутригерах – А.М.), когда ходовое оборудование полностью освобождается от нагрузки. Движение самоходных кранов с грузом допускается со значительными ограничениями по грузоподъемности и скорости, и только при положении стрелы вдоль оси ходовой части крана.

22. Автомобильные краны выпускаются грузоподъемностью 4; 6, 3; 10 и 16 т. Их монтируют на двух-, или трехосном шасси серийно выпускаемых грузовых автомобилей. Привод всех механизмов автомобильных кранов осуществляется от двигателя автомобиля через отбор мощности. По типу привода различаются автомобильные краны с механическим (преимущественно малых типоразмеров), гидравлическим и электрическим приводом.

Кроме основной стрелы краны оснащаются удлиненными стрелами, стрелами с гуськами, башенно-стреловым оборудованием, а гидравлические краны – телескопическими выдвижными стрелами.

При механическом приводе движение от двигателя рабочим механизмам передается через систему промежуточных передач. При этом скорость рабочих движений регулируется частотой вращения двигателя и коробками перемены передач, а направление вращения – коническими и цилиндрическими реверсами. Для управления механизмами (муфтами, тормозами) используют пневматическую систему базового автомобиля. Для снижения нагрузок на шасси автомобиля на раме крепится надрамник с дополнительными выносными опорами – аутригерами. Кинематическая схема позволяет совмещать операции подъема груза с поворотом платформы.

При гидравлическом приводе основным видом рабочего оборудования является телескопическая стрела, состоящая из подвижной и неподвижной секций. Передвижение подвижной секции производится гидроцилиндром двустороннего действия. Для увеличения подстрелового пространства на подвижной секции устанавливаются гуськи разной длины и под различными углами к ее продольной оси.

Гидравлический насос приводится в действие от двигателя автомобиля через коробку передач и редуктор отбора мощности.

При дизель-электрическом приводе каждый механизм имеет индивидуальный электродвигатель, получающий энергию от генератора трехфазного тока, вращаемого двигателем автомобиля.

Автомобильные краны оснащаются устройствами, обеспечивающими их безопасную эксплуатацию: ограничителями грузоподъемности, высоты подъема крюка, угла наклона стрелы, указателями крена и грузоподъемности.

Пневмоколесные краны имеют грузоподъемность 25, 40, 63 и 100 т. Большая грузоподъемность пневмоколесных кранов в сочетании со значительной высотой подъема (до 55 м) и вылетом крюка (до 38 м) обусловили их широкое использование на строительстве промышленных объектов.

Пневмоколесный кран состоит из двух основных частей: поворотной и ходовой, соединенных между собой опорно-поворотным устройством. На поворотной части крана располагаются рабочее оборудование, силовая установка, механизм главного и вспомогательного подъема груза, механизм изменения вылета стрелы, механизм вращения поворотной части и кабина управления. Рабочим оборудованием крана служит основная решетчатая стрела, удлиненные вставками стрелы с управляемыми и неуправляемыми гуськами различных размеров, а также башенно-стреловое оборудование. Все механизмы крана имеют индивидуальный электрический привод постоянного тока по системе Г – Д. Силовая установка обеспечивает глубокое регулирование рабочих скоростей в широком диапазоне путем изменения напряжения генератора, что особенно существенно для механизмов подъема груза и передвижения крана при выполнении монтажных операций.

Ходовая часть крана состоит из сварной ходовой рамы, опирающейся на ведущие и управляемые мосты автомобильного типа, и выносных опор. Количество мостов (2…5) зависит от грузоподъемности крана. При большой грузоподъемности мосты крана объединяются в балансирные тележки с жесткой подвеской к ходовой раме. Все колеса чаще всего выполняются сдвоенными. Рессоры во время работы выключаются. Управление передвижением из кабины машиниста и жесткая подвеска мостов ограничивают скорость передвижения крана до 18 км/ч. В рабочем положении кран опирается на выносные опоры. Допускается работа крана без выносных опор и передвижение его с грузом на крюке в соответствии с грузовой характеристикой крана.

Краны на специальных шасси автомобильного типа по своему технологическому назначению обеспечивают эффективную работу на рассредоточенных объектах, имеют большую грузоподъемность, хорошую проходимость и маневренность в условиях строительной площадки. В современных конструкциях кранов эти свойства реализуются путем применения специальных шасси автомобильного типа, гидравлического привода механизмов крана и телескопических стрел, что создает им значительные преимущества по сравнению с пневмоколесными кранами с решетчатыми стрелами. Грузоподъемность кранов на специальных шасси 25…500 т, скорость передвижения 60…70 км/ч.

По конструкции специальные шасси существенно отличаются от обычных шасси автомобиля числом приводных и управляемых осей, их распределением на базе, конструкцией подвесок и управления. Для удовлетворения требований о предельной нагрузке на ось специальные шасси изготовляются многоосными (3…8 осей). Число приводных осей назначается, исходя из условий достижения проходимости при движении по стройплощадке, а число управляемых осей выбирается из расчета минимального радиуса поворота, достаточного для вписывания крана в существующую дорожную сеть.

Отличительной особенностью кранов на специальных шасси является также наличие у них двух силовых установок, из которых одна размещается на шасси, другая – на поворотной части крана. Гидропривод кранов позволяет получить широкий диапазон скоростей рабочих движений механизмов за счет совмещения расходов жидкости двух напорных линий по параллельной или последовательной схеме, а также совмещения рабочих движений в разных вариантах. При работе крана вся нагрузка от собственной силы тяжести и массы груза воспринимается выносными опорами, при этом горизонтальность платформы контролируется системой автоматики. Отечественной промышленностью выпускаются краны на специальных шасси грузоподъемностью 25, 40, 63 и 100 т.

Гусеничные краны по грузоподъемности имеют большую номенклатуру: 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250 т. Эти краны работают без выносных опор и могут передвигаться в пределах строительной площадки со скоростью 0, 5…1, 0 км/ч. Высокая маневренность и большая грузоподъемность обусловили их широкое применение в различных отраслях строительства на объектах с большими и в том числе с рассредоточенными объемами работ для монтажа укрупненных конструкций и технологического оборудования.

Монтажный гусеничный кран с различными видами оборудования в общем случае состоит из поворотной платформы, опирающейся через опорно-поворотное устройство на ходовую часть крана. На поворотной платформе монтируются рабочее оборудование, силовая установка, механизмы стреловой и грузовых (основного и вспомогательного подъема) лебедок, механизм вращения и управления краном. Гусеничные краны изготовляются с механическим (групповым) и электрическим приводом. Для тяжелых гусеничных кранов грузоподъемностью 25 т и более применяется электрический привод по системе " двигатель-генератор-двигатель".

Ходовая часть гусеничных кранов состоит из неповоротной рамы, опирающейся на две приводные гусеничные тележки с многоопорными гусеничными звеньями, обеспечивающими низкие давления на грунт. Механизмы передвижения тележек выполняются с независимым приводом каждой гусеницы, либо с приводом от одного или двух двигателей, работающих на один вал. Привод каждой гусеницы состоит из тихоходного электрического двигателя, редукторов, ведущей звездочки гусеницы и тормоза. Поворот крана осуществляется торможением одной из гусениц. Перебазирование гусеничных кранов с одной строительной площадки на другую осуществляется с помощью специальных транспортных средств – тяжеловозов.

23.Козловые, мостовые и кабельные краны

Принадлежат к кранам пролетного типа. По сравнению со стреловыми кранами они имеют постоянную грузоподъемность по всей площади обслуживаемой зоны, большую устойчивость, меньшую массу. При этом они менее маневренны и сложнее в монтаже.

Козловые краны широко используются для механизации погрузочно-разгрузочных работ на складах и полигонах заводов строительных изделий, на площадках укрупнительной сборки, монтаже оборудования, строительстве главных производственных корпусов и т.д.

Козловые краны разделяются на монтажные и общего назначения. Краны общего назначения имеют грузоподъемность до 5 т, монтажные – до 500 т.

Несущей конструкцией козлового крана является мост с двумя опорами. По мосту крана перемещается грузовая тележка с грузозахватным устройством. Опоры крана устанавливаются на ходовые тележки, каждая из которых перемещается по двухрельсовому пути. Мосты кранов малой (до 5 т) грузоподъемности изготовляются в виде пространственной трехпоясной фермы и ездовой балки двутаврового профиля, по которой передвигается электроталь. Мосты кранов средней и большой грузоподъемности выполняются в виде четырехпоясной решетчатой фермы прямоугольного или трапецеидального сечения. Грузовая тележка этих кранов может перемещаться по нижнему или по верхнему поясу моста. В некоторых конструкциях кранов по верхнему поясу перемещается грузовая тележка основного, а по нижнему поясу – вспомогательного механизма меньшей грузоподъемности. Мосты кранов выполняются с консолями или без них. Длина консолей достигает 25…30 % от длины пролета. В этом случае тележка вспомогательного механизма подъема перемещается по всей длине пролетного строения. При больших пролетах одна из опор крана обычно жестко соединяется с мостом, а другая – шарнирно. При небольших пролетах обе опоры могут быть жесткими.

Передвижение грузовой тележки вдоль моста осуществляется с помощью канатов и электрореверсивной лебедки. Для уменьшения нагрузки на мост грузовые и тяговые лебедки располагаются на опорах или жестких поперечных балках, соединяющих стойки опоры. Управление краном осуществляется из кабины. На ходовых тележках устанавливаются противоугонные захваты с раздельным приводом. Захваты включаются в работу автоматически при ураганном ветре по сигналу анемометра.

Большинство козловых кранов – самомонтирующиеся.

Мостовые краны применяются в строительстве электростанций и других объектов, при сооружении фундаментов, монтаже оборудования и строительных конструкций. По завершению строительства они эксплуатируются в качестве штатного оборудования объекта.

Мостовой кран состоит из двух основных частей: моста и грузовой тележки. Мост крана представляет собой металлическую конструкцию, опирающуюся на ходовые колеса, которые приводятся в действие механизмом передвижения моста. Последний устанавливается непосредственно на мосту и осуществляет горизонтальное перемещение крана по рельсовому пути, уложенному на подкрановые балки здания.

По конструкции различаются одно- и двухбалочные мостовые краны. Однобалочные выполняются грузоподъемностью до 10 т с небольшим пролетом (5…17 м). При большом пролете мост крана выполняется из двух продольных балок коробчатого или таврового сечения, соединенных концевыми балками. На продольных несущих балках моста перемещается грузовая тележка. Она состоит из рамы, опирающейся на ходовые колеса, механизмов подъема груза и передвижения. В мостовых кранах грузоподъемностью более 20 т применяются два механизма подъема груза – главный и вспомогательный. Грузоподъемность вспомогательного механизма в 3…5 раз меньше главного механизма подъема. Все три механизма мостового крана – механизм подъема груза, передвижения моста и передвижения тележки – имеют самостоятельные двигатели и приводятся в действие независимо друг от друга. Они выполняются по обычным схемам: двигатель – муфта – тормоз – редуктор – исполнительный орган (ходовое колесо или барабан лебедки). Управление краном ведется из кабины оператора, подвешенной к мосту крана.

Мостовые краны в энергетическом строительстве имеют большую грузоподъемность главного (до 400 т) и вспомогательного (до 100 т) механизмов при относительно небольших (20…23 м) пролетах и высоте подъема крюка (20…25 м).

Кабельные краны используются для транспортирования строительных материалов через водные препятствия, при строительстве и реконструкции действующих предприятий, подаче крупных блоков, бетона, закладных деталей к объектам ГЭС и прочим труднодоступным местам. К достоинствам кабельных кранов относится также большая протяженность зоны обслуживания – от 250…400 м до 1000 м. Грузоподъемность кабельных кранов 5…15 т, в отдельных случаях может достигать 25 т и более

Недостатком кабельного крана являются колебания несущего каната в вертикальной плоскости в результате изменения стрелы провисания при кратковременном снятии нагрузки, а также необходимость постоянного контроля за натяжением несущего каната и вант.

В кабельном кране грузовая тележка перемещается тяговым канатом по стальному проволочному несущему тросу специальной конструкции, натянутому между двумя мачтами. Мачты крана растянуты вантами, прикрепленными к якорям. Грузовой канат образует полиспаст между блоками на грузовой тележке и на крюковой подвеске. Один конец этого каната закреплен на мачте, другой – на барабане грузовой лебедки. Натяжение несущего каната обеспечивается полиспастом. Между мачтами также натянут поддерживающий канат, на котором размещены устройства для удержания всех канатов на определенном расстоянии друг от друга и относительно несущего каната. Лебедки крана размещаются в машинном отделении на опорах мачт.

По степени подвижности мачт различаются кабельные краны: с обеими неподвижными мачтами; с качающимися в обе стороны мачтами на угол до 8˚; с обеими подвижными на тележках мачтами, передвигающимися по рельсовым путям; с одной подвижной мачтой, передвигающейся по дуге окружности и др. В зависимости от степени подвижности мачт зона обслуживания представляет линию, прямоугольник или сектор круга.

24)Погрузочно-разгрузочные машины. По принципу выполняемых работ: непреривные и циклического дей-я; в зав-ти от хар-ра работ: автопогрузчики-для штучн. мат-в, одноковш.и многоковш. погрузчики сып. матер-в. У автопогрузчиков осн. элемент-вилочный захват, схват, грейфер, ковш, кран и стрела и др. Все агрегаты монтируются на ход. раме, кот-е опирается на передний и задний мосты. Подъёмная часть погрузчика-грузоподъёмникОдноковш.погр-ки исп.для разраб. и погрузки сыпуч.и кусковых мат-в 1и 2 категории.В зав-ти от ход. оборуд-я: гусеничн. и пневмоколёсные. Главн. параметр-грузоподъёмность. Раздел. на: малогабаритные до 0, 5т; лёгкие 0, 6-2т; средние 2-4т; тяжёлые 4-10т; большегрузные боее10т.По способу разгузки раб. органа: с передн.разгрузкой (фронтальные); с боковой разгр.(полуповоротые-до ); с задн. разгрузкой(перекидн. типа).Многоковш-е погр-ки –машины непрер. действия. По конструкции раб. органа: шнекоковшовые, роторные, диковые и с подгребающ.лапами.

25. машины и Рабочие органы землеройных машин .