Лекція 12
Вантажопідйомними
машинами піднімають і переміщують різні будівельні матеріали по вертикалі чи
просторовій траєкторії, що змінюється у вертикальному та горизонтальному
напрямках. Працюють вони найчастіше циклічно. Вантажопідйомні машини можна
поділити на дві основні групи:
1. Машини для підйому:
- домкрати – для
піднімання вантажу на невелику висоту;
- талі і тельфери – для піднімання вантажу і його
переміщення по лінії рейки;
- лебідки – для
піднімання і підтягування вантажу (входять також до складу складніших машин);
- будівельні підйомники – для піднімання вантажу на платформах, в кабінах, ковшах, клітках, які рухаються по напрямних.
2. Крани:
- пересувні стрілові – для завантажувально-розвантажувальних
та монтажних робіт у зоні будь-якої конфігурації;
- баштові крани – для
пересування вантажів та монтажу конструкцій у зоні, що обслуговується стрілою
та рейковими шляхами, а також на великій висоті;
- портальні будівельні крани – для завантажувально-розвантажувальних
робіт, горизонтального пересування вантажів у зоні рейкових шляхів;
- мостові крани – для пересування вантажу в
межах площі прямокутника (цеху);
- козлові крани – для
пересування вантажу в межах прямокутника (склади і монтажні роботи).
У
вантажопідйомних машинах для передачі зусиль при пересуванні вантажів крім
деталей загального призначення (вали, осі, підшипники, шестерні, муфти)
застосовуються деталі та вузли спеціального призначення (вантажні і тягові
канати, вантажозахватні пристрої, поліспасти, барабани, блоки, зупини, гальма).
Дротяні стальні канати є
найпоширенішими гнучкими органами, що володіють високою міцністю та надійністю
в роботі. Канати називають вантажними,
якщо вони входять в комплект механізма підйому і тяговими, якщо вони переміщають вантаж,
масу якого сприймає несуча конструкція машини. Їх сплітають зі стальних
дротиків діаметром 0,2...3,0 мм із
розрахунковою межею міцності дроту на розтяг (1,6...2,0)×103 МПа.
Розрізняють канати одинарної, подвійної та потрійної навивки. Канати одинарної
навивки отримують пошаровою навивкою один на одного в різних напрямках окремих
дротів. Канати подвійної навивки виготовляють із попередньо скручених дротяних
пасм, які навивають на органічний чи металевий сердечник. У канатах потрійної
навивки в якості пасм використовують канати подвійної навивки малого діаметра.
Крім того, в якості гнучких вантажних органів використовують пластинчасті та зварні овально ланкові ланцюги.
Для
підвішування штучних вантажів і спеціальних захватних пристроїв до канатів
вантажопідйомних машин призначені гаки та петлі (рис. 32.1), виготовлені
куванням чи
штампуванням із м’якої сталі. Для підвищення безпеки роботи їх часто обладнують
відкидними замками, які запобігають від зіскакування каната.
Поліспаст (рис. 31.2) – ристрій для
підйому і підтягування вантажу. Складається з рухомих і нерухомих блоків. Блоки
огинаються канатами і змонтовані в обоймах.
Застосування
поліспастів з рухомими блоками дає виграш у силі і програш у швидкості, або
навпаки. Це зменшує передатне число механізму, розміри поліспаста і лебідки.
Кратність поліспаста - відношення швидкості
намотування каната на барабан до швидкості піднімання вантажу:
.
а) б) в) г) б) а)
Кратність поліспаста рівна кількості віток каната, на які
розподіляється навантаження, прикладене до рухомої обойми.
Поліспасти,
що використовують для виграшу в силі, називають редукторними, а для виграшу в швидкості – мультиплікаторними.
Зупини призначені для стопоріння
і надійного утримування (фіксування) піднятого вантажу в заданому положенні. За
конструкцією зупини поділяють на храпові, роликові та фрикційні.
Найпоширенішими є храпові зупини (рис. 32.3), які складаються із храпового
колеса 1 та заскочки (собачки) 2. Храпове колесо (храповик) жорстко
закріплене на валу чи барабані підйомного механізма,
а вісь собачки – на нерухомій основі. Собачка примусово (пружиною 3,
вантажем і т. п.) водиться в зачеплення із зубами храповика і запобігає його
повороту при опусканні вантажу. При підйомі вантажу храповик обертається в зворотньому напрямку і собачка вільно проковзує по його
зубах, не перешкоджаючи обертанню. Храповики виконують із внутрішнім і
зовнішнім зачепленням. Для пом’ягшення ударів при
вмиканні зупина використовують не одну, а дві чи три
собачки.
Принцип
дії гальм заснований на
врівноважуванні цілком або частково крутного момента
на валу механізма гальмівним моментом, що виникає від
сил тертя між рухомими і нерухомими елементами гальма.
Класифікація
гальм:
За
призначенням:
- стопорні (для зупинки
механізмів, відключених від двигуна, чи утримання вантажу підвішеним);
- спускні (для регулювання
швидкості опускання вантажу).
За
характером роботи:
- закриті (нормально замкнуті) – постійно
включені в неробочому стані зусиллям пружини або гальмівного вантажу і
виключаються на період роботи механізма;
- відкриті (нормально
розімкнуті) – постійно виключені і включаються при гальмуванні.
За
способом керування:
- керовані;
- некеровані
(автоматичні).
За конструкцією:
- стрічкові; - колодкові;
- конусні; - дискові.
Стрічкове
гальмо (рис. 32.3, б) складається зі стальної стрічки 5 із
фрикційними накладками 6, яка охоплює гальмівний шків 7 та системи
важелів, що регулюють натяг стрічки. При натягуванні важелями гальмівна стрічка
затискає шків, гальмуючи його.
Колодкові
гальма (рис. 32.3, в, г) виконують, як правило, з двома
гальмівними колодками 10, які затискають гальмівний шків 9 з
діаметрально протилежних боків. До колодок прикріплена стальна вальцьована
стрічка з підвищеними фрикційними властивостями. Замикання двоколодкових гальм
у більшості сучасних конструкцій здійснюється зусиллям стиснутої
пружини 11, розмикання – спеціальними гальмівними електромагнітами 8,
електромеханічними чи електрогідравлічними штовхачами 12, які включаються
паралельно до привідного двигуна механізма.
Розмикання виконується одночасно із вмиканням двигуна.
Домкрат – компактний вантажопідйомний пристрій, призначений для плавного
піднімання на невелику висоту (до 1 м) вантажу дією знизу вгору і підтримання
на заданій висоті спертого на нього вантажу. Має невелику вагу і добре
транспортабельний. Застосовується на різноманітних монтажних, вивірювальних і ремонтних роботах, при безтраншейному
прокладанні трубопроводів, може бути складовою частиною будмашин
і пристроїв.
Класифікація домкратів:
За приводом:
-
ручний привід;
-
електричний привід;
-
гідравлічний привід;
-
пневматичний привід.
За будовою:
-
рейковий – 6 т, 0,3 м;
-
гвинтовий – 50 т, 0,35 м;
-
гідравлічний – 50…500 т, 0,15…0,2 м.
Рейкові домкрати
(рис. 32.4, б) застосовуються для виправлення стальних конструкцій, вивірювання колон, піднімання вантажів, а також при завантажувально-розвантажувальних, монтажних і ремонтних
роботах. Їх виготовляють вантажопідйомністю 3...6 т при максимальній
висоті підйому 0,4...0,6 м. ККД механізма
домкрата складає 0,80...0,85 при безпосередньому зачепленні ведучої шестерні з
рейкою і 0,65...0,67 при наявності проміжних шестерень.
Гвинтові домкрати
(рис. 32.4, а) застосовуються як при монтажних і ремонтних роботах,
так і для здійснення найраціональніших механізованих способів підйому опалубки,
помостів та ін. Вони виготовляються вантажопідйомністю 2...50 т при
максимальній висоті підйому 0,35 м. ККД механізма
домкрата не перевищує 0,3...0,4. Гвинтові домкрати, як правило, є само
гальмівними і не потребують ніяких додаткових пристроїв для утримування
вантажу.
Вантажопідйомність
гвинтового домкрата, Н:
,
де - зусилля, прикладене
робітником, Н;
- довжина ручки, мм;
- величина пересування
вантажу на один оберт ручки (відповідає кроку гвинта домкрата), мм;
- ККД пристрою.
Гідравлічний домкрат
(рис. 32.4, в) складається з циліндра, поршня, нагнітального і
випускного клапанів. Підйом вантажу здійснюється подачею в циліндр домкрата
рідини під тиском, а спуск – випуск цієї рідини через випускний клапан.
Регулюючи ступінь відкриття випускного клапана, можна змінювати швидкість
витікання рідини, тобто швидкість опускання вантажу. За рідину використовується
мінеральне масло або суміш води з гліцерином. Робоча рідина подається в циліндр
домкрата помпами з ручним чи машинним приводом. Вантажопідйомність гідравлічних
домкратів 50...500 т при максимальній висоті підйому 0,15...0,25 м.
Найпоширенішими у будівельній практиці є домкрати вантажопідйомністю
100...200 т при висоті підйому 0,15...0,25 м і власній масі
180...330 кг. ККД домкрата становить 0,8...0,9.
Принцип
дії безпоршневих
домкратів полягає в тому, що в замкнутий
об’єм, який може деформуватись (рис. 32.4, г), під високим
тиском закачується масло. Під дією тиску стінки домкрата переміщаються.
Величина цього переміщення і є хід домкрата. Висота підйому 20 мм,
вантажопідйомність – до 200 кг.
Талі - прості та невеликі вантажопідйомні пристрої з ручним,
електричним чи гідравлічним приводом, які підвішуються до високо розташованих
опор. Використовуються при монтажі і ремонті санітарно-технічних пристроїв і
трубопроводів у місцях, недоступних для пересувних кранів. В залежності від
приводу талі поділяються на ручні і електричні.
Поширеними
є ручні талі з черв’ячним механізмом
підйому (рис. 32.5), гнучким тяговим органом яких служить зварний калібрований
чи пластинчастий ланцюг. Вантажопідйомність таких талей
0,5...10,0 т, висота підйому вантажу – до 3 м. Таль підвішується над
вантажем на гаку 7, шарнірно з’єднаним із нерухомою обоймою 6. В
обоймі змонтовані черв’як 9 і черв’ячне колесо 5, виконане суцільним
із ведучою зірочкою 4. Вантажний
ланцюг 2, перекинутий через зірочку 4, огинає зірочку 19 рухомої
гакової обойми 1 і кріпиться до корпуса талі, утворюючи двократний поліспаст для виграшу в
силі. При обертанні нескінченним ланцюгом 11 привідного колеса 8 рух
через черв’ячну передачу передається ведучій зірочці 4, яка перемотуваням ведучого ланцюга піднімає або опускає гакову обойму. Утримування вантажу на висоті забезпечує
дискове гальмо 3 з храповим зупином.
Електротельфери – це
електричні талі (рис. 32.6), що підвішуються до візків, які пересуваються
по рейці.
Електричні
пересувні талі випускають вантажопідйомністю від 0,25 до 5 т при висоті
підйому 6 м. Є також електроталі вантажопідйомністю 10 т. Завдяки
компактності конструкції, простоті обслуговування і легкості встановлення їх
широко застосовують для підйомно-транспортних,
монтажних і ремонтних робіт.
Будівельні лебідки – вантажопідйомні механізми,
призначені для підйому чи пересування вантажів на будівельно-монтажних,
ремонтних та завантажувально-розвантажувальних
роботах з допомогою каната, що намотується на барабан або протягується через
важільний механізм.
Основним параметром лебідок є тягове зусилля каната (кН).
Класифікація лебідок:
За видом приводу:
-
з ручним приводом;
-
з механічним приводом.
За призначенням:
-
загального призначення (як самостійний механізм);
-
спеціальні (як складова частина машини);
-
підйомні (для піднімання вантажу);
-
тягові (тільки для пересування вантажу по горизонтальній або похилій площині).
За кількістю барабанів:
-
однобарабанні;
-
двобарабанні;
-
без барабанів (з канатоведучим шківом);
-
важільні.
За видом кінематичного зв’язку
між двигуном і барабаном:
-
реверсивні;
-
маневрові;
-
зубчасто-фрикційні.
Основною характеристикою лебідки
крім тягового зусилля є канатомісткість барабана, тобто довжина каната, яка
може бути вкладена на барабані. Вона залежить від довжини робочої частини
барабана, його діаметра, кількості витків і діаметра каната.
Важільні лебідки (рис.
32.7, б) мають максимальне тягове зусилля до 5 т і максимальну
вантажопідйомність до 3 т. Їх робота базується на протягуванні
каната 9 через тяговий механізм з допомогою двох пар кулачків 8, які
послідовно захоплюють канат, затискають його і підтягують у потрібному
напрямку.
Широко
розповсюдженими у будівництві є лебідки з приводом від електричного двигуна
(рис. 32.8). Двигун 4
через редуктор 2 обертає барабан 1
лебідки. Між двигуном і редуктором як правило ставлять гальмівні
пристрої 3 у вигляді колодкового, стрічкового чи конусного гальма. Якщо в
редукторі немає коробки переміни передач, то швидкість підйому чи підтягування
вантажу буде постійною.
Будівельні підйомники – це
машини, призначені для підйому (опускання) у вантажонесучих
органах будівельних вантажів та людей на поверхи чи дах будинків і споруд при
виконанні будівельних, монтажних, оздоблювальних та ремонтних робіт.
Вантажонесучими органами є клітка, кабіна,
платформа, ківш, гак, бункер, захвати та ін.
Класифікація підйомників
За призначенням:
-
вантажні;
-
вантажно-пасажирські.
За способом установки:
-
пересувні (самохідні та несамохідні);
-
стаціонарні (приставні, вільностоячі).
За конструкцією напрямних вантажонесучого ограна:
-
з підвісними (гнучкими) напрямними;
-
з жорсткими (щоглові, скіпові, шахтні).
За способом монтажу:
-
мобільні (перевозять цілком);
-
немобільні (при перевезенні розбирають).
До основних параметрів відносяться:
-
найвища висота піднімання вантажу;
-
швидкість підйому та опускання вантажу;
-
величина пересування вантажу по горизонталі;
-
величина вертикального пересування вантажу введеного у будівлю;
-
швидкість подачі вантажу;
-
колія і база (для пересувних);
-
встановлена потужність;
-
конструктивна і загальна маса;
-
крок настінних опор.
Вантажні підйомники випускаються
щогловими і шахтними. Шахтні використовуються при зведенні цегляних труб
висотою до 120 м. Щоглові отримали переважне застосування у будівництві.
При будівництві і ремонті будівель до трьох поверхів застосовуються підйомники
ТП-3А і ТП-16-1, будівель до п’яти поверхів -
підйомники ТП-9 і ТП-16-2, будівель до дев’яти поверхів - підйомники ТП-12 і ТП-16-3. Уніфіковані
вантажні щоглові підйомники ТП-16-1, ТП-16-2 і ТП-16-3 вантажопідйомністю
320 кг мають робочі органи у вигляді видатної платформи, з допомогою якої
здійснюється підйом і горизонтальна подача
у прорізи будівель будівельних матеріалів та опускання їх на покрівлю і
перекриття при виконанні будівельних, оздоблювальних і ремонтних робіт.
Підйомники ТП-16-1, ТП-16-2 і ТП-16-3 виконані за одною конструктивною схемою,
максимально уніфіковані і відрізняються між собою висотою піднімання вантажу,
масою і габаритами. Підйомник ТП-16-3 (рис.
32.9) складається зі щогли, опорної рами 10, лебідки 1, вантажної
каретки 7 із видатною платформою 8, вантажного каната 3,
настінних опор 4 і електрообладнання. Щогла підйомника кріпиться до
будівлі настінними опорами і складається з рядових 6, верхньої 5 і нижньої 9 секцій і змонтована на
опорній рамі, на якій встановлені лебідка ТЛ‑14А з канатоведучим
шківом та шафа електрообладнання 2. лебідка вантажним канатом піднімає і
опускає вантажну каретку з видатною платформою, з допомогою якої вантаж
піднімається на відповідний поверх і подається у віконний проріз чи на
покрівлю.
Вантажно-пасажирські підйомники (рис.
32.10) піднімають не тільки будівельні матеріали, сантехнічне обладнання та
інші вантажі, а й робітників. Застосування їх значно скорочує втрати робочого
часу на підйом і спуск робітників із поверхів. Замість площадки такі підйомники
мають кабіну, в якій знаходиться підйомна лебідка і механізми керування.
Вантажопідйомність їх до 800 кг вантажу або до 10 чол.,
швидкість підйому 35 м/хв.
Ковшові (скіпові)
підйомники застосовують для подачі сипучих матеріалів і розчинів у бункери,
змішувальні машини і грохоти. Об’єм ковша, як
правило, складає 1 м3, швидкість підйому 60 м/хв.
Шахтні
підйомники застосовують для підйому сипучих матеріалів, розчину, бетонної
суміші на висоту 100 м та вище. Вантажопідйомність до 3 т, швидкість
підйому 30 м/хв. Їх встановлюють як всередині. Так і ззовні будівель.
Монтажні
вишки і гідропідйомники призначені для підйому одного або двох робітників при
виконанні будівельно-монтажних робіт. Встановлюються на автомобілях або
тракторах. Вантажопідйомність до 0,5 т.
Стрілові
самохідні крани являють собою стрілове чи баштово-стрілове
кранове обладнання, змонтоване на самохідному гусеничному чи пневмоколісному
шасі. Розрізняють крани загального призначення для будівельно-монтажних робіт та завантажувально-розвантажувальних робіт широкого профілю, а
також спеціальні для виконання технологічних операцій певного виду
(крани-трубовкладачі, залізничні, плавучі).
Класифікація
За вантажопідйомністю:
-
легкі – до 10 т;
-
середні – 10…25 т;
-
важкі – від 25 т.
За типом ходового пристрою:
-
автомобільні;
-
тракторні;
-
на шасі автомобільного типу;
-
пневмоколісні;
-
гусеничні;
-
на спецшасі.
За кількістю і розташуванням
силових установок:
-
з однією СУ на шасі;
-
з однією СУ на поворотній частині;
-
з двома СУ.
За кількістю привідних двигунів:
-
одномоторні приводи;
-
двомоторні приводи.
За типом приводу:
-
механічний;
-
електричний;
-
гідравлічний.
За кількістю і розташуванням
кабін керування:
-
лише на шасі;
-
лише на поворотній платформі;
-
на шасі і поворотній платформі.
За конструкцією стріли:
-
зі стрілою незмінної довжини;
-
з висувною і телескопічною стрілами.
За способом підвішування стріли:
-
з гнучкою (на поліспастах) підвіскою;
-
з жорсткою (гідроциліндри) підвіскою.
У
відповідності з ГОСТ 22827-85 передбачено випуск десяти розмірних груп
стрілових самохідних кранів вантажопідйомністю 4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100;
160; 250 т. Вказані вантажопідйомності
кранів – це максимально допустима маса, яку може підняти кран даної
розмірної групи при мінімальному вильоті основної стріли.
Кожен
стріловий самохідний кран складається з наступних основних частин: ходового
пристрою; поворотної платформи (із розміщеними на ній силовою установкою,
вузлами приводу, механізмами і кабіною машиніста з пультом керування),
опорно-поворотного пристрою і змінного робочого обладнання. Виконавчими
механізмами є: механізм підйому вантажу зміни вильоту стріли (гака), обертання
поворотної платформи і пересування крана.
Шасі
кранів із пневмоколісним ходовим пристроєм обладнуються виносними опорами-аутрігерами у вигляді неповоротних (відкидних) чи висувних
кронштейнів із опорними гвинтовими чи гідравлічними домкратами на кінцях. Аутрігери знижують навантаження на колеса, збільшують
опорну базу і стійкість крана. При роботі без виносних опор вантажопідйомність
крана різко зменшується і складає 20…30 %
від номінальної. Залежність вантажопідйомності і висоти підйому вантажу
від вильоту стріли називають
вантажною характеристикою крана (рис.
33.1).
Система індексації стрілових самохідних кранів
Порядковий номер моделі |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Виконання стрілового обладнання |
|||
6 |
7 |
8 |
9 |
Канатна підвіска |
Жорстка підвіска |
Телескопічне |
Резерв |
Ходовий пристрій |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Г |
ГУ |
П |
Ш |
А |
Тр |
Пр |
Резерв |
Розмірна група |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Вантажопідйомність, т |
||||||||
4 |
6,3 |
10 |
16 |
25 |
40 |
63 |
100 |
>100 |
Чергова модернізація |
||||
А |
Б |
В |
... |
... |
Кліматичне виконання |
||
ХЛ |
Т |
ТВ |
Усі крани
позначають індексами, що складаються з буквеної і цифрової частин. Буквена
частина позначає групу кранів чи особливості їх конструкції: КБ – кран
баштовий; АК – автомобільний кран; МКГ, МКП чи МКА – монтажний кран гусеничний,
пневмоколісних чи автомобільний; СКГ – спеціальний кран гусеничний; СМК - спеціальний монтажний кран.
Усім
моделям стрілових самохідних кранів загального призначення, що випускаються
заводами Мінбуддормашу, присвоюється відповідний
індекс (див. схему індексації).
КС – кран
стріловий самохідний;
Ходовий пристрій:
Г –
гусеничний;
ГУ –
гусеничний розширений;
П –
пневмоколісний;
Ш –
спеціальне шасі автомобільного типу;
А – шасі
стандартного автомобіля;
Тр - шасі
серійного трактора;
Пр -
причіпний ходовий пристрій.
Кліматичне виконання:
ХЛ –
північне;
Т –
тропічне;
ТВ – для
роботи у вологих тропіках.
Наприклад, кран КС – 4561 АХЛ:
-
кран стріловий самохідний;
-
4-ї розмірної групи (16 т);
-
на стандартному шасі вантажного автомобіля;
-
із гнучкою підвіскою стрілового обладнання;
-
перша модель, що пройшла першу модернізацію;
-
північне виконання.
Крани,
випущені заводами Мінбуддормаш до впровадження діючої
індексації, а також крани, що випускаються заводами будівельних міністерств не
мають єдиної системи індексації.
Наприклад:
МСК-10-20 – мобільний складний кран вантажопідйомністю 10 т і вильотом стріли
20 м. СКГ-40 – стріловий кран гусеничний вантажопідйомністю 40 т.
На заміну
АК-7,5 (автокран вантажопідйомністю 7,5 т) почали випускати КС-2561
(6,3 т). Були також РДК-25, МКГ-25, СКГ-30,40,63.
Кран
СКГ-63 – величезний гусеничний кран. У Союзі таких було небагато. При ремонті
стадіону ім. Леніна (Москва, Лужники), який робило
Рівненське СУ-17 (Будуправління–17) вже за самостійної України, використовували
СКГ‑63. Його розбирали на окремі складові: база, гусениці, стріла і везли
вагонами. Ці крани, як правило, використовувались у Сибірі, тому від нас
дешевше було везти.
Уже на
протязі 15 років у м. Дрогобичі на Львівщині випускають стрілові крани. Раніше
це були крани із гратчастими стрілами
вантажопідйомністю до 7,5 т, а починаючи з 90-х років випускають крани з
телескопічною стрілою на базі автомобіля КрАЗ. Нульовий
цикл у 95 % випадків виконують мобільними кранами, наприклад
КС-4361 (пневмоколісний) при стрілі 9 м вантажопідйомність 16 т;
15 м – 9 т, 20 м – 5 т.
Головний параметр стрілових кранів – вантажопідйомність Q.
Основні
параметри (рис. 33.3.):
-
виліт L – віддаль
від осі ОО обертання поворотної частини крана до центра гака; виліт від ребра
перекидання – віддаль від ребра перекидання до центра гака: А1 – при
роботі без виносних опор, А2 – на виносних опорах;
-
висота підйому гака H – віддаль
від рівня стоянки крана до центра гака, який є в крайньому верхньому положенні;
-
глибина опускання гака h – віддаль від рівня стоянки
крана до центра гака, який є в крайньому нижньому положенні;
-
швидкість V підйому
і опускання вантажу.
БУДІВЕЛЬНІ КРАНИ
Рис. 34.1. Стріловий повноповоротний
переносний кран
Легкі переносні крани
застосовують при виконанні порівняно малих об’ємів робіт та при необхідності
піднімати та переміщувати вантажі масою до 1 т на віддаль до 6 м при
встановленні на землі і до 20 м при встановленні на будівлі. Виліт стріли
– 2...4 м. Великою перевагою є можливість їх встановлення не тільки на землі,
а й на будівлях. Наприклад, кран КЛ‑1А (рис. 34.1) складається з основи 1, поворотної
платформи 3, на якій змонтовані лебідка 5, стріла 9 та плити
противаги 2. Механізм підйому вантажу
складається з реверсивної черв’ячної лебідки 5 із приладами керування,
вантажного каната 6 і гакової обойми 8. На
головці стріли встановлено важільний обмежувач 7 висоти підйому гака, який
відключає двигун лебідки при підході гакової обойми
до крайнього верхнього положення. Маса крана 0,9 т (з противагами
1,65 т). потужність двигунів 3 кВт. Поворот крана здійснюють вручну
із зусиллям не більше 120 Н. Стопоріння здійснюють ручкою гальмівного
пристрою. Виліт стріли змінюється стріловим канатом 4. Швидкість підйому
вантажу 0,2 м/с.
Консольно-балкові крани застосовують для подачі матеріалів всередину будівлі через
віконні отвори при оздоблювальних, ремонтних та сантехнічних роботах
вантажопідйомність їх 100...200 кг, виліт стріли – до 3 м, висота
підйому 60…70 м, середня швидкість підйому вантажів 0,25 м/с. Робочі
рухи крана – підйом, опускання вантажу і переміщення його вантажною кареткою
вздовж стріли по траєкторії, близькій до горизонтальної.
Кран
(рис. 34.2) складається з вертикальної телескопічної стійки 5
з опорними башмаками 1 та 6, балкової стріли 9 з вантажною
кареткою 8, механізмів пересування каретки і піднімання вантажу. В
робочому положенні стріла утримується жорсткими тягами
7. Вантажна каретка пересувається по нижніх полках балкової стріли. Механізм
пересування каретки складається з тягового каната 4, напрямних блоків і
ручної лебідки 3. Каретку переміщають вздовж стріли обертанням ручки
приводу. Механізм підйому вантажу складається з реверсивної черв’ячної
лебідки 2 з приладами керування, вантажного
каната і гакової обойми 10.
Стрілові стаціонарні крани, на
відміну від підйомників, механізують не тільки вертикальне, а й горизонтальне
пересування вантажів у зоні, що охоплюється стрілою. Роботу кранів забезпечують
наступні механізми:
-
підйому вантажу;
-
зміни вильоту стріли;
-
повороту стріли.
До
стрілових стаціонарних кранів відносять:
-
щоглово-стрілові крани;
-
кран-щогли.
Кран-щогли
(рис. 34.3) складаються зі щогли 1 і стріли 2, закріпленої до
щогли у верхній або середній її частині. Стріла може виконуватись поворотною і
неповоротною. В обох випадках щогла закріплюється вантами 3, які
утримуються якорями. Вантажопідйомність таких кранів до 100 т, висота
підйому вантажів – до 60 м.
Характерною
особливості щоглово-стрілових кранів (деррик – кранів) є стаціонарно встановлювана щогла, що
підтримується канатними розтяжками (вантами) чи жорсткими розкосами. При
першому способі кріплення щогли крани називаються вантовими,
а при другому – жорстконогими. До щогли цих кранів шарнірно
закріплюють стрілу, сумісно з якою вона може провертатись навколо вертикальної
осі. Підйом вантажу, зміна вильоту стріли та поворот щогли здійснюються
лебідками, які розташовані біля основи щогли.
Вантові щоглово-стрілові
крани складаються зі щогли 9, стріли 8, вантажного
поліспаста 6, стрілового поліспаста 3, електричних лебідок 14,
опорної балки 11 і вантів 2, що утримують
щоглу. Нижній і верхній кінці щогли знаходяться у спеціальних нерухомих
опорах 1 і 15, що дають можливість щоглі сумісно із закріпленою біля її
основи стрілою обертатися при допомозі поворотного круга 10 і тягового
каната 16 на 360°навколо
вертикальної осі.
Для
розтяжок використовують стальні канати, кількість яких (від 4 до 12)
визначається вантажопідйомністю крана. Вантові канати
від верхньої нерухомої опори 1 натягуються стягу вальними муфтами чи
поліспастами зручними лебідками і закріплюються до природних чи штучних якорів.
Нижньою
опорою щогли служить спеціальна кульова п’ята 15 з осьовим отвором для
проходу збігаючих віток канатів 17 кранових
поліспастів до лебідок. Кульова опорна поверхня п’яти забезпечує можливість
деякого відхилення щогли від вертикалі у зв’язку з пружними деформаціями вантів і
нерівномірністю
їх натягу.
Стріла 8
щоглово-стрілових кранів утримується у похилому
положенні стріловим поліспастом 3. збігаючи вітки канатів обох поліспастів
через напрямні блоки вводяться всередину щогли до осі її обертання: канат
стрілового поліспаста – у верхню частину щогли, а канат вантажного поліспаста –
в нижню. Обидва канати проходять через отвір у п’яті щогли вниз і через
напрямні блоки 12 і 13 ідуть на барабани лебідок 14, що встановлюються
на віддалі 15…30 м від крана. Застосовують електрореверсивні
та багатобарабанні фрикційні лебідки.
Деколи
до наголовника основної стріли шарнірно закріплюють додаткову насадку – гусьок 4, що має свій вантажний поліспаст 5.
вантажопідйомність гуська складає 20...25 % від вантажопідйомності
основної стріли. Хвостова частина гуська утримується
канатними тягами 7, закріпленими до стріли
стяжками, які дозволяють змінювати кут нахилу гуська
по відношенню до осі стріли. Наявність гуська (рис.
34.5, д, е, ж) збільшує виліт основної стріли і дозволяє вести
монтаж конструкцій на більшій висоті. Вантажопідйомність крана є постійною на
всіх вильотах стріли.
У вантових кранах стріла коротша від щогли на 20…40 %, а
при куті нахилу стріли 30° її можна
повертати на 360°.
Вантажопідйомність вантових кранів – до 40 т.
Щоглово-стрілові крани прості за конструкцією і
мають велику вантажопідйомність. Однак те, що вони встановлюються стаціонарно,
значно обмежує область їхнього застосування: склади будівельних матеріалів і
виробів, монтаж технологічного обладнання великих об’єктів.
Жорстконогі щоглово-стрілові
крани (Рис. 34.6)
відрізняються від вантових тим, що щогла 4
утворює разом із балками-лежнями 2 жорстку просторову конструкцію.
Горизонтальні балки розвантажують фундамент від сприйняття горизонтальних
навантажень. Відсутність вантів дає можливість робити
стрілу цих кранів у 1,5…2,0 рази довшою від щогли. Однак наявність
розкосів 3 обмежує кут повороту щогли зі стрілою в межах 270°, і звичайно не перевищує
240°. Вантажопідйомність їх
0,75…35 т.
Козлові крани (Рис. 34.7)
широко застосовують для монтажу великовагового обладнання, для подачі
будівельних матеріалів та конструкцій при зведенні монолітних споруд. Ці крани
мають вантажопідйомність 1…500 т.
Козлові
крани являють собою пересувну прольотну конструкцію (мостову балку чи
ферму 1, вздовж якої пересувається візок 2, що несе механізм підйому.
Балка чи ферма крана опирається на дві ноги 3 та 4, обладнані
ходовими рейковими візками 5 з механізмом пересування 6. Опорні ноги
крана жорстко кріпляться до ферми, а при великих прольотах (більше 30 м) одна з ніг як правило має шарнірне кріплення для компенсації
можливих температурних змін довжини
ферми.
Кабельні крани
застосовують при будівництві дамб, мостів, промислових будівель та на великих
складах. Кран складається з двох опор 1,
звичайно баштових. Між опорами натягується канат 3, по якому рухається візок 4 із поліспастом.
Опори можуть бути нерухомими (закріплюються на фундаменті і фіксуються вантами 2. При
такій конструкції кран обслуговує тільки вузьку зону. У рухомих кранів
опори пересуваються по рейках, причому обидві опори можуть рухатися паралельно
чи одна опора закріплена нерухомо, а інша рухається по рейці, що являє собою
дугу кола.
Вантажопідйомність
та довжина прольоту кабельних кранів є різними в залежності від їх призначення.
Для малоповерхового житлового будівництва застосовують стаціонарні та пересувні
кабельні крани вантажопідйомністю до 5 т. Для
монтажу конструкцій важких цехів застосовують крани
вантажопідйомністю 5…15 т. Для завантажувально-розвантажувальних робіт на складах
застосовують кран вантажопідйомністю 1,5…25 т з прольотом 250 м. Для гідротехнічного будівництва прольоти
кранів сягають 1 км, а
вантажопідйомність до 150 т.
Привід
каната для підйому вантажу і пересування візка здійснюється лебідкою. Для
безпеки роботи на лебідках встановлюють кінцеві вимикачі, що обмежують висоту
підйому та довжину пересування візка.
Баштові будівельні крани є
провідними вантажопідйомними машинами у будівництві і призначені для
механізації будівельно-монтажних робіт при зведенні житлових, промислових та
громадських будівель і споруд, а також для виконання різноманітних завантажувально-розвантажувальних робіт на складах, полігонах та
перевантажувальних площадках. Вони забезпечують вертикальне і горизонтальне
транспортування будівельних конструкцій, елементів будівель і будівельних
матеріалів безпосередньо до робочого місця у любій точці будованого об’єкта.
Робочими
рухами баштових кранів є підйом і опускання вантажу, зміни вильоту стріли з
вантажем, поворот стріли на 360°,
пересування самохідного крана. Усі баштові крани обладнані багатодвигуновим
електроприводом із живленням від мережі змінного струму, напругою 220/380 В. У загальному випадку кожен баштовий кран –
це поворотний кран з підйомною чи балковою стрілою, шарнірно закріпленою у
верхній частині вертикально розміщеної башти.
Класифікація
За призначенням:
-
для будівельно-монтажних робіт (БМР) у житловому, цивільному та промисловому
будівництві;
-
для обслуговування складів і полігонів заводів ЗБВ і конструкцій;
-
для подачі бетону на гідротехнічному будівництві.
За конструкцією башт:
-
з поворотною;
-
з неповоротною баштою.
Башти
можуть бути постійної довжини та розсувні (телескопічні).
За способом встановлення:
-
пересувні;
-
стаціонарні;
-
самопідйомні.
Пересувні БК (рис. 34.9, а)
за типом ходового пристрою поділяються на рейкові, автомобільні, на спецшасі автомобільного типу, пневмоколісні чи гусеничні.
Стаціонарні БК не мають
ходового пристрою і встановлюються поблизу будівлі чи споруди на фундаменті.
При зведенні будівель великої висоти пересувні і стаціонарні крани для
підвищення їх міцності і стійкості кріплять до будованої споруди.
Закріплені
до будівлі стаціонарні крани називають приставними
(рис. 34.9, б), а
пересувні крани, що працюють як приставні – універсальними.
Самопідйомні крани (рис. 34.9, в)
застосовують, в основному, на зведенні будівель і споруд великої висоти, що
мають металевий чи потужний залізобетонний монолітний каркас, що служить їх
опорою. Пересування самопідйомних кранів вгору
здійснюється з допомогою власних механізмів по мірі зведення будівлі.
Один від
одного стрілові крани відрізняються технічними та технологічними параметрами.
Для збільшення вильоту стріли застосовують додаткові пристрої – гуськи або дзьоби із допоміжним гаком, а також спеціальні
наголовники: жорсткі та вилкоподібні.
Баштові пересувні крани являють
собою рейковий вільностоячий поворотний кран із
закріпленою у верхній частині башти стрілою. Крани перевозять
у зібраному вигляді на буксирі, або в розібраному на підкатних
осях.
Баштові
крани обладнуються підйомними або балковими стрілами. Підйомні стріли мають на кінці головний блок, через який проходить
вантажний канат з підвішеним до нього гаком. Для зміни положення гака (у плані)
необхідно або підняти стрілу, або перемістити кран по рейках з одночасним
поворотом башти чи наголовника. При балковій
стрілі гак підвішений до вантажного візка, який переміщається вздовж
стріли. Для зміни положення вантажу (у плані) достатньо перемістити вантажний
візок із одночасним поворотом башти чи наголовника, на що витрачається менше
часу та електроенергії, на при підйомі стріли. Крім того, меншим є розхитування
вантажу, що спрощує монтаж. Суттєвою перевагою баштових кранів над стріловими є майже повне використання підстрілового простору. Це знижує потребу у вільній
території будмайданчика, що важливо в умовах міської
забудови та при реконструкції діючих підприємств.
Ще однією
дуже важливою перевагою баштових кранів є незмінність або незначне зниження
вантажопідйомності при збільшенні
вильоту гака. Це досягається спеціальним влаштуванням баласту, розміщеного на
ходовій рамі або переміщенням контрвантажу на противажній консолі.
Система індексації баштових
кранів (рис. 34.11):
КБ – кран баштовий;
КБМ – кран баштовий
модульної системи;
КБР – кран баштовий для
ремонту будівель;
КБГ – кран баштовий для
гідротехнічного будівництва.
Після
крапки вказують порядковий номер виконання крана (0…9), який може відрізнятися
від базової моделі довжиною стріли, висотою підйому, вантажопідйомністю. У
позначенні базових моделей номер виконання “0” як правило не ставиться.
Модернізація – зміна моделі без зміни основних параметрів.
Кліматичне виконання:
ХЛ – холодний клімат;
Т – тропічний;
ТВ – тропічний вологий.
Для
помірного клімату відповідного буквеного позначення немає.
Наприклад,
індекс КБ-405.1А розшифровується наступним чином: кран баштовий, 4-ї розмірної
групи, з поворотною баштою, першого виконання, першої модернізації, для
помірного клімату.
Системи
автоматизації на баштових кранах застосовуються у пристроях, що забезпечують
роботу крана: обмежувачі кінцевих положень механізмів, вантажопідйомності,
вказівники вильоту, анемометри, тупикові упори на підкрановій колії та інше.
На
баштовому крані встановлюють ряд обмежувачів (рис. 34.12):
пересування – для автоматичної
зупинки механізму пересування перед підходом крана до тупикових упорів;
повороту - для автоматичної зупинки
механізму повороту після здійснення краном із кільцевим моноприйомником
певної кількості обертів;
кута нахилу стріли – для
автоматичної зупинки стрілової лебідки;
висоти підйому – для
автоматичного відключення вантажної лебідки перед підходом гакової
підвіски до стріли;
вантажопідйомності - для
автоматичного відключення вантажної і стрілової лебідок при підйомі вантажу,
маса якого на 10% перевищує номінальну вантажопідйомність на даному вильоті.
У стрілових кранів основними небезпечними
зонами є лінії електропередач. Тому в новіших кранах
із телескопічною стрілою передбачені датчики. Крім того є обмежувачі на
перевантаження.
Стійкість кранів проти
перекидання забезпечується їх власною масою і перевіряється у робочому і
неробочому станах. Розрізняють вантажну
та власну стійкість.
Вантажна стійкість характеризує
стійкість крана з підвішеним вантажем при можливому перекиданні його у бік
вантажу.
Власна стійкість
характеризує стійкість крана у неробочому стані (без робочого вантажу) при
можливому перекиданні його у бік противажної частини
крана (контрвантажу). Показником стійкості є
коефіцієнт стійкості.
Коефіцієнт вантажної стійкості являє собою відношення
відновлюваного моменту
, що створюється масою усіх частин крана, із врахуванням
додаткових навантажень (вітрове навантаження, інерційні сили), а також вплив
максимально допустимого при роботі ухилу площадки чи підкранового шляху до
перекидного моменту
, що створюється масою робочого вантажу. Числове значення
підраховується при
розміщенні стріли у плані перпендикулярно ребру перекидання
При
роботі крана на горизонтальній площадці без врахування додаткових навантажень
та ухилу шляху, коефіцієнт вантажної стійкості повинен бути не менше 1,4.
Контрольні запитання:
1. Опишіть
зупини та гальмівні пристрої.
2. Призначення
поліспаста, приклади застосування. Кратність поліспаста.
3. Машини
для підйому. Призначення та класифікація домкратів.
4. Талі та
лебідки, призначення, основні параметри і класифікація.
5. Будівельні
підйомники. Основні параметри і класифікація.
6. Самохідні
стрілові крани. Призначення, класифікація, загальна будова, основні параметри.
7. Легкі
переносні та консольно-балкові
крани. Призначення, будова, основні параметри.
8. Стрілові
стаціонарні крани.
9. Вантові щоглово-стрілові
крани.
10. Жорстконогі щоглово-стрілові крани.
11. Козлові та кабельні крани.
12. Баштові крани. Призначення,
класифікація, основні параметри.
13. Дайте визначення поняттю
«стійкість кранів».