Башенный кран

Конструкция стрелы

В зависимости от конструкции стреловые устройства кранов бывают двух видов – телескопические и решетчатые. Первый тип стрелы представляет собой полый короб, внутри которого располагается одна или несколько выдвижных балок. При необходимости изменения длины стрелы гидроцилиндры выдвигают телескопические элементы. Подобное оборудование чаще всего устанавливается на краны с гидравлическим приводом.


Решетчатые стрелы делят еще на четыре группы:

  • прямолинейные наиболее распространенные, предназначены для решения широкого круга задач;
  • криволинейные имеют перегиб, в зоне которого устанавливают таль. Такие стрелы используются для перемещения крупногабаритных грузов;
  • наращиваемые способны увеличивать свою длину установкой дополнительных секций;
  • шарнирно-сочлененные – стрелы, состоящие из наклонной части и присоединенного к ней с помощью шарнира гуська, который существенно увеличивает вылет стрелы.

Каждый тип стрелового оборудования оснащается гибкой или жесткой подвеской. В первом случае кран стреловой поднимает груз системой канатов и полиспаста, а во втором – гидравлическими цилиндрами.

Вычисления искомых значений

Для определения номинального вылета стрелы башенного крана используется специальная формула. Выглядит она так: В=А+Б+С+Д, где:

  • В – требуемое значение;
  • А – ширина здания по осям либо дистанция от поднимаемого элемента до оси сооружения;
  • Б – расстояние между осями и выступающей кромкой строения;
  • С – дистанция между хвостовой частью крана и выступающим элементом строения;
  • Д – поворотный радиус хвостовой части оборудования.

Видео: работа автокрана — вылет стрелы 22 метра.

В отношении автокранов, оснащённых телескопическими стрелами, расчёт произвести намного проще. Здесь от длины стрелы вычитается расстояние между точкой крепления оборудования и задним бампером машины. В большинстве случаев, данное расстояние не превышает 3-4 метров. Например, если длина стрелы составляет 30 метров, то номинальный вылет будет равен 26-27 м.

Отметим, что на большинстве моделей кранового оборудования установлены ограничительные датчики, контролирующие вылет стрелы и номинальную грузоподъёмность. Эти элементы предотвращают выход техники из строя вследствие ошибки, допущенной крановщиком.

Параметры

Параметрами называются основные величины, характеризующие кран. Основными параметрами стреловых кранов являются:

Грузоподъёмность — масса наибольшего рабочего груза, на подъём которого он рассчитан. В величину грузоподъёмности включается масса съёмных грузозахватных приспособлений и тары: у машин, которые оснащены грейфером или электромагнитом, масса этих грузозахватных органов. Этот параметр является общим для всех типов кранов. Грузоподъёмность зависит от вылета стрелы с учётом устойчивости крана от опрокидывания и прочности его элементов.

Высотные

  • Вылет крюка от ребра опрокидывания — расстояние по горизонтали от ребра опрокидывания до центра зёва крюка.
  • Вылет стрелы — расстояние по горизонтали от оси вращения крана до вертикальной линии, которая проходит через точку подвеса груза. Выпускаются краны с постоянным вылетом стрелы и переменным вылетом. Краны с переменным вылетом способны обслуживать большие площади.
  • Высота подъёма крюка — расстояние от уровня стоянки крана до центра зёва крюка, находящегося в верхнем (высшем) рабочем положении.
  • Глубина опускания крюка — расстояние от уровня стоянки крана до центра зёва крюка, находящегося в нижнем (низшем) рабочем положении.

Скорости

  • Скорость изменения вылета крюка — горизонтальная составляющая скорости перемещения крюка при изменении его вылета.
  • Скорость подъёма груза.
  • Скорость поворота.
  • Рабочая скорость передвижения крана — скорость передвижения крана в рабочем положении с подвешенным грузом, обеспечиваемая его собственным приводом.
  • Транспортная скорость передвижения крана — скорость передвижения крана в транспортном положении, обеспечиваемая его собственным приводом.

Наклон и поворот

Для стреловых поворотных кранов должна быть обеспечена возможность подъёма наибольшего рабочего груза на расчётном уклоне при всех положениях поворотной части.

Расчётный угол наклона — угол, величина которого:

  • для стреловых кранов (кроме кранов на железнодорожном ходу) принимается не менее 3°.
  • для портальных — не менее 1°.
  • для железнодорожных кранов угол наклона определяется величиной превышения на кривых участка пути одного рельса над другим.
При работе на выносных опорах для стреловых кранов угол наклона может приниматься 1° 30″. Расчётный угол наклона с башенно-стреловым оборудованием определяется проектирующей организацией и указывается в паспорте крана (в СССР введено информационно-директивным письмом Госгортехнадзора СССР от 26 августа 1971 года).

Угол поворота.

Грузоподъемность и грузовой момент

По грузоподъемности манипуляторы можно условно разделить на три класса:

  • до одной тонны (так называемые краны-микроманипуляторы);
  • от одной до десяти тонн (средние);
  • свыше десяти тонн (тяжелые).

Но масса поднимаемого груза является несколько субъективной характеристикой для классификации, так как не показывает зависимость от вылета стрелы.

Поэтому правильнее говорить о грузовом моменте (произведении грузоподъемности на вылет). Измеряется в тоннах на метр (тм) или килоньютонах на метр (кНм). Устоявшейся классификации по этому параметру нет, поэтому можно обратиться к опыту компаний-разработчиков. Так австрийская компания Palfinger подразделяет свою продукцию по следующим критериям:

  • до 3,9 тм – легкие КМУ;
  • от 4 до 29,9 тм – средние;
  • от 30 до 150 тм – тяжелые

В то же время шведская компании Hiab классифицирует модели так: до 10 тм – легкие краны, от 10 до 22 тм – средние, краны свыше 22 тм относятся к тяжелым.


Если взглянуть на варианты классификации предлагаемой продукции других производителей, мы также не увидим единства мнений

Таким образом, грузоподъемность (грузовой момент), будучи важной технической характеристикой крана, не является однозначным классификационным признаком

Примечания

  1. ГОСТ 27555-87 (ИСО 4306-1-85) Краны грузоподъемные. Термины и определения: Государственного комитета СССР по стандартам от 24.12.87 N 4926 // Внесён Министерством строительного, дорожного и коммунального машиностроения СССР: 1989-01-01; Переиздан: Декабрь 1993
  2. Б. Ф. Белецкий, И. Г. Булгакова — Строительные машины и оборудование: Спр-е пособие, Ростов-на-Дону: Феникс, , 608с., ISBN 5-222-06968-0
  3. Т. Калистратова: Башенные краны — Журнал «Адреса Петербурга № 24/36», 2006
  4. Невзоров Л. А., Пазельский Г. Н., Романюха В. А. — Уч-к «Башенные краны: Уч-к для сред. проф.-техн. училищ», 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Высшая школа, , 326с.
  5. Невзоров Л. А., Пазельский Г. Н., Романюха В. А. Строительные башенные краны: Учебник для сред. ПТУ — М.: Высшая школа, . — 179с.
  6. ↑ Журнал «Спецтехника» № 3-2005 — Башенные краны
  7. Строительные краны, Справочное пособие. Издание второе, переработанное и дополненное. Барч И. З. и др. — К.: «Будивельник», . 336стр.
  8. ↑ Анализ производства башенных кранов на территории РФ — Журнал «Основные Средства» № 11/2006
  9. ↑ А. Рикошинский: Подъемно-транспортная техника: Структура производства башенных кранов в России — Журнал «Основные Средства» № 11/2006
  10. Иностранцы пока лидируют — «Строительный эксперт» № 3, 2009
  11. Журнал «Подъёмные сооружения. Специальная техника», № 4 за 2008 год
  12.  (недоступная ссылка). Дата обращения 3 марта 2012.
  13. Паргаманик И. М. Грузоподъёмные краны стрелового типа: Справ. пособие- М.: Энергоатомиздат,  — Библиотека тепломонтажника — 141с.
  14. Л. А. Невзоров, М. Д. Полосин — Краны башенные и автомобильные: Уч. пособие для нач. проф. образования, 416с. — М: Академия, 2005, ISBN 5-7695-1672-0
  15. ↑ Фиделев А. С.: Подъёмно-транспортные машины, К: «Вища школа», , 220с.
  16. ↑ Строительные краны: Справочник /В. П. Станевский, В. Г. Моисеенко, Н. П. Колесник, В. В. Кожушко; Под общ. ред. к.т. н. В. П. Станевского — К.: Будівельник,  — 240с.
  17. ↑ Подъёмный кран //  :  / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  18. ↑ Строительство. Том 2. Главный редактор Г. А. Караваев. М.: Советская Энциклопедия, 1964. — Энциклопедия современной техники. Энциклопедии. Словари. Справочники
  19. И. П. Барсов, А. П. Станковский: Строительные машины и их эксплуатация — М: Стройиздат, 1971
  20. С. С. Добронравов, В. Г. Дронов: Строительные машины и основы автоматизации, М: Высшая школа, 2001, 575с, ISBN 5-06-003857-2
  21. В зависимости от размерной группы крана
  22. С. Г. Игумнов: Стропальщик. Грузоподъёмные краны и грузозахватные приспособления, М: Академия, , 54стр, ISBN 978-5-7695-2840-8
  23. П. З. Петухов, Г. П. Ксюнин, Л. Г. Серлин — Специальные краны — М: Машиностроение, , 248с.
  24. ЗАО «НКСЗ» — Кран башенный КБ-408.21 — Инструкция по монтажу, пуску, регулированию и обкатке: КБ-408.21.00.00.000 ИМ.
  25. ОАО «РКЗ» — Кран башенный КБМ-401П — Инструкция по монтажу: КБМ-401П.00.00.000 ИМ

Расчет и установка

Расчет необходимых параметров крана стрелового типа ведут по существующим методикам. Необходимая грузоподъемность (Q) машины должна превышать суммарный вес:

  • самого тяжелого элемента (Qэ);
  • приспособлений, применяемых при монтаже (Qпр);
  • грузозахватного устройства (Qгр).

Для автомобильных агрегатов рассчитывают:

  • длину (Lc) стрелы;
  • высоту (Нк), на которую необходимо поднимать крюк;
  • вылет (Lк) крюка.

Перечисленные расчетные величины зависят:

  • от монтажного горизонта (hо);
  • от наибольшей высоты детали (hэ), которая будет монтироваться;
  • от высоты (hстр) стропов;
  • от запаса высоты (hз), который обеспечивает безопасность работ;
  • от расстояния (Bc) между габаритом машины и осью, на которой закреплена стрела, от угла (α), на который она наклонена, от смещения (d) шарнира ее крепления от оси поворотной платформы.
  • от ширины (В) монтируемого объекта;
  • от удаления (b) оси поворотной платформы от границы объекта.

Формулы для расчета:

  1. Q = Qэ + Qпр + Qгр.
  2. Нк = hо + hэ + hстр + hз.
  3. Lc = (В + b — Bc)/Sinα.
  4. Lк = LcCosα + d.

Требования к установке стреловых подъемных агрегатов:

  1. От края поворотной платформы в любом ее положении до строения, штабеля груза, иных предметов должен быть минимум 1 м.
  2. Работа в действующем цеху проводится на основании проекта производства, при наличии шинопроводов — по наряду-допуску.
  3. При использовании дополнительных опор обязательно задействуются имеющиеся. Под них подкладываются прокладки. При этом оператору запрещено находиться в кабине.
  4. При размещении машины вблизи канав, откосов соблюдаются необходимые для устойчивости стреловых кранов расстояния.
  5. На свежем, неутрамбованном грунте устанавливать агрегаты запрещается.
  6. Использование оттяжек разрешено в допустимых нормами пределах.

Машина не может устанавливаться на объекте, если на ней отсутствуют приборы безопасности или они неисправны.

Классификация кранов стрелового типа

По виду они могут быть:

  • Самоходные – передвижные, на шасси, рабочий орган закреплен как раз на ходовом устройстве, удобные своей мобильностью.
  • Башенные – поворотные, с вертикально ориентированной башней, на которой установлена стрела.
  • Судовые – стационарные, устанавливаемые на кораблях для выполнения погрузочно-разгрузочных и других работ.
  • Деррик – поворотные, с вертикальной мачтой (с двумя опорами) и шарнирно закрепленной на ней стрелой.
  • Полу- и портальные – устанавливаемые на передвижных платформах, сквозь которые может проезжать транспорт.
  • Монтажные – стационарные, неповоротные, собираемые именно на объекте работ.

По типу ходового устройства выделяют следующие стреловые краны:

  • железнодорожные – передвигающиеся по рельсам;
  • автомобильные – на усиленных шасси машин;
  • гусеничные – на тележках повышенной проходимости;
  • пневмоколесные – с дополнительными опорами, на специальных шасси;
  • плавучие – устанавливаемые исключительно на судах

В отдельную категорию нужно выделить частные случаи, например, краны стрелового типа, снабженные тракторными или другими специальными шасси.

По приводу все модели можно классифицировать на:

  • Электрические – одно- и многомоторные, в последнем случае каждый механизм получает питание от своего отдельного электродвигателя.
  • Механические – получают движение от двигателя внутреннего сгорания, например, от дизельного генератора.
  • Гидравлические, которые также могут быть оснащены индивидуальными моторами.
  • Комбинированные – когда у одного механизма, например, механический двигатель, а у другого – электрический (возможны варианты).

По изменяемости стрелы краны бывают:

  • невыдвижные – все секции жестко соединены между собой;
  • выдвижные – какие-то секции выдвигаются и складываются, за счет чего изменяется длина вылета.

При этом стрелы могут быть прямыми решетчатыми и с перегибами, телескопическими и шарнирно-сочлененными и даже наращиваемыми за счет гуська. Вариантов оборудования очень много – главное, чтобы выдерживала подвеска, которая может быть гибкой или жесткой.

Крупнейшие производители кранов-манипуляторов

К настоящему времени рынок кранов-манипуляторов может предложить покупателям как отечественные, так и зарубежные модели. Производством спецтехники данного типа занимается ряд российских , ЗАО «Инман», «ВЕЛМАШ-С»), упомянутые ранее компании HIAB и Palfinger, итальянский поставщик Amco Veba, японская фирма UNIC и мн. др.

Компактные, обладающие малой собственной массой краны-манипуляторы выпускает ЗАО «БАКМ», производственная база которого находится в Балашихе (Московская область). Производитель из Башкортостана, ЗАО «Инман», осуществляет поставку на рынок самых разных моделей кранов-манипуляторов с Z-образным стреловым оборудованием. При сборке КМУ широко применяются импортные комплектующие (от шведских, итальянских, финских поставщиков). Повышенная жесткость стрел обеспечивается благодаря использованию при их изготовлении прочного шестигранного профиля.

Шведская компания HIAB, являющаяся одним из мировых лидеров по производству кранов-манипуляторов, предлагает покупателям огромный ассортимент КМУ с грузовым моментом от 1 до 80 тм и максимальным вылетом стрелы от 2 до 27 м. Все установки отличаются широким диапазоном рабочих температур (от — 40°С до +50°С).

Известная итальянская компания Amco Veba осуществляет выпуск 3-х серий кранов-манипуляторов: «Стандарт» (универсальные модели), «C» (установки с обратным ходом стрелы) и «Е» (машины упрощенной конструкции)

Производитель уделяет большое внимание безопасности выпускаемой продукции, что нашло отражение в лозунге

В более чем сто стран мира осуществляется поставка КМУ, выпущенных под брендом UNIC. Эта техника отличается традиционно высокой для японской продукции точностью изготовления при сохранении производительности и грузоподъемности на уровне самых лучших европейских моделей КМУ.

Классификация

Согласно общей классификации, стреловые самоходные краны бывают нескольких видов. Например, такими:

  1. Самоходными — с подъемным элементом, закрепленным на платформе, расположенной на подвижном ходовом устройстве.
  2. Башенными. Они поворотные, имеют стрелу, прикрепленную к вертикальной башне.
  3. Кранами с маховой стрелой. Машина относится к башенному виду, но снабжена стрелой, которая может подниматься почти до вертикального положения.
  4. Деррик-кранами. Агрегаты поворотные. Отличие — вертикальная мачта с опорами вверху и внизу, к которой шарнирно прикреплен грузоподъемный элемент.
  5. Портальными. Стрела расположена на портале, который размещен над автомобильной или железной дорогой.
  6. Полупортальными, с креплением подъемного устройства на полупортале.
  7. Судовыми, расположенными на плавсредстве. Предназначены для разгрузки/загрузки судна.
  8. Монтажными. Они неповоротные, устанавливаются стационарно вблизи места работы.

Среди самоходных машин есть:

  • автомобильные (агрегат смонтирован на шасси автомашины);
  • гусеничные (на гусеничной тележке);
  • железнодорожные (на платформе, перемещающейся по железной дороге);
  • плавучие (на плавсредстве);
  • пневмоколесные краны (у тележки пневматические колеса);
  • рельсовые (на ходовом устройстве рельсового типа);
  • тракторные (на шасси трактора).

Классифицируют машины по видам привода, который бывает:

одно-, многомоторным, индивидуальным;

  • гидравлическим;
  • механическим;
  • электрическим;
  • смешанным.

Нормативами предусмотрена индексация стреловых кранов. Их модели снабжаются индексами, в которых отображены особенности конструкции агрегатов, главные (грузоподъемность, модификация) характеристики.

Телескопические автокраны

Краны стреловые самоходные, к которым относятся и телескопические автокраны, нашли наибольшее распространение в нашей стране исторически и связано это в первую очередь с необходимостью механизации погрузочно-разгрузочных работ. В 1954 году был построен первый в России Ивановский завод автомобильных кранов, на котором вначале выпускались краны с решетчатыми, а позднее и с телескопическими стрелами. Кроме Ивановского завода следует выделить Галичских и Клинцовских производителей мобильной грузоподъемной техники с серийным производственным циклом. Технические характеристики автокранов, выпускаемых этими ведущими отечественными заводами, соответствуют лучшим зарубежным аналогам. Ведь только стрела состоящая из нескольких частей, которые могут перемещаться друг относительно друга, позволила создать мобильный грузоподъемный механизм который не только свободно передвигается по современным оживленным дорогам, но и может поднимать грузы на высоту более 100 метров в обширном подстреловом пространстве.

Стрела автокрана телескопическая

Если на первых автокранах устанавливали цельные решетчатые стрелы на тросовой подвеске, то все современные машины оборудуются исключительно телескопическими стрелами. Слово телескопический подразумевает изделие, состоящее из нескольких частей, которые могут двигаться друг относительно друга. Всем хорошо известна компактная удочка рыболова с выдвижными коленами, которые как матрешки вставляются одно в другое. В выдвинутом состоянии получается довольно длинная гибкая конструкция, выдерживающая большие изгибающие нагрузки. Подобные удочки появились с целью создания как можно более компактных габаритов для перевозки и в то же время получения максимальной длины в рабочем состоянии. У стрел автомобильных кранов абсолютно те же задачи, только для их решения пришлось пройти ряд этапов связанных с созданием новых технологий, материалов, оборудования и освоить производство не только высокопрочных сталей с пределом текучести не менее 550 МПа, но и создать соответствующее прессовое оборудование для точной гибки заготовок, включая сварочные технологии. На ведущих отечественных краностроительных предприятиях пока могут изготавливать только пятисекционные телескопические стрелы, которые в своем сегменте обеспечивают вполне конкурентоспособную высоту подъема и горизонтальную досягаемость. Металлоконструкции первых телескопических стрел собирались из 4-х лисов стали 10ХСНД, которые в углах вязались обычным уголковым прокатом. Получалось тяжело, геометрия была посредственной, да и прочностные параметры были далеки от идеала. Но в скором времени от уголков отказались и стали сваривать коробки секций четырьмя угловыми продольными швами на полуавтоматическом сварочном оборудовании. Для придания устойчивости боковым стенкам их усиливали ребрами жесткости и различными накладками в проблемных местах.

Фото стрелы автокрана «Челябинец» КС-45721 коробчатой формы.

На следующем этапе, с появлением мощных прессов и необходимой оснастки коробки отдельных частей стрел стали собирать из штампованных прямоугольных полукоробов с угловыми радиусами и сваривать на автоматических линиях. Такие конструкции обладают меньшей массой и лучшими геометрическими параметрами, особенно если использовать импортную высокопрочную сталь типа S700.

Фото стрелы собранной из двух штампованных полукоробов на 25-и тонном кране КС-55713-3К-3 «Клинцы».

Наибольшее распространение получили стрелы с многогранным профилем и овоидные, как обладающие наилучшими механическими характеристиками.

Фото автомобильного крана КС-55733 «Челябинец» грузоподъемностью 32 тонны с восьмигранной стрелой

Фото многогранной стрелы изготовленной в Китае.


С этим читают