Глава 11. Строительные подъемники и краны

11.1. Общие сведения

Строительные подъемники предназначены для подъема грузов и людей на этажи зданий при отделочных и ремонтных работах. Грузы размещаются в ковшах, кабинах и на площадках, переме­щаемых в жестких направляющих в вертикальном или близком к вертикальному направлении. По назначению они бывают грузовы­ми и грузопассажирскими, а по конструкции направляющих — мач­товыми, у которых направляющие выполнены в виде свободно сто­ящих или прикрепленных к зданию мачт, и шахтными, в которых направляющие находятся внутри шахты, являющейся ограждени­ем для кабины (грузовой площадки). На завершающей стадии стро­ительства для подъема строительных материалов на верхние эта­жи используют также установленные внутри здания стационар­ные шахтные грузовые, пассажирские или грузопассажирские подъемники (лифты).

Краны используют для перемещения грузов по пространствен­ным траекториям произвольной конфигурации в различных от­раслях народного хозяйства. Из них строительными называют кра­ны, для которых строительство является основной областью при­менения. Их изготовляют в виде консольных и пролетных конст­рукций. Базовые параметры строительных кранов определяются параметрами строительных объектов и их элементов.

Консольные краны, обычно стреловые, состоят из неповорот­ной и поворотной частей; к последней прикреплена стрела с поли­спастом на ее конце, к подвижной обойме которого подвешено грузозахватное устройство. Неподвижная обойма полиспаста может быть также установлена на подвижной каретке (тележке), переме­щающейся вдоль стрелы. Груз в этих кранах всегда находится вне опорного контура крана. К консольным относятся мачтово-стрело- вые и башенные краны, большая группа самоходных стреловых кра­нов (гусеничных, рельсоколесных, пневмоколесных, на шасси ав­томобильного типа, автомобильных, тракторных, кранов-трубо- Укладчиков, мощных монтажных кранов). Ниже рассматриваются все перечисленные типы консольных кранов, кроме мачтово-стре- ловых, применяемых для монтажа сборных конструкций и техно­логического оборудования крупных строительных объектов.

Краны пролетного (мостового) типа состоят из пролетного стро­ения и перемещающейся по нему тележки с полиспастом. Груз находится в пределах опорного контура крана. Существуют также пролетные краны с консолями, при выезде тележки на которые груз выходит за пределы опорного контура крана. В эту группу кранов входят мостовые, козловые и кабельные краны.

Кроме приведенных ранее характеристик (см. подразд. 10.1) гру­зоподъемности и высоты подъема груза, к основным параметрам кранов относятся:

вылет груза — расстояние от оси вращения поворотной части крана до грузозахватного органа (для стреловых кранов);

пролет, численно равный колее — расстоянию между продоль­ными осями рельсов кранового пути (для пролетных кранов);

глубина опускания груза, измеренная от уровня опорной поверх­ности крана до грузозахватного органа;

колея — расстояние в поперечном направлении между среди­нами ходовых колес или гусениц;

база — расстояние в продольном направлении между осями ходовых колес (осями балансиров при балансирной подвеске) или осями ведущей звездочки и натяжного колеса — у гусеничных машин.

Кроме скорости подъема груза к основным скоростным пара­метрам относятся: скорость плавной посадки груза — наимень­шая скорость опускания груза; средняя скорость изменения выле­та; частота вращения поворотной части крана; скорость передви­жения крана.

Грузоподъемность пролетных кранов всегда постоянна, а стре­ловых консольных кранов — переменна, она зависит от вылета груза (большая грузоподъемность соответствует меньшему выле­ту). Стреловые краны характеризуют различными значениями гру­зоподъемности для случаев их позиционной работы и при движе­нии, а пневмоколесные краны, кроме того, грузоподъемностью при работе с выносными опорами и без них. Зависимость грузо­подъемности от вылета груза называют грузовой характеристикой, которую обычно представляют графически. Различают минималь­ный и максимальный вылеты, соответствующие наибольшей и наи­меньшей грузоподъемности. Обычно при изменении вылета изме­няется также максимальная высота подъема груза. Эту зависимость выражают также графически в виде высотной характеристики.

Часто грузовую и высотную характеристики совмещают на од­ном графике, называя ее грузо-высотной характеристикой. Произ­ведение грузоподъемности на соответствующий ей вылет называ­ют грузовым моментом. При работе крана на выносных опорах раз­личают поперечную и продольную базы выносных опор — расстоя­ния между вертикальными осями выносных опор, измеренные соответственно поперек и вдоль продольной оси ходовой тележки крана. Контур, образованный горизонтальными проекциями сто­рон многоугольника, охватывающего опорные элементы (колеса, выносные опоры, гусеницы), называют опорным контуром.

В соответствии с Правилами Госгортехнадзора грузы, а также стрелы стреловых кранов опускают только в двигательном режи­ме. Управление приводами механизмов подъема груза и стрелы у всех кранов выполнено так, что исключается возможность отклю­чения привода без наложения тормоза.

Производительность кранов определяют общей массой грузов, перемещенных краном в единицу времени. Для прогнозирования среднечасовой эксплуатационной производительности (в тоннах в час) пользуются формулой

Пэ, = 3600 Qk_rkjt_a,

где Q — максимальная грузоподъемность крана, т; к_ги к_в — коэф­фициенты использования крана по грузоподъемности и во време­ни; Гц — продолжительность рабочего цикла крана, с.

Коэффициенты к_г и к_в зависят от условий эксплуатации, орга­низации производства и видов работ: в среднем к^ = 1 при пере­грузке насыпных грузов с использованием грейферов; к? = 0,7 при перегрузке насыпных грузов другими устройствами; к_Т = 0,6 при перегрузке штучных грузов; к_г = 0,5 при производстве строительно- монтажных работ. При нормальной организации производства в сред­нем к_в = 0,5...0,6 (12... 14 ч использования крана в течение суток) при расчете среднесуточной производительности и к_в = 0,41 ...0,43 (3600...3800 ч в году) при расчете среднегодовой производитель­ности.

Все строительные подъемники и краны изготавливают и эксп­луатируют в соответствии с Правилами Госгортехнадзора РФ. До пуска в работу эти машины подлежат регистрации в органах Гос­гортехнадзора и подвергаются техническому освидетельствованию.

11.2. Подъемники

Грузовые мачтовые подъемники (рис. 11.1, а) устанавливают сна­ружи возводимых зданий. Подъемник состоит из опорной рамы /, мачты 4 из отдельных наращиваемых по мере возведения здания секций, каретки 6, грузовой платформы 7, электрореверсивной лебедки 3 с полиспастной системой и электрического шкафа 2. Каретка с грузовой платформой перемещается по направляющим мачты: вверх — лебедкой, с которой она связана канатом с помо­щью блока 8 (рис. 11.1, б У, вниз — гравитационно. Подъемник Устанавливают так, чтобы грузовая платформа двигалась против оконных проемов здания. Грузовые платформы современных подъемников с высотой подъема груза 17 м и более оборудуют выдвижной площадкой 10 (рис. 11.1, в) с приводом 9 для ее ввода

в оконный проем. Подъем­ники оборудуют конечны­ми выключателями для от­ключения двигателя лебед­ки по достижении плат­формой требуемой высо­ты, а также автоматичес­кими аварийными ловите­лями для остановки плат­формы в случае обрыва грузовою каната. Управлять подъемником можно как с уровня нижней рамы, так и с любого этажа. При этом схема управления выпол­нена так, что одновремен­но управлять можно толь­ко с одного уровня, аппа­раты управления, располо­женные на других уровнях, в это время отключаются. При высоте мачты более 10 м ее крепят к стене зда­ния настенными опорами 5 (см. рис. 11.1, а). Раму ма­лых подъемников оборуду-

а - общий вид; 6 — схема канатоведения; в — ^ют ПНевмоколесами ДЛЯ пе- выдвижная площадка ремещения прицепом к са­

моходному транспортному средству при перебазировании с одного объекта на другой. Средние и большие подъемники при перевозке демонтируют на отдельные части.

Грузовые мачтовые подъемники общего назначения могут поднимать и подавать в оконные проемы грузы массой 0,3...0,5 т при высоте здания до 16 этажей. Скорость подъема составляет 22... 37 м/мин. В высотном строительстве применяют подъемни­ки грузоподъемностью до 1,6 т при высоте подъема до 200 м и более.

Рис. 11.1. Грузовой мачтовый подъемник:

Бесканатные подъемники являются разновидностью мачтовых подъемников. Они выполненны в виде одно- или двухстоечной мач­ты, к направляющим которой прикреплены зубчатые рейки, нахо­дящиеся в постоянном зацеплении с приводными зубчатыми коле­сами располагаемого на грузовой платформе подъемного механизма. В подъемниках этого типа иногда применяют противовесы, уравни­вающие вес подъемного механизма и половину веса кабины, что дает экономию энергии, но усложняет монтаж подъемника.

Бесканатные подъемники используют как для подъема грузов и подачи их в оконные проемы зданий, так и в качестве пасса­жирских подъемников в башенных кранах для подъема в кабину и спуска обслуживающего персонала.

Ковшовые подъемники применяют для подачи сыпучих материа­лов в бункера, а также для работы на складах и предприятиях про­мышленности строительных материалов. Ковшовые (скиповые) подъемники являются разновидностью мачтовых подъемников. В ков­шовых подъемниках (рис. 11.2) ковш 1, оборудованный ходовыми колесами (роликами), перемещается лебедкой по наклонно-вер- тикальным рельсам 2, раздельным для передних 3 и задних 4 колес. В месте разгрузки передние колеса доходят до упора, относительно которого ковш опрокидывается. Загружают ковш в приямке из транс­портных средств. Вместимость ковша составляет обычно 1 м³, ско-

Рис. 11.2. Ковшовый подъемник для сыпучих материалов

рость его перемещения в за­висимости от высоты подъе­ма 0,1 ...0,5 м/с.

Грузопассажирские подъем­ники, применяемые при стро­ительстве высотных зданий для подъема грузов и людей, имеют грузоподъемность 0,5... 1 т при высоте подъема до 110 м (30 этажей здания). Подъемник (рис. 11.3) состо­ит из мачты 1 с направля­ющими, закрепленной на под­вижной каретке кабины 5, опорной рамы с установлен­ной на ней лебедкой и кана- товедущим шкивом 6, проти­вовеса 2, блоков 4 на голове мачты, подъемного каната 7 и стрелы 3 для наращивания мачты. Кабину подъемника оборудуют выдвижной пло­щадкой и ограничителями для обеспечения безопасно­сти при высадке людей и раз­грузке материалов. Двери ка­бины и шахты имеют контак­ты, включенные в электри­ческую цепь управления дви­гателем так, чтобы исключить включение электродвигателя при открытых дверях. Кабину оборудуют ловителями — особыми захватами, которыми она в случае обрыва подъемного каната жестко соединяется с направляющими. Пульт управления кабиной и выдвижной площадкой располагают внутри кабины.

Лебедки грузопассажирских подъемников подвергаются пол­ному техническому освидетельствованию перед их пуском в рабо­ту, а также периодически каждые 12 мес. Статические испытания при техническом освидетельствовании проводят нагрузкой, на 50 % превышающей тяговое усилие при подъеме, а динамические ис­пытания — нагрузкой, превышающей тяговое усилие на 10 %.

Рис. 11.3. Грузопассажирский строитель­ный подъемник:

а — схема общего вида; 6 — схема канато- ведения

/////////////////////Л

а

Вышки (рис. 11.4, а) предназначены для вертикального подъ­ема людей и грузов при обслуживании осветительной сети, кон­тактных линий общественного транспорта, при монтажных и ре­монтных работах и т. п.

Рис. 11.4. Вышка:

а — общий вид; б ив — схемы раздвижки секций

Вышка состоит из смонтирован­ной в задней части кузова грузового автомобиля 1 телескопической мач­ты 3 с люлькой 2 в ее верхней части и механизмов подъема мачты и ее раздвижки. Для работы с грузами массой до 1 т вышку оборудуют кра- ном-укосиной с лебедкой. Механиз­мы приводятся в движение от базо­вого автомобиля.

Мачта представляет собой не­сколько трубчатых секций, вставлен­ных одна в другую и раздвигаемых различными способами канатно- блочной системой с помощью лебед­ки (рис. 11.4, б); гидравлически, для чего ее выполняют в виде теле­скопического гидроцилиндра, или комбинированно (рис. 11.4, в) — рюжняя секция гидроцилиндром, остальные — канатно-блочной (Системой. Вдвигаются секции гравитационно. Вход в люльку осу­ществляется через люк в полу или боковой проем.

О

Перед переводом мачты в рабочее положение автомобиль уста- рйвливают на выдвижные опоры 4 в его задней части. Для предуп­реждения падения секций мачты при обрыве канатов ее оборуду­ет замедлителями или ловителями. В качестве замедлителей ис­пользуют компрессионные кольца на нижних торцах секций, кото-

рые разделяют все внутримачтовое пространство на отдельные замкнутые полости. В случае указанной аварийной ситуации сжи­маемый в этих полостях воздух замедляет опускание расположенных выше секций до безопасной скорости. Механические ловители при обрыве каната заклинивают падающую секцию.

В последнее время все большее распространение получают выш­ки с гидроприводом и телескопическими мачтами и стрелами — сменным рабочим оборудованием стреловых самоходных кранов. Основными параметрами вышек являются: грузоподъемность, ра­бочая высота и продолжительность подъема люльки.