Грузоподъемные краны. Все про устройство мостового крана: от грузовой тележки до электрооборудования Грузоподъемность крана ее составляющие

Для подъема и перемещения грузов, циклического действия с возвратно-поступательным движением грузозахватного устройства.

Движения крана бывают установочными для изменения положения крана во время работы или его стрелы. Рабочие движения крана - это захват груза, рабочий ход самого крана для перемещения груза, разгрузки - т. е. установки груза в нужном месте, - холостой ход для возврата грузозахватного устройства к месту размещения груза. Основная характеристика любого подъемного крана - это его грузоподъемность, т. е. наибольшая масса груза, которую кран способен поднять. В общую грузоподъемность включается и масса сменных грузозахватных устройств. Грузозахватное приспособление, назначение которого захватить, удержать, переместить и разгрузить груз, бывает различных видов.

Выбор вида грузозахватного приспособления зависит от размеров, формы, массы перемещаемого груза, так как оно должно быть удобным в работе и иметь небольшую собственную массу. Самые простые грузозахватные приспособления - это стропы , т. е. канаты с ковшами. Клещевые, эксцентриковые захваты применяются для листов проката; ящиков, бочек. Бадьи, ковши , грейферы , кюбеля для захвата и перемещения сыпучих или жидких грузов, электромагниты используются для захвата изделий из металла. При большой длине груза используют траверсы.

История кранов

Все подъемные краны, используемые до XIX в., были очень просты по конструкции и изготовлялись в основном из деревянных деталей. Привод у них был ручной. И только к середине XIX в. с развитием общего машиностроения стали появляться металлические грузозахватные машины с механическим приводом. В 1830 г. в Великобритании был внедрен первый паровой подъемный кран и в 1847 г. - гидравлический, в 1895 г. - подъемный кран с двигателем внутреннего сгорания. В 1880 г. в США и Германии одновременно был применен электрический двигатель, в 1890 г. в США и Германии был создан подъемный кран с многомоторным индивидуальным приводом. В России изготовление подъемных кранов началось в конце XIX в. на Путиловском, Николаевском, Брянском и других заводах. С 1920-х гг. производство подъемных кранов стало отдельной отраслью тяжелого машиностроения, что отвечало задачам времени и быстро развивающегося производства.

Конструкция

Конструкция подъемного крана зависит от его схемы работы, и в зависимости от этого краны бывают поворотными и неповоротными.

Поворотные подъемные краны - это железнодорожные, установленные на рельсы, пневмоколесные, автомобильные, гусеничные, настенно-поворотные, кровельные, плавучие, судовые, башенные, портальные.

Неповоротные подъемные краны - это мостовые краны, настенно-консольные перегружатели, кабельные краны.

В современном производстве применяются и вертолеты -краны , со специальным устройством для захвата груза. Их используют в труднодоступных местностях, в основном для прокладки трубопроводов.

У любого подъемного крана основной механизм - это устройство для подъема груза, а также механизм передвижения грузовой тележки, механизм вращения поворотной части или поворотной стрелы, механизм изменения вылета стрелы, механизм подъема консоли моста. Если кран передвижной, то он имеет механизм его передвижения. Механизм подъема груза - это лебедка и, как правило, стальной канат, к которому прикрепляется грузовой крюк или другие грузозахватные устройства. При штабелировании грузов используют подвес-штангу с прикрепленным грузозахватным устройством, это устраняет раскачивание груза. Механизмы подъема снабжаются ограничителями хода грузозахватного устройства или грузоподъемности для безопасной работы. Есть также у некоторых подъемных кранов весы, определяющие массу груза.

Механизм передвижения кранов - это колесное устройство на рельсовом пути. Для грузовых тележек используются канаты. Привод колес может быть как центральным, когда один двигатель через трансмиссивный вал осуществляет вращение колес, так и разделенным. Если привод колес раздельный, то каждое колесо имеет свой двигатель. Ограничение хода осуществляют предохранительные устройства - концевые выключатели, упоры. Стреловое устройство в зависимости от вида перемещения груза может быть горизонтальным и негоризонтальным. Стреловое устройство с горизонтальным перемещением груза применяется у башенных, портальных, плавучих, судовых кранов, стреловое устройство с негоризонтальным перемещением груза применяется у железнодорожных кранов. Механизм изменения вылета стрелы воздействует на нее или на рычажную систему.

Механизм привода подъемного крана - это электрические двигатели , двигатели внутреннего сгорания (дизельные), гидравлические или пневматические двигатели. Иногда применяется и ручной привод. Двигатели внутреннего сгорания устанавливают на плавучих, железнодорожных, автомобильных, гусеничных кранах. Для регулирования скоростей используют электродвигатели.

Основное требование различных отраслей производства к краностроению - это увеличение основных характеристик крана - грузоподъемности, маневренности, вылета стрелы, высоты, на которую поднимается груз, длины пролета, производительности самого подъемного крана и повышения точности его работы.

Модификации подъемных кранов напрямую зависят от области их применения:

1) мостовые краны применяются на электростанциях, складах , заводских цехах;

2) настенно-консольные используют в цехах для помощи мостовым кранам;

3) козловые краны используют на складах , на электростанциях, для монтажа сборных конструкций в строительстве и судостроении;

4) мостовые перегружатели применяют на складах угля, на электростанциях, в портах и на промышленных предприятиях;

5) самоходные стреловые краны на гусеничном ходу, колесные, пневмоколесные, на базе трактора применяются на различных промышленных предприя тиях и на транспортере для перегрузочных и монтажных работ;

6) башенные краны применяют в строительстве и судостроении;

7) портальные краны используют в портовых складах;

8) плавучие краны (на понтоне) используются при работах на плаву и в судостроении;

9) судовые краны используются на судах для перегрузочных работ.

Конструкции всех кранов лучше изготавливают из стали повышенной прочности или алюминиевых сплавов для снижения их веса. Конструкции и их узлы сварные.

лекция

Грузоподъемные краны

Кранами называют универсальные грузоподъёмные машины периодического действия, состоящие из остова и смонтированных на нём механизмов, при помощи которых перемещают грузы в вертикальном и горизонтальном направлениях на небольшом расстоянии.

Краны состоят из механизмов: подъёма груза в виде лебёдки, в сочетании с полиспастом и устройством для захвата груза; передвижения, посредством которого осуществляется перемещение остова крана или какой-либо его части относительно пути его движения; изменения положения грузового захвата относительно остова и вращения поворотной части остова крана. Каждый механизм может иметь отдельный привод или подсоединён к общему групповому приводу.

Краны используют для погрузки и выгрузки тяжёлых машин, грузов, перевозимых в пакетах, контейнерах, металлических и сборных железобетонных конструкций и т.п., а также для выполнения складских операций с этими грузами. При оборудовании кранов специальными захватными приспособлениями и грейферами или при перевозках грузов в штабелях краны успешно применяют для погрузки и выгрузки массовых сыпучих кусковых грузов, а при оснащении их электромагнитами - для погрузки и выгрузки различных изделий из стали и чугуна.

Краны, в зависимости от конструкции делят на:

мостового типа (мостовые, краны-штабелёры, козловые, перегрузочные) которые могут поднимать груз и перемещать его в пределах прямоугольной площадки;

стрелового типа (на железнодорожном, автомобильном, пневмоколесном ходу и т.д.), которые обслуживают площадь склада по кругу.

Мостовой кран

(подготовить рис. 1.1.)

состоит из моста, выполнен­ного из главных (продольных) и концевых (поперечных) балок, сва­ренных между собой, и передвигается по надземному рельсовому пути, уложенному на подкрановые балки, закрепленные на консо­лях колонн здания (цеха) или эстакады.

Подвод электроэнергии для питания приводов механизмов кра­на осуществляют по контактным проводам со скользящими по ним токосъемниками-троллеями либо по электрическому кабелю, тяну­щемуся за краном (тележкой).

Мостовой кран обслуживает практически всю площадь цеха (кроме узких продольных полос у стен цеха), что является его основ­ным преимуществом. Кроме того, мостовой кран передвигается по надземному крановому пути, поэтому не занимает полезную пло­щадь пола цеха или площадки. Грузоподъемность крана не зависит от положения грузовой тележки относительно моста и высоты подъ­ема груза. Мостовой кран прост по конструкции, надежен в эксплу­атации и удобен в управлении. К недостаткам мостовых кранов следует отнести необходимость устройства специальных крановых путей на высотных отметках.

Козловой кран

в упрощенном виде представляет собой мосто­вой кран, опирающийся на стойки и предназначенный для передви­жения по наземному рельсовому пути. Внешне от напоминает четы­рехстоечный портал (монтажные козлы), от чего и получил свое название. Основным элементом козлового крана является мост, закрепленный на двух парах опор болтами. В зависимости от вза­имного расположения моста и его опор различают краны бескон­сольные, одно- и двухконсольные.

На железнодорожном транспорте козловые краны получили широкое распространение на перегрузке контейнеров, тяжеловесных грузов, металла, лесных и строительных материалов, а также различ­ных других навалочных грузов.

В козловых кранах, так же, как и в мостовых, реализуются три самостоятельные операции: подъем - опускание груза на требуе­мую высоту, перемещение груза по мосту крана поперек обслужи­ваемой площадки и перемещение груза краном вдоль обслуживае­мой площадки.

Привод механизмов козловых кранов осуществляется электро­двигателями, грузоподъемные устройства монтируются на тележ­ках, аналогичных мостовым кранам, или используются электротельферы.

Основные параметры для кранов мостового типа.

Пролёт крана (м) - расстояние между плоскостями, проходящими через середины его колёс (или между осями рельс) определяется ГОСТами в зависимости от типа крана. Вылетом консоли козлового крана называется расстояние от оси опоры остова до конца консоли.

Рабочий вылет консоли - то же расстояние, но до крайнего положения крюка.

Высотой подъёма называется расстояние между нижним и верхним положением крюка в метрах.

(кончился первый час)

Технические принадлежность кранов мостового типа

На грузовых дворах применяются мостовые краны грузоподъемностью 5...32 т, оборудованные крю­ковыми подвесками, поворотными головками, полуавтостропами, автостропами, грейферами и электромагнитами. Они предназначе­ны для среднего и тяжелого режимов работы. Краны грузоподъемностью выше 10 т обычно имеют два механизма подъема: главный и вспомогательный.

На контейнерных площадках для переработки среднетоннажных универсальных контейнеров массой брутто 3 и 5т применяются козловые краны КК-6 и К.К-5. Для работы с тяжеловесными груза­ми на грузовых дворах станций, а также для переработки контейнеров используют краны КДКК-10 и КПБ-10М. Для переработки длинномерных тяжеловесных грузов, таких, как лесоматериалы, прокат, строительные конструкции, применяются краны ККС-10 и КК-12,5. Краны КК-20 и КК-32 предназначены для перегрузки кон­тейнеров массой 10,20, 32,5 т.

Краны- ШТАБЕЛЕРЫ

(коротко рассказать о кранах-штабелерах; сослаться на литературу – Гриневич, Ридель и на мою методичку)

Стреловые краны

Железнодорожные стреловые краны

Железнодорожные краны передвигаются в пределах обслуживаемого склада или грузового участка по железнодорожному пути с расстоянием между головками рельсов 1520 мм самоходом и вписы­ваются в габарит подвижного состава, а на дальние расстояния транспортируются в составе поезда со скоростью до 80 км/ч. Уп­равление краном осуществляется машинистом и его помощником, некоторые краны управляются одним машинистом. Они предназначены для перегрузоч­ных, сортировочных и монтажных работ на угольных складах, грузо­вых дворах, на товарных железнодорожных станциях, в портах, локомотивных депо и на всевозможных строительных, и монтажных площадках. Железнодорожные краны относятся к полноповоротным передвижным грузоподъемным кранам. Железнодорожные краны классифицируются:

по типу энергетической установки - паровые, электрические, дизель-электрические, дизельные и с карбюраторными двигателями внутреннего сгорания;

по количеству двигателей – одно- и многодвигательные;

по количеству осей ходовой части - двух-, четырех- и шести-осные;

по грузоподъемности-легкие (грузоподъемностью до 10 т), средние (грузоподъемностью 10, 16, 25 т), тяжелые (грузоподъем­ностью 45, 50, 60, 75, 100, 125, 150, 250 т).

Дизель-электрические краны КДЭ-161, КДЭ-162, КДЭ-163, КДЭ-251 оборудуются основной 15 м стрелой с крюком и по особому заказу могут иметь дополнительное оборудование, 5 м вставку для удлинения стрелы до 20 м, захват для леса или грейфер с комплектом канатов, грузовой электромагнит с мотор-генераторной станцией для его питания.

(сослаться на свою методичку и на Гриневича, Риделя)

Автомобильные краны

Отличительной особенностью автомобильных кранов - размещение крановой установки на шасси серийных автомобилей. В грузовом хозяйстве железных дорог автокраны применяются при небольшом объеме работ. Преимущество автокранов - высокая мобильность, позволяющая легко перебазировать их с одного объекта на другой. Автокраны выпускаются с механическим, электрическим и гидравлическим приводами.

(сослаться на свою методичку по кранам)

Технические характеристики кранов

(подготовить рис.1.3.)

Грузоподъемность Q - наиболь­шая допустимая масса рабочего груза, на подъем которой рассчитан кран в заданных условиях эксплуатации (т. е. в зависимости от вы­лета) при сохранении необходимого запаса устойчивости. У стреловых кранов грузоподъемность меняется в зависимости от вылета - на­ибольшая грузоподъемность со­ответствует наименьшему выле­ту. Грузоподъемность на мень­шем вылете называется номи­нальной, она превышает грузо­подъемность на наибольшем вылете в несколько раз. При определении грузоподъемности учитывается не только масса поднимаемого груза, но и масса грузозахватных устройств и приспособлений.

Грузовая характеристика (рис. 1.3) -графическая зависимость грузоподъемности крана от вылета грузозахватного устройства. На вертикаль­ной оси графика грузовой ха­рактеристики откладывают в масштабе грузоподъемность крана, а на горизонтальной- размер вылета. Точки пересе­чения линий, проведенных па­раллельно осям, образуют кри­вую, которая показывает из­менение грузоподъемности кра­на в зависимости от вылета. Каждый тип крана имеет свою грузовую характеристику.

Естественно, чем ближе вес поднимаемого груза к весу, соот­ветствующему вылету стрелы, на котором выполняется работа, тем полнее используется кран и выше его производительность.

Скорость подъема или опускания груза - путь, пройденный гру­зом по вертикали за единицу времени. От значений скоростей подъема и опускания груза во многом зависит производительность грузо­подъемных работ.

Транспортная скорость передвижения крана - скорость передвижения крана в транспортном положении. (относится только к стреловым кранам)

Рабочий цикл (время цикла) - время, затрачиваемое с момента подъема груза до момента начала подъема следующего очередного груза.

Устойчивостью называется способность крана противодейство­вать силам, стремящимся его опрокинуть. Свободно стоящий кран испытывает действие следующих сил (см. рис. 1.2): веса крана G , веса поднимаемого груза Q, силы ветра W , силы инерции, опреде­ляемой значением движущейся массы и скоростью ее движения.

Производительностью крана называется объем работы, выпол­няемый им за какой-либо промежуток времени, например за 1 ч работы, смену, месяц или за год, и соответственно является часовой, сменной, месячной и годовой.

Часовая производительность П (т/ч) может быть определена по формуле

П= 3600/ Т ц G

где 3600 - число секунд в 1 ч;

Тц - длительность одного рабочего цикла, с;

G - масса груза, перемещаемого в течение одного рабочего часа, т.

Производительность крана тем выше, чем больший груз переме­щается краном и чем меньше продолжительность рабочего цикла.

Грузоподъемные краны

Какие грузоподъемные машины обслуживает стропальщик?

К грузоподъемным машинам (рис. 2.1), которые обслуживают стро­пальщики, относятся грузоподъемные краны, краны-трубоукладчики, краны-манипуляторы.

Кран-трубоукладчик - это самоходная грузоподъемная машина с боковой стрелой 2 для подъема, транспортировки и монтажа труб. Базовой машиной для крана-трубоукладчика обычно является гусе­ничный трактор 1.

Кран-манипулятор - это грузоподъемная машина, состоящая из краноманипуляторной установки 3, смонтированной на транспортном средстве 4 или фундаменте.

Какие существуют типы грузоподъемных кранов?

Краны мостового типа - это краны, у которых грузозахватный орган 5 (см. рис. 2.1) подвешен к грузовой тележке 7, перемещающейся по мосту 6. К ним относятся мостовые и козловые краны.

Краны кабельного типа - это краны, у которых грузозахватный орган подвешен к грузовой тележке, перемещающейся по несущим кана­там 8. К этому типу относятся кабельные и кабельно-мостовые кра­ны. У кабельного крана несущие канаты закреплены в верхней части опорных мачт 9.

Краны стрелового типа - это краны, у которых грузозахватный орган

подвешен к стреле или грузовой тележке, перемещающейся по стре ле. К стреловому типу относятся портальные, башенные, железнодо­рожные и стреловые краны.

Портальный кран - это кран поворотный, размещенный на портале 10, предназначенном для пропуска железнодорожного или автомо­бильного транспорта.

Башенный кран - это кран поворотный, со стрелой 2, закрепленной в верхней части вертикально расположенной башни 11.

Железнодорожный кран - это кран, смонтированный на платформе 12, передвигающейся по железнодорожному пути.

Стреловой кран - это кран поворотный, у которого стрела закрепле­на на поворотной платформе, размещенной непосредственно на ходо­вом устройстве. Стреловые краны различаются по виду ходового уст­ройства:

Ø кран автомобильный, установленный на автомобильное шасси;

Ø кран пневмоколесный, установленный на пневмоколесное шасси;

Ø кран короткобазовый, установленный на короткобазовое шасси;

Ø кран на специальном шасси, установленный на специальном шас­си автомобильного типа;

Ø кран гусеничный, установленный на гусеничном ходовом устрой­стве.

Какие основные параметры характеризуют кран?

Грузоподъемность Q (рис. 2.2) - максимальная масса груза, на подъем и перемещение которой кран рассчитан в заданных условиях эксплу­атации. В величину грузоподъемности включается масса съемных гру­зозахватных приспособлений и тары, используемых для перемещения груза.

Вылет L - расстояние по горизонтали от оси вращения крана стре­лового типа до оси грузозахватного органа.

Грузовой момент М - произведение величин грузоподъемности и со­ответствующего ей вылета М = QL (т-м).

Пролет S - расстояние по горизонтали между осями рельсов крано­вого пути для кранов мостового типа. Вылет и пролет - это парамет­ры, характеризующие величину зоны, обслуживаемой краном.

Грузоподъемными кранами называют машины цикличного действия, предназначенные для подъема и перемещения в пространстве груза, удерживаемого грузозахватным органом. Краны применяют в цехах, на строительстве, транспорте и в других областях народного хозяйства. Грузоподъемные краны состоят из несущих конструкций (моста, башни, фермы, мачты, стрелы), силовой установки, подъемного механизма (лебедки, электротали), поддерживающих элементов (канатных и цепных полиспастов), грузозахватных приспособлений, а также механизмов передвижения и управления.

По конструкции краны разделяют на мостовые, козловые, башенные, портальные, стреловые, кабельные. Рассмотрим краны, наиболее часто используемые в строительстве.

7.2 Мостовые краны

Мостовой кран (рисунок 7.1) имеет мост, который опирается непосредственно на надземный крановый путь. Кран состоит из мостового пролетного строения или балки 1 , снабженных концевыми балками с ходовыми тележками 4 , передвигающимися по рельсам. Рельсы обычно уложены на подкрановые балки, которые размещены на консольных выступах стен в закрытых помещениях или на колоннах. Механизм подъема груза смонтирован на грузовой тележке 3 , перемещающейся вдоль пролетного строения. Такие краны грузоподъемностью 5…450 т используют как основное подъемно-транспортное оборудование в механических, сборочных, литейных и других цехах промышленных предприятий и предприятий строительной индустрии, а также на складах готовых изделий.

7.3 Козловые краны

Козловой кран (рисунок 7.2) имеет мост, который опирается на крановый путь с помощью двух опорных стоек. Кран состоит из пролетного строения 1 и двух ног 2 с ходовыми тележками 3 . По пролетному строению передвигается грузовая тележка 4 с грузозахватным приспособлением. Механизмы подъема груза и передвижения тележки монтируют как непосредственно на тележке, так и на концевой части пролетного строения. При использовании консолей 5 , удлиняющих пролетное строение, пространство, обслуживаемое краном, увеличивается.

Мостовой кран

1 – пролетное строение (мост); 2 – механизм передвижения крана; 3 – грузовая тележка с механизмами подъема груза и передвижения тележки; 4 – ходовые колеса моста

Рисунок 7.1.

Козловой кран

а – схема запасовки грузового каната; б – схема запасовки каната передвижения грузовой тележки

Рисунок 7.2.

Для увеличения жесткости всей конструкции, по крайней мере, одну из ног крана выполняют в виде фермы. Козловые краны обычно устанавливают на открытых складских и монтажных площадках, реже используют как средство внутризаводского транспорта. Пролеты кранов общего назначения имеют длину 4…40 м (иногда до 170 м); грузоподъемность 3…50 т (иногда до 800 т); высота подъема груза достигает 30 м.

7.4 Башенные краны

Башенные краны – это краны стрелового типа со стрелой, закрепленной в верхней части вертикально расположенной башни. Краны имеют башню, поворотную стрелу и подъемную лебедку. Различают стационарные и передвижные башенные краны. У стационарных опорная рама крепится к монолитному или сборному опорному основанию. Башни передвижных кранов опираются на ходовые колесные или гусеничные тележки, которые перемещаются по рельсовому пути или непосредственно по грунту. Грузоподъемность передвижных башенных кранов достигает 100…120 т, а стационарных – 400 т. Высота подъема до 150 м, вылет крюка до 50 м. Главным параметром башенных кранов является грузовой момент, определяемый произведением грузоподъемности на вылет крюка.

По способу изменения вылета крюка различают башенные краны с грузовой тележкой, несущей крюк и перемещающейся по горизонтальной стреле, и краны с подъемной стрелой, изменяющие вылет путем наклона стрелы на угол, допускаемый конструкцией крана.

По расположению поворотного устройства различают башенные краны с нижним поворотом, т.е. с башней, вращающейся вместе со стрелой (рисунок 7.3,а ), и с верхним поворотом – с поворотной стрелой и неповоротной башней (рисунок 7.3,б ). Башни кранов представляют собой трубчатые или пространственные конструкции различного сечения.

Башенные краны

а – с трубчатой поворотной башней и изменяющимся вылетом стрелы; б – с решетчатой башней, поворотным оголовком и подвижной грузовой тележкой на стреле; 1 – стрела; 2 – кабина; 3 – башня; 4 – стреловая лебедка; 5 – грузовая лебедка; 6 – механизм поворота; 7 – поворотная рама; 8 – опорно-поворотный круг; 9 – ходовая рама; 10 – ходовая тележка; 11 – оголовок; 12 – противовес; 13 – балласт; 14 – грузовая тележка

Рисунок 7.3.

Стрелы башенных кранов выполняют пространственными из уголкового профиля или труб малого диаметра. Применяют также стрелы из труб большого диаметра и стрелы коробчатого сечения. Для уравновешивания массы стрелы и массы груза в башенных кранах применяют противовесы.

Подъем и опускание груза у башенных кранов осуществляется с помощью электрореверсивных лебедок. Большинство кранов имеет односкоростные лебедки. Но есть крановые лебедки, имеющие две, три, четыре скорости и более. Наличие нескольких скоростей повышает производительность крана, и расширяет область его применения.

7.5 Стреловые самоходные краны

Стреловые самоходные краны (рисунок 7.4) имеют консольную стрелу, установленную на полноповоротной раме. В зависимости от ходового устройства различают автомобильные краны и краны на специальном шасси. Краны на специальном шасси делятся на гусеничные и пневмоколесные. Автомобильные краны монтируют на специальных шасси автомобильного типа и на шасси серийно выпускаемых автомобилей. Благодаря универсальности и высокой маневренности стреловые самоходные краны получили широкое распространение на строительных и складских работах.

Стреловые самоходные краны

а – на гусеничном ходу; б – на пневмоколесном ходу, 1 – ходовое оборудование, 2 – противовес; 3 – поворотная платформа, 4 – силовая установка; 5 – стрела; 6 – гусек; 7 и 8 – крюки вспомогательного и основного механизма подъема грузов; Q – вес груза; l – длина стрелы; L – вылет крюка; Н – высота подъема груза; К – колея; В – база

Рисунок 7.4.

В зависимости от выполняемой работы конструкции стрел могут быть прямолинейными, изогнутыми с оголовком, телескопическими, с гуськом, закрепленными на поворотной платформе или на башне при башенно-стреловом рабочем оборудовании. Телескопическая стрела позволяет бесступенчато изменять вылет груза и с большей точностью подавать грузы в труднодоступные места. Башенно-стреловое оборудование значительно расширяет область применения стреловых кранов и в ряде случаев позволяет успешно заменять башенные рельсовые краны. Стрелы кранов с помощью дополнительных секций могут быть удлинены или оборудованы гуськом, позволяющим применять второй крюк. Краны, оборудованные двумя крюками, имеют два подъемных механизма: один (основной) используют для подъема больших грузов с малой скоростью; второй (вспомогательный) с полиспастом малой кратности – для подъема малых грузов с большей скоростью. Все механизмы стреловых кранов кроме механизма передвижения размещены на поворотной платформе.

7.6 Кабельные краны

Кабельные краны (рисунок 7.5) – это краны с несущими канатами, закрепленными на верхних концах мачт опорных стоек. Эти краны применяют при сооружении мостов и для обслуживания строительства на сильно пересеченной местности (реки, горы). Наиболее широко используют стационарные кабельные краны с двумя неподвижными опорами (трубчатыми или решетчатыми мачтами) и натянутым между ними несущим канатом, по которому перемещается грузовая тележка с полиспастом и крюком. В зависимости от назначения используют и другие конструкции кабельных кранов: качающиеся, передвижные и радиальные. У качающихся кабельных кранов в результате натяжения расчалок обе мачты могут наклоняться на угол до 8°, что позволяет создать площадь обслуживания в виде прямоугольника. У передвижных кабельных кранов обе мачты выполнены в виде башен, установленных на ходовые рельсовые тележки, которые движутся по параллельным подкрановым путям. У радиальных кабельных кранов одна башня неподвижная, а другая перемещается по закругленному рельсовому пути. Кран может обслуживать площадку в виде сектора.

Грузоподъемность кабельных кранов не превышает 25 т (обычно 5…10 т). Пролет кабельного крана (расстояние между опорами) достигает 400 м. Скорость подъема груза 0,5…1,5 м/с, скорость передвижения грузовой тележки 2…4 м/с.

Кабельный кран

а – схема крана; б и д – схемы запасовок грузового и тягового канатов; в – грузовая тележка; г – схема натяжения несущего каната; 1 – мачты; 2 – механизм натяжения несущего каната; 3 – ванты; 4 – грузовой канат; 5 – тяговый канат; 6 – полиспасты натяжения вант; 7 – несущий канат

Рисунок 7.5.

7.7 Мачтовые краны

Мачтовые краны – стационарные подъемные краны с независимым расположением металлоконструкций и механизмов. Металлоконструкция таких кранов представляет собой комбинацию мачты, шарнирно соединенной со стрелой (рисунок 7.6). Краны разделяют на жестконогие и вантовые. У жестконогого крана мачта неподвижна. Она может быть прикреплена к стене сооружения или поддерживаться подкосами. Шарнир стрелы выполнен так, что она может поворачиваться в вертикальной плоскости и вокруг вертикальной оси. Мачта вантового крана имеет шарнирные опоры: нижнюю шаровую и верхнюю цилиндрическую (в виде «паука»), расчаленную вантами. Грузоподъемность мачтовых кранов 1…200 т и более. Эти краны используют преимущественно при концентрированных монтажных работах.

Мачтовые краны

а – жестконогий; б – вантовый; 1 – подкосы; 2 – полиспасты подъема стрелы; 3 – стрела; 4 – мачта; 5 – поворотная рама; 6 – лебедки; 7 – оголовок мачты (паук); 8 – ванты

Рисунок 7.6.

7.8 Определение основных параметров

Производительность кранов определяют так же, как и производительность машин цикличного действия: расчетно-конструктивная (кг/ч):

;

техническая (кг/ч):

;

эксплуатационная (кг/смена):

;

где Q – грузоподъемность крана, кг; Т ц – время цикла, с; К и – коэффициент использования грузоподъемности; п – число циклов в 1 ч; Q cp – средняя масса поднимаемого груза, кг; Т см – продолжительность смены, ч; К в – коэффициент использования машины по времени.

Время цикла:

где – суммарное время машинных операций (работы крана), с; t з – время подвешивания и снятия грузов, с; t у – время наводки груза при его установке в заданное место, с; t в – время на каждую вспомогательную машинную операцию, с; m – число машинных операций (подъем, спуск, поворот с грузом и обратный поворот, передвижение и т.д.).

Суммарное время машинных операций:

,

где s – путь передвижения крана или изменения вылета крюка, м; J 1 , J 2 – скорости передвижения и подъема, м/с; Н – высота подъема (опускания) груза, м; b – угол поворота стрелы, град; п – частота вращения стрелы, об/мин; К c - коэффициент совмещения операций.

Башенные и стреловые краны работают с грузом, вынесенным вне опорной базы машины, и поэтому должны обладать достаточной устойчивостью при воздействии на них грузовой, инерционной и ветровой нагрузок. Устойчивость этих кранов обеспечивается их собственной массой и увеличивается применением противовесов и выносных опор. Сумма моментов сил, удерживающих кран от опрокидывания, должна с некоторым запасом превышать сумму моментов сил, стремящихся опрокинуть кран. Правилами Госгортехнадзора предусмотрена необходимость обеспечения запаса устойчивости, характеризуемого коэффициентом устойчивости.

Различают два вида устойчивости крана (рисунок 7.7): грузовую – при возможном опрокидывании крана в сторону поднимаемого груза и собственную – при возможном опрокидывании крана назад, в сторону, противоположную стреле (при отсутствии груза). Коэффициент грузовой устойчивости:

;

где М к.г – момент, удерживающий кран от опрокидывания в сторону груза; – сумма всех опрокидывающих моментов от дополнительных нагрузок (ветровых, инерционных и др.); Q – вес груза; (а – b ) - плечо опрокидывающего момента.

Коэффициент собственной устойчивости:

;

где M к.с – момент, удерживающий кран от опрокидывания в сторону противовеса; М в – опрокидывающий момент от ветровой нагрузки.

Если при расчете устойчивости влияние уклона, инерционных сил и ветровую нагрузку не учитывают, то коэффициент грузовой устойчивости k ³ 1,4. Грузовую устойчивость крана проверяют как для максимального, так и для минимального вылетов и, соответственно, для минимального и максимального груза.

Схемы определения устойчивости стрелового крана

а – грузовой; б – собственной; G – вес крана; Q – вес груза; q – динамическое давление; а – расстояние от оси вращения крана до центра тяжести груза; b – расстояние от оси вращения до ребра опрокидывания; с – расстояние от оси вращения до центра тяжести крана; Н – расстояние от оголовка стрелы до центра тяжести груза; h – расстояние от оголовка стрелы до опорной плоскости; h 1 – расстояние от опорной плоскости до центра тяжести крана; r – расстояние от опорной плоскости до центра приложения динамического давления; a – угол наклона крана (опорной поверхности)

Рисунок 7.7.

В связи с тем, что при изменении вылета стрелы центр тяжести системы перемещается, грузоподъемность крана, регламентированная коэффициентом устойчивости, меняется. Грузоподъемность крана также зависит от длины и вылета стрелы и применения выносных опор, увеличивающих опорный контур.

В соответствии с требованиями Госгортехнадзора и в целях соблюдения условий безопасности при эксплуатации грузоподъемных машин все краны допускают к эксплуатации только после их освидетельствования и испытаний.

Мостового типа. В 2000-е годы их выпуск в России сократился до 1000-1500 единиц техники.

Несложное устройство мостового крана позволяет широко использовать г рузоп одъемные м ашины (ГПМ) этого типа на разномасштабных предприятиях — от маленьких автомастерских до больших металлургических комбинатов или ТЭЦ.

Используются мостовые краны для того, чтобы поднимать и перемещать тяжелые грузы больших размеров во всех сферах промышленной деятельности человека.

Технические характеристики мостовых кранов разрешают применять эту категорию ГПМ как для внутренней погрузки-разгрузки, так и для наружных работ в любых климатических условиях.

Недостаток мостовых ГПМ — в их стационарности, а плюс — в том, что они могут использовать строительную высоту здания.

Мостовые ГПМ делятся на 2 большие группы : общего назначения и специальные .

Мостовые ОПИ (общепромышленного исполнения) оборудованы грузовым крюком.

Специальные — оснащаются захватами, имеющими узкоспециализированное назначение: грейфер, магнит, захваты для контейнеров. Подъемники спец. назначения производят с поворотной тележкой или стрелой.

В отдельную группу выделяют металлургические ГПМ, предназначенные только для данной отрасли промышленности. Оснащаются такие ГПМ спец. захватами: литейными, ковочными, для раздевания слитков и др.

Два способа опирания на крановый путь

У двутавровой пролетной балки есть верхний и нижний горизонтальные пояса. На верхний размещают опорные, а под нижний крепятся подвесные:

• Опорные — устанавливаются колесами на рельсы сверху. Грузоподъемность опорных ГПМ — максимальна (до 500т), но постройка подкрановой эстакады или опор требует финансовых затрат.
• Подвесные — подцепляются к нижним полкам кранового пути. Этот вид опирания прост в монтаже и имеет невысокую стоимость. Небольшая грузоподъемность (до 8т) окупается малой высотой конструкции, из-за чего размер рабочей зоны больше, чем у опорных кранов.

  Подвесные краны можно установить на часть цеха. Есть возможность стыковать краны (стыковой замок) и перемещать тележки с одного крана на другой.

Конструкции устройства бывают разными. Они могут двигаться поступательно или совершать обороты вокруг вертикальной оси (хордовые, радиальные и поворотные) ГПМ.

Конструкция мостового крана

По количеству главных балок конструкция ГПМ бывает:

• однобалочная . Используется на небольших производствах, может быть подвесным или опорным. Г/п <= 10 т.
• Двухбалочная. Конструкция выполняется только в опорном варианте, т.к. их грузоподъемность > 8 т.

  Использование — в больших производственных цехах, в автомобильной, металлургической промышленности. Длина пролета — до 60м. Грузовая тележка может иметь вспомогательный грузоподъемный механизм помимо основного.

Тип привода мостового ГПМ

Привод механизмов у мостовых ГПМ может быть ручным или электрическим.

• Ручной привод . У этого мостового крана механизмом передвижения служат червячные тали.

  Используют ручные ГПМ для подъема относительно небольших грузов, при производстве вспомогательных или ремонтных работ.

• Электропривод . Электрические тельферы служат в качестве устройств подъема и перемещения грузов. Мост ГПМ движется тоже с помощью электродвигателей, они передают вращение ходовым колесам либо через редукторы, либо через редуктор и трансмиссию.

Из чего состоит мостовой кран?

Общее устройство мостового крана — это одно- или двухбалочный мост и грузовая тележка, которая по нему перемещается.

На мосту и на тележке размещается электрооборудование и основные узлы и механизмы.

Тормозная система

Стандартная система торможения для мостовых ГПМ — колодочная или диско-колодочная.

Если скорость тележки ≤32 м/мин, механизмы передвижения можно не оборудовать тормозами. В этих условиях ГПМ сможет затормозить самостоятельно, не превысив длину тормозного пути.

Функционально тормозные устройства кранов бывают стопорными — для остановки устройства — и спускными — замедляющими спуск.

Тормоза могут быть открытого или закрытого типов. Подъемные механизмы кранов оснащаются закрытыми тормозами — в нормальном положении механизмы заторможены, тормоз снимается только при запуске двигателя.

Механизмы подъема кранов, перемещающих опасные грузы: расплавленный металл, взрывчатые, ядовитые вещества, кислоты, имеют 2 тормоза, действующие автономно.

Тормоза закрытого типа используют в ГПМ потому, что они более долговечны, чем открытые и их поломку можно легко заметить.

Открытые тормоза в некоторых случаях монтируют дополнительно к закрытым (как вспомогательные) — для увеличения скорости и точности размещения грузов.

Подъемные механизмы

Механизм подъема и спуска груза тоже размещен на крановой тележке.

Состоит из приводного электродвигателя, трансмиссионных валов, горизонтального редуктора и грузовых тросов с барабаном для намотки.

Для работ с грузами >80 т применяется доп. редуктор мостового крана или понижающая зубчатая передача. Чтобы повысить тяговое усилие используют полиспаст (чаще всего сдвоенный кратный).

Редуктор мостового крана, его назначение и устройство

Функционально цилиндрические крановые редукторы можно разделить на:

• редукторы подъемных механизмов;
• редукторы движения тележек;
• редукторы движения мостов.

Редуктор может иметь 2 типа исполнения: развернутое и планетарное .

Редукторы развернутого типа, оснащенные цилиндрическими колесами более популярны. Ремонт и обслуживание механизмов этой конструкции проще и дешевле.

Подкрановые пути мостовых кранов

При устройстве кранового пути в качестве крановых и тележечных рельсов используют ж/д рельсы Р18, Р24, Р38 (узкоколейные) и Р43, Р50 и Р65 (для широкой колеи).

Также используют спец.крановые рельсы КР50, КР70, КР80, КРЮО, КР120, или же стальные направляющие квадратного сечения с закругленными краями (для механизмов г/п ≥ 20т).

В качестве крановых путей для подвесного типа ГПМ применяют двутавровые балки.

Крепления рельсов к балкам должны исключать смещение рельсов и должны позволять быструю замену изношенных рельсов. Их концы соединяют двусторонними накладками и болтами или сваривают.

Электрообрудование

К электрике мостовых ГПМ предъявляются особые, повышенные требования, что обусловлено напряженными режимами работы.

За 1 час может быть произведено сотни включений, выключений и перегрузок, связанных с разгоном, торможением устройства в целом или тележки.

Движение моста и крановой тележки, подъем и перемещение груза осуществляется основным электрооборудованием:

• электродвигатели . Устанавливаются 3 (4) двигателя, 2 из них размещены на тележке для подъема/спуска груза и движения тележки по балке моста, и 1 (2) двигателя перемещает балку крана по рельсам. В мостовых кранах для ОПИ используют прочные асинхронные электродвигатели, предназначенные для частых перегрузок и пусков серий МТ или МТК (для ненапряженной работы), трехфазного тока;
• контроллеры , реле управления, магнитные пускатели и другая аппаратура для того, чтобы управлять электродвигателями;
• электромагниты , толкатели и прочие устройства, задействованные в работе стопорных тормозов;
• ограничители грузоподъемности и прочие средства механической защиты.

Прожекторы, приборы рабочего и ремонтного освещения, обогрева, звуковая сигнализации, измерительная аппаратура — все это является вспомогательным электрооборудованием.

Подводится электропитание 2-мя способами: троллейными линиям или гирляндными кабельными системами:

1. Троллейная линия — применяется в ГПМ большой грузоподъемности.

Троллейная шина должна размещаться на высоте ≥3,5 м от пола и не меньше 2,5 метров до настила моста.

1. Кабельная система. Гибкий эл.кабель, который подвешивается на специальные кабеленесущие каретки. Гирляндная система дешевле, ее монтаж и эксплуатация — легче, но она менее надежна.

Для перемещения балки моста применяется троллейная линия, а для крановой тележки — кабельная система.

Устройство крановой тележки мостового крана

Грузовая тележка производит подъем, спуск и перемещение груза вдоль моста.

На жесткой стальной раме с ведущими и ведомыми колесами установлены многочисленные крановые узлы .

Это приводы, электродвигатели подъемных механизмов (основного и вспомогательного), токосъемник, блокираторы высоты подъема.

Аварийную остановку тележки при поломке тормозной системы обеспечивают буфера.

Консольную тележку используют для однобалочных устройств. В двухбалочных применяют тележки, которые могут двигаться по обоим поясам балок (нижнему и верхнему).

Схема управления мостовым краном

Управляется ГПМ из подвесной кабины или с проводного (беспроводного) пульта, место расположения оператора — на полу цеха (земле) или вне рабочей площадки.

Монтаж мостового крана

Мостовой ГПМ требует доработки рабочей площадки - нужно проложить крановой путь.

Рельсовый путь может быть смонтирован на специальной крановой эстакаде, или для его постройки используется пол, колонны и опоры здания.

Есть 3 варианта монтажа :

• Поэлементный (пошаговый ). Сборка крановых узлов происходит наверху на подкрановых путях.
• Крупноблочный — так называемая, укрупненная сборка. На высоту для монтажа поднимаются крупные фрагменты (механизмы, электрооборудование, узлы) крана, заранее собранные внизу.
• Полноблочный — полная сборка моста на полу. Конструкция поднимается целиком и монтируется на подкрановых путях. Для данного метода необходимо использование мощной техники.

Фото разных моделей

Вот так выглядят эти механизмы за работой:

Вконтакте