5.5.1. Стреловые системы кранов

 

В стреловых кранах основной несущей металлоконструкцией является стрела, закрепленная одним концом к опорной части: башне или поворотной платформе. Второй конец стрелы, на ко­тором расположен блок грузового полиспаста, не закреплен. Стрела удерживается в устойчивом положении с помощью кана­тов или гидроцилиндров привода, прикрепляемых к опорным элементам крана: башне, мачте. По составу металлоконструкций входящих в рабочее оборудование стреловых кранов, различают стреловое и башенно-стреловое. Последнее обеспечивает повы­шенные высотные характеристики. Вылет стрелы L и грузоподъем­ность Q определяются массовыми характеристиками кранов, стати­ческими моментами их отдельных узлов и исполнением стрелового оборудования. Стреловые системы кранов (рабочее оборудование стрелового типа) включает саму стрелу с устройствами ее крепле­ния, удержания, уравновешивания (повышения грузоподъемности), а также полиспасты и механизмы подъема груза, изменения вы­лета стрелы, а в ряде случаев также положения контргруза и по­ворота стрелы в горизонтальной плоскости.

 

 

Рис. 5.22. Исполнение стрел переменной длины и их рабочие зоны:

а – телескопическое; б – шарнирно-сочлененное; в – комбинированное

 

 

Рис. 5.23. Стреловое рабочее оборудование (стреловые системы) кранов:

а - неуравновешенная; б - с уравнительным полиспастом, в - уравнове-

шенная  с уравнительным  гуськом  в форме хобота; 1 -  грузоподъемная

лебедка, 2 - отклоняющий блок, 2` - уравнительный полиспаст, 3 - гру-

зовой  полиспаст, 4 -  стрела, 5 -  стреловой  полиспаст, 5` -  зубчато-

реечный  механизм  изменения  вылета  стрелы,  6  -  стреловая  лебедка, 

7 - тяга, 8 - рычаг, 9 - контргруз, 10 - оттяжка, 11 - гусек 

 

Стреловое рабочее оборудование имеет различное исполнение, определяемое конструктивными особенностями (рис. 5.22, 5.23):

•   исполнением стрелы:

-  цельного, состоящего из отдельных секций, жестко закре­пленных одна с другой;

-  выдвижного и телескопического, состоящих из отдельных секций, входящих одна в другую, с возможностью их выдви­жения (телескопические стрелы, в отличие от выдвижных, могут выдвигаться с грузом, закрепленным на крюковой обойме полиспастовой подвески);

-  шарнирно-сочлененных, состоящих из отдельных секций (в том числе и телескопических), обычно двух-трех, соеди­няемых между собой с помощью плоских шарниров;

•   видом подвески стрелы: канатная, реализуемая канатной сис­темой и жесткая - с помощью штоков гидроцилиндров, а также тяг кривошипно-шатунных, зубчато-реечных и других механизмов;

•   способом изменения длины стрелы: наращиванием, выдви­жением, раскладыванием: у не выдвижных стрел длина изменяет­ся установкой дополнительных секций, у выдвижных и телеско­пических - выдвижением внутренних секций, у шарнирно-сочлененных - раскладыванием секций;

•   возможностью поддержания на постоянной высоте Н гру­зового крюка при изменении его вылета (L) в ограниченном диа­пазоне: уравнительные и обычные: уравнительные, обеспечи­вающие H(L)=const, за счет частичной или полной компенсации длины грузоподъемного каната с помощью уравнительного поли­спаста или специально спрофилированной наружной поверхно­сти гуська - дополнительной секции стрелы; обычные, у которых H(L)=VAR;

•   степенью уравновешенности стрелы относительно оси кре­пления при различных вылетах крюка: уравновешенные и не­уравновешенные: уравновешенные, в которых при изменении вылета стрела уравновешивается, что достигается использовани­ем подвижного противовеса, компенсирующего изменение вели­чины опрокидывающего момента, действующего на стрелу; не­уравновешенные, имеющие неподвижный противовес.

5.5.2. Башенные краны

Помимо стрелового рабочего оборудования, отдельные конст­рукции кранов оснащают башенно-стреловым рабочим оборудова­нием. В нем крепление стрелы производится к башне, за счет чего резко увеличиваются высотные характеристики кранов. Сами башни устанавливают на опорные конструкции, выполняе­мые в виде поворотной платформы (поворотное исполнение), неподвижного портала или фундамента здания (неподвижное исполнение). В последних вариантах рабочая зона крана по углу поворота обеспечивается ме­ханизмом вращения стрелы, устанавливаемой на башне в ее верхней части, где монтируют опорно-поворотное устройство с поворотной платформой, на которой размещают стрелу и консоль противовеса. Устойчивость такой стреловой системы обеспечивает­ся консолью, с расположенными на ней противовесом и механиз­мами подъема и передвижение грузовой каретки. На рис. 5.24, а, в показано башенно-стреловое оборудование со стрелой, так назы­ваемой балочной конструкции. Стрела и противовес прикреплены к поворотному оголовку и удерживаются в устойчивом положении растяжками. Кроме горизонтального, для таких стрел предусмат­ривают одно-два слабонаклонных положения. Еще одним воз­можным вариантом крепления балочных стрел и консоли проти­вовеса является установка их на опорно-поворотное устройство в безоголовочном исполнении, что значительно упрощает монтаж и повышает эксплуатационные свойства (рис. 5.25).

 

 

Рис. 5.24. Башенно-стреловое рабочее оборудование с оголовком и балочной стрелой:

а) общий вид, б) грузовые характеристики

 

 

Рис. 5.25. Безоголовочное башенно-стреловое рабочее оборудование:

а) общий вид, б) монтаж рабочего оборудования

 

 В таком исполнении выполняют башенные краны высотного строительства. Краны с балочными стрелами характеризуются занчительным подстреловым пространством, определяемым минимальным и максимальным вылетом крюка. Они могут иметь одну-две грузовые характеристики, определяемые разными положениями противовеса (рис. 5.24, б). Имеются также башенные краны с подъёмными (до 70°) стрелами (рис. 5.26). Они эффективно используются высотном строительстве, особенно при одновременной работе группы кранов. Возможности реализации Q(H)=const при подъёме стрелы обеспечивается специальной автоматической системой. Используемые башни бывают постоянной и изме­няемой высоты: телескопические и «самонаращивающие». В обоих случаях изменение высоты башни производят собствен­ными механизмами крана: в первом случае гидроприводом телескопирования, во втором - путем монтажа ее дополнительных секций снизу (подращивание) или сверху (наращивание (рис. 5.27)).

 

 

Рис. 5.26. Башенные краны с подъемной стрелой

 

 

Рис. 5.27. Схема монтажа башни крана:

а – размыкание упоров-стопоров, б – подъем монтажной 

секции  и  оголовка,  в –  заведение  в  проем  новой

секции,  ее  крепление, замыкание  упоров-стопоров, 

1 – монтажный гидроцилиндр, 2 – оголовок, 3 – подъемная

  траверса, 4 –  верхняя  секция  башни, 5 –  монтажная стойка,

 6 – упоры-стопоры монтажной стойки, 

7 – монтируемая секция башни, 8 – балкон

 

С целью сокращения времени, требуемого для монтажа и де­монтажа башенно-стрелового рабочего оборудования, его башни и стрелы выполняют в виде шарнирно-сочлененных самораскла­дываемых металлоконструкций. Такие краны оснащены гидро­приводом, используемым также и в процессе монтажа-демонтажа рабочего оборудования. Башенные краны такого типа используются в малоэтажном строительстве (рис. 5.28).

 

 

Рис. 5.28. Самомонтирующиеся башенные краны:

а) шарнирно-рычажного типа, б) шарнирно-рычажного типа

с телескопической башней

 

Главным параметром строительных кранов является их номи­нальная грузоподъемность Q_n – это максимальное значение мас­сы поднимаемого груза, реализуемое данным краном с помощью съемных или несъемных грузозахватных приспособлений.

 

Для кранов стрелового (консольного) исполнения величина грузоподъемности определяется величиной вылета крюка L в со­ответствии с грузовой характеристикой крана Q(L). Поэтому, в частности, для башенных кранов, в которых Q(L) имеет вид ги­перболы, в качестве главного параметра используют значение грузового момента Q·L, являющегося постоянной величиной. К числу основных параметров кранов относят: размеры вылета крюка L_min, L_max, высоту подъема крюка Н, скорости рабочих и транспортных движений механизмов, а также массу крана, раз­меры опорного контура, показатели мощности установленных двигателей, опорные нагрузки, показатели качества и режимы нагружения основных механизмов.

Башенные краны - группа стреловых кранов с башенно-стреловым рабочим оборудованием, выполняемых в ограничен­ном по дальности самоходном (в пределах рабочей площади) или стационарном исполнениях 

 

Конструктивно башенные краны делятся на две группы: с по­воротной и неповоротной башней (поворотной стрелой). Их ис­полнение и характеристики определяются областью применения. Их применяют, в основном, для вы­полнения строительно-монтажных, а также погрузочно-разгрузочных работ.

Башенные краны имеют широкий спектр грузовых характери­стик, которые оценивают номером группы с I-VI по значению грузового момента (Q× L) (в виду его постоянного значения), максимальной грузоподъемностью (реализуемой на минималь­ном вылете), называемой номинальной максимальным выле­том и высотой подъема, размерами опорного контура. Башенные краны общего применения характеризуются значением Q_н - до 25 т и специального - до 100 т и даже выше.

Одни и те же конструкции башенных кранов могут выпускаться в нескольких модификациях (исполнениях).

Технические характеристики башенных кранов даны в таблицах 5.2 и 5.3.

 

Таблица 5.2.

 

*В скобках указаны параметры крана при наклонной стреле (30°)

 

Таблица 5.3.

 

Основные технические характеристики зарубежных кранов
Параметры	Типы кранов
	KROL GIANT CRANES,Дания	GRU COMEDIL, Италия	FARI, Италия	PEKAZETT (PKZ), Германия	CADILLON, Франция
Грузоподъемностьmax., т	5…400	6…20	1…6	1,5…6	1…4,5
Высота подъема крюка max., м	41…100	25…80	14…35	18…30	12…24
Вылет крюка max., м	45…100	20…70	10…55	25…42	15…35

 

5.5.3. Стреловые самоходные краны

Стреловые самоходные краны (ССК) - группа стреловых кра­нов со стреловым и башенно-стреловым рабочим оборудованием, смонтированным на самоходных шасси различного конструктив­ного исполнения. 

 

Компоновка большинства ССК схожа: рабочее оборудование размещается на поворотной платформе, которую с помощью опорно-поворотного устройства (ОПУ) монтируют к раме самоходного шасси. В передней части поворот­ной платформы закрепляют стрелу и располагают кабину опера­тора, а с противоположенной стороны - крановые механизмы и противовес (рис. 5.29). Основные режимы работы реализуются ССК при вы­ставлении их на выносные опоры. В этом случае они представ­ляют собой машины позиционного действия, свойства маневри­рования которых ограничены. Только с очень малыми грузами работа ССК происходит в режиме передвижения крана. ССК по­зволяют осуществить подъем одного груза одновременно не­сколькими кранами.

 

 

Рис. 5.29. ССК гусеничного типа и его компоновочные модули:

а) общий вид, б) самоходное гусеничное шасси с опорно-поворотным

устройством, в) кабина оператора, г) стрела со стреловым оголовком,

д) поворотная платформа с силовым оборудованием, е) лебедки,

ж) механизм поворота, и) опорно-поворотное устройство

 

Наряду с грузовысотными характеристиками для ССК важ­нейшими являются показатели их проходимости в виде наибольших нагрузок на ось до 12 т и выносную опору, а также величины тя­говых усилий, давления на грунт (среднего и наибольшего), а также коэффициенты запаса грузовой устойчивости. Величины давления не должны превышать несущую способность грунта в 1,5÷1,8 раза.

 

Отсутствие уложенного рельсового пути для передвижения, харак­терного для башенных кранов, предопределяет ряд специальных требований по предварительной планировке грунтовых рабочих площадок. Степень их подготовки определяется грузоподъемно­стью кранов, временем года и видом грунта. При недостаточной несущей способности грунта его уплотняют. При работе на вы­носных опорах используют инвентарные башмаки, дополнитель­но укладывая под них брусья или шпалы. Выносные опоры в ос­новном гидравлические, в виде гидродомкратов, значительно ре­же – винтовые, характерные для ССК с механическим приводом хода малой грузоподъемности. Конструкция выносных опор пре­дусматривает различные схемы их установки (с различной вели­чиной опорного контура), которые выбирают в зависимости от реализуемой грузоподъемности и размеров рабочей площадки. Операции установки гидроопор осуществляют приводом кранов.

Конструкции ССК позволяют расширить их технологические возможности:

•  использованием лебедок вспомогательного подъема, с по­вышенными скоростями при монтаже легких грузов);

•  увеличением высотных характеристик и подстрелового про­странства путем удлинения стрел и использование гуськов);

•  повышением грузоподъемности при использовании удли­ненных стрел и гуськов за счет применения УПГ в виде контр­стрел и противовесов.