книги из ГПНТБ / Харас З.Б. Монтаж аппаратов нефтяной и газовой промышленности

Определенный интерес представляют замеры (проведенные с уча­ стием автора) нагрузки на крюк гусеничного крана СКГ-100 с ко­

на крюке должны быть указаны в инструкции по монтажу и эксплу­ атации крана.

§ 3. ПНЕВМОКОЛЕСНЫЕ КРАНЫ

Пневмоколесными называют стреловые самоходные краны, име­ ющие пневмоколесную ходовую часть с приводом от двигателя, рас­ положенного на поворотной платформе.

Как и автокраны, пневмоколесные краны эффективны при частых перебазировках. Однако в этом случае переброску пневмоколесных кранов с объекта на объект на большие расстояния осуществляют буксировкой автотягачами.

57'

Первым шагом к созданию отечественных кранов данного типа является освоение выпуска крана модели М КП-40 грузоподъем­ ностью 40 т, смонтированного на седельном полуприцепе и одно­ осном тягаче МАЗ-529В. Кран обладает повышенной проходимостью, большой транспортной скоростью (до 25 км/ч) и высокой маневрен­ ностью. С повернутой назад стрелой он может поднимать и транспор­ тировать груз массой до 20 т. Для передвижения крана в тяжелых дорожных условиях (вязкий грунт, грязь, глубокий снег) его задние колеса снабжены самостоятельным электроприводом. Для ведения монтажных работ на больших вылетах и с предельными грузами кран снабжен четырьмя выносными гидравлическими опорами.

К уникальным кранам типа тягач — крановая установка отно­ сится кран западногерманской фирмы «Розенкранц» грузоподъем­ ностью 500 т со стрелой, имеющей длину 25 м и вылет 6 м. Этим краном монтировали элементы массой 135 т на высоте около 100 м. Опорный контур крана при выдвинутых четырех опорах занимает площадь 13,5x13,5 м. Прямая стрела крана имеет длину до 109 м. Башенно-стреловое оснащение крана включает башню-стрелу вы­ сотой 85 м и маневровый клюв длиной 75 м. Грузоподъемность крана при этом оснащении составляет 10 т при вылете стрелы 80 м и высоте подъема крюка 160,6 м. Кран имеет отдельный электродвигатель, мощностью 220 кВт для передвижения его со скоростью до 60 км/ч. Привод механизмов крана — от электродвигателя мощностью

150кВт.

В1971 г. западногерманской фирмой «Розенкранц» изготовлен кран типа тягач—крановая установка грузоподъемностью 1000 т при стреле длиной 29 м с вылетом крюка 5 м. При движении по шоссе

кран без стрелы и портала развивает скорость до 60 км/ч и занимает габариты: длину 23 м, ширину 3,25 м и высоту 4 м. Ходовая часть крана имеет 10 осей, массу 118 т и мощность дизельных двигателей около 600 кВт. Общая масса крана составляет около 810 т без проти­ вовеса в виде ящиков, заполняемых свинцом, массой 320 т. Макси­ мальная длина основной стрелы 125 м, а общая длина с маневровым клювом — 203 м. Установка крана в рабочее положение занимает от- 2,5 до 4 дней.

Американская фирма «Харншфегер» изготовила кран грузо­ подъемностью 250 т с длиной стрелы 21,33 м и вылетом крюка 5,48 м. Кран установлен на шестиосное шасси автомобильного типа с от­ дельным двигателем хода мощностью 385 кВт и имеет транспортную скорость до 72,4 км/ч. При подъеме предельных грузов применяют винтовой домкрат в передней части шасси.

Фирма «Америкэн» выпустила краны грузоподъемностью 175 и 200 т. Фирма «Лайма» выпускает краны на специальных шасси автомобильного типа грузоподъемностью до 140 т.

Английские краны фирмы «Коулз» на специальных шасси авто­ мобильного типа имеют выносные опоры с гидравлическим приво­ дом, управлять которыми можно как из кабины машиниста, так и с пульта, расположенного снаружи шасси. Некоторые английские

59

краны имеют две кабины управления движением, расположенные впереди крана по обеим его сторонам. Некоторые краны оборудованы колесами со стальными бандажами, охватывающими пневмашину с боков. Такие бандажи позволяют увеличивать нагрузку на шину, защищают боковую, более тонкую часть шин от проколов и порезов на строительной площадке, а также предохраняют кран от опроки­ дывания в случае неожиданного падения давления в шине, так как в этом случае бандажи служат катучей опорой крана.

Следует отметить, что некоторые зарубежные фирмы переходят на серийный выпуск стреловых самоходных кранов с гидравличе­ ским приводом как грузоподъемных механизмов, так и телескопи­ ческих стрел. Такие краны имеют грузоподъемность до 100 т.

§ 6. СРЕДСТВА ДЛЯ БЕЗОПАСНОГО ПРИМЕНЕНИЯ СТРЕЛОВЫХ САМОХОДНЫХ КРАНОВ ПРИ МОНТАЖЕ АППАРАТОВ

Учитывая число и мощность стреловых самоходных кранов, используемых при монтаже тяжеловесных аппаратов, очень важно обеспечить безопасную безаварийную их работу.

В настоящее время большое внимание уделяется разработке и внедрению технических средств, обеспечивающих безопасность ведения монтажных работ и надежную защиту монтажных кранов от аварий.

После многолетнего опыта эксплуатации, а также анализа причин аварий стреловых кранов можно выделить следующие основные параметры и условия безопасной работы кранов:

1)грузовой момент при работе с различным стреловым оснаще­ нием, с выносными опорами или без них и при различных вылетах крюка;

2)максимальная высота подъема крюка;

3)минимальный вылет крюка;

4)угол наклона крана и угол наклона площадки;

5)сила ветра;

6)угол отклонения грузового полиспаста из плоскости стрелы;

7)несущая способность основания под краном;

8)маятниковые колебания грузов при больших длинах стрелового

ибашенно-стрелового оборудования во время подъема груза с земли;

9)приближение стрелового оборудования кранов к токонесущим

проводам ЛЭП.

При этом особое внимание следует уделять автоматическим при­ борам и устройствам безопасности, которые должны предотвращать ошибки со стороны крановщиков и реагировать на физические пара­ метры.

Важнейшим параметром из перечисленных является грузовой момент стрелового крана. Правильно оценить его величину и исклю­ чить возможность подъема краном опасного по грузовому моменту груза — основное условие, обеспечивающее безопасность работы крана и, в частности, защиты его от опрокидывания. Наиболее удачно

60

эту задачу решают автоматические ограничители грузового момента (грузоподъемности), установка которых в соответствии с Правилами обязательна. Если грузовой момент превысил 110% номинального, автоматически отключается механизм подъема груза, который может быть только опущен.

Исключению перегрузки служит также система световой и зву­ ковой автоматической сигнализации, применяемая пока на некото­ рых зарубежных кранах. В кабине крановщика установлены четыре световых индикатора: з е л е н ы й соответствует безопасной работе крана при любом режиме работы; желтый означает, что вылет крюка с грузом приближается к предельно допустимому; с и н и й соот­ ветствует безопасной работе на выносных опорах; к р а с н ы й включается при перегрузке крана (при этом звучит сирена и автома­ тически срабатывают ограничители).

В монтажной практике часто неизвестно точное значение массы монтируемого аппарата. При использовании кранов на предельных значениях грузовой характеристики в целях исключения перегрузки может быть полезно предварительное взвешивание груза с помощью крана через динамометры растяжения типа ДПУ (5, 10, 20, 50 т).

По правилам устройства и безопасной эксплуатации грузоподъ­ емных кранов требуется устанавливать на кранах также следующие приборы, обеспечивающие безопасность:

1)ограничители высоты подъема крюка и минимального вылета крюка, представляющие собой конечные электрические выключатели, на которые действуют специальные рычаги, укрепленные на по­ движном блоке грузового полиспаста или на стреле. После остановки механизма выключателем груз можно только опустить;

2)креномеры — приборы, указывающие действительные углы наклона крана к горизонту. Креномеры особенно необходимы для

кранов, оснащенных башенно-стреловым оборудованием (БСО), так как допустимый угол наклона площадки в этом случае составляет всего 1°. Применяются показывающие креномеры (например, шари­ кового типа УНПІ-1), а также креномеры с предупредительным сигнальным устройством;

3) анемометры—приборы, защищающие краны от опасных ветро­ вых нагрузок. Работа кранов с удлиненными стрелами или с башенно­ стреловым оборудованием (БСО) ограничивается силой ветра только

3балла;

4)автоматические указатели грузоподъемности на различных

длинах стрел и вылетах крюка, хорошо видимых крановщиком из кабины.

Одна из наиболее частых причин аварий стреловых кранов — отклонение грузовых полиспастов от плоскости стрелы.

Некоторые краны (например, краны типа СКГ) в механизме по­ ворота платформы имеют муфты предельного момента, которые должны обеспечивать разворот грузовой платформы со стрелой при определенных углах отклонения грузового полиспаста от пло­ скости стрелы или при боковых наклонах крана. Следует обеспечивать

61

Известно, что стреловые самоходные краны работают в условиях монтажной площадки на грунтовых основаниях различной несущей способности. Анализ причин аварии стреловых кранов показал, что наибольшее число аварий происходит вследствие недостаточной несущей способности грунтовых оснований. В то же время в паспор­ тах гусеничных кранов указывается лишь среднее удельное давление на основание, которое не отражает действительной картины нагру­

жения основания кранами. Известно, что у гу­

верхность накатана. Шток ударника устанавливают свободно и вер­ тикально на грунт. Груз ударника сбрасывают с верхнего крайнего положения столько раз, сколько необходимо для полного заглу­ бления наконечника в грунт. Причем фиксируют число ударов для погружения наконечника ударника на 100, 200 и 300 мм. Чтобы опре­ делить несущую способность грунтового основания в МПа, надо сред­ нее число ударов, необходимое для погружения наконечника на 100 мм, умножить на 0,12 (или на 1,2, чтобы несущую способность грунтового основания получить в кгс/см2).

Несущую способность грунта в месте предполагаемой установки

самоходных кранов на монтажных работах. В сб. «Мути улучшения техники безопасности на монтаже», вып. 3, с. И. М., изд. ЦБТИ, 1969.

62

менее одной проверки на каждые 1,5 м2 площади грунта. Допусти­ мость работы стреловых гусеничных и пневмоколесных кранов на грунтовых основаниях приведена в табл. 3.1. На грунтах, выдержи­ вающих один-два удара ударника ДорНИИ, разрешается движение только ненагруженных гусеничных кранов, а на грунтах, выдержи­ вающих три удара, разрешается движение ненагруженных пневмо­ колесных и автомобильных кранов. Грунты, выдерживающие более десяти ударов ударника ДорНИИ, пригодны для установки любого крана, который может работать при максимальной нагрузке.

Таблица 3-1

Допустимость работы гусеничных и пневмоколесных кранов на грунтовых основаниях по показаниям ударника ДорНИИ

Допустимость работы кранов вблизи траншей регламентируется минимальным расстоянием от края траншеи до ближайшей опоры крана (табл. 3.2).

Таблица 3-2

63

Обычно места предполагаемой установки и движения кранов с грузом уплотняют трех-четырехкратным проездом самого крана,, и лишь после этого проверяют несущую способность грунтового основания ударником ДорНЙИ. Грунтовые площадки для испытаний кранов должны иметь прочность, соответствующую не менее семи ударам ударника ДорНИИ.

Слабые грунтовые основания упрочняют шпалами, плитами,, а также инвентарными подкрановыми щитами.

Хорошие результаты промышленных испытаний показали инвен­ тарные подкрановые' щиты конструкции ВНИИМонтажспецстроя.

два щита под кран и четыре для возможности передвижения по слабым грунтам. По мере передвижения крана щиты переносятся на другое место самим краном. Если необходимо уложить щиты на слабые переувлажненные основания, подсыпают песок или щебень слоем 150—200 мм.

Известно, что грунты при давлении на них дают определенную осадку, вследствие чего краны при установке на эти грунты или при движении по ним наклоняются на некоторый угол, величину которого следует прибавлять к углу уклона площадки при определении об­ щего угла наклона крана и сопоставлении полученного значения с допустимым по паспорту.

Таблица 3.3

Расчетные значения максимальных углов осадки, гусеничных кранов

64

Для определения угла осадки крана рекомендуется вначале определить модуль деформации грунтового основания с помощью ударника ДорНИИ. Для глинистых (глина, суглинок) грунтов мо­ дуль деформации может быть принят равным 20 п (где п — число ударов ударника ДорНИИ), а для песчаных грунтов (песок, су­ песь) — равным 60 п. Расчетные значения максимальных углов осадки некоторых монтажных кранов при оборудовании их стрелами раз­ личной длины и положении стрел вдоль гусениц на грунтах с раз­ личным значением модуля деформации приведены в табл. 3.3.

Рис. 3.6. Схема возникновения маятниковых коле­ баний груза в плоскости стрелы:

а —положение грузового полиспаста при строповкі г іуза (поло­ жение I ) и перед подъемом груза с опоры (положение I I ) ' , 6 — маятниковые колебания груза.

Учитывая равномерность распределения давлений, стрелу крана располагают преимущественно поперек гусениц как при стационар­ ной работе, так и при движении с грузом на крюке. С точки зрения давлений на грунт более предпочтительно движение гусеничных кранов ведомым (натяжным) колесом гусениц вперед, а также контр­ грузом вперед. При стационарной работе опорные катки и звездочки желательно располагать посередине лежащих под ними гусенич­

к появлению такого побочного явления, как маятниковые колеба­ ния груза при подъеме с земли (опоры). Сущность явления ясна из рис. 3.6. Вследствие упругой податливости тросовой подвески стрелы и маневрового клюва, наличия зазоров в шарнирных соеди­ нениях крана, а также из-за осадки основания под краном оголовок стрелы при нагружении перемещается на некоторую величину А, в результате чего происходит отклонение оси грузового полиспаста от вертикали на угол а . Поднимаемый с земли груз отклоняется от первоначального положения в плоскости стрелы на величину 2А и в дальнейшем совершает маятниковые колебания.

Как показали исследования, проведенные во ВНИИМонтажспецстрое *, величина отклонения груза от первоначального положе­ ния получается довольно значительной и может представлять опре­ деленную опасность для монтажников, работающих с помощью крана. Так, максимальная ширина опасной зоны раскачивания груза для кранов СКГ-63 и СКГ-50 с башенно-стреловом оборудованием при минимальном вылете крюка должна быть 2,7 м (рис. 3.7).

Исследование работы крана СКГ-50, оборудованного стрелой длиной 30 м и маневровым клювом длиной 24 м, показало:

1) при увеличении вылета крюка от минимального до максималь ного, т. е. в 2 раза, амплитуда колебаний груза уменьшилась почти в 3 раза;

Рис. 3.7. График определения ширины опасной

зоны раскачивания груза.

2)при расположении БСО вдоль гусениц амплитуда колебаний груза возросла на 5—10% по сравнению с амплитудой груза при расположении БСО поперек гусениц;

3)при подъеме груза с земли с обычной скоростью амплитуды колебаний груза на 8—10% больше, чем при его подъеме с посадоч­ ной скоростью;

4)при подъеме груза с обычной скоростью коэффициент динамич­

ности нагрузки на задние тяги составил 1,22 > кя О 1,15.

Таким образом, при работе кранов, особенно при работе в узких проходах и на перекрытиях, следует учитывать размеры опасных зон. Опытные крановщики для уменьшения раскачки груза после его строповки несколько уменьшают вылет крюка. При работе крана СКГ-160 для уменьшения величины колебаний груза приме­ няют предварительно натянутые тросовые расчалки, удерживающие стрелу с внешней стороны (см. рис. 3.2).1

1 Л. 3. К а г и а, 3. Б. X а р а с. Исследование особенностей башенно­ стрелового оборудования самоходных монтажных кранов. В сб. «Монтажные работы в строительстве. Исследования», вып. 1, с. 9. М., изд. ЦБТИ, 1967.

66