Стрілова лебідка 8 служить для утримання стріли. Існують конструкції, у яких стріла утримується за допомогою жорстких тяг. Застосовуються крани, у яких стрілова лебідка може нахиляти стрілу, що підвищує висоту підйому вантажу. При цьому вантажний візок або кріпиться на кінці стріли, або переміщується по нахиленій стрілі. Вантажний канат 11 зтікає з барабана лебідки 7, охоплює обвідні блоки, встановлені на кінці стріли, на вантажному візку, на гаковій підвісці 12. Кінець каната закріплений нерухомо біля основи стріли. Блоки вантажного візка та крюкової підвіски, охоплені канатами, утворюють вантажний поліспаст. При піднятті вантажу канат 11 намотується на барабан лебідки 7, виліт стріли при цьому не змінюється.
Механізм повороту 4 складається з електродвигуна, нормально замкнутих гальм, редуктора та відкритої зубчастої передачі. При повороті шестерня цієї передачі котиться по нерухомому зубчастому колесі, закріпленому на башті, приводить до обертання наголовник із закріпленими на ньому елементами конструкції. Виліт стріли змінюється шляхом переміщення вантажного візка 13 за допомогою лебідки 14, із барабана якої звисають обидві вітки каната. Кінці каната кріпляться до вантажного візка. При зміні вильоту (та горизонтальній стрілі) висота підвішення вантажу залишається постійною.
Самопідйомні крани використовуються при будівництві висотних споруд (150 м та вище), які мають металевий або потужний залізобетонний монолітний каркас. Кран прикріплюється на новобудові і в міру її зведення за допомогою додаткових механізмів піднімається по споруді.
Крани зі зміною вильоту шляхом нахилення стріли (з підйомною стрілою) при тих же параметрах (вильоті, висоті підйому, вантажопідйомності) на 15...20 відсотків легші, ніж крани зі зміною вильоту за допомогою вантажного візка (з балковою стрілою). Підйомна стріла дозволяє збільшити висоту підйому вантажу при зменшенні її вильоту, забезпечує добру маневровість в тісних умовах будівельного майданчика. Крани з підйомною стрілою більш технологічні у виготовленні, зручніші при монтажі та перевезенні. Однак підйомні стріли мають і деякі недоліки порівняно з балковими стрілами: відсутність суворо горизонтального переміщення при зміні вильоту, що підвищує потужність двигуна силової лебідки; незначна і нерівномірна горизонтальна швидкість пересування при зміні вильоту; зменшення зони обслуговування з однієї зупинки, бо вантаж не можна підвести близько до башти крана.
Застосування кранів із поворотною баштою також сприяє зменшенню їх ваги, тому що вага механізмів не навантажує башту. Однак при значній висоті башти, щоб зменшити її гнучкість, башту доводиться прикріплювати до споруди, що зводиться. У такому випадку доцільніше було б використовувати крани з нерухомою баштою.
Підйомні стріли отримали найбільше поширення в мобільних кранах з баштою, що обертається. Балкові стріли застосовуються в основному в кранах зі значною висотою підйому та нерухомою баштою. Частіше крани монтують на об’єкті при мінімальній висоті башти, а в процесі зведення споруди або приміщення висоту башти збільшують у кранів з баштою, що обертається, найчастіше підрощенням знизу, а в кранів з нерухомою баштою - нарощенням зверху.
Кран з баштою, що обертається, та підйомною стрілою часто демонтують у такій послідовності (рис. 4.12). Висоту башти зменшують до мінімуму. Стрілу опускають вертикально вниз. При необхідності, щоб зменшити довжину стріли, останню складають. Башту разом із стрілою переводять у горизонтальне положення й закріплюють на сідельному пристрої автомобіля-тягача. Демонтують і окремо перевозять противагу. Домкратом або самохідним краном припіднімають раму ходового обладнання і до неї знизу прикріплюють інвентарну пневмоколісну вісь. З об’єкта на об’єкт кран перевозять, як автопоїзд. Для монтажу крана на новому об’єкті слід заздалегідь встановити одну секцію кранових колій. Монтують кран у зворотній послідовності. Монтаж і демонтаж баштових
Рис. 4.12. Схеми демонтажа крана:
а,б- опускання стріли та башти; в- встановлення пневмоколісної осі; г- транспортне положення
кранів проводять за допомогою їх механізмів та одного - двох стрілових самохідних кранів.
З метою підвищення безпеки праці баштові крани оснащують автоматичними приладами безпеки. До них належать обмежувачі переміщень (переміщення крана, кут нахилу стріли, висота підйому гаковії підвіски, переміщення вантажного візка, повороту крана і т.д.) та вантажопідйомністі. Перші відключають механізми крану до досягнення граничного положення його елементів. Другі вимикають механізми крана в разі перевищення номінальної його вантажопідйомності. Всі механізми крану оснащаються нормально-замкнутими гальмами, нульовим та кінцевим електрозахистом.
На баштових кранах встановлюють анемометри, які подають звукові та світлові сигнали при небезпечній швидкості вітру. Крім того, крани обладнують рейковими захватами, вказівниками вильоту та вантажопідйомності, що йому відповідає.
4.5. Стрілові самохідні крани.
На відміну від баштових стрілові самохідні крани мають значно менший підстріловий простір, що звужує їхні технологічні можливості. Однак, вони значно мобільніші, простіше перевозяться з об’єкта на об’єкт, незначні роботи з монтажу їх на робочому місці, максимальна вантажопідйомність їх, як правило, вища.
Стрілові самохідні крани широко використовують при виконанні навантажувально-розвантажувальних робіт та монтажі конструкції при малоповерховому будівництві, при частому перебазуванні, малих обсягах монтажних робіт.
Як правило, стрілові самохідні крани забезпечуються двигунами внутрішнього згорання, що значно підвищує їх мобільність.
Позначення стрілового самохідного крану складається з двох літер КС (кран самохідний), чотирьох цифр та двох буквених позначок, яких може і не бути. Перша цифра означає розмірну групу крана, яка визначається головним параметром стрілового самохідного крана - його максимальною вантажопідйомністю. Друга цифра означає тип ходового обладнання: 1 - гусеничне; 2 - гусеничне розширене, тобто таке, що забезпечує менший питомий тиск на грунт; 3 - пневмоколісне (двигун при цьому розташований на поворотній платформі); 4 - на спеціальному шасі; 5 - на шасі автомобіля; 6 - на тракторі; 7 - на причепі. Цифрою, що стоїть на третьому місці, кодується улаштування стрілового обладнання. Цифра 6 означає, що стріла з канатною підвіскою, тобто використовується канатно-блочний привод керування стрілою. Цифра 7 - підвіска стріли жорстка, тобто використовується гідравлічний привод для керування стрілою. Цифра 8 - стріла телескопічна, тобто секції стріли висуваються одна з одної найчастіше за допомогою гідроциліндрів. Це дозволяє зменшити транспортний габарит крана і одержати більшу довжину стріли в робочому положенні. Цифра на четвертому місці означає порядковий номер моделі крана. Оскільки конструкції кранів безперервно вдосконалюються, то після чергової модернізації до індексу крану додають буквену позначку модернізації (А, Б, В і т.д.). Якщо модернізації не було, то позначка відсутня. Як і для баштових кранів указують кліматичне виконання: ХЛ - північне; Т і ТВ - відповідно для сухих та вологих тропіків. Для помірного клімату ця позначка відсутня. Оскільки до базових шасі кранів виставляють дещо інші вимоги, ніж до вантажного автомобіля, випускають крани на спеціальних шасі. Особливо це стосується великих типорозмірів кранів, тому що їх виробляти на шасі вантажних автомобілів неможливо в зв’язку з недостатньою їх вантажопідйомністю, а застосовувати гусеничне ходове обладнання незручно через транспортування кранів із об’єкта на об’єкт.
Крани автомобільні та на спеціальному шасі мають приблизно однакове компонування. На рис. 4.13 подано схему крана на спеціальному шасі автомобільного типу. Спеціальне шасі автомобільного типу 1 має особливості, які відрізняють його від шасі вантажного автомобіля. Щоб забезпечити переміщення крана дорогами загального призначення, треба витримати габарити висоти та ширини крана і не збільшувати навантаження на вісь, тому спеціальне шасі для кранів високої вантажопідйомності виконують подовженим з більшою кількістю осей (до дванадцяти). Щоб забезпечити маневровість крана, збільшують кількість керованих коліс (4,6,8 і т.д.). Щоб не збільшувати габарит по висоті, кабіну 2 для керуання в транспортному режимі прикріпляють до рами ходового обладнання консольно. Двигун внутрішнього згорання 15 розміщують за кабіною. На рамі ходового обладнання розміщено опорно-поворотний пристрій 14, на
Рис. 4.13. Схема крана на спеціальному шасі автомобільного типу:
1- спеціальне шасі автомобільного типу; 2- кабіна; 3- гакова підвіска; 4,7,8- вантажний поліспаст, лебідка і канат; 5- стріла; 6- гідроциліндр підйому та опускання стріли; 9- двунога стійка; 10- поворотна платформа; 11- противага; 12- виносний пульт керування; 13- виносні опори; 14- опорно-поворотний пристрій; 15- двигун внутрішнього згорання; 16- стійка
якому встановлена поворотна платформа 10, де закріплено механізм повороту, противагу 11, вантажну лебідку 7 та інші елементи.
Механізм повороту та вантажну лебідку виготовляють з приводом від гідродвигуна й постачають нормально замкнутим гальмом та гідравлічним розмикачем. На поворотній платформі шарнірно закріплена стріла 5, частіше телескопічна. Секції стріли можуть висуватися під навантаженням за допомогою гідроциліндрів, встановлених у середині стріли. Підняття і опускання стріли здійснюють гідроциліндром 6. Вантажний канат 8 стікає з барабана лебідки 7, охоплює обвідні блоки, встановлені на двоногій стійці 9, блоки на кінці стріли та гаковій підвісці 3, утворюючи вантажний поліспаст 4. У транспортному режимі стрілу вкладають на стійку 16. Щоб попередити розгойдування гакової підвіски, її за допомогою строп кріплять до буксирних гаків автомобіля. На поворотній платформі розташовують кабіну для керування краном при переміщенні вантажів. Крани обладнують найчастіше гідрофікованими виносними опорами 13, якими частіше керують із виносного пульта 12.
Схема пневмоколісного крана показана на рис. 4.14. На рамі ходового пристрою 1 розташований опорно-поворотний пристрій 2, на якому встановлена поворотна платформа 11. На останній закріплено противагу 4, двигун внутрішнього згорання 5, двоногу стійку 6, на якій встановлені обвідні блоки, стрілову 7 та вантажну 8 лебідки. На поворотній платформі шарнірно закріплена стріла 9, до якої з допомогою вантажного каната підвішена гакова підвіска 10. Пневмоколісні крани обладнані виносними опорами 3 та дишлом 12, яке служить для переміщення крана в причепі до тягача.
Схема гусеничних кранів приблизно така ж, як і пневмоколісних. Гусеничні крани мають не пневмоколеса, а гусеничний, без пружних елементів рушій. Це дозволяє їм обходитися без виносних опор. На значні відстані їх перевозять на великовантажних причепах чи напівпричепах, тому дишло в них відсутнє.
Рис. 4.14. Схема пневмоколісного стрілового крана:
1- ходовий пристрій; 2- опорно-поворотний пристрій; 3- виносні опори; 4- противага; 5- двигун внутрішнього згорання; 6- двунога стійка; 7,8- стрілова та вантажна лебідки; 9- стріла; 10- гакова підвіска; 11- поворотна платформа; 12- дишло
Тракторні крани можуть мати різне компонування. Найширше використовуються крани-трубовкладальники, які є основними вантажопідйомними машинами при будівництві трубопроводів. Промисловість виготовляє крани-трубовкладальники з гідравлічним і механічним приводом.
Основні переваги стрілових самохідних кранів порівняно з баштовими - їх значно вища мобільність, автономність, менші затрати коштів та часу при перевезенні кранів із об’єкта на об’єкт. Якщо баштові крани випускають іноді з постійною вантажопідйомністю, то вантажопідйомність стрілових самохідних кранів завжди змінюється залежно від вильоту стріли. Ці залежності представлено у вигляді графіків, які називають кривими вантажопідйомності. Завжди у кожного крана декілька кривих вантажопідйомності: при різній довжині стріл, при роботі на виносних опорах і без них. Загальний недолік усіх стрілових самохідних кранів (окрім кранів-трубовкладальників) заключається у тому, що переміщення цих кранів із вантажем дозволяється тільки по заранше спланованому майданчику, при значному зниженні вантажопідйомності, крайньому задньому положенні стріли, мінімальному вильоті, при розміщенні вантажу над землею не більше 20...30 см.
Стрілові самохідні крани обладнують такими приладами безпеки: обмежувачами переміщень гакової підвіски та стріли, обмежувачами вантажопідйомності, показчиками вильоту та вантажопідйомності, креномірами, сигналізаторами наближення до ЛЕП. Продуктивність кранів значною мірою залежить від їх конструктивних особливостей. Крани - машини циклічної дії, тому їхня технічна продуктивність (т/с)
, (4.10)
де Q - вантажопідйомність крана, т ; Кв - коефіцієнт використання крана за вантажопідйомністю; tЦ - тривалість одного циклу, с.
Крани та їх механізми розраховані на певний режим роботи: легкий (Л), середній (С), важкий (В), дуже важкий (ДВ).
Режим роботи крана визначається кількома показниками, до яких входить коефіцієнт використання за вантажопідйомністю
,
де Qср - середня маса (т) вантажу, що підіймається, а Qн - номінальна вантажопідйомність (т). Найбільші значення цих коефіцієнтів обумовлені для кожного крана, залежно від прийнятого режиму роботи.
Тривалість циклу роботи крану
, (4.11)
де tм - машинний час, тобто частина часу циклу, коли працюють механізми крана; tр - ручний час, тобто частина часу циклу, коли механізми крану не працюють, цей час витрачається на стропування та розстропування, утримання вантажу під час закріплення його в монтажному оснащенні і т.п.
Машинний час можна визначити розрахунком як суму часових інтервалів переміщень, які складають цикл. Однак на практиці вони часто менші від цієї суми за рахунок поєднання операцій:
, (4.12)
де tпо - час підйому і опускання вантажу, с (tпо= 2Н/uпо , Н - висота підйому і опускання, м; uпо - середня швидкість підйому і опускання м/с); tн - час переміщення крана або гака (вантажного візка) при зміні вильоту, с (tп= 2S/uп , де S - довжина шляху переміщення, м; uп - середня швидкість переміщення, м/с); tпов - час повороту крана, с [tпов =2a(360n), a - кут повороту крана, град; n - частота обертання поворотної частини крана, с-1]; Кпо - коефіцієнт поєднання операцій (Кпо=0,6...0,8).
Коефіцієнт поєднання операцій визначається конструкцією крана, конкретними умовами роботи та кваліфікацією оператора. Щоб підвищити технічну продуктивність крана, необхідно збільшити значення Кв шляхом правильного підбору тари при переміщенні сипких та тістоподібних матеріалів та застосування багатомісних вантажозахватних пристосувань при переміщенні вантажів малої маси.
Ручний час може зменшити за рахунок застосування вантажозахватних пристосувань, які забезпечують автоматичне стропування та розстропування вантажу. Великий вплив на тривалість машинного часу мають виробничі умови, у яких працює кран, тобто організація його робочої зони. Матеріали і деталі, які підлягають підйому, слід розмістити так, щоб переміщення крана в процесі монтажу було мінімальним.