4.1.2. Башенные краны
Башенным называется стреловой поворотный кран со стрелой, закрепленной в верхней части вертикально установленной башни. Эти краны предназначены для подачи строительных материалов к рабочим местам строителей, монтажа зданий и оборудования и могут быть использованы для выполнения ПРР при доставке грузов на строительные площадки. Башенные краны обслуживают открытые склады строительных организаций, предприятий строительной индустрии и различные перегрузочные склады.
Башенные краны подразделяются: на передвижные, перемещающиеся по наземным подкрановым путям; стационарные, с башней, прикрепляемой к возводимому сооружению; самоподъемные, опирающиеся на каркас сооружения (рис.4.7).
Рис. 4.7. Самоподъемный башенный кран
Башенные краны имеют ходовые устройства всех известных типов, но наибольшее распространение получили рельсовые башенные краны, что упрощает их эксплуатацию и повышает безопасность работы.
По конструктивному исполнению башенные краны делятся на краны с поворотной и неповоротной башнями. У кранов с поворотной башней опорно-поворотное устройство размещено, как правило, внизу, непосредственно на ходовой части крана, а у кранов с неповоротной башней это устройство находится наверху башни.
Рис.4.8. Конструктивные особенности башенных кранов:
а – кран башенный с поворотной башней и маневровой стрелой; б – кран башенный с неповоротной башней и грузовой тележкой, передвигающейся по горизонтальной стреле балочного типа; в – кран башенный приставной: 1 – ходовые тележки; 2 – балласт; 3 – мачта монтажная; 4 – башня; 5 – распорка; 6 – противовес; 7 – грузовая лебедка; 8 – оголовок; 9 – кабина; 10 – стрела; 11 – грузовая тележка; 12 – крюковая подвеска; 13 – опорно-поворотное устройство; 14 – портал; 15 – ходовая рама.
По способу изменения вылета крюка (по конструкции стрел) башенные краны бывают:
- с управляемой (маневровой, подъемной) стрелой - груз подвешивают к концу стрелы с помощью крюковой подвески через головные блоки, вылет стрелы изменяют ее поворотом относительно опорного шарнира;
- с грузовой тележкой, перемещающейся по балочной стреле - крюковая подвеска перемещается вдоль балки вместе с грузовой тележкой, за счет этого происходит изменение вылета стрелы крана.;
- с шарнирно-сочлененной стрелой (ШСС).
Управление всеми механизмами крана осуществляется машинистом из кабины, которая, как правило, находится наверху башни. Груз поднимается с помощью грузовой лебедки, грузового каната и крюковой подвески.
Передвижение башенного крана по рельсовым путям происходит с помощью колес, смонтированных на ходовых тележках, имеющих привод от механизма передвижения. Для устойчивости передвижных башенных кранов на их поворотной платформе или внизу неповоротной части башни размещают балласт из бетонных плит.
Преимуществами кранов рассматриваемого типа являются: хороший обзор машинистом рабочей зоны; отсутствие пересечения конструкций строящегося объекта, т. к. стрела расположена на большой высоте; надежность и простота в эксплуатации; большая рабочая зона.
К недостаткам башенных кранов можно отнести: необходимость устройства подкрановых путей для их передвижения; монтаж и демонтаж крана при его перебазировании с одного объекта на другой.
Башенный кран-погрузчик
Основное предназначение — механизация погрузочно-разгрузочных работ в промышленности (металлургической, деревообрабатывающей), складских и портовых объектов.
Кран-погрузчик может достигать в высоту 24 м (рис.4.9). Технические особенности позволяют при работе на складских помещениях охватывать максимальные площади, в сравнении с козловыми или мостовыми кранами. С экономической точки зрения использование крана-погрузчика также обосновано: территория, охваченная одним краном-погрузчиком, сравнима с площадью, на которой может работать два козловых крана (с пролётом по 32 м), либо один мостовой кран (но при работе такого крана необходимо выставлять дополнительно сварные конструкции).
Рис.4.9. Башенный кран-погрузчик
Кран-погрузчик позволяет укладывать продукцию на достаточно большую высоту, что позволяет наиболее эффективно использовать территорию склада. Дополнительно перегружатели могут комплектоваться грейферами и другими вспомогательными устройствами.
В настоящее время краны оборудуются частотной схемой управления. При частотной схеме управления кран обладает большими преимуществами, чем с контроллерами: точная управляемость, надёжность, энергосбережение, щадящий режим работы механизмов. Частотная схема управления снижает динамические нагрузки благодаря бесступенчатому плавному изменению скорости подъема (опускания) груза, изменению вылета грузовой тележки, повороту крана. На всех современных европейских кранах частота вращения крана 0,8 об/мин.
Подобные краны пользуются популярностью у нефте-, газодобывающих компаний, на металлургических заводах и лесозаготовителей.
Завершая обзор стреловых кранов необходимо отметить, что вид применяемого привода зависит от грузоподъемности и степени мобильности кранов.
Использование той или иной конструкции электрического привода зависит от его степени стойкости к перегрузкам. Как показывает практика, по мере роста грузоподъемности кранов целесообразно от электродвигателей переменного тока с короткозамкнутым ротором переходить на двигатели с фазовым ротором, у которых повышенный пусковой момент, а также электродвигатели постоянного тока.
Для мобильных кранов сравнительно небольшой грузоподъемности можно использовать бензиновые (в том числе карбюраторные) двигатели внутреннего сгорания. Они обеспечивают «мягкую» рабочую характеристику привода, так как обладают хорошей способностью «приспосабливаться» к колебаниям внешней нагрузки. В связи с тем, что в настоящее время исчезает спрос на автомобильные краны грузоподъемностью 4-5 т, сокращается спрос на автокраны грузоподъемностью 6,3 т (из-за неэффективности их использования) и возрастает спрос на краны большой грузоподъемности, то основными силовыми установками становятся дизельные двигатели. Эти двигатели имеют «жесткую» характеристику, т. е. обладают очень малой способностью «приспосабливаться» к колебаниям внешней нагрузки (при ее снижении работают с неполной отдачей, а при перегрузке глохнут). Для того чтобы смягчить работу дизельного двигателя, используют различные гидро- и электропередачи.
Стрелы (башни) рассматриваемых кранов по конструктивному исполнению могут быть решетчатыми и сплошными. Последние, в свою очередь, выпускаются прямоугольного или круглого сечения. Несмотря на то, что у сплошных стрел металлоемкость по сравнению с решетчатыми стрелами выше, однако они более технологичны в изготовлении, менее трудоемки в обслуживании и имеют хороший вид.