6. Грузоподъёмные и монтажные машины в строительстве.
Возможности: грузоподъёмность, высота подъёма и вылет крюка, быстродействие, мобильность и способы привода, но принцип действия остался неизменным.
Все современные краны имеют:
несущий остов, обеспечивающий точку опоры для подвески и пространственного перемещения рабочего крюка,
механизмы привода,
органы управления и передвижения
систему тросов для подъёма и опускания крюка.
У большинства кранов, основной тяговый механизм для подъёма груза – лебёдка, способен развивать значительно меньшее усилие, чем масса поднимаемого груза. Решается это несоответствие применением своеобразного тросового «умножителя силы» - полиспаста. Полиспаст, за счёт системы блоков, равномерно распределяет нагрузку от крюка на два, четыре, шесть и более тросов, снижая тем самым во столько же раз нагрузку на лебёдку.
Все механизмы современных кранов работают от электрического привода, а электроэнергия используется от внешнего источника или от собственного генератора.
Большинство кранов перемещают груз в горизонтальной плоскости за счёт возможности поворота и подъёма- опускания стрелы, а также собственного передвижения по строительной площадке.
Современные краны могут быть стационарными, передвижными и самоходными;
по виду ходовой части:
пневмоколёсными, гусеничными, рельсовыми, плавучими, летающими.
По конструкции несущего остова:
стреловыми, кабельными, козловыми, башенными.
Конструктивное решение крана во многом определяет его возможности и область применения:
для подъёма особо тяжелых грузов с минимальным горизонтальным перемещением используют монтажные мачты и порталы;
для обслуживания постоянных складов габаритных грузов – козловые;
для строительства гидротехнических сооружений – дамб, плотин и некоторых мостов – кабельные;
для многоэтажных зданий – башенныеразличных конструкций,
для погрузо-разгрузочных работ - автомобильные краны.
для строительства одно–и малоэтажных сооружений различного назначения, фундаменты, сборные конструкции мостов и др. - гусеничными и пневмоколёсными кранами
для монтажа и демонтажа отдельных конструкций, не требующих длительной работы крана - краны на спец. шасси с телескопической стрелой, имеющие высокую манёвренность при перемещении с объекта на объект, выдвижную стрелу без тросовой подвески и высокую грузоподъёмность.
Гусеничные краны состоят из ходовой части в виде двух гусениц с электроприводом и опорно-поворотным устройством, на которое устанавливается платформа со всеми механизмами, органами управления, опорой стрелы и противовесами (рис.31). Перемещение кранов с объекта на объект осуществляется в разобранном виде со снятием противовесов, гусениц или всей ходовой части и стрелы, кроме первой её секции. Собирают кран с помощью другого крана, а краны последнего поколения – самособираемые.
Стрела крана – решетчатая многосекционная с возможностью установки гуська или клюва опирается шарнирно на поворотную платформу и поднимается или опускается с помощью стрелоподъёмного полиспаста и отдельной лебёдки. На платформе размещены:
грузоподъемная лебёдка,
механизм привода поворота платформы,
кабина управления,
противовесы
дизельный двигатель с электро-генератором.
Основными характеристиками крана являются:
максимальная грузоподъёмность,
грузовой момент,
длина стрелы и гуська,
ширина колеи
максимальный габарит крана (радиус поворота платформы).
При выборе необходимого крана важно знать грузоподъёмность крана, оснащённого стрелой необходимой длины, при необходимом вылете крюка. Эта информация находится в таблицах грузоподъёмности из характеристик крана. Виды стрел кранов показаны на рис. 36.
Рис. 31.
Основные
элементы гусеничного крана на примере
СКГ – 40 [18]. 1-ходовая
часть; 2 – противовес; 3 – обстройка
поворотной платформы; 4 –
опорные блоки стрелоподъёмного и
грузоподъёмных тросов; 5 –
ограничитель максимального подъёма
стрелы; 6 – стрелоподъёмный полиспаст;
7- гусёк; 8 – дополнительный
грузовой крюк; 9 –
основной крюк; 10 – кабина
управления.
Гусеничные краны, обладая жёсткой равноустойчивой ходовой частью (колея гусениц равна их длине), могут работать без дополнительных опор и перемещаться по строительной площадке с грузом на крюке, что делает их самыми манёвренными кранами на площадке.
Сегодня на рынке есть радиоуправляемые мини-краны массой до двух тонн, стрелой 6-10м., которые можно перевозить в кузове небольшого грузовика, а использовать в стеснённых условиях или на крыше строящегося здания. Ведущие производители кранов выпускают гусеничные краны с телескопическими стрелами, грузоподъемностью до 60т.
Пневмоколёсные краны имеют идентичное с гусеничными устройство, за исключением ходовой части, где жёсткие массивные гусеницы заменены резиновыми пневмоколёсами, что несколько увеличивает их транспортную скорость (до 0,8 -1,2 км/ час против 0,2 – 0,6 у гусеничных). Пневматические колёса позволяют им передвигаться по дорогам общего пользования, но исключают работу без выносных опор. Мощность таких кранов обычно не превышает 60 тонн. Перемещение крана с объекта на объект может осуществляться буксировкой за тяжёлым тягачом или в разобранном виде.
Краны с телескопической стрелой на специальном шасси. Эти краны не требуют разборки на отдельные части для перемещения с объекта на объект, т.к. имеют допустимые для автодорог габариты и большое количество колёс с допустимой для общих дорог нагрузкой на ось. Транспортная скорость, несмотря на большую массу, составляет около 60 км /час. Длина раздвижной стрелы доходит до 70 метров, кроме того, она может быть увеличена съёмным удлиннителем, длиной до 10 метров. Краны имеют выдвижные гидравлические выносные опоры, раскладываемые перед началом работы. Грузоподъёмность таких кранов составляет от 50 до 150тонн, но существуют машины с грузоподъёмностью в 600 тонн. Используются краны для монтажа единичных конструкций, в т.ч. и внутри помещений в стеснённых условиях. Перевод крана из транспортного в рабочее положение, даже с установкой удлинителя стрелы занимает не более 30 – 40 минут.
Автомобильные краны выпускаются на шасси серийно выпускаемых тяжёлых грузовиков. Вместо кузова на раме автомобиля устанавливается поворотная платформа с телескопической стрелой, кабиной управления краном и крановыми механизмами. Шасси также оборудуется выносными опорами и генератором для привода механизмов крана. Грузоподъёмность таких кранов составляет от 18 до 30 тонн, а используются они, в основном, для погрузо – разгрузочных и вспомогательных работ, строительстве малоэтажных жилых зданий и др. аналогичных работ.
Рис.
34. Виды стрел самоходных стреловых
кранов: 
а – в стрелы с жестким оголовником;
г – телескопическая стрела;
д – клюв;
е, ж – управляемый и неуправляемый гусёк. [1.с.334].
Башенные краны принципиально отличаются от гусеничных и пневмоколёсных не только видом ходовой части, но и тем, что кабина управления находится на большой высоте, превышающей отметку монтируемых конструкций, что позволяет машинисту видеть всю зону монтажа. Такие краны применяются для монтажа многоэтажных зданий. Все современные башенные краны имеют решетчатые башни и стрелы. Краны высотой до 30 – 40 метров обычно передвигаются по специальным рельсовым путям вдоль возводимого здания, а при необходимости вести работы на большей высоте, сразу устанавливаются на собственный фундамент, либо крепятся к возводимому сооружению после достижения им соответствующей высоты. Большинство современных кранов имеют устройства для изменения высоты, т.е, кран может «расти» вместе с возводимым объектом за счёт наращивания или подращивания башни. Наращивание выполняют с помощью монтажной обоймы, охватывающей башню с трёх сторон и поднимающую верхнюю часть крана на высоту одной секции (рис.35). Очередную секцию кран поднимает или опускает собственным крюком. Подращивание выполняется при подъёме всей башни системой тросов и блоков, размещённых в «портале» крана (рис.36-5), установленном на поворотной платформе ходовой части. Краны с подращиваемой башней относятся к категории кранов с поворотной башней, где поворот крана осуществляется на поворотном круге, расположенном между ходовой частью и поворотной платформой.
Такие краны более устойчивы за счёт низкого центра тяжести, но имеют ограниченную высоту, т.к. не могут быть закреплены к возводимому объекту. Вращение кранов с неповоротной башней происходит на поворотном круге, смонтированном на оголовке башни. Краны того и другого типа могут иметь как поднимаемую, так и горизонтально закреплённую стрелу, у которой изменение вылета крюка осуществляется перемещением грузовой каретки по рельсам на стреле. На строительстве высотных сооружений используются самоподъёмные башенные краны, особенностью которых является отсутствие опоры на землю, т.к. кран опирается на само возводимое им сооружение. Принцип действия устройства подъёма крана аналогичен устройству подъёма башни с помощью монтажной обоймы.
Рисунок 36. Схема транспортировки и сборки башенного крана с поворотной подращиваемой башней [18].
а – кран в транспортном положении; б – установка крана на рельсовый путь с откатыванием временной ходовой части; в – установка противовесов; г – перевод башни в вертикальное положение; д – установка стрелы; е – подращивание башни; ж - подъём стрелы. 1 – транспортная пневмоколёсная тележка; 2 – автомобиль-тягач; 3 – подкрановый рельсовый путь; 4 – противовес; 5 – портал; 6 – стрелоподъёмный полиспаст; 7 – растяжка стрелы; 8 – очередная, устанавливаемая в портал, секция башни; 9 – ходовая часть крана; 10 – стрела в рабочем положении.
Грузоподъёмность башенных кранов для гражданского строительства составляет от 7 до 20 тонн, а вылет крюка до 50 метров,
высота подъёма крюка (и башни) ограничивается только ёмкостью барабана грузоподъёмной лебёдки. С целью сокращения количества троса на барабане, в кранах, используемых при строительстве высотных башен в Дубае, производитель кранов отказался от использования полиспастов, что потребовало использования очень мощных лебёдок и увеличило скорость подъёма груза.
Монтаж и демонтаж крана производятся с помощью другого, обычно, автомобильного крана. Противовесы, стрела крана и секции башни перевозят на отдельном трейлере. Перебазирование крана с объекта на объект занимает около двух суток.