5. ГрузоподЪеМно-монтажные машины и оборудование
Рассмотрены современные отечественные и зарубежные грузоподъемно-монтажные машины и оборудование такие, как строительные, башенные, стреловые самоходные краны, трубоукладчики, трубогибы и др. Выявлены наиболее современные грузоподъемно-монтажные машины и оборудование, которые отличаются функциональностью, более высокой производительностью, удобством и качеством исполнения.
Терминология
Кран – это самоходная металлическая конструкция, оборудованная подъемной лебедкой (иногда несколькими). Краны могут перемещать груз по произвольной траектории, находящейся внутри зоны его действия.
Трубоукладчик – самоходная грузоподъемная машина, способная перемещаться с грузом на крюке и служащая для подъема и укладки трубопровода в траншею, а также для выполнения различных грузоподъемных и монтажных работ (погрузка и разгрузка труб и плетей, центровка труб при сварке и пр.).
Трубогибочные станки – предназначены для изготовления криволинейных вставок (колен) из стальных тонкостенных труб методом холодного гнутья.
5.1. Строительные краны и их основные параметры
На строительно-монтажных работах при сооружении объектов нефтяной и газовой промышленности применяются грузоподъемные машины различных видов, что обусловлено номенклатурой возводимых зданий и сооружений. На строительных площадках наибольшее распространение получили башенные и стреловые самоходные краны, а на линейном строительстве – краны-трубоукладчики. Краны представляют собой грузоподъемные машины цикличного действия, предназначенные для перемещения грузов как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Для подъема груза они могут оснащаться сменными грузозахватными рабочими органами в виде крюковой обоймы (крюка), грейфера, магнитной шайбы и т. д. Преимущественное применение получили крюковые обоймы (крюки).
Технико-эксплуатационные возможности кранов, как и других строительных машин, определяются рядом параметров, составляющих техническую характеристику машины. Основные параметры строительных кранов регламентированы требованиями государственных стандартов.
Основные параметры кранов, индексация и характеристика типоразмерных рядов кранов
Величины, характеризующие конструкцию и технологические возможности машины, называются параметрами (рис. 5.1).
Рис. 5.1. Схемы и характеристики для определения основных параметров кранов: а – схема для кранов с поворотной башней и подъемной стрелой; б – схема для кранов с неповоротной башней и балочной стрелой; в – схемы к определению радиусов закругления и поворота крана; г – грузовая характеристика; д – высотная характеристика; А – удаление
Вылет L – расстояние по горизонтали от оси вращения поворотной части крана до вертикальной оси грузозахватного органа при установке крана на горизонтальной площадке. Различают вылет проектный, определенный без нагрузки на крюк, и вылет рабочий, определенный с грузом на крюке. Перемещение грузозахватного органа путем подъема, опускания стрелы или передвижения грузовой тележки называется изменением вылета. Изменение вылета с грузом на крюке называется маневровым, без груза – установочным.
Грузоподъемность нетто Q представляет собой груз массой Q, поднимаемый краном и подвешенный при помощи несъемных грузозахватных приспособлений. В грузоподъемность нетто входят масса полезного груза и масса съемных грузозахватных приспособлений (стропы, траверсы, грейфер), навешиваемых на крюк крюковой подвески крана. Грузоподъемность крана зависит от вылета, эта зависимость называется грузовой характеристикой (рис. 5.1, г).
Грузовой момент М – произведение грузоподъемности на соответствующий вылет – учитывает два основных параметра, поэтому его часто используют в качестве главного обобщающего параметра башенного крана.
Высота подъема Н – расстояние по вертикали от уровня стоянки крана до грузозахватного органа, находящегося в верхнем рабочем положении (рис. 5.1, д):
для крюков – до их опорной поверхности;
для грейферов – до их нижней точки в замкнутом положении.
Под уровнем стоянки понимается горизонтальная поверхность основания (например, поверхность головок рельсов для рельсовых кранов, нижняя опора самоподъемного крана), на которую опирается неповоротная часть крана. Высота подъема зависит от вылета. В характеристике кранов указывается либо высота подъема для двух крайних вылетов: минимального Н1, и максимального Н2 (рис. 5.1, а), либо приводится график H–L (рис. 5.1, д).
Глубина опускания h – расстояние по вертикали от уровня стоянки крана до грузозахватного органа, находящегося в нижнем рабочем положении (рис. 5.1, а, б).
Диапазон подъема D – расстояние по вертикали между верхним и нижним рабочими положениями грузозахватного органа, определяется как сумма высоты подъема и глубины опускания (рис. 5.1, б).
Колея К – расстояние по горизонтали между осями рельсов или колес ходовой части крана (рис. 5.1, a). При наличии сдвоенных рельсовых путей (например, для мощных кранов БК-1000А) колея измеряется по осям сдвоенных нитей пути. Для грузовых тележек колея – это расстояние между осями рельсов (ездовых балок) для передвижения грузовой тележки по стреле.
База Б – расстояние между вертикальными осями передних и задних колес (или балансирных ходовых тележек) крана (рис. 5.1, б).
Задний габарит I – наибольший радиус поворотной платформы со стороны, противоположной стреле (рис. 5.1, а, б). От величины заднего габарита зависит удаление А рельсового пути кранов от возводимого здания. Расстояние А должно быть на 700 мм больше заднего габарита или наиболее удаленной (от оси вращения) части крана.
Скорость подъема Vп груза, равного максимальной грузоподъемности крана, – скорость вертикального перемещения груза в установившемся режиме движения.
Скорость посадки Vм – наименьшая скорость плавной посадки рабочего груза при его монтаже и укладке в установившемся режиме движения.
Частота вращения п поворотной части крана в установившемся режиме движения определяется числом оборотов крана в минуту с рабочим грузом на крюке при минимальном вылете и при установке крана на горизонтальной площадке при скорости ветра не более 3 м/с на высоте 10 м (рис. 5.1, а, б).
Скорость передвижения крана Vд – рабочая скорость передвижения крана по горизонтальному пути с рабочим грузом в установившемся режиме движения и при скорости ветра не более 3 м/с на высоте 10 м.
Скорость передвижения тележки Vl – скорость передвижения грузовой тележки с наибольшим рабочим грузом по горизонтально расположенной балочной стреле в установившемся режиме движения.
Скорость изменения вылета Vr – средняя скорость горизонтального перемещения рабочего груза при изменении вылета от наибольшего до наименьшего (у кранов с подъемной стрелой). Часто вместо скорости изменения вылета в характеристике крана указывается время изменения вылета, т. е. время, необходимое для полного изменения вылета от наибольшего до наименьшего.
Установленная мощность N – суммарная мощность электродвигателей рабочих механизмов на кране, которые возможно включить одновременно.
Радиус закругления R – наименьший радиус закругления оси внутреннего рельса на криволинейном участке кранового пути (рис. 5.1, в).
Радиус поворота Rп – наименьший радиус окружности, описываемый внешним передним колесом автомобиля крана или тягача при изменении направления движения (рис. 5.1, в).
Конструктивная масса – масса крана без балласта и противовеса, съемных монтажных и транспортных устройств.
Общая масса – полная масса крана вместе с балластом и противовесом в заправленном состоянии.
Нагрузка от колеса на рельс – наибольшая вертикальная нагрузка от общей массы крана и рабочего груза, передающаяся от колеса на рельс, в наиболее неблагоприятном положении крана.
Допустимая скорость ветра – максимальная скорость ветра, при которой кран сохраняет прочность и устойчивость. По максимальной скорости ветра на высоте 10 м от земли вся территория России разделена на семь ветровых районов (ГОСТ 1451–77):
Ветровой район I II III IV V VI VII
Скорость ветра, м/с,
не более 21 24 27 30 33 37 40
В паспорте каждого крана указано, на установку в каком ветровом районе рассчитан данный кран, что определяет допустимую скорость ветра для крана в нерабочем состоянии. Кроме того, в паспорте приводится допустимая скорость ветра при работе крана (скорость ветра рабочего состояния). При скорости ветра рабочего состояния выше допустимой эксплуатацию крана прекращают, а кран устанавливают на захваты. Скорость ветра прямо пропорциональна высоте, поэтому в паспорте указывают допустимую при эксплуатации скорость ветра на уровне установленного на кране датчика ветра – анемометра.
Режим работы крана определяет степень загрузки крана и его механизмов в условиях эксплуатации.