Устройство башенного крана
Башня крана
Башня – основной элемент башенного крана, который служит для удерживания стрелы на заданной высоте и для распределения нагрузки со стрелы на ходовую раму и крановые пути. В большинстве случаев башни кранов имеют решетчатое строение (выполнены из уголков или труб небольшого диаметра). Также встречаются башни с телескопической конструкцией (выполнены из трубы большого диаметра).
Башни кранов бывают поворотными и неповоротными.
Поворотная башня представляет собой опорно-поворотное устройство с поворотной платформой, которое размещено внизу (на портале или опорной части крана).
У неповоротных кранов платформа с башней не поворачивается. Поворотный механизм у такого типа машин расположен в верхней части. Для того чтобы кран мог поворачиваться, на башне закреплен поворотный оголовок с противовесной консолью для уравновешивания стрелы. Такая конструкция башенного крана позволяет перемещать грузы массой более 10 тонн. Главным преимуществом неповоротных башенных кранов является возможность их переоборудования для использования в качестве приставных кранов (крепящихся к постройке).
В последнее время большую популярность набирают безоголовочные краны. Для большинства изготовителей производство именно этого типа кранов является преимущественным. Плюсом таких кранов является то, что они освобождены от металлоемкого и габаритного узла (оголовка башни и систем оттяжек, поддерживающих стрелу). Эти краны легко монтируются и не требуют особых усилий при транспортировке. Главный модуль поворотной части (кабина, все механизмы крана и электрооборудование) собирается внизу, а монтаж данной конструкции происходит за один подъем.
Ходовая рама башенного крана
Немаловажным элементом в устройстве башенного крана является ходовая рама, служащая для переноса нагрузок на крановые пути. У неповоротных башенных кранов рамы бывают шатровые либо в форме усеченной пирамиды. У кранов с поворотными башнями нагрузки на раму передаются через опорно-поворотное устройство, которое размещено в нижней части машины.
Стрела башенного крана
Стрела башенного крана представляет собой механизм, с помощью которого он достает до груза, находящегося от него на определенном расстоянии. Различают подъемные, балочные и шарнирно-сочлененные стрелы башенного крана.
К плюсам подъемных стрел крана можно отнести то, что они отличаются малым размером и массой. Также они легко монтируются и легко поддаются транспортировке. К недостаткам подъемных стрел относится то, что для изменения вылета крюка невозможно переместить груз горизонтально. Подъемные стрелы бывают подвесные, подвесные со стойками, подвесные с гуськом и молотовидные.
Балочный тип стрел насчитывает 2 вида: подвесные и молотовидные. Больше всего в строительстве применяют подвесные балочные стрелы. По нижней части таких стрел, которые представляют собой двутавровую балку, перемещаются катки грузовой тележки, служащей для захвата и перемещения груза. Молотовидные балочные стрелы не получили широкого распространения ввиду больших размеров и массы конструкции.
Шарнирно-сочлененные стрелы состоят из двух частей (основной и головной) и относятся к типу комбинированных стрел. Головная часть шарнирно-сочлененной стрелы называется гуськом. Башенные краны с таким типом стрел обладают двумя крюковыми подвесками. Вылет шарнирно-сочлененной стрелы может изменяться двумя вариантами:
подъемом всей стрелы;
сочетанием движений подъема стрелы и перемещением по ней грузовой тележки.
Применение данного типа стрел обусловлено необходимостью увеличения высоты и подъема крана и вылета крюка.
Противовесы
На противоположной стороне стрелы расположены противовесы, служащие для устойчивости крана. На кранах с поворотной башней вместо противовесов применяют специальные распорки, с помощью которых ветви стреловых канатов отводятся от башни. На кранах с неповоротной башней противовес размещают на конце противовесной консоли.
Лебедки
Лебедки, как и противовесы, располагаются на противоположной стороне стрелы. Конструкция крановых лебедок состоит из электродвигателя, барабана, тормоза и редуктора. Различают грузовые, стреловые, тележечные лебедки. Современные грузовые лебедки имеют несколько скоростей подъема и опускания груза. На отдельные башенные краны устанавливают сразу несколько грузовых лебедок: для больших, средних и малых грузов. Стреловые лебедки применяются для изменения вылета крюка и угла наклона стрелы. Тележечные лебедки используются для движения грузовых тележек по балочной стреле.
Стальные канаты
При эксплуатации башенного крана стальные канаты играют одну из главных ролей. Канаты выполняют функцию тяговых органов крана при подъеме груза и стрелы. Стальные канаты используют при монтаже и демонтаже башенного крана, при выдвижении башни, для поворота крана, а также для передвижения грузовой тележки по стреле. Рациональность использования канатов из стали обусловлена их высокой прочностью, гибкостью, грузоподъемностью при относительно малом собственном весе.
Блоки, полиспасты, барабаны
Блоки, полиспасты, барабаны служат для соединения каната с подъемным механизмом. Все эти механизмы предназначены для подъема и опускания грузов. Блок, как простейший механизм, представляет собой колесо с желобом для размещения каната. К недостаткам блоков относится то, что они практически не дают выигрыша в силе. Блоки бывают подвижные (перемещаются вместе с грузом) и неподвижные (используются для изменения направления движения канатов). Полиспасты представляют собой механизм, состоящий из нескольких подвижных и неподвижных блоков, которые скреплены канатом. Из-за невысокой скорости подъема грузов полиспаст позволяет получить большой выигрыш в силе. Барабан выполняется в форме цилиндра с полыми внутренностями. В конструкции барабана применены винтовые канавки, которые служат для меньшего износа и лучшей укладки каната.
Стрелы башенных кранов в зависимости от способа изменения вылета разделяются на подъемные и балочные.
Наибольшее распространение получили краны с подъемной стрелой. Это объясняется тем, что они имеют на 15—20% меньшую массу по сравнению с кранами, оборудованными балочными стрелами, более технологичны в изготовлении, их проще монтировать и перевозить.
По конструкции стрелы делятся на подвесные (рис. 22, а, е), подвесные с балансиром (рис. 22, б), подвесные шарнирно-сочлененные (с гуськом) (рис. 22, в), подвесные со стойками (рис. 22, г) и молото-видные (рис. 22, д, ж). Наиболее просты подвесные подъемные стрелы, которые получили массовое распространение.
Рис. 22. Виды стрел: а — подъемная подвесная, б — подъемная подвесная с балансиром, в — подъемная подвесная с гуськом, г — подъемная подвесная со стойками, д — подъемная молотовидная, е — балочная подвесная, ж — балочная молотовидная; 1 — балансир, 2 — гусек, 3 — стойка
В плане подъемные стрелы имеют различную конфигурацию (рис. 23). По конструкции поясов и раскосов стрелы изготовляют решетчатыми ; из уголков или труб или сплошностенными из труб большого диаметра, гнутого профиля или листа.
Наиболее совершенную конструкцию имеют решетчатые стрелы из труб, которые по сравнению с уголковыми более легки и прочны. Кроме того, из-за хорошей обтекаемости труб ветровые нагрузки на ; трубчатые конструкции значительно ниже. Все это позволяет уменьшить опрокидывающий момент, действующий на кран, и тем самым повысить устойчивость крана. Сейчас разработаны оптимальные конструкции 4, 8 решетчатых подъемных стрел, обеспечивающие их минимальную массу и невысокую стоимость изготовления.
У кранов с установочным изменением вылета опорный шарнир соединения стрелы с башней выполнен на подшипниках скольжения, у кранов с маневровым изменением вылета — чаще на подшипниках качения.
Рис. 23. Конструктивные схемы стрел: а — вид в плане, б — поперечные сечения подъемных стрел, в — поперечное сечение балочных стрел; 1 — трехсекционная, 2 — трапециевидная, 3 — А-образная, 4 — оптимальной конструкции, 5 — уголковой конструкции, 6 — четырехгранная решетчатая из труб, 7 —трехгранная решетчатая из труб; 8 — то же, оптимальной конструкции, 9 — из гнутого профиля
По двесные стрелы со стойками, примененные на кране МСК-5-20, по характеру работы и конструкции аналогичны подвесным стрелам.
Шарнирно-сочлененные стрелы (с гуськами) используют, как правило, когда требуется увеличить вылет и высоту подъема без переделки стрелы и изменения высоты башни (кран КБ-160.4).
Молотовидные подъемные и балочные стре-л ы работают на изгиб, поэтому они значительно тяжелее других типов стрел. Кроме того, из-за значительных габаритов по высоте эти стрелы тРУДно перевозить.
Балочную подвесную стрелу (рис. 24) имеет кран КБк-250. Стрела имеет трехгранное сечение. Грузовая тележка передвигается по двум нижним поясам. Верхний пояс и раскосы — трубчатые. Нижние пояса (ездовые балки) коробчатого сечения из двух сваренных уголков. Стрела имеет два рабочих положения: горизонтальное и ломаное, когда опорная секция стрелы устанавливается вертикально и крепится к верху оголовка, а головная секция размещается наклонно под углом 30° к горизонту. В этом случае удается значительно увеличить высоту подъема крана. Благодаря специальной схеме запасовки грузового каната обеспечивается горизонтальное перемещение груза при движении грузовой тележки по наклонно расположенной стреле.
Рис. 24. Балочная подвесная стрела крана КБк-250: 1 — опорная секция, 2 — стойка, 3 — головная секция
Монтаж. Краны с неповоротной башней монтируются укрупненными узлами при помощи рабочей стрелы, при помощи монтажной стрелы, при помощи падающей стрелы и при помощи падающего шевра.
Для монтажа башенных кранов этими методами требуются автомобильные краны грузоподъемностью 3 и 5 т и якорные устройства для закрепления монтажных расчалок.
Башенные передвижные краны с поворотной башней привозят на место установки, как правило, в подготовленном для монтажа виде со сложенными назад (в сторону противовеса) или вперед башней и стрелой. Канаты и электрооборудование при перевозке таких кранов не демонтируют.
Для монтажа «ранов с поворотной башней почти не требуется дополнительных грузоподъемных средств и якорных устройств, так как краны монтируются с помощью собственных крановых механизмов и при этом обладают достаточной устойчивостью. Кроме того, при установке кранов с поворотной башней из транспортного положения в рабочее почти не приходится прибегать к опасным и трудоемким верхолазным работам. Все это позволяет сократить время монтажа до 1—2 смен.
Монтаж выполняют в такой последовательности (рис. 67): сначала на крановых путях .монтируют ходовую раму/и загружают ее балластом. Затем с помощью автомобильного крана на земле собирают портал и закрепляют его в опорных проушинах на ходовой раме. Верхнюю часть портала поднимают и опирают на шпальную клетку. С помощью автомобильного крана собирают на крановых путях башню и стыкуют ее с порталом. Далее к башне крепят последовательно оголовок, кабину и противовесную консоль 3. Для удобства соединения тяги противовесной консоли выполнены складными. При этом под башню в месте опорного шарнира стрелы подкладывают шпальную клетку 2.
Рис. 67. Схема монтажа крана БКСМ-5-5 при помощи рабочей стрелы 1—ходовая рама; 2 — шпальная клетка; 3 — противовесная консоль; 4— монтажный полиспаст; 5 — боковые оттяжди; 6 — рабочая стрела; 7 — анкерная тяга; 8 — якорное устройство
Для осуществления подъема башни к ходовой раме портала с противоположной стороны от опорных проушин закрепляют рабочую стрелу.
Между оголовком башни и головкой рабочей стрелы размещают 10-кратный монтажный полиспаст. Концы канатов этого полиспаста пропускают через блоки оголовка и запасовывают: один конец — на барабан грузовой лебедки, другой конец — на барабан стреловой лебедки.
Рабочая стрела крепится анкерной тягой с якорным устройством. Включением стреловой лебедки поднимают стрелу в монтажное положение до натяжения анкерных тяг. В этом положении стрела закрепляется боковыми расчалками.
Башня грузовой лебедкой приподнимается на высоту 100—150 мм для проверки работоспособности всех узлов. Затем, опустив башню на шпальную клетку, повторным включением поднимают башню в положение, показанное на рис. 67 пунктиром. Для облегчения перемещения противовесной консоли до момента отрыва ее от земли под нее предварительно подкладывают дощатый настил.
После окончания подъема башни рабочую стрелу опускают и снимают монтажный канат с барабанов грузовой и стреловой лебедок, а на них наматывают рабочие канаты.
Далее навешивают противовес и стрелу. Кран готов к работе.
Монтаж крана при помощи падающей стрелы
Для монтажа при помощи падающей стрелы (рис. 68) кран полностью собирают на земле в следующем порядке: на крановых путях устанавливают ходовую раму и крепят ее захватами к рельсам. К раме присоединяют собранную башню с поворотным оголовком. При этом верхняя часть башни опирается на монтажные козлы 1. Затем к оголовку башни присоединяют стрелу 5 и про- тивовесную консоль 2 с грузом 4. После этого запасовывают канат стрелового полиспаста, последнюю нитку которого закрепляют на барабане стреловой лебедки, установленной на противовес- ной консоли 2. Затем заиасовывают канат грузового полиспаста, рабочую ветвь которого закрепляют на барабане грузовой лебедки.
Одновременно со сборкой и подготовкой крана к подъему устанавливают инвентарные монтажные приспособления: падающую стрелу 8, соединенную с краном тягой 7, монтажный полиспаст 9 и якорное устройство 10. В качестве монтажной лебедки используют инвентарную лебедку.
В качестве падающей срелы используют стрелу другого однотипного крана.
При включении монтажной лебедки стрела 8 опускается, как бы падает в положение, одновременно поднимая башню крана вместе со стрелой, противовесной консолью и противовесом.
Рис. 68. Схема монтажа крана БКСМ-5-5 при помощи падающей стрелы 1 — монтажные инвентарные козлы; 2 — противовесная консоль; 3 — дощатый настил для движения противовеса при подъеме; 4 — противовес; 5 — стрела; 6 — стреловой полиспаст; 7— тяга; S — падающая стрела; 9 — монтажный полиспаст; 10 — якорное устройство
Затем стрелу при помощи стреловой лебедки поднимают в рабочее положение, показанное пунктиром на рис. 68. При описанном методе монтажа башня занимает вертикальное положение плавно, без рывков, а противовес удерживает ее от запрокидывания.
Такой метод монтажа позволяет более чем в 2 раза сократить сроки монтажа, полностью ликвидировать опасные и трудоемкие верхолазные работы.
Монтаж крана при помощи падающего шевра
Этот метод разработан ЦНИИОМТГ1 также для кранов типа БКСМ. Достоинство метода заключается в том, что для монтажа крана не требуется якорного устройства, а длина монтажной “площадки лишь немного превышает полную высоту крана. Портал и башню крана 2 (рис. 69), включая поворотный и неповоротный оголовок, собирают в обычном порядке с помощью автомобильного крана и монтажных козел. Затем к башне крепят кабину, противовесную консоль с противовесом, стрелу в сборе с грузовой тележкой. Головку стрелы опирают на козелок, закрепленный на нижней секции башни.
Рис. 69. Схема монтажа крана типа БК.СМ при помощи падающего шевра 1 — противовесная консоль; 2 — башня; 3 — стрела; 4 — расчальный полиспаст; 5 — козелок; 6 — монтажный полиспаст; 7 — рама; 8 — монтажная балка; 9 — шевр
Под раму портала с уложенным на ней балластом подводят монтажную подкрановую балку с монтажным полиспастом 6. Затем на кране запасовывают рабочие канаты, причем барабаны стреловой и грузовой лебедок оставляют свободными. Монтажные лебедки имеют дистанционное управление. Во избежание угона ходовой рамы при монтаже ее крепят к рельсовому пути при помощи рельсовых захватов и дополнительно увязывают проволокой.
Одновременно с подготовкой к подъему крана собирают монтажный шевр 9, представляющий собой две стрелы, соединенные вверху и внизу поперечными фермами.
Обе опоры монтажного шевра соединяют с подкрановой балкой канатами. Головную часть шевра соединяют сдвоенным монтажным полиспастом с подкрановой балкой и сдвоенным расчальным полиспастом с опорным шарниром. Канат монтажного полиспаста крепят к барабану грузовой лебедки, канат расчального полиспаста — к стреловой лебедке.
Монтаж начинается с подъема шевра в вертикальное положение с помощью стреловой лебедки, при этом грузовую лебедку включают на спуск, и монтажный полиспаст распускается.
После окончания подъема шевра грузовую лебедку выключают, а стреловая продолжает наматывать канат расчального полиспаста, подтягивая башню крана к головке шевра до тех пор, пока противовесная консоль не оторвется от земли. В этот момент выключают стреловую лебедку и включают «а подъем грузовую лебедку. Шевр опускается, «падает», и башня одновременно поднимается до вертикального положения. Затем подъемное оборудование демонтируют. С барабанов лебедок снимают монтажный и расчальный канаты и наматывают соответственно грузовой и стреловой, поднимают стрелу в рабочее положение. Кран готов к работе.
43. Система индексации строительных башенных кранов КБ.
Система индексации строительных башенных кранов представлена на рис. 3.18.
В индекс крана входят буквенные и цифровые обозначения. Буквы перед цифрами обозначают: КБ — кран башенный, КБМ — кран башенный модульной системы, КБР — кран башенный для ремонта зданий, КБГ — кран башенный для гидротехнического строительства. Цифры индекса последовательно обозначают: первая цифра — номер размерной группы, в том числе соответствующий номинальному грузовому моменту (1-я — до 30 т-м, 2-я — 75, 3-я — 125, 4-я — 175, 5-я — 300, 6-я — 550, 7-я — 800, 8-я — 1200, 9-я — более 1200 т-м), последующие две цифры — порядковый номер базовой модели (01…69 для кранов с поворотной и 71…99 — с неповоротной башнями). После точки указывается порядковый номер исполнения крана (0—9), который может отличаться от базовой модели длиной стрелы, высотой подъема, грузоподъемностью. В обозначении базовых моделей номер исполнения «0» обычно не ставится. Буквы (А, Б, В, ...), стоящие в индексе после цифр, обозначают очередную модернизацию (изменение конструкции без изменения основных параметров) и климатическое исполнение крана (ХЛ — для холодного, Т — тропического и ТВ — тропического влажного климата; для умеренного климата соответствующего буквенного обозначения нет).
Рис. 3.18. Система индексации башенных кранов
Например, индекс крана КБ-405.1А расшифровывается так: кран башенный, четвертой размерной группы, с поворотной башней, первое исполнение, первая модернизация, для умеренного климата.