Классификация башенных кранов.
Лабораторная работа № 11
Тема: Грузоподъемно-монтажные машины (краны)
Задание 1: Изучить устройство и принцип действия легких и переносных кранов.
Легкие переносные краны-подъемники по своему назначению и области применения подобны строительным подъемникам: они обеспечивают только вертикальный подъем грузов массой 150—500 кг и используются там, где невозможно или нецелесообразно ставить более дорогие подъемники, а также на погрузочно-разгрузочных работах. Такие краны устанавливают на перекрытия или в оконные (дверные) проемы строящегося здания и переносят по мере надобности с одного уровня на другой.
По конструктивному исполнению их можно разделить на два типа: свободно устанавливаемые и прикрепляемые к конструкциям здания.
Наиболее распространенная конструкция свободно устанавливаемых кранов (рис. 56) имеет в качестве основания ходовую тележку 1, на которой установлен трубчатый стакан 2. В него вставлен стальной стержень поворотной рамы 5, благодаря чему рама может поворачиваться относительно основания. На поворотной раме шарнирно закреплена трубчатая стрела S, удерживаемая тягой 6, установлена лебедка 4 с червячным редуктором и аппаратурой управления и расположен противовес 3. Лебедка обеспечивает подъем и опускание груза при помощи двукратного полиспаста с крюковой обоймой 10. Поворот рамы со стрелой, изменение вылета стрелы и передвижение крана выполняются вручную.Вылет стрелы изменяется винтовой стяжкой 7, укорачивающей или удлиняющей тягу 6. На конце стрелы установлен ограничитель высоты подъема крюковой обоймы, выполненный в виде рычага 9, который при своем повороте воздействует на конечный выключатель и отключает электродвигатель лебедки.
|
|
|
Примером переносного крана, укрепляемого на здании, может служить конструкция (рис. 57), у которой лебедка 5 и стрела 1 закреплены на поворотной трубчатой стойке 7. Трубчатая стойка вращается в верхнем и нижнем подпятниках 6 и имеет в нижней своей части гайку, которая позволяет удлинять стойку, закрепляя её в оконном проеме. При установке крана на перекрытии (рис. 57, б) стойка удерживается в вертикальном положении двумя жесткими подкосами 8. Грузовой канат имеет на нижнем конце крюк 2 и противовес 3 для натяжения каната при опускании крюка.После поднятия груза до горизонтальной стрелы, удерживаемой тягой 4, крюковая подвеска упирается в конец стрелы и в дальнейшем поднимается вместе со стрелой, изменяя ее вылет. Это позволяет повернуть стрелу внутрь помещения, где разгружают груз.
Переносные краны-подъемники легко разобрать на составные части и перенести на новое место установки.
|
|
|
Задание 2: Изучить устройство и технологический процесс башенных кранов и контрольно-предохранительных устройств на этих кранах.
Строительные башенные краны являются ведущими грузоподъемными машинами в строительстве и предназначены для механизации строительно-монтажных работ при возведении жилых, гражданских и промышленных зданий и сооружений, а также для выполнения различных погрузочно-разгрузочных работ на складах, полигонах и перегрузочных площадках. Они обеспечивают вертикальное и горизонтальное транспортирование строительных конструкций, элементов зданий и строительных материалов непосредственно к рабочему месту в любой точке строящегося объекта. Темп строительства определяется производительностью башенного крана, существенно зависящей от скоростей рабочих движений.
Рабочими движениями башенных кранов являются подъем и опускание груза, изменение вылета стрелы (крюка) с грузом, поворот стрелы в плане на 360°, передвижение самоходного крана. Отдельные движения могут быть совмещены, например подъем груза с поворотом стрелы в плане. Все башенные краны снабжены многодвигательным электроприводом с питанием от сети переменного тока напряжением 220/380 В. В общем случае каждый башенный кран — это поворотный кран с подъемной (рис. 3.16, а) или балочной (рис. 3.16, б) стрелой, шарнирно закрепленной в верхней части вертикально расположенной башни.
|
|
|
Рассмотрим назначение и устройство основных узлов и механизмов башенных кранов.
Стрела — основной рабочий орган крана. В зависимости от конструкции может быть выполнена подъемной — маневровой (рис. 3.19, а), у которой вылет изменяется путем перемещения самой стрелы с подвешенным к ее концу грузом на допускаемый угол, либо балочной горизонтальной (рис. 3.19, б), по которой перемещается грузовая тележка, несущая грузовой полиспаст с крюковой подвеской.
Балочные стрелы являются в основном жестко закрепленными и удерживаются в рабочем состоянии одной или несколькими подвесками, состоящими из канатов большого диаметра или металлических тяг, соединенными с верхним поясом стрелы в одной или нескольких точках. Однако имеются также конструктивные решения балочной стрелы, которая при необходимости может устанавливаться под углом до 30° к горизонту. При этом в одних случаях грузовая тележка закрепляется на конце стрелы, а в других имеет возможность перемещаться с грузом вдоль наклонной стрелы. Поперечные сечения подъемных и балочных стрел могут быть треугольными, прямоугольными и квадратными. Балочные стрелы различаются между собой также местом установки грузовой тележки, которая может перемещаться по двутавровой балке, закрепленной вдоль оси нижнего пояса стрелы, либо по направляющим, расположенным по сторонам нижней грани стрелы, или по двум верхним поясам стрелы прямоугольного сечения.
|
|
|
Краны с подъемной стрелой при одних и тех же параметрах (вылете, высоте подъема, грузоподъемности) на 15...20 % легче кранов, оборудованных балочной стрелой, а также имеют более высокую грузоподъемность, возможность увеличения высоты подъема груза при уменьшении его вылета, хорошую маневренность в стесненных условиях строительной площадки, более технологичны в изготовлении, удобнее в монтаже и перевозке.
В отличие от кранов с балочными стрелами подъемные стрелы имеют и недостатки: отсутствие строго горизонтального перемещения груза при изменении вылета крюка (с применением при этом специальной запасовки канатов и дополнительных устройств); незначительная и неравномерная горизонтальная скорость перемещения груза при изменении вылета; незначительная зона обслуживания с одной стоянки, так как груз не может подводиться близко к башне крана (а грузовая тележка может перемещаться по всей длине балочной стрелы).
Подъемные и балочные стрелы применяют в кранах 3-й и 4-й размерных групп с поворотной башней. Краны 5-й и 6-й размерных групп оборудуются только балочными стрелами. У кранов 5-й размерной группы балочная стрела может устанавливаться горизонтально и под углом 30° к горизонту, а у кранов 6-й размерной группы — только горизонтально.
Для увеличения высоты подъема груза применяют различные виды комбинированных стрел (рис. 3.19, в) ломаной формы. На подъемных стрелах устанавливают дополнительные стрелы различной длины, так называемые «гуськи». В балочных стрелах головная секция по отношению к корневой может быть установлена во время работы горизонтально или наклонно под углом до 45°, а грузовая тележка может перемещаться по ним с грузом. Применение шарнирно сочлененных стрел позволяет крану работать в больших диапазонах по вылету и высоте подъема крюка.
Башни кранов в зависимости от места расположения опорно-поворотного устройства подразделяют на поворотные и неповоротные. Оба типа башен могут быть выполнены сплошностенчатыми, изготовленными из металлического листа или из труб, и решетчатыми из уголков, труб малого диаметра, гнутых профилей и комбинированными из разных профилей металла. Различают башни с постоянным и переменным сечением по высоте, при этом последние могут быть с жестким и подвижным (телескопическим) соединением. Наиболее распространены решетчатые из труб башни с квадратным сечением.
По виду крепления различают башни с жестким креплением к опорной части и с шарнирным (когда удержание башни в вертикальном положении осуществляется подкосами).
Краны как с поворотной, так и с неповоротной башней выпускают с постоянной и изменяемой высотой башни. Так как это тесно связано со способом монтажа крана, то следует отметить, что краны с постоянной высотой башни (независимо от того, разбирается или не разбирается башня крана при его перевозке с объекта на объект) монтируют сразу на полную высоту собственными лебедками или с помощью монтажной мачты и лебедок со стягивающими полиспастами (рис. 3.20, а). Краны с изменяемой высотой башни подразделяют, в свою очередь, на краны со складывающейся башней методом «на себя» в сторону (рис. 3.20, б), и телескопической, выдвигаемой одна из другой (рис. 3.20, в). Однако у большинства современных кранов увеличение высоты башни осуществляется методом подращивания снизу (рис. 3.20, г) или наращиванием ее сверху (рис. 3.20, д). Увеличение высоты башни в этих случаях осуществляется в основном на одну секцию, длина которой в разных кранах составляет от 2,5 до 7,5 м.
При подращивании снизу добавляемая объемная секция соединяется с нижним концом башни, а затем вся башня со стрелой и противовесной консолью и распоркой выдвигается из опорной части и закрепляется в ней. Выдвижение башни в кранах как с поворотной, так и с неповоротной башней осуществляется с помощью систем канатных полиспастов, гидравлических и реечных механизмов.
Наращивание башни методом сверху ведется в основном в кранах со значительной высотой подъема крюка (80... 150 м) и с неповоротной башней. При этом методе выдвигается только верхняя часть крана с оголовком, стрелой и противовесной консолью, а вся ранее выставленная башня остается неподвижной. В образовавшийся проем вводятся отдельные, сдвоенные и строенные (рис. 3.20, е) плоские панели башни с последующим соединением их между собой или объемные секции. Затем монтируемую секцию соединяют с башней и с верхней частью крана, опуская ее вниз. В некоторых кранах монтаж ведут путем установки дополнительных секций на верхнюю часть башни крана с помощью собственной стрелы (рис. 3.20, ж). Возможность периодического посекционного увеличения высоты башни крана создает определенные удобства, так как высота крана может увеличиваться по мере возведения зданий или сооружений, а кабина машиниста будет всегда расположена в незначительном удалении от места монтажа.
В верхней части башен кранов расположены пирамидальные оголовки различных видов, служащие опорой для расчалов стрелы и противовесной консоли, а также для отклоняющих блоков канатов грузовых и стреловых полиспастов.
Опорная часть башенных кранов имеет различные конструктивные решения, реализуемые в зависимости от типа башни (поворотная или неповоротная), от вида ходового устройства (на рельсовом или другом ходу) и от возможности перемещения крана относительно строящегося здания (стационарные и самоподъемные). Опорная часть строительных башенных кранов на рельсовом ходу воспринимает все действующие на кран нагрузки и передает их через ходовые колеса на подкрановые пути. По количеству точек опирания на рельс опорные части делятся на трех- и четырехопорные. По конструкции их выполняют в виде различной формы плоских рам, а также в виде портала шатровой или прямоугольной формы. По возможности изменения конструкции в плане опорные части подразделяют на неизменяемые, а также с выдвижными или поворотными кронштейнами.
Опорные части стационарных кранов, представляющие собой рамную конструкцию, крепятся к анкерным болтам монолитного или сборного железобетонного фундамента и пригружаются балластом. Самоподъемные краны в рабочем положении также опираются на плоскую раму, установленную на межэтажном перекрытии, и дополнительно крепятся в одном или двух ярусах между этажами строящегося здания.
Опорно-поворотные устройства (ОПУ) башенных кранов предназначены для соединения и обеспечения вращения поворотной части крана относительно неповоротной. В кранах с большим грузовым моментом используются однорядные и двухрядные роликовые и шариковые круги, а также комбинированные шарико-роликовые круги.
Поворотная платформа, расположенная в нижней части башенного крана, через опорно-поворотное устройство соединяется с рамой ходовой части крана. На поворотной платформе устанавливаются башня и стойка, к которым крепятся удерживающие башню подкосы, механизмы крана, электроаппаратура и противовес.
Противовес обычно состоит из маркированных по массе железобетонных плит, которые укладывают на поворотную платформу и закрепляют на ней. Поворотная платформа, расположенная в верхней части современных кранов с неповоротной башней, представляет собой плоскую раму, соединенную через опорно-поворотное устройство с башней. На платформе установлен оголовок, удерживающий на тягах стрелу и противовесную консоль, которые шарнирно закреплены по двум противоположным сторонам поворотной платформы.
Противовесные консоли и распорки, предназначенные для снижения изгибающих нагрузок на башню, выполняют в виде плоской рамы или фермы в кранах с балочной стрелой и неповоротной башней. Пространственные противовесные консоли по конструкции аналогичны стрелам. Консоли одной стороной крепятся на шарнирах к нижней части поворотного оголовка с противоположной от стрелы стороны, а верхняя их часть с помощью тяг подвешена к оголовку. На конце консоли расположены грузовая и, если необходимо по конструкции, стреловая лебедка, а также бетонные блоки противовеса, которые могут устанавливаться на консоль сверху, крепиться на торце или подвешиваться снизу. Для уравновешивания крана при изменении длины стрелы (за счет стандартных секций) изменяется и длина консоли. Противовес может выполняться подвижным, по типу грузовой тележки на стреле. В этом случае на консоли устанавливается и механизм передвижения противовеса.
Для горизонтального перемещения груза в кранах с балочными стрелами применяют грузовые тележки, представляющие собой сварную раму 7, в нижней части которой расположены два блока 2 для грузового каната, а в верхней — опорные катки 3. Передвижение тележки по стреле осуществляется лебедкой, с барабана которой сходят два конца каната, закрепленные на передней и задней сторонах тележки. В тележках с жесткими катками (рис. 3.21, а) блоки расположены на разных осях в одной плоскости и грузовой канат 4 последовательно огибает их по внутренней стороне. В тележках с балансирными катками (рис. 3.21, б) блоки смещены один относительно другого в поперечном направлении, а грузовой канат 4 огибает блоки с внешней стороны.
Для строповки груза служит грузозахватный орган, представляющий собой крюковые подвески различных конструкций. Они состоят из двух щек 2, между которыми закреплены одна или несколько осей с установленными на них одним или несколькими блоками 3 и траверса 4 с закрепленным на ней крюком 1 (рис. 3.22, а) с предохранительным замком 5. Грузовой крюк за счет его установки в траверсе на упорном шарикоподшипнике имеет возможность достаточно легко поворачиваться, предохраняя грузовой канат от закручивания при поворотах груза. Конструкция крюковой подвески выполнена таким образом, что сход каната из ручьев блоков невозможен. Грузовые полиспасты башенных кранов могут иметь постоянную (рис. 3.22, б) и переменную кратность uп. Неизменяемые двукратные полиспасты используют в основном в мобильных кранах.
В кранах с повышенной высотой подъема груза применяют крюковые подвески с разнесенными на две оси блоками (а следовательно, и разнесенными ветвями грузового полиспаста), что позволяет предохранить канат от закручивания. В тяжелых кранах используются грузовые полиспасты кратностью от 4 до 8. Для предотвращения подвески от закручивания в этих кранах применяют специальные приспособления. В последнее время на кранах устанавливают многоблочные крюковые подвески с изменяемой кратностью полиспаста (от 2 до 6), осуществляемой ручным, полуавтоматическим или автоматическим способом. Для uп = 2...4 — (рис. 3.22, в), а для uп = 2...4...6 — (рис. 3.22, г). Это дает возможность повысить грузоподъемность кранов без увеличения мощности привода грузовой лебедки. Помимо традиционного типа крюковых подвесок известны жесткие подвески и подвески с управляемым из кабины крюком с помощью установленного на нем механизма поворота.
Схемы запасовок грузовых канатов показаны на рис. 3.23. Для подъема легких грузов подъемными стрелами применяют самую простую запасовку грузового каната, когда крюк подвешивается на одной нитке каната 2, проходящего через блоки гуська, стрелы, распорки и наматываемого на барабан 1 грузовой лебедки (рис. 3.23, а). Однако с изменением вылета при такой запасовке груз поднимается (опускается) вместе со стрелой. В современных кранах
с подъемной стрелой этот недостаток устранен и груз за счет применения системы соединенных полиспастов перемещается горизонтально при изменении угла наклона стрелы. При такой системе одна ветвь грузового каната 2, проходя через отводные блоки 5, крепится на барабане грузовой лебедки 1, а другая — на барабане стреловой лебедки 4 (рис. 3.23, б, в). При подъеме стрелы стреловой канат 3 наматывается на барабан 4, а грузовой канат одновременно сматывается с него, обеспечивая постоянное положение груза по высоте. В кранах с переменной кратностью грузового полиспаста применяют более сложные схемы запасовок (рис. 3.23, в). Грузовой канат, сходя с блоков 5, охватывает блочную обойму 6 и через дополнительный блок 7 направляется к грузовой лебедке 1. Если для подъема тяжелых грузов необходима четырехкратная запасовка канатов, то обойма 6 крепится с помощью серьги 8 к крюковой подвеске. Для работы с легкими грузами крюковую подвеску опускают на землю, снимают серьгу, и освобожденная обойма поднимается вверх, где за счет массы крюковой подвески прижимается к головке стрелы (пунктир). При этом обойма 6 не участвует в работе полученного таким образом двукратного полиспаста, с помощью которого груз поднимается уже с удвоенной скоростью.
В кранах с балочными стрелами схемы запасовок грузового каната (рис. 3.23, г, д) значительно проще. Один конец каната 2 сходит с барабана 1, огибает блоки на оголовке и конце стрелы, проходит через блоки 9, 10 тележки и крюковой подвески, а другой конец крепится к башне или корню стрелы. В этом случае при движении тележки по горизонтальной стреле грузовой канат перекатывается по своим блокам и груз перемещается строго по горизонтали.
Используемая на балочных стрелах система изменения кратности полиспаста в общем случае аналогична ранее рассмотренной для маневровой стрелы.
Стреловые канаты служат для изменения вылета и удержания стрелы в требуемом положении, а также для разгрузки башни (в кранах с поворотной платформой) от изгибающего момента, действующего во время работы крана. Они имеют сложные схемы запасовок. Стреловые полиспасты на кранах с поворотными оголовками (рис. 3.24, а) устанавливают наклонно над стрелой. Неподвижная обойма 3 стрелового полиспаста крепится к оголовку крана, а подвижная соединена со стрелой. Подъем стрелы осуществляется за счет стягивания полиспаста при навивке каната на барабан стреловой лебедки 1. В кранах с поворотной башней и нижним расположением поворотной платформы стреловые полиспасты располагаются параллельно башне с противоположной от стрелы стороны. В таких кранах с балочной стрелой, имеющей установочное изменение вылета (рис. 3.24, в), стрела перемещается с помощью монтажного каната 9, соединенного с барабаном малого диаметра грузовой лебедки 14. Закрепление стрелы осуществляется с помощью канатных тяг расчала 11 и переустановки регулировочных серег 12 относительно двуплечих рычагов 13, установленных на поворотной платформе крана. Распорка 7 удерживается в проектном положении не только оттяжкой, соединенной с верхом оголовка, но и канатными тягами 10, также соединенными с двуплечими рычагами. В кранах с маневровой стрелой применяют различные схемы запасовок стреловых канатов.
На рис. 3.24 б, г показаны схемы запасовок, в которых стреловой расчал 6 связан с подвижной обоймой 5 стрелового полиспаста 4. Для увеличения суммарной вертикальной нагрузки, действующей снизу на распорку, стреловой канат пропускается через неподвижные блоки на распорке 7 и образует дополнительный разгрузочный полиспаст 8. В кранах с изменяемой высотой башни длина канатов стреловых полиспастов рассчитана с учетом максимально возможной высоты подъема крюка при его наибольшем вылете.
Перемещение грузовой тележки по стреле (рис. 3.25) осуществляется тележечной лебедкой, с барабана 1 которой сходят канаты 2 и 3, запасованные на барабане в разные стороны. Вторые концы канатов закреплены с двух сторон по ходу грузовой тележки 4. При включении лебедки один канат наматывается на барабан, а другой — сматывается с него, передвигая грузовую тележку. Лебедка может устанавливаться на противовесной консоли (рис. 3.25, а), у корня стрелы (рис. 3.25, в) на ее нижней ферме или на верхнем поясе в середине стрелы (рис. 3.25, г, о). Для улучшения намотки каната на барабан и предупреждения провисания каната в конструкции введены отклоняющие валик 5 или блоки 6. Таким же образом осуществляется и перемещение контргруза, привод которого располагается на противовесной консоли.
Для выдвижения телескопических башен, при наращивании и подращивании башен в кранах применяют разнообразные схемы запасовок полиспастов выдвижения, а также схемы винтовых механизмов с электрогидравлическим управлением.
Рабочие движения башенных кранов выполняются с помощью грузовых и стреловых лебедок, механизмов изменения вылета, поворота и передвижения.
Грузовые лебедки башенных кранов в большинстве случаев выполнены с электрическим приводом, реже с гидравлическим. По числу рабочих скоростей лебедки делят на одно- и многоскоростные. Регулирование их скорости может быть ступенчатое, бесступенчатое и комбинированное. Изменение скорости осуществляется за счет применения нескольких двигателей, изменения передаточного числа редуктора и частоты вращения вала двигателя. Использование нескольких двигателей переменного тока с различной частотой вращения валов дает возможность получить несколько скоростей подъема груза. Изменение частоты вращения при постоянном токе осуществляется с помощью тиристорного управления или системы «генератор—двигатель», а при переменном токе за счет многоскоростного двигателя, электрорегулирования или изменения расхода масла (в гидродвигателе). Большинство башенных кранов работает на переменном токе и имеет односкоростные лебедки. Использование двигателей постоянного тока усложняет и удорожает систему управления и регулирования, но дает возможность бесступенчатого регулирования скорости в широких пределах (например, от 0 до 4 м/с).
Посадочные скорости имеют большое значение на монтажных работах, так как позволяют осуществлять плавную посадку груза и плавность отрыва его от земли. Скорости от 2,5-10 2 м/с достигаются применением в грузовых лебедках тормозных генераторов.
Стреловые лебедки современных башенных кранов с подъемной стрелой выполнены аналогично односкоростным грузовым лебедкам. Различие только в конструкции барабана. В кранах с запасовкой по схеме соединенных полиспастов барабан разделен перегородкой на две секции разных диаметров: для наматывания стрелового каната — цилиндрическая и для наматывания грузового каната — цилиндрическая или коническая.
Тележечные лебедки, предназначенные для перемещения грузовой тележки по балочной стреле или контргруза по противовесной консоли, изготовляют по схеме, подобно обычной стреловой лебедке с применением цилиндрического или червячного редуктора.
В механизмах поворота башенных кранов используют в основном двигатели с вертикальным расположением вала и цилиндрическими, червячными или планетарными редукторами, на выходных валах которых установлены шестерни, находящиеся в зацеплении с зубчатым венцом опорно-поворотного устройства. Торможение механизма поворота осуществляется с помощью одноступенчатого (автоматически при отключении электродвигателя), двухступенчатого (поочередное прижатие колодок к шкиву) или управляемого (педального) тормозов.
Механизмы передвижения башенных кранов имеют различные исполнения в зависимости от конструкции ходового оборудования. Опирание кранов на рельсы осуществляется через ходовые колеса, число которых может быть от 4 до 32 в кранах с различными параметрами. Для того чтобы нагрузка воспринималась всеми колесами в современных, особенно тяжелых, кранах ходовые колеса объединяют в балансирные тележки (по два, три, четыре колеса). Приводные колеса могут располагаться на одном и на разных рельсах. При наличии в кране балансирных тележек две из них являются приводными (ведущими) и две — ведомыми. Для более плавного движения крана приводные тележки устанавливают на разных рельсах (одна напротив другой или по диагонали). При работе крана на путях с закруглениями обе ведущие тележки располагают на внешнем рельсе, обеспечивая тем самым плавность движения крана. Привод в тележках с разным числом колес может осуществляться как на одно, так и на два колеса. При этом в кранах серии КБ привод состоит из червячного редуктора со встроенным двигателем и открытой цилиндрической передачи (рис. 3.28) или дополнительным цилиндрическим редуктором в тяжелых кранах.
Кабины, из которых ведется управление башенными кранами, делят на встроенные (обычно внутри верхней части башни) и выносные (расположенные снаружи башни на портале или в верхней части крана).
В кранах с поворотной башней их подвешивают под стрелой на правой от нее боковой поверхности башни, а в кранах с поворотным оголовом устанавливают на поворотную раму или подвешивают к ней. Кабина может быть подвешена и к нижнему поясу балочной стрелы у места ее крепления, а также переставляться по высоте башни. Для кранов серии КБ выпускают унифицированные навесные кабины, разработанные с учетом максимальных удобств для машинистов во время работы. Управление работой крана может осуществляться по силовому или слаботочному кабелю, с выносного пульта или по радио. При работе самоподъемных, стационарных и приставных кранов на строительстве высоких зданий и сооружений используют лингафонную, телефонную и радиосвязь машиниста с такелажниками и монтажниками.
Подкрановые пути, по которым перемещаются башенные краны, состоят из балластного слоя, элементов подкрановых путей (рельсы, рельсовые крепления и опорные элементы — шпалы, рамы или балки), а также отключающих линеек ограничителя передвижения крана, тупиковых упоров, устанавливаемых по обеим сторонам двухниточного пути и элементов заземления.
Наибольшее распространение получили инвентарные подкрановые пути с деревянными полушпалами, деревометаллические секции, а также секции с железобетонными лежнями и балками длиной 6,25 м. При специфических условиях эксплуатации пути сооружаются в соответствии с инструкцией по эксплуатации кранов и по специальным проектам. К достоинствам инвентарных подкрановых путей относится удобство перевозки на автотранспорте с одноосным полуприцепом и возможность быстрой укладки. Для обеспечения безопасного обслуживания кранов подкрановые пути заземляют.
Монтаж современных мобильных, а также тяжелых и высотных кранов осуществляется собственными механизмами с участием одного и иногда двух стреловых самоходных кранов необходимой грузоподъемности.
На рис. 3.29 показан кран 4-й размерной группы с подъемной стрелой. Краны этой группы максимально унифицированы и оборудованы подъемными и балочными стрелами. Они имеют однотипную конструкцию и представляют собой мобильные самоходные полноповоротные машины на рельсовом ходу с поворотной телескопической башней и нижним расположением противовеса.
Составными частями крана являются: ходовая кольцевая рама 1 коробчатого сечения, однорядное роликовое опорно-поворотное устройство 15 с внутренним зубчатым зацеплением, поворотная платформа 2, портал 14, башня 13, головка 7, стрела 9, грузовой 6 и стреловой 5 канаты, расчал 8, крюковая подвеска 10, монтажное устройство, унифицированная кабина машиниста 12 и рабочие механизмы, противовес 3, электрооборудование, приборы безопасности и кабельный барабан. Четыре поворотных флюгера соединены с ходовой рамой шарнирно и располагаются по диагоналям с помощью трубчатых подкосов. Каждый флюгер опирается на унифицированную балансирную двухколесную тележку 16 грузоподъемностью 60...72 т. В комплект тележек входят две ведущие и две ведомые ходовые тележки, причем ведущие тележки располагаются на одном рельсе. При закруглении пути радиусом внутреннего рельса 7...10 м ведущие ходовые тележки располагаются на наружном рельсе, при радиусе внутреннего рельса более 10 м — на любом рельсе. Тележки опираются на подкрановые рельсы типа Р50. Колея и база кранов 4-й размерной группы по 6 м каждая. На ходовую раму через опорно-поворотное устройство опирается поворотная платформа, на которой установлены грузовая и стреловая лебедки, механизм поворота, шкафы электрооборудования, плиты противовеса. В передней части поворотной платформы с помощью кронштейнов шарнирно крепится портал башни.
Решетчатые башни кранов состоят из оголовка, верхней секции, промежуточных секций, портала и подвижной обоймы. Башни подращиваются снизу промежуточными секциями по мере возведения здания. Для подращивания промежуточных секций башни служит рычажный механизм выдвижения обоймы (монтажный параллелограмм), смонтированный в передней части платформы. В вертикальном положении башни удерживаются двумя телескопическими подкосами 4. Портал представляет собой две трехгранные фермы, соединенные в двух ярусах коробчатыми балками. На поясах портала смонтированы направляющие ролики, удерживающие башню в вертикальном положении при ее выдвижении. В верхнем ярусе на балках установлены четыре замка, предназначенные для посадки на них башни после ее выдвижения. Неподвижные блоки верхнего яруса портала совместно с блоками подвижной обоймы и монтажным канатом образуют монтажный полиспаст выдвижения башни крана. При выдвижении башни один конец монтажного каната крепится к верхней обвязке портала, другой закрепляется на барабане грузовой лебедки, с которого снят грузовой канат. Оголовок башни состоит из металлоконструкции, распорки с канатной оттяжкой и монтажной стойки с оттяжкой для подъема стрелы в рабочее положение. Сверху на оголовке установлено два блока стрелового расчала и блоки грузового каната.
Подъемная стрела 9 крана решетчатая трехгранного сечения, выполненная из труб, подъем и опускание которой при изменении вылета осуществляется стреловой лебедкой через стрелоподъемный полиспаст 8. В корневой секции стрелы подвешена снизу распорка с канатными 11 тягами, которая предохраняет стрелу от запрокидывания при обрыве каната на минимальных вылетах.
К унифицированным механизмам кранов относятся стреловая, грузовая и тележечная лебедки, опорно-поворотное устройство и механизм передвижения.
Краны оборудуют одно- и двухдвигательными грузовыми лебедками. Основной электродвигатель двухдвигательной лебедки предназначен для подъема (опускания) грузов наибольшей массы, вспомогательный электродвигатель — для подъема (опускания) грузов наименьшей массы, крюковой подвески и обеспечения посадочной скорости.
Стреловые лебедки отличаются от грузовых отсутствием вспомогательного двигателя. Тележечная лебедка состоит из электродвигателя, колодочного тормоза, редуктора, включающего цилиндрическую и глобоидную передачи, и нарезного барабана. Отключение привода лебедки в крайних положениях тележки осуществляется конечным выключателем.
Механизм поворота состоит из вертикального трехступенчатого редуктора, фланцевого электродвигателя и специального колодочного тормоза. Торможение осуществляется в три этапа: в режиме свободного торможения; в режиме динамического торможения; окончательное затормаживание механизма поворота.
На рис. 3.30 показана базовая модель кранов 6-й размерной группы. Эти краны имеют более десятка исполнений, отличающихся грузоподъемностью, высотой подъема крюка и вылетом. Базовый кран и его исполнения выполнены полноповоротными с неповоротной башней, поворотной головкой и горизонтальной балочной стрелой с грузовой тележкой.
Краны и их исполнения состоят из ходовой рамы 14 с ходовыми тележками 15, башни 10 с подкосами 12, поворотного оголовка 4, опорно-поворотного устройства 17, стрелы 7, грузовой тележки 8 с крюковой подвеской 9, противовесной консоли 2 с противовесом 1, оттяжек 3 и 6 консоли и стрелы, кабины управления 5, подъемника 11 для машиниста, монтажной стойки 16, приспособления для заводки секций, приспособления 18 для монтажа и демонтажа настенных опор, унифицированных механизмов, электрооборудования и кабельного барабана. Ходовая рама кранов опирается на четыре сдвоенные унифицированные ходовые приводные тележки. Две тележки. расположенные по диагонали, имеют по два привода, две другие — по одному. Тележки могут поворачиваться на 90° при переводе крана на перпендикулярные пути. На раму с одной стороны асимметрично укладываются плиты 13 балласта, с другой — крепится на четырех фланцах неповоротная башня. Количество плит балласта меняется в зависимости от исполнения крана.
Башни кранов опираются непосредственно на ходовую раму и смещены на 2,5 м от оси крана в сторону здания. Башни имеют квадратное сечение, выполнены решетчатыми из труб и состоят из основания в виде пространственной фермы, шарнирной рамы, короткой нижней секции, промежуточных рядовых секций, верхней секции, неповоротной и поворотной кольцевых рам, шарикового опорно-поворотного круга, двух механизмов поворота и оголовка. Количество рядовых секций, имеющих длину 6 м, зависит от исполнения крана по высоте. Неповоротная рама крепится к верхней секции башни и через опорно-поворотный круг соединяется с поворотной рамой и оголовком башни с подвешенными на них стрелой и противовесной консолью. На поворотной раме установлены два одинаковых механизма поворота, выходные шестерни которых находятся в зацеплении с цевочным венцом опорно-поворотного круга, снабженного ограничителем поворота. Механизм поворота состоит из вертикальлого планетарного трехступенчатого редуктора и фланцевого электродвигателя со встроенным в его корпус дисковым тормозом.
Внутри башни смонтирован подъемник машиниста, включающий лебедку, размещенную в верхней секции, кабину, движущуюся по направляющим вдоль башни, устройство для укладки кабеля, верхнюю и нижнюю посадочные площадки с дверьми.
С боку башни расположена передвижная монтажная стойка трехгранного сечения, используемая при монтаже и демонтаже крана.
Стрелы кранов — балочные, треугольного сечения с основанием, опущенным вниз, состоят из корневой, головной и рядовых промежуточных секций, грузовой тележки, передвигающейся по нижним поясам стрелы, и тяговой тележечной лебедки, размещенной внутри стрелы. На основной секции стрелы смонтированы отводные блоки грузового и тягового канатов.
Исполнения стрелы отличаются применением тележек различной грузоподъемности и длиной за счет изменения количества рядовых секций.
В зависимости от исполнения кранов применяются грузовые тележки различной грузоподъемности (12,5 и 25 т) и стрелы различной длины (35, 50 и 66 м). Грузовые тележки грузоподъемностью 12.5 т имеют два грузовых блока и четыре одиночных ходовых катка. Тележки грузоподъемностью 25 т опираются на восемь катков, соединенных попарно на балансирных подвесках, и имеют три грузовых блока. У тележки грузоподъемностью 25 т кратность полиспаста изменяют присоединением дополнительного блока либо к грузовой тележке, либо к крюковой подвеске. Для автоматического уменьшения скорости грузовых тележек при подходе к крайним положениям, а также ограничения передвижения тележек служат два концевых выключателя.
Противовесные консоли представляют собой фермы треугольного сечения и по конструкции аналогичны стрелам. По нижним поясам консоли перемещаются тележки с плитами противовеса. Тележки соединяются между собой тягами. Количество тележек и плит устанавливается в зависимости от исполнения крана. На консоли размещаются грузовая лебедка и лебедка передвижения тележек противовеса и установлены три конечных выключателя, два из которых ограничивают в крайних положениях передвижение тележек противовеса, а третий фиксирует их рабочее положение.
К унифицированным механизмам кранов относятся механизмы поворота и передвижения крана, лебедки — грузовая, передвижения грузовой тележки, передвижения тележек противовеса, монтажная и специального подъемника.
Приводы грузовой лебедки, механизма поворота и лебедки передвижения грузовой тележки обеспечивают регулирование скоростей этих механизмов в широком диапазоне.
Монтаж и демонтаж кранов осуществляются собственными механизмами и стреловым самоходным краном грузоподъемностью 25 т. Для подъема и опускания верхней части крана при монтаже и демонтаже секций башни служит монтажная стойка, состоящая из собственно стойки, лебедки, площадок, обойм полиспаста, блока и катушки. При монтаже или демонтаже стойка крепится на секциях башни в специальных кронштейнах. Стойка состоит их трехгранной фермы, имеющей внизу портал, в котором располагается монтажная лебедка.
Перевозка башенных кранов в зависимости от их конструкций и параметров осуществляется автотягачами на подкатных пневмоосях в сложенном виде (мобильные краны), без промежуточных секций башни (перевозятся отдельно), с разборкой на отдельные узлы (под регламентированные габариты автотранспорта).
Работа свободностоящих, передвижных и стационарных кранов возможна до определенной высоты. Для сохранения устойчивости крана при увеличении высоты подъема его башню крепят к конструкциям возводимого здания или сооружения одним, двумя, а иногда тремя креплениями, устанавливаемыми на различной высоте крана по мере его наращивания. В современных высотных кранах серии КБ на расчетной высоте между промежуточными секциями башни закладывают вставки с проушинами, к которым крепятся подкосы, образующие рамы крепления.
Для прохода машиниста в кабину и к удаленным узлам для проведения технического обслуживания и ремонта на кранах устанавливают лестницы, площадки и настилы, имеющие необходимое ограждение.
Эксплуатация башенных кранов в соответствии с правилами Госгортехнадзора разрешается только после регистрации в органах технадзора, а также после технического освидетельствования (включающего в себя осмотр крана, статическое и динамическое испытания) и разрешения на пуск в работу.
Контрольно-предохранительные устройства. Все башенные краны оборудуются приборами безопасности. К ним относятся ограничители крайних положений всех видов движения, расположенные перед упорами: передвижения крана, грузовой и контргрузовой тележек, угла наклона стрелы, поворота, высоты подъема, выдвижения башни и т. д. Для защиты кранов от перегрузки при подъеме груза на определенных вылетах применяют ограничители грузоподъемности. Краны также оснащают тормозами на всех механизмах рабочих движений, нулевой и концевой электрозащитой, аварийными кнопками и рубильниками, анемометрами с автоматическим определением опасных порывов ветра и подачей звуковых и световых сигналов для предупреждения машиниста об опасности, рельсовыми захватами на ходовых тележках, указателями вылета крюка и грузоподъемности на данном вылете при соответствующей высоте подъема груза и т. п.
Задание 3: Изучить устройство и технологический процесс самоходных строительных
кранов.
Стреловые самоходные краны представляют собой стреловое или башенно-стреловое крановое оборудование, смонтированное на самоходном гусеничном или пневмоколесном шасси. Такие краны являются основными грузоподъемными машинами на строительных площадках и трассах строительства различных коммуникаций. Широкое распространение стреловых самоходных кранов обеспечили: автономность привода, большая грузоподъемность (до 250 т), способность передвигаться вместе с грузом, высокие маневренность и мобильность, широкий диапазон параметров, легкость перебазировки с одного объекта на другой, возможность работы с различными видами сменного рабочего оборудования (универсальность) и т. п.
Различают стреловые самоходные краны общего назначения для строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ широкого профиля и специальные для выполнения технологических операций определенного вида (краны-трубоукладчики, железнодорожные и плавучие краны и т. п.).
Каждый стреловой самоходный кран (рис. 3.34) состоит из следующих основных частей: ходового устройства 1, поворотной платформы 3 (с размещенными на ней силовой установкой, узлами привода, механизмами и кабиной машиниста с пультом управления), опорно-поворотного устройства 2 и сменного рабочего оборудования 5. Исполнительными механизмами кранов являются: механизм подъема груза, изменения вылета стрелы (крюка) 4, вращения поворотной платформы и передвижения крана.Стреловые самоходные краны могут осуществлять следующие рабочие операции: подъем и опускание груза; изменение угла наклона стрелы при изменении вылета; поворот стрелы в плане на 360°; выдвижение телескопической стрелы с грузом; передвижение крана с грузом. Отдельные операции могут быть совмещены (например, подъем груза или стрелы с поворотом стрелы в плане).
Шасси кранов с пневмоколесным ходовым устройством оборудуют выносными опорами-аутригерами в виде поворотных (откидных) или выдвижных кронштейнов с опорными винтовыми или гидравлическими домкратами на концах. Аутригеры снижают нагрузки на пневмоколеса, увеличивают опорную базу и устойчивость крана. При работе без выносных опор грузоподъемность крана резко снижается и составляет 20...30% от номинальной.
На кранах устанавливают стреловое и башенно-стреловое оборудование. Основными видами стрелового оборудования являются невыдвижная (жесткая) и выдвижная решетчатые стрелы (рис. 3.35), телескопическая стрела с одной или несколькими выдвижными секциями для изменения их длины. Длину выдвижных стрел можно изменять только в нерабочем состоянии крана, телескопических — при действующей рабочей нагрузке. Основное стреловое оборудование обеспечивает наибольшую грузоподъемность крана при требуемых ГОСТом вылете от ребра опрокидывания и высоте подъема крюка. Наибольшая грузоподъемность соответствует наименьшему вылету стрелы. С увеличением вылета грузоподъемность уменьшается. Зависимость грузоподъемности и высоты подъема груза от вылета стрелы называется грузовой характеристикой крана и изображается графически в виде кривых, которые даются в паспортах кранов. Пользуясь графиками, можно определить грузоподъемность и высоту подъема крюка для любого вылета основной стрелы и сменного рабочего оборудования. К сменному рабочему оборудованию относят удлиненные дополнительными вставками (секциями) жесткие и выдвижные стрелы, с применением которых увеличивается зона, обслуживаемая краном, но соответственно снижается грузоподъемность.
В комплект стрелового оборудования входят также стреловой полиспаст или гидроцилиндры для изменения угла наклона стрелы и крюковая подвеска с грузовым полиспастом для подъема и опускания груза. Для увеличения вылета и полезного подстрелового пространства основные и удлиненные сменные стрелы оснащают дополнительными устройствами — управляемыми и неуправляемыми гуськами, которые могут иметь второй (вспомогательный) крюк, подвешиваемый на полиспасте малой кратности и предназначенный для подъема с большей скоростью небольших по массе грузов.У некоторых моделей кранов на основных жестких стрелах взамен крюка может навешиваться двухчелюстной грейферный ковш (грейфер) с канатным управлением для погрузки-разгрузки сыпучих и мелкокусковых материалов. Подъем основного груза или замыкание челюстей грейферного ковша производится главной грузовой лебедкой. Подъем-опускание крюковой подвески, гуська и грейфера осуществляется вспомогательной грузовой лебедкой.
Башенно-стреловое оборудование кранов состоит из башни, управляемого гуська или маневровой стрелы, стрелового полиспаста и грузового полиспаста с крюковой подвеской. Такое оборудование по сравнению со стреловым обеспечивает увеличение обслуживаемой зоны в плане примерно в 2 раза.
Стреловое и башенно-стреловое оборудование вместе с главной грузовой, вспомогательной и стреловой лебедками, механизмом вращения поворотной части крана, узлами их привода и управления монтируют на поворотной платформе. Для уравновешивания крана во время работы на поворотной платформе устанавливают противовес. У кранов с гибкой подвеской стрелового оборудования на поворотной платформе смонтирована двуногая опорная стойка, несущая стреловой полиспаст. Краны с жесткой подвеской стрелового оборудования не имеют двуногую стойку, стрелоподъемные — лебедку и полиспаст; подъем — опускание стрелы у таких машин осуществляется одним или двумя гидроцилиндрами. Поворотная платформа соединена с рамой ходового устройства унифицированным опорно-поворотным кругом, который обеспечивает возможность вращения платформы с рабочим оборудованием в плане.
Привод исполнительных механизмов кранов с одномоторным (механическим) приводом осуществляется от дизельного или электрического двигателя через механическую трансмиссию. Эти краны имеют сложную кинематическую схему с большим количеством зубчатых передач, муфт и тормозов. Для изменения направления рабочих движений в кинематическую цепь одномоторных кранов включен реверсивный механизм.
Основными недостатками кранов с механическим приводом являются невозможность бесступенчатого и плавного регулирования скоростей исполнительных механизмов, отсутствие низких «посадочных» скоростей опускания груза, необходимых при ведении монтажных работ. Выпуск кранов с одномоторным приводом постоянно сокращается, они будут заменены машинами с многомоторным приводом.
Многомоторный привод обеспечивает независимую работу исполнительных механизмов, бесступенчатое регулирование их скоростей в широком диапазоне, получение монтажных скоростей перемещения груза, упрощает кинематику кранов, улучшает технико-эксплуатационные показатели машин и т. п. У кранов с многомоторным приводом исполнительные механизмы приводятся индивидуальными электрическими или гидравлическими двигателями. Питание электродвигателей механизмов может осуществляться от внешней силовой сети переменного тока напряжением 380 В, частотой 50 Гц или от генераторной установки машины. Питание индивидуальных гидравлических двигателей механизмов обеспечивается гидронасосами через распределительную систему. Привод генератора и гидронасосов осуществляется обычно от основного двигателя машины — дизеля.
Автомобильные краны (автокраны) — стреловые полноповоротные краны, смонтированные на стандартных шасси грузовых автомобилей нормальной и повышенной проходимости. Автокраны обладают довольно большой грузоподъемностью (до 40 т), высокими транспортными скоростями передвижения (до 70...80 км/ч), хорошей маневренностью и мобильностью, поэтому их применение наиболее целесообразно при значительных расстояниях между объектами с небольшими объемами строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ. В настоящее время автомобильные краны составляют более 80% от общего парка стреловых самоходных кранов.
При использовании на строительно-монтажных работах автокраны обычно оборудуют сменными удлиненными решетчатыми стрелами различных модификаций, удлиненными стрелами с гуськами и башенно-стреловым оборудованием. При оснащении специальным оборудованием (грейфером) автокраны применяют для перегрузки сыпучих и мелкокусковых материалов, экскавации легких грунтов, копания ям, очистки траншей и котлованов от обрушившегося грунта и снега.
Автокраны могут производить следующие рабочие операции: подъем и опускание груза; изменение угла наклона стрелы; поворот стрелы на 360° в плане; изменение длины телескопической стрелы; передвижение с грузом.
Каждый автокран оборудуют четырьмя выносными опорами, устанавливаемыми вручную или с помощью гидропривода. Для повышения устойчивости кранов во время работы задние мосты автомашин оборудованы гидравлическими стабилизаторами для вывешивания заднего моста при работе на выносных опорах и для блокировки рессор при работе без опор. Автокраны могут перемещаться вместе с грузом со скоростью до 5 км/ч. При передвижении грузоподъемность автокранов снижается примерно в 3...5 раз. Основное силовое оборудование автокранов — двигатель автомобиля. При включении трансмиссии крановых механизмов трансмиссия автомобиля отключается. Привод крановых механизмов может быть одномоторным (механическим) и многомоторным (дизель-электрическим и гидравлическим), подвеска стрелового оборудования — гибкой (канатной) и жесткой. Управление крановыми механизмами осуществляется из кабины машиниста, расположенной на поворотной платформе, управление передвижением крана — из кабины автошасси.
Промышленность выпускает автомобильные краны 2...4-й размерных групп грузоподъемностью 6.3...20 т, имеющие механический, электрический и гидравлический приводы крановых механизмов. Краны с механическим и электрическим приводами имеют гибкую подвеску стрелового оборудования, с гидравлическим приводом — жесткую.
Каждый автокран состоит из базового автомобиля крановой модификации, стрелового оборудования, поворотной и неповоротной частей, соединенных между собой роликовым опорно-поворотным устройством.
Автокраны с механическим приводом имеют грузоподъемность 6,3 т. Неповоротная часть крана (рис. 3.36, а) включает ходовую раму, жестко прикрепленную к раме автошасси, коробку отбора мощности, промежуточный конический редуктор, зубчатый венец опорно-поворотного устройства, выносные опоры и стабилизирующее устройство. Поворотная часть крана состоит из поворотной платформы, на которой смонтированы решетчатая стрела, двуногая стойка, противовес, грузовая и стреловая лебедки, реверсивно-распределительный механизм, механизм поворота крана и кабина машиниста с рычагами и педалями управления. Краны оснащают жесткой решетчатой или выдвижной основной стрелой длиной 8 м в выдвинутом положении.
В комплект сменного оборудования кранов входят: удлиненная выдвижная стрела (длиной 10,4 м в выдвинутом положении) и две решетчатые удлиненные (до 12 м) стрелы — прямая и с гуськом длиной 1,5 м. Изменение угла наклона стрелы осуществляется стреловой лебедкой через стреловой полиспаст, подъем — опускание крюковой подвески (груза) — грузовой лебедкой через грузовой полиспаст. Крановые механизмы приводятся в действие от двигателя (рис. 3.36, б) шасси автомобиля через коробку отбора мощности 2, промежуточный редуктор 3 и реверсивно-распределительный механизм 7, который обеспечивает распределение крутящего момента между стреловой 10 и грузовой 8 лебедками и поворотным механизмом 6, их независимый раздельный привод и реверсирование. На выходном валу поворотного механизма закреплена поворотная шестерня 5, находящаяся во внутреннем зацеплении с зубчатым венцом 4 опорно-поворотного круга.
Операции подъема-опускания груза и поворота стрелы в плане могут быть совмещены. Регулирование рабочих скоростей крановых механизмов производится за счет изменения частоты вращения вала двигателя автомобиля. Лебедки снабжены индивидуальными ленточными нормально замкнутыми тормозами 9 с автоматическим электропневмоуправлением. Механизм поворота оснащен ленточным постоянно замкнутым тормозом. Питание гидродомкратов выносных опор и гидроцилиндров блокировки подвески осуществляется гидронасосом 1 с приводом от коробки отбора мощности 2.
Дизель-электрические краны имеют грузоподъемность 16 т. Они состоят из тех же частей (за исключением трансмиссии), что и краны с механическим приводом, и оборудованы гидроуправляемыми выносными опорами. Дизель-электрический кран комплектуется основной жесткой решетчатой стрелой длиной 10 м, которая с помощью вставок может быть удлинена до 14, 18 и 22 м. Удлиненные стрелы могут быть оборудованы неуправляемым гуськом длиной 5 м со вспомогательной крюковой подвеской для работы с крупно-габаритными грузами массой до 2 т и для монтажных работ. Для подъема-опускания крюковой подвески гуська в конструкцию крана включена грузовая лебедка вспомогательного подъема.
Питание индивидуальных трехфазных электродвигателей крановых механизмов электрическим током производится от синхронного генератора трехфазного тока мощностью 30 кВт, привод которого осуществляется от дизеля автомобиля через коробку передач, коробку отбора мощности и карданные валы. Электродвигатели приводят в действие исполнительные органы крановых механизмов через редукторы. Возможно питание приводных электродвигателей также от внешней сети трехфазного тока напряжением 380 В, частотой 50 Гц. Электродвигатели грузовых лебедок главного и вспомогательного подъемов и поворотного механизма имеют фазный ротор, электродвигатель стреловой лебедки — короткозамкнутый. Частота вращения генератора регулируется двигателем базового автошасси и варьированием передаточных чисел коробки передач автомобиля. Ток на поворотную часть крана передается через кольцевые токосъемники.
Управление двигателями (плавный пуск, регулирование скорости, реверс, останов) крановых механизмов, за исключением стреловой лебедки, осуществляется с помощью контроллеров, размещенных в кабине машиниста. Пуск и останов двигателя стреловой лебедки производятся реверсивными магнитными пускателями, управляемыми кнопками. Лебедки и механизм вращения поворотной платформы снабжены колодочными тормозами с электрогид- равлическими толкателями.
Автомобильные краны с гидравлическим приводом выпускают 2—4-й размерных групп и оборудуют жестко подвешенными телескопическими стрелами (основное рабочее оборудование), длину которых можно изменять при рабочей нагрузке. В качестве сменного рабочего оборудования кранов применяют удлинители стрел, гуськи и башенно-стреловое оборудование, башней которого служит основная телескопическая стрела.
На кранах 3-й размерной группы устанавливают двухсекционные стрелы с одной подвижной секцией, на кранах 4-й размерной группы — трехсекционные с двумя выдвижными секциями. Перемещение выдвижных секций стрелы осуществляется с помощью длинноходовых гидроцилиндров двойного действия. Все автокраны с гидравлическим приводом однотипны по конструкции, максимально унифицированы и различаются между собой базовыми автошасси, грузоподъемностью, размерами узлов и агрегатов.
Рассмотрим в качестве примера конструкцию крана грузоподъемностью 16 т (рис. 3.38), смонтированного на шасси автомобиля КрАЗ. Гидравлический привод рабочего оборудования машины обеспечивает изменение длины телескопической стрелы, подъем и опускание груза, изменение угла наклона стрелы, поворот стрелы (платформы) в плане на 360°. Причем операции подъема-опускания груза или стрелы могут быть совмещены с поворотом платформы или выдвижением — втягиванием телескопической стрелы. С помощью гидропривода производится также управление четырьмя гидродомкратами выносных опор, гидроцилиндрами выдвижения — втягивания выносных опор и двумя гидроцилиндрами механизма блокировки подвески. Кран может работать на опорах без выдвижения опорных балок, что позволяет эксплуатировать его в стесненных условиях.
Телескопическая стрела крана состоит из трех секций коробчатого сечения — неподвижной наружной (основания), шарнирно прикрепленной к стойкам поворотной платформы, и выдвижных средней и верхней секций. На переднем конце верхней секции установлены неподвижные блоки 3 грузового полиспаста для подъема-опускания крюковой подвески 2. Выдвижение и втягивание секций стрелы производится двумя длинноходовыми гидроцилиндрами 4 двойного действия и осуществляется в такой последовательности: сначала выдвигается средняя секция, а затем после полного ее выдвижения выдвигается верхняя секция. Стрела может выдвигаться с грузом 4 т на длину до 14,7 м, с грузом 2 т — на полную длину (21,7 м). Изменение угла наклона стрелы производится гидроцилиндром 5. Стрела может быть оборудована 9-метровым удлинителем и гуськом со вспомогательной крюковой подвеской.
Грузовая лебедка крана состоит из регулируемого аксиально-поршневого гидромотора 8, цилиндрического двухступенчатого редуктора 10, барабана 9, и нормально замкнутого ленточного тормоза 7 с гидроразмыкателем, включенным параллельно гидромотору. Регулируемый гидромотор грузовой лебедки позволяет осуществлять ускоренный подъем грузов массой до 6 т со скоростью 18,2 м/мин, вдвое превышающей номинальную. Кран оборудован вспомогательной лебедкой, по конструкции аналогичной грузовой, которая обслуживает крюковую подвеску гуська.
Рабочее оборудование крана смонтировано на поворотной платформе, которая опирается на ходовую раму шасси с помощью стандартного роликового опорно-поворотного устройства. Механизм поворота включает аксиально-поршневой гидромотор 6, двухступенчатый редуктор 13 и нормально замкнутый колодочный тормоз 14 с гидроразмыкателем. На выходном валу редуктора закреплена шестерня 11, входящая в зацепление с зубчатым венцом 12 опорно-поворотного устройства.
Гидравлические двигатели крановых механизмов, гидроцилиндры выносных опор и механизма блокировки рессор питаются от двух аксиально-поршневых насосов 16 и 17, привод которых осуществляется от дизеля 1 базовой машины через коробку передач 18 и раздаточную коробку 15. При выключенных насосах от раздаточной коробки приводится в действие механизм передвижения крана. Рабочая жидкость от насосов поступает по трубопроводам к гидроаппаратуре на поворотной платформе через вращающееся соединение. Управление крановыми механизмами осуществляется из кабины машиниста с помощью гидрораспределителей. Рабочие скорости крановых механизмов регулируются изменением частоты вращения вала двигателя автомобиля (и, следовательно, гидронасосов) и дросселированием потоков жидкости, подводимых к гидравлическим двигателям. Рабочее давление жидкости в гидросистеме крана составляет 12... 16 МПа.
В настоящее время у нас в стране начато производство гидравлических автомобильных кранов с телескопическими стрелами грузоподъемностью 25 и 40 т. Гидравлические крановые установки, поставляемые этими фирмами, монтируются на переоборудованных шасси серийных отечественных автомобилей КрАЗ и КамАЗ с повышенной несущей способностью.
Кран грузоподъемностью 40 т выполнен на базе автомобиля КрАЗ, шасси которого оснащено дополнительной осью. В состав каждой крановой установки входят: телескопическая стрела, гидроцилиндры подъема стрелы и ее телескопирования, механизм вращения поворотной части и две одинаковые лебедки — основная и вспомогательная. На стрелы могут устанавливаться удлинители и гуськи различной длины.
Все автомобильные краны оснащены системой устройств и приборов, обеспечивающей их безопасную эксплуатацию. В эту систему входят: ограничители грузоподъемности, подъема и опускания крюка, подъема стрелы, указатели вылета крюка и грузоподъемности, устройства, предотвращающие запрокидывание стрел, креномеры, сигнализаторы крена, границы рабочей зоны, опасного напряжения, нижнего рабочего положения стрелы, а также звуковой сигнал и приборы освещения.
Некоторые модели современных кранов оборудованы автоматическими ограничителями, управляемыми микропроцессорами.
Гидравлические стреловые краны на специальных шасси оснащены телескопическими, жестко подвешенными стрелами, имеют индивидуальный гидравлический привод каждого механизма и смонтированы на специальных шасси автомобильного типа и короткобазовых шасси, приспособленных для специфических крановых режимов работы. Выдвижение и втягивание телескопической стрелы могут выполняться с грузом на крюке. Сменное рабочее оборудование кранов — удлинители, неуправляемые гуськи, неуправляемые гуськи с удлинителями, управляемые гуськи (башенно-стреловое оборудование). Шасси автомобильного типа изготовляют многоосными (от 3 до 8 осей в зависимости от грузоподъемности) с использованием сборочных единиц серийных грузовых автомобилей. Краны на таких шасси обладают высокими мобильностью и скоростями передвижения (до 50...70 км/ч) и благодаря относительно небольшим нагрузкам на оси и колеса имеют высокую проходимость. Обычно они обслуживают удаленные друг от друга рассредоточенные строительные объекты с небольшими объемами крановых работ.
Краны на шасси автомобильного типа выпускают 5... 10-й размерных групп и представляют собой однотипные по конструкции, максимально унифицированные машины. Краны могут работать на выносных опорах и без них и передвигаться по площадке с твердым покрытием с грузом на крюке при стреле, направленной вдоль оси крана назад.
Специальное шасси автомобильного типа (рис. 3.39) включает ходовую раму, двигатель, трансмиссию, ведущие управляемые и неуправляемые мосты и неведущие управляемые оси, кабину водителя, рулевое управление и тормозную систему. Колесная схема шасси определяется формулой АхБ, где А — число полуосей шасси, Б — число ведущих полуосей. Составными частями трансмиссии являются: муфта сцепления, коробка передач, раздаточная коробка и карданные валы. На ходовой раме крепятся выносные гидроуправляемые опоры, зубчатый венец роликового опорно-поворотного устройства, с помощью которого поворотная часть крана соединяется с неповоротной. На кранах грузоподъемностью 25 и 40 т двигатель шасси служит также для привода крановых механизмов. На кранах большей грузоподъемности крановое оборудование и шасси имеют самостоятельные силовые установки.
На поворотной платформе размещены: телескопическая стрела, механизм подъема груза, механизм подъема-опускания стрелы, механизм поворота, кабина машиниста с пультом управления и противовес. Механизм подъема груза имеет две конструктивно одинаковые грузовые лебедки — главную и вспомогательную. Главная лебедка осуществляет главный подъем, вспомогательная используется для работы с крюковыми подвесками неуправляемых гуськов, а при башенно-стреловом оборудовании приводит в движение управляемый гусек через полиспаст управления. Привод механизмов подъема груза и поворота осуществляется аксиально-поршневыми насосами; механизмы подъема-опускания стрелы и выдвижения-втягивания ее секций приводятся в действие гидроцилиндрами двойного действия. Гидродвигатели кранового оборудования получают питание от аксиально-поршневых насосов с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Насосы развивают давление в гидросистеме до 16 МПа.
Краны на специальном короткобазовом шасси, выпускают 4...6-й размерных групп грузоподъемностью 16 т, 25 т и 40 т. Краны имеют аналогичную конструкцию и оборудованы телескопическими стрелами, выдвижение и втягивание которых можно осуществлять под нагрузкой. Крановое оборудование кранов на специальных автомобильных шасси и на короткобазовых шасси максимально унифицировано.
У короткобазовых шасси кранов отношение колеи К к базе машины Б составляет примерно 0,8...0,9. Краны имеют два ведущих, независимо работающих и управляемых моста, что обеспечивает кранам высокую мобильность и маневренность, повышенную проходимость и возможность работы в стесненных условиях. Оба моста всех шасси кранов взаимно унифицированы. Краны на короткобазовом шасси используют на строительных объектах со средними объемами работ. Сменное рабочее оборудование кранов — удлинители стрел и неуправляемые гуськи.Короткобазовый кран 6-й размерной группы (рис. 3.40, а) состоит из шасси 14, поворотной части 8 и рабочего оборудования. На раме шасси установлены дизельный двигатель 12, выносные гидроуправляемые опоры 13 и опорно-поворотное устройство 6 для соединения поворотной части с рамой шасси. Каждая выносная опора состоит из балки с гидродомкратом для подъема крана на опорах и гидроцилиндра выдвижения опор. От дизеля шасси осуществляется привод гидромеханической трансмиссии ходового устройства и привод аксиально-поршневых насосов крановых механизмов. Поворотная часть состоит из поворотной рамы, на которой смонтированы: трехсекционная телескопическая стрела с основной 5 и двумя выдвижными секциями 4, грузовым полиспастом 3 и крюковой подвеской 1, кабина машиниста 7, главная 9 и вспомогательная 10 грузовые лебедки; гидроцилиндр 2 подъема-опускания стрелы и противовес 11.
Крановые механизмы приводятся в действие аксиально-поршневыми гидромоторами и гидроцилиндрами, получающими питание от насосов, расположенных на гидротрансформаторе трансмиссии ходового устройства. Насосы приводятся во вращение от двигателя через насосное колесо гидротрансформатора.
Рабочее оборудование крана включает в себя телескопическую стрелу длиной 10,6...25,2 м, удлинитель длиной 10 м и неуправляемый гусек длиной 7,5 м с укосиной и оттяжками. При работе с удлинителем и гуськом кран может осуществлять как основной, так и вспомогательный подъем.
На рис. 3.40. б показан кран в рабочем положении; на рис. 3.40, в приведены его грузовые характеристики.
Краны на специальных шасси снабжены следующими приборами безопасности: выключателями подъема крюковых подвесок и сматывания канатов с барабанов, указателями вылета стрелы и грузоподъемности, ограничителями наибольшего давления и гидрозамками в гидросистеме.
Пневмоколесные краны на специальном шасси наиболее эффективно используют для выполнения монтажных погрузочно-разгрузочных работ средних объемов на рассредоточенных объектах, отстоящих друг от друга на небольших расстояниях, которые краны при перебазировках обычно преодолевают своим ходом. Промышленность серийно выпускает пневмоколесные краны 5...8-й размерных групп грузоподъемностью 25, 40, 63 и 100 т с дизель-электрическим приводом. Краны могут работать от внешней силовой сети напряжением 380 В. На кранах 5-й и 6-й размерных групп привод всех механизмов осуществляется от одной силовой установки, смонтированной на шасси машины. Краны 7,.л и 8-й размерных групп имеют две силовые установки, одна из которых смонтирована на шасси и предназначена для его привода, а другая установлена на поворотной части и служит для привода крановых механизмов.
Ходовые устройства кранов имеют от двух до пяти (в зависимости от грузоподъемности) осей, каждая из которых оборудована двумя или четырьмя пневмоколесами. Разворот управляемых пневмоколес передних осей выполняется с помощью гидроцилиндров. Привод ведущих осей осуществляется от одного или двух индивидуальных электродвигателей, расположенных на раме ходового устройства. Движение к ведущим осям передается через коробку передач и карданные валы. На раме смонтировано унифицированное роликовое опорно-поворотное устройство. Ходовые рамы пневмоколесных кранов снабжаются основными и дополнительными выносными гидроуправляемыми опорами. На ходовую раму через опорно-поворотное устройство опирается поворотная часть, на которой расположены дизель-генераторная установка, главная и вспомогательная грузовые лебедки, стреловая лебедка, механизм поворота, кабина машиниста с пультом управления и противовес.Пневмоколесные краны оборудуются жесткими решетчатыми стрелами длиной до 15 м (основное оборудование), удлиненными прямыми стрелами длиной до 55 м, удлиненными стрелами с гуськами, башенно-стреловым оборудованием, состоящим из башни и маневровых гуськов.
Краны со стрелами, а также неуправляемыми гуськами могут быть оборудованы системой горизонтального перемещения груза при изменении угла наклона стрелы. При работе кранов возможно совмещение следующих операций: подъема или опускания грузов
главной или вспомогательной лебедкой с подъемом или опусканием стрелы; подъема или опускания стрелы с поворотом поворотной части.
Крановое оборудование может быть смонтировано на полуприцепном ходовом устройстве с одним приводным мостом автомобильного типа, которое соединяется с седельным устройством одноосного тягача (рис. 3.41, а).
Шасси дизель-электрического крана грузоподъемностью 100 т (рис. 3.41, б) имеет пять Рис. 3.41. Пневмоколесные краны мостов, из которых два приводных, а три являются управляемыми.
Кран оборудуют стрелами длиной 15... 55 м без гуська и стрелами длиной 20...40 м с неуправляемым гуськом длиной 20 м; башенно-стреловым оборудованием, состоящим из башен-стрел длиной 25, 30, 35 и 40 м и управляемых гуськов длиной 15, 20, 25 и 30 м; мачтово-стреловым оборудованием, при котором управляемые гуськи длиной 30 м устанавливают на стрелы длиной 45, 50 и 55 м.
Пневмоколесные краны могут передвигаться вместе с грузом со скоростью до 2 км/ч, при этом грузоподъемность составляет не более 25...30 % от номинальной. Транспортная скорость передвижения кранов не превышает 18 км/ч.
Гусеничные стреловые самоходные краны (рис. 3.42) монтируют на базе специальных двухгусеничных шасси, обеспечивающих за счет большой опорной поверхности гусениц высокие проходимость и устойчивость машин. Такие краны имеют дизель-электрический привод и отличаются от пневмоколесных кранов в основном конструкцией ходового устройства, способны работать без выносных опор, передвигаться с грузом и применяются на объектах с большими объемами строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ. С их помощью ведут монтаж зданий и сооружений из тяжеловесных крупноразмерных бетонных и железо бетонных элементов, сборку строительных металлоконструкций, монтаж технологического оборудования и т. п.
Гусеничные краны имеют небольшие транспортные скорости (до 1,0 км/ч), поэтому их перевозят с объекта на объект обычно на тяжеловозных прицепах. Своим ходом гусеничные краны перемещаются только в пределах строительной площадки. Они характеризуются удельным давлением на грунт не более 0,2 МПа.Промышленность серийно выпускает гусеничные краны грузоподъемностью 16; 25; 40; 63; 100 и 160 т, которые оснащаются стреловым и башенно-стреловым оборудованием и могут работать как от собственного дизель-электрического агрегата, так И Рис. 3.42. Гусеничный кран от внешней сети трехфазного тока напряжением 380 В, частотой 50 Гц. Ходовое устройство кранов состоит из двух гусеничных многоопорных тележек балансирного типа, соединенных между собой поперечными балками, несущими жесткую ходовую раму. На ходовой раме смонтированы узлы привода ходового оборудования и унифицированное роликовое или шариковое опорно-поворотное устройство. Каждая гусеница ходового устройства имеет независимый электрический привод. Вращение ведущим звездочкам гусеничных тележек сообщается от индивидуальных электродвигателей через бортовые цилиндрические редукторы. Механизмы передвижения кранов имеют управляемые тормоза. Поворот всего крана производится за счет торможения одной из гусениц. К раме ходового оборудования крепится с помощью опорно-поворотного устройства рама поворотной части, на которой расположены дизель-электрический агрегат, портал, грузовые лебедки главного и вспомогательного подъемов, стреловая лебедка, механизм поворота, кабина машиниста с постом управления, электрооборудование и противовес. Ток к электродвигателям ходового устройства на неповоротной части крана подается через кольцевой токосъемник.
При работе кранов возможно совмещение операций: подъема (опускания) груза с подъемом (опусканием) стрелы или управляемого гуська, подъема (опускания) груза главной или вспомогательной лебедкой с поворотом платформы. Гусеничные и пневмоколесные краны оснащают следующими приборами безопасности: ограничителями грузоподъемности, конечными выключателями подъема и опускания стрелы и управляемого гуська, опускания башни, ограничителями сматывания канатов с главной и вспомогательной грузовых лебедок и блокировки люка кольцевого токосъемника, указателями наклона крана, грузоподъемности и крайних положений гуська, различными сигнализаторами и приборами освещения.
Задание 4: Изучить классификации самоходных строительных и башенных кранов.
Классификация башенных кранов.
Башенные краны классифицируют по назначению, конструкции башен, типу стрел, способу установки и типу ходового устройства.
По назначению различают краны для строительно-монтажных работ в жилищном, гражданском и промышленном строительстве, для обслуживания складов и полигонов заводов железобетонных изделий и конструкций, для подачи бетона на гидротехническом строительстве.
По конструкции башен различают краны с поворотной и неповоротной башнями. Башни кранов могут быть постоянной длины и раздвижными (телескопическими).
По типу стрел различают краны с подъемной (маневровой), балочной и шарнирно сочлененной стрелами.
По способу установки краны разделяют на передвижные (рис. 3.17, в), стационарные (рис. 3.17, а) и самоподъемные (рис. 3.17, б). Передвижные башенные краны по типу ходового устройства подразделяют на рельсовые, автомобильные, на специальном шасси автомобильного типа, пневмоколесные и гусеничные. Рельсовые краны наиболее распространены. Стационарные краны не имеют ходового устройства и устанавливаются вблизи строящегося здания или сооружения на фундаменте. При возведении зданий большой высоты передвижные и стационарные краны для повышения их прочности и устойчивости прикрепляют к возводимому зданию. Прикрепляемые к зданию стационарные краны называют приставными; прикрепляемые к зданию передвижные краны, работающие как приставные, называют универсальными. Самоподъемные краны применяют, в основном, на строительстве зданий и сооружений большой высоты, имеющих металлический или мощный железобетонный монолитный каркас, который служит их опорой. Перемещение самоподъемных кранов вверх осуществляется с помощью собственных механизмов по мере возведения здания.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 2093; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!