1. Общая характеристика башенных кранов.

Башенный кран представляет собой Г-образную свободно стоящую поворотную конструкцию, у которой стрела шарнирно закреплена в верхней части. Такая конструкция дает большое подстреловое пространство, возможность обслуживания нескольких объектов или площадок с одной стоянки, возможность наращивания башни по высоте и т.д.

По конструкции башенные краны делятся на краны с поворотной и неповоротной башней. У кранов с поворотной башней (рисунок 6, а) опорно-поворотное устройство 1, на которое опирается поворотная часть крана, расположено внизу на ходовой раме крана или на портале. Поворотная часть кранов включает (за исключением кранов 8-й размерной группы) поворотную платформу 2, на которой размещены грузовая 12 и стреловая 3 лебедки, механизм поворота, плиты противовеса 4, башня 11 с оголовком 7, распоркой 6 и стрелой 9. У кранов с неповоротной башней (рисунок 6, б) опорно-поворотное устройство 1 расположено в верхней части башни.

а) б)

Рисунок 6 – Башенные краны: а – с поворотной башней и подъемной стрелой, б – с неповоротной башней и балочной стрелой

Поворотная часть таких кранов включает поворотный оголовок 7, механизм поворота, стрелу 9 и противовесную консоль 15, на которой размещены лебедки и противовес 4, служащий для уменьшения изгибающего момента, действующего на башню крана. На ходовой раме 13 кранов с неповоротной башней уложены плиты балласта 19, а с боковой стороны башни расположены монтажная стойка 18 с лебедкой и полиспастом, предназначенная для поднятия и опускания верхней части крана при его монтаже и демонтаже. Ходовые рамы опираются на ходовые тележки 14, которые обеспечивают передвижение кранов по подкрановым путям 1.

По типу стрел различают краны с подъемной (маневровой), балочной и шарнирно-сочлененной стрелами. У кранов с подъемной стрелой (рисунок 6, а), к головным блокам которой подвешена крюковая подвеска 10, вылет изменяется поворотом стрелы в вертикальной плоскости относительно опорного шарнира с помощью стреловой лебедки 3, стрелового полиспаста 5 и стрелового расчала 8. У кранов с балочной стрелой (рисунок 6, б) вылет изменяется при перемещении по нижним ездовым поясам стрелы грузовой тележки 17 с подвешенной крюковой подвеской. Перемещение грузовой тележки осуществляется с помощью тележечной лебедки 16 и каната. У кранов с шарнирно-сочлененной стрелой, стрела состоит из шарнирно соединенных основной и головной (гуська) частей, которые могут быть в виде подъемной или балочной стрелы. В первом случае вылет изменяется поворотом (подъемом) всей шарнирно-сочлененной стрелы с крюковой подвеской, подвешенной на головных блоках, во втором — сочетанием подъема всей стрелы с последующим перемещением грузовой тележки по балкам головной секции стрелы. Подъем и опускание груза осуществляются с помощью грузовой лебедки 12, грузового каната и крюковой подвески 1.

По способу установки краны разделяются на передвижные, стационарные и самоподъемные.

На рис. 7 рассматривается передвижной рельсоколесный башенный кран с неповоротной башней и балочной стрелой.

Конструктивная схема башенного крана КБ-674 представлена на рис. 7.

Рисунок 7 - а) Схема крана. б) Перемещение противовеса. в) Перемещения каретки. г) Подъёма груза при четырёхкратном полиспасте. д) то же, при двукратном полиспасте. е) график грузоподъёмности. 1 - Противовес. 2 - Противовесная консоль. 3 - Оттяжка консоли. 4 - Поворотный оголовок. 5 - Кабина управления. 6 - Оттяжка сторелы. 7 - Стрела. 8 - Грузовая тележка. 9 - Крюковая подвеска. 10 - Башня. 11 - Подъёмник. 12 - Подкосы башни. 13 - Плиты баласта. 14 - Ходовая рама. 15 - Ходовые тележки. 16 - Монтажная стойка. 17 - Опорно-поворотное устройство.

Технологический процесс.

Кран КБ-674 машина циклического действия с возвратно-поступательным движением грузозахватного органа; служит для подъёма и перемещения грузов. Цикл работы крана состоит из захвата груза, рабочего хода для перемещения груза и разгрузки, холостого хода для возврата порожнего грузозахватного устройства к месту приёма груза. Движения крана могут быть как рабочими, так и установочными для периодического изменения положения крана, стрелы и т.п. Основная характеристика крана — грузоподъёмность, под которой понимают наибольшую массу поднимаемого груза, причём в случае сменных грузозахватных устройств их масса включается в общую грузоподъёмность.

Краны КБ-674 предназначены для производства работ на строительстве сборных и монолитных жилых, гражданских, промышленных и прочих зданий и сооружений с максимальной массой монтируемых элементов до 10 и высотой их подъема не более 160 м в I...V ветровых районах. Свободно стоящий кран можно эксплуатировать в ветровых районах с I по II, в III...V ветровых районах - со снижением высоты башни.

Перспективы развития краностроения соответствуют возрастающим требованиям обслуживаемых подъёмных кранов отраслей народного хозяйства. Одна из главных задач — увеличение грузоподъёмности и основных параметров подъёмных кранов — длины пролётов, вылета стрелы, высоты подъёма груза, а также увеличение манёвренности передвижных кранов и т.п., что направлено на расширение сферы использования подъёмных кранов. Существенным является повышение их производительности, для чего предусматривается увеличение скоростей рабочих движений, использование автоматических грузозахватных устройств и внедрение автоматических систем управления. Важная проблема — повышение точности работы подъёмных кранов, для решения которой требуется создание систем автоматического гашения колебаний груза и увеличение диапазона регулирования скоростей. Решается также задача снижения динамических нагрузок и уменьшения собственной массы подъёмных кранов. При столь высоких требованиях выигрывают те производители, которые успевают за потребностями рынка, быстро перестраиваются, модифицируют производственные мощности, предлагают более приемлемые цены.

Перспективы развития краностроения на ближайшее десятилетие весьма оптимистичны. Уже в ближайшие годы ожидается резкий рост объемов строительства, и для реализации строительных проектов потребуется много единиц крановой техники, соответствующей современным запросам.

Средства обеспечения безопасности при работе грузоподъемных машин.

Для предупреждения аварий грузоподъёмные машины снабжают ограждениями, устройствами безопасности и сигнализаторами.

Легкодоступные, находящиеся в движении части грузоподъёмных машин могут являться причиной несчастного случая, поэтому они должны быть прочно укреплёнными металлическими съёмными ограждениями, допускающими осмотр и смазку.

Обязательному ограждению подлежат:

- зубчатые, цепные, червячные передачи;

- валы механизмов, расположенных в доступных местах;

- соединительные муфты, расположенные в местах прохода;

- барабаны, расположенные вблизи рабочего места крановщика или прохода;

- ходовые колёса кранов и тележек;

- голые токоведущие части электрооборудования.

Устройства безопасности грузоподъёмных машин можно подразделить на устройства, отвечающие за весовые и нагрузочные характеристики, и устройства, отвечающие за передвижение груза, крана, тележки, стрелы.

К первой группе относятся тормоза и остановы, ограничители грузоподъёмности и грузового момента, противоугонные устройства. Ко второй группе относятся ограничители высоты подъёма крюка, ограничители пути, буферные устройства, ограничители подъёма стрелы.

Тормоза могут быть подразделены:

- по назначению – на стопорные (останавливающие механизм) и спускные (ограничивающие скорость подъёма – опускания в определённых пределах);

- по конструктивному исполнению рабочих элементов – на колодочные, ленточные, дисковые, конусные;

- по принципу действия – на автоматические (замыкающиеся при отключении двигателя механизма) и управляемые (замыкающиеся при воздействии на орган управления тормозом).

В механизмах подъёма кранов, используется колодочные стопорные тормоза.

Остановы используются для удержания груза на весу, простейшими из них являются храповые, роликовые, эксцентриковые.

Остановы необходимо устанавливать на быстроходном валу привода, иногда их устанавливают на быстроходном валу барабана.

Ограничители грузоподъёмности и грузового момента используются для автоматического отключения механизмов подъёма и изменения вылета стрелы в случае подъёма груза свыше 1,1Q.

Ограничители грузоподъёмности используют, как правило, на мостовых кранах, ограничители грузового момента – на стреловых.

В стреловых кранах при работе на малых вылетах крюка стрела может занимать положение, близкое к вертикальному. В этом случае под действием отрицательных импульсов она может откинуться назад, что вызовет поломку стрелы и опрокидывание крана в сторону противовеса. Для предотвращения этого применяют ограничители подъёма стрелы крана (упоры на стреле и гибкие тяги).

Устройства безопасности башенных кранов КБ-674.

Рисунок 8 - Ограничение зоны работы башенного крана

А - зона запрета - ограничение поворота стрелы; Б - зона запрета - ограничение вылета крюковой подвески и высоты подъема груза; В - зона предупреждения; 1 - строящийся объект; 2 - жилой дом; 3 - ясли; 4 – школа.

Один из вариантов стесненных условий и ограничения зоны работы башенного крана приведен на рисунке 8. В зоне действия крана, обслуживающего строительство объекта 1, находятся жилой дом 2, ясли 3 и школа 4. Система уменьшает зону работы крана путем ограничения поворота стрелы (зона запрета А), вылета крюковой подвески и высоты подъема груза (зона запрета Б). Зоны работы крана и предупреждения показаны соответственно пунктирной и утолщенной пунктирной линиями.

Рисунок 9 - Расположение датчиков системы безопасности на башенном кране.

Также кран снабжается рядом приборов и устройств, обеспечивающих его безопасную эксплуатацию (рис.9). К таким приборам относятся:

а) концевые выключатели, предназначенные для автоматической остановки механизмов кранов. Требования по оборудованию грузоподъемных машин концевыми выключателями изложены в Правилах по кранам;

б) блокировочные контакты, применяемые для электрической блокировки двери входа в кабину крана с посадочной площадки, крышки люка входа на настил моста и других местах;

в) ограничители грузоподъемности, предназначенные для предотвращения аварий кранов, связанных с подъемом груза массой, превышающей их (с учетом вылета крюка) грузоподъемность. Установка прибора обязательна на башенных кранах;

г) указатель грузоподъемности. Прибор автоматически показывает, какова грузоподъемность крана при установленном вылете, что помогает предотвратить перегрузки крана;

д) анемометр. Таким прибором должны оборудоваться башенные, портальные и кабельные краны для автоматической подачи звукового сигнала при опасной для работы скорости ветра;

е) противоугонные устройства, применяемые на кранах, работающих на наземных рельсовых путях, для предупреждения угона их ветром. Требования к этим устройствам изложены в Правилах по кранам;

ж) упоры, устанавливаемые на концах рельсового пути для предупреждения схода с них грузоподъемных машин;

м) звуковой сигнальный прибор, применяемый на кранах, управляемых из кабины для предупреждения находящихся под краном рабочих.

Расчёты устойчивости крана, опасных зон и выбор строп.