Строительные краны

6.4. Строительные краны Краны применяют в различных отраслях народного хозяйства для перемещения грузов по пространственным траекториям произвольной конфигурации. Их изготовляют в виде консольных и пролетных конструкций. Базовые параметры кранов определяются параметрами строительных объектов и их элементов. Консольные краны - стреловые с поворотными и неповоротными частями (рис. 6.7). К ним крепится стрела с полиспастом на ее конце, к подвижной обойме которого подвешено грузозахватное устройство. Обойма может быть установлена на подвижной каретке (тележке), перемещающейся вдоль стрелы. Груз в таких кранах всегда находится вне опорного контура крана. К консольным относят мачтово-стреловые и башенные краны, большая группа самоходных стреловых кранов (гусеничных, рельсоколесных, пневмоколесных, на шасси автомобильного типа, автомобильных, тракторных, кранов- трубоукладчиков, мощных монтажных кранов). Краны пролетного (мостового) типа состоят из пролетного строения и перемещающейся по нему тележки с полиспастом. Груз находится в пределах опорного контура крана. В эту группу входят мостовые и козловые краны (рис. 6.8 и 6.9). Основные параметры кранов: грузоподъемность, высота подъема груза, вылет груза, пролет (расстояние между продольными осями рельсов кранового пути), глубина опускания груза, колея(расстояние между колес или гусениц), база, скорость подъема груза, скорость плавной посадки груза, средняя скорость изменения вылета, частота вращения поворотной части крана, скорость передвижения крана. Зависимость грузоподъемности от вылета груза называют грузовой характеристикой. Представляется графически. Различают min и max вылеты, соответствующие наибольшей и наименьшей грузоподъемности. Изменение вылета влечет к изменению max высоты подъема груза. Это высотная характеристика. Совмещая их на одном графике, получают грузовысотную характеристику. Грузоподъемность, умноженная на вылет - это грузовой момент. Контур, охватывающий опорные элементы (колеса, выносные опоры, гусеницы), называют опорным контуром. Среднечасовая эксплуатационная производительность кранов (общая масса, перемещенная в единицу времени): (6.13) где - максимальная грузоподъемность, т; - коэффициенты использования крана по грузоподъемности и во времени; - продолжительность рабочего цикла крана, с; - при перегрузке насыпных грузов грейферами; - то же, другими устройствами; - то же, штучных грузов; - при производстве СМР; - при расчете среднесуточной производительности и использовании крана 12...14ч в сутки; - при расчете среднегодовой производительности и работе крана 3600...3800ч в году. Мачтово-стреловые краны. Это краны со стационарно установленной мачтой, поддерживаемой растяжками- вантами (вантовые краны) или жесткими раскосами (подкосные или жестконогие краны). Применяются для монтажа сборных конструкций и технологического оборудования на крупных стройках. Рис. 6.7. Башенные краны: с поворотной башней и подъемной стрелой (а); с неповоротной башней и балочной стрелой (б); 1-крюковая подвеска; 2-стрела; 3-оголовок; 4-кабина; 5-распорка; 6-башня; 7-канаты; 8-противовес; 9,10,19-лебедки; 11-механизм поворота; 12-платформа; 13-опорно-поворотное устройство; 14-балласт; 15-ходовая рама; 16-ходовая тележка; 17-грузовая тележка; 18-противовесная консоль Рис. 6.8. Мостовой кран: 1-мост; 2-грузовая тележка; 3-рельсовый путь грузовой тележки; 4-ограждения; 5-лестницы; 6-кабина-люлька; 7,8-крюковые подвески; 9-кабина; 10-надземный подкрановый путь Рис. 6.9. Козловый кран из фасонных прокатных стоек и балок Вантовый мачтово-стреловой кран состоит из мачты, стрелы, грузового и стрелового полиспастов, электролебедок, опорной балки, удерживающих мачту вант. Внизу через подпятник мачта опирается на поворотный круг с канатным приводом. Сверху через опору она раскреплена четырьмя, шестью или восьмью растяжками – вантами (зависит от грузоподъемности). Они наклонены к горизонту под углом 300. Ванты натягивают и удерживают ручными лебедками или стяжными муфтами (талрепами), прикрепленными к якорям. Стрела шарнирно внизу закреплена на мачте. Вверху удерживается стрелоподъемным полиспастом. Грузоподъемность их от 5 до 25 т. Жестконогий мачтово-стреловой кран. Мачта у него поддерживается жесткими подкосами, опирающие на балки- лежни. Для устойчивости крана лежни пригружают балластом или заанкеривают. Здесь стрела может быть удлинена (в 1,5 – 2 раза по сравнению с предыдущим краном). Их грузоподъемность от 0,75 до 35 т. Башенные краны – это машины со стрелой, закрепленной вверху вертикальной башни, ведут работы по перемещению грузов и монтажу строительных конструкций за счет сочетания работы движений: подъем, опускание груза, изменение вылета, поворота стрелы и передвижения самого крана. Это основные грузоподъемные машины во многих отраслях промышленности и строительства. Грузоподъемность: от 5 до 250 т. Высокая маневренность, большая зона обслуживания и подстрелового пространства – это их преимущества. Классифицируют башенные краны по назначению (строительные, монтажные, краны перегружатели); по возможности передвижения (по рельсам; стационарные или приставные; самоподъемные); по способу изменения вылета крюка (с подъемной и с горизонтально балочной стрелой); по типу вращающихся элементов башенно-стрелового оборудования (с поворотными башнями или головками); по типу металлоконструкций (решетчатые и трубчатые). О системе индексации. Их обозначают индексом типа КБ-0000. Базовые модели башенных кранов обозначаются буквами КБ (кран башенный) и цифрами (рис. 6.10). Рис. 6.10. Система индексации башенных кранов Первая цифра (I) – размерная группа по грузовому моменту. Две вторые цифры (II, III) – порядковый номер базовой машины, имеющей поворотную или неповоротную башню. Четвертая (IV) – номер исполнения, отличающийся от базовой модели, например, длиной стрелы, высотой подъема, грузоподъемностью. После цифр (V) – может указываться обозначение очередной модернизации (А, Б, В) и климатическое исполнение для холодного, тропического и тропического влажного климата (ХЛ, Т, ТВ). Башенный кран с поворотной башней (рис. 6.7, а) состоит из неповоротной рамы с ходовым устройством и ее приводом и поворотной части. Последняя включает поворотную платформу с противовесом, механизмом вращения, грузовой и стреловой лебедками, башню, стрелу, полиспасты. На всех механизмах электропривод. Стрела может быть оборудована грузовой кареткой. Опорная часть включает ходовую раму, шарнирные кронштейны и четыре ходовые тележки. Краны с неповоротной башней (рис. 6.7, б) отличие в том, что вместе с нижней рамой и ходовыми тележками к неповоротной части относится также башня с порталом и балластом в нижней части (для устойчивости против опрокидывания). При грузоподъемности более 10т целесообразнее использовать эти краны. Приставные (стационарные) башенные краны – для строительства высотных сооружений (150м и более). Состоят из поворотной головки и горизонтальной стрелы с перемещающейся по ней грузовой кареткой. Их устанавливают на специальном фундаменте или на части фундамента здания. Башню крепят к зданию с помощью закладных рам. Башню наращивают секциями длиной 2,5-7м. Переставные (самоподъемные) краны применяют при строительстве высотных зданий с жестким и прочным металлическим каркасом. Отличие – короткая башня без портала и наличие охватывающей башню обоймы. Башня опирается на опорную балку с откидными упорами. Грузоподъемность кранов до 15т, а грузовой момент - 3300кН·м. Самоходные стреловые краны. Это большая группа кранов с высокой транспортной маневренностью, независимым энергоснабжением и разнообразным рабочим оборудованием. Ходовое оборудование – гусеничное и пневмоколесное. В таких кранах применяют разнообразные стрелы: прямые короткие (основные), удлиненные вставками и с гуськами. Самоходный стреловой кран состоит из ходовой части, опорно-поворотного устройства, поворотной платформы с крановым оборудованием, стрелового или башенно-стрелового рабочего оборудования, силовой установки, механизмов привода и системы управления. Основные параметры: масса, грузовой момент, максимальная грузоподъемность, вылет крюка, максимальная высота подъема крюка, глубина опускания крюка, колея ходовой тележки, база тележки, удельное давление на грунт или нагрузка на ходовую ось, скорости (подъема, опускания, посадки, отрыва, горизонтального перемещения груза), частота вращения поворотной части, рабочая и транспортная скорости передвижения, мощность силовой установки, производительность крана и др. По ГОСТ 22827-85 самоходным кранам присваивают индексы: КА-0000 – для автомобильных кранов; КП-0000 – пневмоколесных; КГ-0000 – гусеничных; КШ-0000 – для кранов на шасси автомобильного типа; КК-0000 – для кранов на короткобазовом шасси. Первый нуль заменяют на цифру от 1 до 9 (размерная группа) (грузоподъемностью: 4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100; более 100т ). Второй нуль – тип ходового устройства (1 – гусеничное с минимальной опорной поверхностью; 2 – гусеничное с увеличенной опорной поверхностью; 3 – пневмоколесное; 4 – на специальном шасси автомобильного типа; 5 – шасси грузового автомобиля; 6 – тракторное; 7 – прицепное; 8 – короткобазовое; 9 – резерв для иных ходовых устройств). Третий нуль – от 6 до 9 - исполнение стрелового оборудования (6 – с гибкой канатной подвеской; 7 – с жесткой гидравлической подвеской; 8, 9 – резерв). Четвертый нуль – порядковый номер модели. Дополнительно буквами – очередная модернизация и специальное климатическое исполнение. Гусеничные краны. Скорость передвижения 0,5-1 км/ч. Грузоподъемность от 16 до 250т. Длина прямых стрел 10-15м. Индивидуальный электропривод с первичным силовым агрегатом – дизелем и электрогенератором переменного трехфазного тока частотой 50Гц, напряжением 380 и 220В. Давление на грунт до 0,1МПа. Приводы всех механизмов - грузового, стрелоподъемного, поворотного, ходового и др. - построены по стандартным схемам: электродвигатель – тормоз – редуктор – рабочий орган. Устойчивость и грузоподъемность кранов зависит от размеров опорного контура - базы и колеи (рис. 6.11). Пневмоколесные краны. Это краны типов КС и МКП (рис. 6.12 и 6.13) грузоподъемностью 16, 25, 36 и 100т. Ходовое оборудование: двухосное и многоосное (до пяти осей). Рабочая скорость передвижения – 5км/ч, транспортная – 35 км/ч и более. Работа на выносных гидроопорах. В стесненных условиях хорош пневмокран на короткобазовом шасси. Стрела телескопическая из трех секций.Поворотные колеса с многослойными шинами допускают повышенные нагрузки и обеспечивают малый радиус разворота. Широко используются в строительстве самоходные стреловые краны на базе двух или трехосных грузовых автомобилей – автомобильные краны. Грузоподъемность 4; 6,3; 10; 16; 25; 32т. Краны с жесткими (нераздвижными) и телескопическими (раздвижными) стрелами. Краны на специальных шасси автомобильного типа – для СМР, монтажа технологического оборудования, погрузочно-разгрузочных работ. Грузоподъемность их 25, 40, 50, 63, 100 и 250т (зарубежные модели до 1000т). Специальные шасси (от 3 до 8 осей) воспринимают большие нагрузки. Телескопические стрелы из 3-5 секций раздвигаются гидроцилиндрами. Тракторные краны – в условиях бездорожья. На базе гусеничных и пневмоколесных тракторов. Грузоподъемность не превышает 10т. Краны-трубоукладчики – для работы на нефтепроводах и газопроводах. База - гусеничные тракторы. Для устойчивости с противоположной стороны стрелы установлен откидывающийся противовес (контргруз). Особенность - передвигается с грузом на крюке. Для укладки в траншею предварительно сваренного и изолированного трубопровода, одиночных труб, запорной арматуры, перевозки труб и трубных секций (плетей), на монтаже насосных и компрессорных станций. Отечественная промышленность выпускает краны-трубоукладчики грузоподъемностью от 6,3 до 50т на минимальном вылете 1,5м, высота подъема крюка – 4,5-7,5м. Их комплектуют следующими такелажными установками : универсальные канатные стропы, клещевые автоматические захваты, эластичные захваты (полотенца), троллейные подвески, траверсы с торцевым захватом труб для выгрузки их с трубопровозов и штабелировании на складах и базах. Краны пролетного типа – груз находится в пределах опорного контура. Это козловые, полукозловые, мостовые краны, кран-балки и кабельные краны. Имеют две опоры, перемещающие по рельсам или на пневмоколесах, и пролетную часть (мост решетчатой или коробчатой конструкции). Козловые краны применяют на складах и монтажных площадках. Грузоподъемность от 1 до 500т. Пролеты от 9,3 до 50м. Высота подъема 7-30м. Различают общего назначения и специальные (монтажные). Постоянная грузоподъемность по всей площади обслуживаемой зоны, более устойчивы и менее материалоемки по сравнению со стреловыми. Для монтажа цементных печей, котлов, турбогенераторов – грузоподъемностью 100-125т с пролетом – 20-25м при высоте подъема – 12,5-25м. На строительстве АЭС работают козловые краны грузоподъемностью 400т. Мостовые краны отличаются от козловых тем, что они передвигаются по рельсовым путям, уложенным на колоннах цеха (склада). Однобалочные и двухбалочные. Грузоподъемность от 5 до 500т, пролет 10-32м. В качестве подъемного механизма у однобалочных мостовых кранов, называемых также кран-балками, используют электротали. Грузоподъемность до 5т, пролет 5-17м. Управляют краном с пола, реже с кабины.