2. Вантажопідйомні машини.

2.2. Вантажопідіймальні машини.

2.2.1. Стрілові самохідні крани.

Этимология. Слово кран (нем. Kran)появилось в конце XVIII века, оно образовано от Kranich (нем. Kranich - журавль).

Терминология. В «Правилах устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов», принятые Госгортехнадзором был приведён следующий термин:

Грузоподъёмный кран – машина цикличного действия, предназначен-

ная для подъёма и перемещения в простран-

стве груза, подвешенного с помощью грузово-

хватным органом.

История кранов. Простейшие подъёмные краны, как и большинство грузоподъёмных машин, до конца XVIII века изготовлялись из дерева и имели ручной привод. К началу XIX века ответственные, быстро изнашивающиеся детали (оси, колёса, захваты) стали делать металлическими. В 20-х гг. XIX века появились первые цельнометаллические подъёмные краны сначала с ручным, а в 1830-е гг. - с механическим приводом.

Рис.1. Реконструкция римского крана в боннском музее.

Первый паровой подъёмный кран создан в Великобритании в 1830, гидравлический - там же в 1847. Двигатель внутреннего сгорания был использован в подъёмном кране в 1895, а электрический двигатель в 1880-1885 почти одновременно в США и Германии. Это были мостовые краны с одномоторным приводом. В 1890 созданы подъёмные краны с многомоторным индивидуальным приводом в США и Германии.

Изготовление подъёмных кранов современного типа в России началось в конце XIX века (Путиловский, Брянский, Краматорский, Николаевский и др. заводы). В 1913 году выпуск кранов на двух заводах - Брянском и Старокраматорском составлял 70 единиц в год.

После Октябрьской революции 1917 в СССР краностроение превратилось в крупную отрасль тяжёлого машиностроения со специализированными заводами, называемую подъёмно-транспортным машиностроением.

Перечень предприятий Украины по производству подъемно-транспортного оборудования:

ХК "Автокраз" - (Полтавская область, г. Кременчуг, улица Киевская, 62). Холдинговая Компания "АвтоКрАЗ" - ведущий украинский производитель и поставщик тяжелых грузовых автомобилей и автомобилей специального назначения. ХК "АвтоКрАЗ" объединяет 11 украинских предприятий, специализирующихся на выпуске продукции транспортного машиностроения. Крупнейшее предприятие холдинга - "Кременчугский автомобильный завод" - имеет замкнутый технологический цикл производства грузовых автомобилей КрАЗ. Грузовики оборудованы дизельными двигателями "Ярославского моторного завода" (Россия). Двигатели без наддува имеют номинальную мощность 240 л.с. и оснащены пятиступенчатой коробкой передач; двигатели с наддувом мощностью 300-330 л.с. с восьми ступенчатой коробкой передач. Всего выпускается более 150 различных модификаций двух-, трех- и четырехосных автомобилей "КрАЗ" с колесными формулами 4×2, 4×4, 6×4, 6×6, 8×4, 8×6, среди которых - самосвалы, седельные тягачи, бортовые автомобили, лесовозы и сортаментовозы, автомобильные шасси, прицепы. На автомобильные шасси КрАЗ устанавливаются автоцистерны и топливозаправщики, разнообразное оборудование для различных отраслей народного хозяйства.

ОАО "Днепропетровский завод кранов и средств механизации" «ДНЕПРОКРАН» (Днепропетровская область, г. Днепропетровск, ул. Героев Сталинграда,106А). Днепропетровский завод кранов и средств механизации серийно производит гусеничные краны, продает краны собственного производства и известных производителей. Завод является единственным производителем в Украине и СНГ гусеничных кранов МК-25.01. Кроме того, завод осуществляет производство автомобильных кранов, лебедок, оснастки такелажной, крановое оборудование, запчастей к башенным кранам, тележек технологических специальных. Редукторы, нестандартное оборудование, металлоконструкции.

ЗАО Львовский завод "Автопогрузчик" (Львовская область, г. Львов, ул. Шевченко, 321). Производство автопогрузчиков дизельных, бензиновых, вилочных. Автокраны 4066 с боковым захватом грузоподъемностью 5 т.

ОАО "Дрогобычский машиностроительный завод" (Львовская область, г. Дрогобыч, Бориславская, 51/1). ОАО «Дрогобычский машиностроительный завод» производитель газораспределительных станций, очистного, бурового, эксплуатационного и ремонтного оборудования, запасных частей и инструмента для нефтегазовой отрасли. Гидроцилиндры. Металлоконструкции и металлоизделия.

ОАО "Дрогобычский завод автомобильных кранов" (Львовская область, г. Дрогобыч, улица Гайдамацкая, 22). ОАО "Дрогобычский завод автомобильных кранов" (сокращенно ОАО "ДЗАК") изготавливает автомобильные краны грузоподъемностьюо 18-32 т, трубовозы 10 т, мотовозы МТ, манипуляторы «Практик», гидроцилиндры. Общее количество выпущенных предприятием автокранов достигает 70 тысяч единиц.

ЗАО «Экспериментально-механический завод». (Полтавская область, г. Полтава, улица Ковпака, 21). Закрытое Акционерное Общество «Экспериментально-механический завод», г. Полтава ремонтирует стреловые краны с помощью сварки и изготавливает автокраны КС-2561К и краны козловые КК-5, изготавливает широкий спектр оборудования для пищевой промышленности, запчасти к сельскохозяйственной технике, металлоформы и металлоконструкции для строительства.

ХК ОАО "Краян" (Одесская область, г. Одесса, ул. Косовская, 2). ХК «Краян», г. Одесса занимается производством автомобильных кранов

КС-557Кр, Кс-6571А, КШТ-50.01, КШТ-80.01. Изготавливает гидравличес-

кие цилиндры.

ОАО "Краностроительная фирма "СТРЕЛА" (Киевская область, г. Бровары, ул. Щолковская, 1). Краностроительная фирма «Стрела» г. Бровары изготавливает автокраны, осуществляет ремонт крановых установок, изготовление и ремонт узлов гидравлики.

а б в

г в д

е ж з

и к л

м н

о п р

с т

Рис.2. Краны:

а - кран переносной КЛП; б – кран консольно-поворотный GSX; в – кран «Пионер»;

г – кран стреловой переставной КЛ-3; г – кран автомобильный КС-4561; д - кран пне-

вмоколёсный КС-4361 А; е - кран стреловой гидравлический на специальном шасси

автомобильного типа КС-6472 «Январец»; ж - железнодорожный кран; з - самоходный

кран КС-4671 грузоподъемностью 20 т, смонтирован на шасси гусеничного трактора

ТТ-4М-01; и - Кран стреловой пневмоколесный КС-8467 грузоподъемностью 100 т;

к - гусеничный кран XCMG; л – козловой кран; м – консольный мостовой кран; н - ба-

шенный кран; о – кабельный кран; п – портальный кран с грейфером; р – козловые

краны; с - сплавучий кран; т- летающие краны.

Кран стрелового типа – кран, у которого грузозахватный орган подвешен к стреле или тележке, перемещающейся по стреле (ИСО 4306-1:2007).

Назначение стреловых самоходных кранов. Стреловые самоходные краны предназначены для:

● перегрузочных работ,

● и монтажных работ:

• в строительстве,

• на промышленных предприятиях,

• на транспорте.

Применение стреловых самоходных кранов. Стреловой самоходный кран - самый распространенный грузоподъемный кран. Стреловые самоходные краны обладают:

▪ довольно большой грузоподъемностью до 250 т,

▪ высокими транспортными скоростями передвижения (до 70 км/ч),

▪ высокой маневренностью и мобильностью,

▪ способность передвигаться вместе с грузом,

▪ легкость перебазировки с одного объекта на другой,

▪ возможность работы с различными видами сменного рабочего

оборудовании (универсальность),

▪ основное достоинство стреловых самоходных кранов - их спо-

собность быстро перебазироваться с одного объекта на другой и

приступать к работе сразу по прибытии на новое место. Благода-

ря этому краны успешно используются на рассредоточенных

объектах с небольшим объемом работ.

▪ главный недостаток - передвижение с грузом допускается со

значительными ограничениями. Для более полного использования

грузоподъемности пневмоколесные краны устанавливают на вы-

носные опоры, что связано с потерей времени и уменьшением ма-

невренности.

Поэтому их применение наиболее целесообразно при значительных расстояниях между объектами с небольшими объемами строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ.

Рис.2. Общий вид самоходного стрелового крана

при использовании выносных опор (аутригеров).

Стреловые самоходные краны являются одним из наиболее универсальных средств механизации строительно-монтажных работ. Многообразие существующих конструкций и типоразмеров кранов дает возможность рационального выбора крана, наиболее соответствующего условиям его работы в конкретных условиях.

Краны применяют:

• на строительно-монтажных работах по возведению зданий и вер-

тикальных промышленных сооружений;

• в подсобных производствах и прочих хозяйствах для выполнения

технологических операций погрузочно-разгрузочных работ;

• вертикального и горизонтального транспорта строительных гру-

зов;

• монтажа технологического оборудования.

Рис.3. Применение стреловых самоходных кранов на строительстве

жилого дома по ул. ШевченкоТ.Г. в Днепропетровске.

Рабочий цикл. 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.

Рабочий цикл крана состоит из трёх этапов:

1 - захват груза;

2 - рабочий ход (перемещение груза, разгрузка);

3 - холостой ход (возврат грузоподъёмного механизма в исходное

положение).

Рабочий и холостой ход на диаграммах движения имеют также три характерных участка:

• - разгон,

• - установившееся движение,

• - и торможение.

Причем, очень важное значение имеют участки разгона и торможения, так как именно в эти моменты и возникают динамические нагрузки.

Классификация кранов.

■ грузоподъёмные краны по конструкции можно разделить на сле-

дующие основные типы:

▪ стреловые краны - несущий элемент стрела. Грузозахватный орган

подвешен непосредственно к стреле, либо к перемещающейся по стреле

грузовой тележке.

▪ краны мостового типа - представляет собой разновидность подъём-

ного крана, имеет конструкцию, выполненную в виде опорного или под-

весного моста с передвигающейся по ней тележкой или электроталью.

Несущие элементы опираются непосредственно на крановый путь. Мост

(несущая балка) перемещается по рельсам, уложенным на стенах зданий

или на эстакадах вне здания. относится к типовому оборудованию про-

изводств цехов, электростанций, закрытых и открытых складов

▪ краны с несущими канатами (грузозахватный орган, подвешен к

грузовой тележке, перемещающейся по несущим канатам, закреплен-

ным в опорах),

▪ козловые краны - применяется обычно для обслуживания складов,

главным образом штучных грузов, контейнеров и лесных грузов, для

монтажа сборных промышленных и гражданских сооружений, обслу-

живания гидроэлектростанций и секционного монтажа в судостроении.

Изготовляются преимущественно крюковыми или со специальными

грузозахватными устройствами. Козловой кран - кран, у которого не-

сущие элементы конструкции опираются на крановый путь при помощи

двух опорных стоек. Козловые краны относятся к категории подъемных

устройств мостового типа. Средний срок службы козловых кранов –

приблизительно 20 лет без учета режима работы и условий эксплуата-

ции. Наработка на отказ — примерно 3 000 циклов.

▪ башенные краны - используется преимущественно при гражданском,

промышленном и гидротехническом строительстве (строительные), а

также для обслуживания открытых стапелей и достроечных работ в су-

достроении, позволяет быстро осуществлять их монтаж и демонтаж и

перевозку автотранспортом. Башенный быстромонтируемый кран: при-

меняется в стесненных условиях строительства при ограниченном про-

странстве для монтажа крана, эффективен при малоэтажном строитель-

стве (до 30 метров), торговых центров, таун-хаусов, с возможностью пе-

ремонтажа на новое место стоянки в течение одной рабочей смены. Ис-

пользование быстромонтируемых кранов эффективно за счет низких

эксплуатационных затрат, с преимуществом высокоточного позициони-

рования грузов горизонтальной стрелой и дистанционным радиоуправ-

лением краном.

▪ краны штабелёры (грузоподъемные краны, оборудованные верти-

кальной колонной с перемещающимся по ней устройством для штабе-

лирования грузов; разновидность мостовых кранов: с грузовой тележ-

кой, имеющей вертикальную поворотную колонну, по которой переме-

щается вилочный захват, несущий пакет груза на поддоне и позволяю-

щий производить укладку и разбор пакетных штабелей. В последнее

время краны-штабелеры выполняют с автоматическим управлением, что

позволяет уменьшать время обработки груза).

▪ консольные краны - приспособлен для механизации подъемно-

транспортных работ по подъему и перемещению грузов в пределах зоны

обслуживания. В зависимости от модификации угол поворота консоль

но-поворотного крана может быть в диапазоне 0-360 град. Кран консо-

льный с механизированным приводом нашел широкое применение и ус-

пешно используется для грузоподъемных работ в цехах, на складах и

строительных площадках при температуре окружающего воздуха от

−20 до +40 °C. Угол поворота стрелы крана 360°. Скорость подъема гру-

за и перемещения талей соответствуют скоростям примененных талей.

Консольные стационарные краны (на колонне) предназначены для вы-

полнения подъемно-транспортных работ при обслуживании технологи-

ческого оборудования, погрузочно-разгрузочных работ и т. п. в помеще-

ниях при температуре окружающего воздуха от −20 до +40 °C. Угол по-

ворота стрелы крана 270°. Скорость подъема груза и перемещения талей

соответствуют скоростям примененных талей.

Различают стреловые самоходные краны:

● общего назначения для строительно-монтажных и погрузочно-разгру-

зочных работ широкого профиля,

● и специальные для выполнения технологических операций определенного

вида (краны-трубоукладчики, железнодорожные и плавучие краны и т.п.).

Стреловые самоходные краны общего назначения классифицируют (для начала следует отметить, что приведенная классификация не может отражать полноценно все существующие виды кранов, так как многие находятся на границах представленных пунктов, или же сочетают их):

■ по грузоподъемности:

▪ легкие (грузоподъемностью до 10 т),

▪ средние (грузоподъемностью 10...25 т),

- тяжелые (грузоподъемностью от 25 т и более);

■ по типу ходового устройства на:

▪ автомобильные (на стандартных шасси грузовых автомобилей: не-

смотря на зарубежную конкуренцию, по СНГ на базе шасси Краз,

МАЗ, ЗИЛ, КАМАЗ, Урал остаются достаточно популярными и востре-

бованными),

▪ тракторные (навесные на серийные тракторы),

▪ на шасси автомобильного типа,

▪ пневмоколесные - краны пневмоколесные мобильные, на спец. шас-

си: подъемные краны стрелового типа, установленные на пневмоколес-

ное самоходное шасси. Зачастую такие краны обладают шасси повыше-

нной проходимости, со всеми, либо большинством ведущих осей. Для

лучшей маневренности такие краны имеют больше одной, чаще неско-

лькими управляемыми осями. Все это позволяет расположить кран мак-

симально близко к рабочей зоне. Современные мобильные краны позво-

ляют операторам работать в комфортабельных условиях: кабины обору-

дуются кондиционерами, удобными креслами, за всеми манипуляциями

следит компьютер, в том числе и предостерегая оператора от ошибок.

▪ гусеничные, имеющие специальные шасси.

Пневмоколесные и гусеничные краны различаются между собой лишь ходовым устройством, в остальном они имеют общую классификационную характеристику.

▪ плавучие стреловые краны - на строительстве мостов плавучими

кранами выполняются разнообразные работы: погрузочно-разгрузоч-

ные, дноуглубительные, вспомогательные, сооружение русловых опор,

монтаж пролетных строений.

Используют плавучие краны следующих видов:

1 - речные и морские:

- самоходные полноповоротные краны,

- самоходные неповоротные краны;

2 - специализированные сборно-разборные краны;

3 - сухопутные краны различного типа, установленные на плавсред-

ствах.

■ по типу опоры краны делятся на:

▪ опорные,

▪ подвесные,

▪ пневмоколесные,

▪ автомобильные,

▪ рельсовые,

▪ железнодорожные - подъемные краны стрелового типа, устанавли-

ваемые на железнодорожном шасси, используются на железной дороге и

крупных заводах, имеющих свои подъездные ж.д. пути,

▪ тракторные,

▪ краны на гусеничном ходу - краны стрелового типа, установленные

на гусеничном шасси. Гусеничные краны перевозятся только на тяже-

лом седельном прицепе-трейлере и зачастую, в зависимости от габари-

тов, в разобранном виде, а работать может зачастую только на специ-

ально подготовленной площадке, а также могут присутствовать башен-

ное исполнение, раздвижной ход.

▪ краны на колёсном ходу,

▪ краны на специальном шасси.

■ по количеству и расположению силовых установок:

▪ с одной силовой установкой на ходовом устройстве (шасси),

▪ с одной силовой установкой на поворотной части,

▪ с двумя силовыми установками;

■ по количеству приводных двигателей механизмов:

▪ с одномоторными приводами;

▪ многомоторным приводами;

■ по типу привода:

▪ с механическим приводом;

▪ электрическим приводом;

▪ гидравлическим приводом;

■ по количеству и расположению кабин управления:

▪ с кабинами только на шасси;

▪ только на поворотной платформе;

▪ на шасси и на поворотной платформе;

■ по конструкции стрелы:

▪ со стрелой неизменяемой длины;

▪ с выдвижной стрелой;

▪ c телескопической стрелой;

■ по способу подвески стрелы:

▪ с гибкой (на канатных полиспастах);

▪ жесткой (с помощью гидроцилиндров) подвеской.

Рис.4. Автомобильные краны:

а – с гибкой подвеской; б – с жёсткой подвеской рабочего оборудования.

■ по возможности перемещения:

▪- кран стационарный - неподвижно закреплён на основании, не имеет

возможности перемещения;

▪ кран радиальный - имеет возможность перемещения по кольцевому

пути относительно стационарной опоры. Радиальные краны использу-

ются на складах круглой или секторной формы;

▪ кран переставной - закреплён на основании и имеет возможность пе-

ремещения при помощи грузоподъёмных машин или вручную;

▪ кран самоподъемный - используется при строительстве. Устанавли-

вается на конструкциях строящегося здания. По мере возведения сору-

жения кран поднимается вверх при помощи специальных механизмов.

▪ кран быстромонтируемый - башенный кран, монтируемый на объек-

те с помощью собственных механизмов, без верхолазных работ и с опе-

ративным временем монтажа не более 30 мин.; применяется в стеснен-

ных условиях строительства при ограниченном пространстве для монта-

жа крана, эффективен при малоэтажном строительстве (до 30 метров),

торговых центров, таун-хаусов, с возможностью перемонтажа на новое

место стоянки в течение одной рабочей смены. Использование быстро-

монтируемых кранов эффективно за счет низких эксплуатационных за-

трат, с преимуществом высокоточного позиционирования грузов гори-

зонтальной стрелой и дистанционным радиоуправлением краном.

▪ кран передвижной - имеет возможность передвижения.

■ по типу привода:

▪ ручной привод - используются при перемещении грузов на небольшие

расстояния и при низких темпах работы,

▪ электрический привод - в кранах с электроприводом используются

главным образом электрические двигатели переменного тока, однако при

необходимости плавного регулирования скоростей используются элек-

тродвигатели постоянного тока,

▪ гидравлический привод - компактен, позволяет осуществить бесту-

пенчатую регулировку скоростей крана, но имеет невысокий КПД,

▪ пневматический привод - используются в основном при работе в по-

жароопасных и взрывоопасных средах,

▪ оснащённые двигателем внутреннего сгорания (ДВС) - исполь-

зуются в кранах, работающих независимо от электросети: передвижные

автомобильные, железнодорожные, гусеничные, плавучие.

▪ смешанный привод (дизель-электрический).

■ по виду передвижных кранов:

▪ самоходный кран - имеет возможность передвижения во время рабо-

ты и транспортировки груза за счёт подвода электроэнергии с помощью

следующих систем: троллейный шинопровод, контактный рельс, подвес-

ные кабельные системы, кабельный барабан с пружинным или моторным

приводом, система бесконтактной передачи энергии;

▪ прицепной кран - перемещается буксиром с помощью прицепа.

■ по степени поворота подъёмного крана различают два вида:

▪ поворотный кран - имеет возможность вращения относительно опоры.

Поворотные краны могут быть полноповоротными (угол вращения более

360º) и не полноповоротными (угол вращения менее 360º).

▪ неповоротный кран - не имеет возможности вращения относительно

опоры.

■ по типу грузозахватного органа:

▪ крюковые краны - грузозахватным органом крана является крюк. это

самое простейшее и старое устройство, которое широко применяется

практически во всех типах кранов,

▪ грейферные краны - грузозахватным органом крана является грейфер,

▪ магнитные краны - грузозахватным органом крана является электро-

магнит,

▪ клещевые краны - грузозахватным органом крана являются клещи,

▪ контейнерные краны - грузозахватным органом крана является спре-

дер.

Грузозахватный орган выбирается в зависимости от особенностей груза.

■ Классификация стреловых самоходных кранов и их механизмов

по группам, основанная на условиях работы (эксплуатации), при

ведена в табл. 1.

Таблица 1