Башенный кран

Классификация

Типы и виды башенных кранов, описание их и классификация приведены в СТ СЭВ 723-77.

Грузоподъемные манипуляторы классифицируют по методам передвижения на строительных объектах, разновидностям несущих установок, конструктивным особенностям стрел и башен, а также механизмам поворота и климатическому исполнению.

По назначению

Грузоподъемные механизмы бывают таких видов:

• строительно-монтажные;
• промышленные общего применения;
• специальные.

По возможности перемещения

По способам перемещения на строительных объектах машины башенного типа подразделяют на:

• стационарные;
• самоподъемные;
• передвижные.

Стационарные краны устанавливают на неподвижную основу или фундамент. При монтаже к возводимой конструкции их называют приставными.

Самоподъемные машины крепятся к многоэтажному или высотному строению, после чего они самостоятельно передвигаются вверх с помощью собственного привода.

Передвижные устройства перемещаются по специальной площадке. При работе на собственном приводе они относятся к самоходным, а транспортируемые тягачом на колесном или гусеничном ходу — к прицепным.

По типу ходового устройства

Существуют следующие ходовые порталы:

• площадки на рельсовом ходу;
• автомобильные шасси;
• шасси на пневматических колесах;
• платформы с гусеничными лентами;
• шагающие рамы.

Грузоподъемное оборудование

Краны бывают:

• малой мощности с грузоподъемностью до 5 т;
• средней мощности, 6-25 т;
• большой мощности, 26-100 т и более.

Типы кранов

По механизму поворота различают 2 типа манипуляторов:

• поворотные;
• неповоротные.

В кранах с неповоротной башней порталы П-образные или в форме закрытого шатра. ОПУ располагается сверху башни.

В машинах поворотно-башенного типа узел передачи момента находится снизу ходовой части.

Башни по своим конструкционным особенностям классифицируются на такие:

• постоянной длины;
• телескопические;
• наращиваемые;
• складывающиеся.

В телескопических и наращиваемых башнях высота регулируется выдвижными секциями. Существуют башни, соединяющиеся монтажным грузовым полиспастом в боковом направлении.

По типу конструкции консоли краны бывают с подъемной и балочной стрелами.

В промышленном строительстве широкое распространение получили подъемные стрелы. Они отличаются малым весом и небольшими габаритами. Монтаж и доставка их не затруднительны.

По климатическому исполнению:

• используемые в районах с умеренным климатом;
• в холодных погодных условиях (до -65°С);
• в регионах с тропическими климатическими условиями (до +55°С);
• во влажных тропиках.

Из чего состоит и как работает

Грузоподъемные краны — это мощные и мобильные строительные устройства.

Главное назначение техники — механизация процессов при возведении высотных и многоэтажных объектов, перемещение материалов и частей конструкций в пункты складирования или на строительные площадки.

В машиностроении под башенно-стреловым краном подразумевают конструкцию с поворотной башней и длинной стрелой, которая закреплена сверху шарнирами.

Устройство башенного крана выглядит так:

• башня;
• портальные рамы;
• опорно-поворотное устройство (ОПУ);
• поворотная платформа;
• стрела;
• оголовок, или шарнирные стойки;
• грузовая и тележечная лебедки;
• ходовая тележка;
• грузозахватное устройство;
• противовесные консоли и распорки;
• кабина.

Основные процессы, выполняемые манипулятором:

• перемещение груза на нужную высоту;
• уменьшение или увеличение вылета стрелового механизма с грузозахватной подвеской;
• полный оборот стрелы на 360°;
• передвижение по площадке самоходной машины.

Они комплектуются многодвигательным приводом с планетарным механизмом на переменном токе с напряжением 220/380 В.

Подъемные краны устроены следующим образом.

Главной частью конструкции является башня — остов для удержания стрелового элемента на необходимой высоте и передачи горизонтальных и вертикальных нагрузок на ходовой портал с колесами и крановые рельсовые пути. Устойчивость и противодействие ветровым нагрузкам проверяются расчетами при проектировании металлоконструкции и обеспечиваются жестким креплением к портальной раме или установкой диагональных раскосов к поворотной платформе для шарнирного вращения. При изготовлении башни применяют стальные уголки и трубы.

Стрела из стальных профилей больших размеров монтируется к верхней части башенного крана.

Ходовая рама — важный элемент, который воспринимает действующие нагрузки и передает их на крановые пути.

К поворотной платформе крепится сборочный узел для передачи грузового момента и осуществления вращательно-поступательных операций. Сверху башни имеется оголовок, жестко соединенный с ОПУ. С противоположной стороны балки расположены противовесные консоли и лебедки.

Для захвата груза манипулятор оборудован крюковой подвеской.

Стальные канаты — тяговые соединители грузов с блочными и барабанными устройствами, полиспастами повышенной прочности. С их помощью механизмы поворачиваются, башня и грузовая тележка перемещаются по консолям, осуществляется монтаж крана.

Кабина встраивается внутрь башни или выносится за пределы, подвешивается за верхнюю часть или опирается на площадку портала. Лобовые и боковые окна открываются. Мягкое, удобное сиденье движется по направляющим вдоль помещения, поворачивается, опускается и поднимается.

На внутренней панели расположена контрольно-измерительная аппаратура:

• контроллеры команд;
• ограничитель вылета;
• контроллер тоннажности;
• электронный анемометр;
• аварийный выключатель;
• сигнальные приборы.

В кабине предусмотрены места для хранения вещей, аптечки, инструментов и технического журнала, вентиляционная система и обогреватель, прикреплены осветительные щитки и огнетушитель.

Как устроен кран и его принцип действия

Работа этой спецтехники – в движении по площадке и перемещении груза в горизонтальном и вертикальном направлении. При этом башня крана может быть установлена неподвижно в рабочей зоне, самоподъёмной приставной к каркасу здания или на ходу, когда техника сможет передвигаться по объекту.

Базовые системы

Башенный кран – это узловой механизм, состоящий из стального каркаса решетчатого или цельно-трубчатого типа. При применении на объекте решетчатой конструкции возможно изменение характеристики грузоподъёмности и вылета крюка, путём наращивания металлоконструкций. Спецтехника бывает поворотного типа, вращающегося при работе вокруг своей оси и неповоротного, когда поднимает груз и перемещает его горизонтально.

Основные базовые узлы спецтехники:

1. Рабочая стрела в виде горизонтальной балки или шарнирно-сочленённой конструкции подвесного или молотовидного типа. Оснащается крюком или грузовой тележкой.
2. Несущая опора с противовесом удерживает башню в вертикальном положении, препятствует опрокидыванию при передвижении грузов и равномерно распределяет вес на башню крана.
3. Силовой агрегат обеспечивает поворот кабины, подъём и опускание стрелы, движение крюка и грузовой тележки по горизонтали.
4. Кабина техника-оператора с пультом управления всеми механизмами.

Перемещение крюка или тележки происходит с помощью стального троса, соединённого с лебёдочным блоком, который обеспечивает движение и фиксацию груза в нужном положении.

Основные технические характеристики

Технические особенности зависят от марки башенного крана и его функций на объекте, необходимых при строительстве сооружений. По грузоподъёмности башенные краны подразделяются на малой грузподъёмности — до 5 т, средней — до 25 т, и тяжеловесные — до 100 т.

Длина стрелы кранов составляет от 25 до 80 м, хотя бывают и исключения. Максимальная высота подъема до 220 м при скорости подъема груза в 2-20 м/минуту. Есть разновидности башенного крана, основание которого встраивается в каркас дома. Такие грузоподъёмные механизмы способны строить здания высотой 500-700 метров. Но это уже спецтехника, разрабатываемая для конкретных проектов.

Кроме того, башенные краны есть неподвижные (пристяжные) и самоходные, которые способны перемещаться по стройплощадке или вдоль дома. Передвижение, как правило, осуществляется по рельсам. Данная техника наиболее распространена в России и странах бывшего СССР при строительстве типовых домов. На западе же, больше используются неподвижные краны.

Классификация кранов в зависимости от опоры

Достаточно часто при выделении различных видов башенных кранов применяется такая особенность, как опора:

• Передвижные. Данный вид башенных кранов характеризуется возможностью установки под раму передвижной оси с колесами или рельсовым ходом. Во время транспортировки кран не разбирается, достаточно снять противовесы.
• Приставные. Ходовая у таких башенных кранов полностью отсутствует. Они монтируются на фундамент возводимого здания, а башня фиксируется по вертикали к несущим конструкциям здания.
• Самоподъёмные. Такие краны устанавливаются в середине строения. Они имеют подъёмную обойму, которая опирается на перекрытия конструкции. Лебёдка помогает двигать башню вверх.
• Cтационарные. Краны крепятся к фундаменту, но башня не фиксируется по вертикали.

Передвижные, стационарные, приставные и самоподъемные башенные краны

Этапы сборки

Порядок сборки:

1. Монтаж поворотной платформы и ходовой рамы.
2. Монтаж портала с башней. Установка кабины.
3. Подъем крана и сборка стрелы.

Если посмотреть на видео, как собирают строительный кран, видно, что на первом этапе работы производятся с помощью двух автокранов. Это довольно компактная и мобильная техника, способная подъехать в любое место стройплощадки. Один кран подводит под крепления опор на рельсовых путях тележки, а второй устанавливает поворотную платформу. Также автокраном монтируются железобетонные блоки, представляющие собой противовесы. Если в непосредственной близости от площадки проходят железнодорожные пути, может оказаться целесообразнее использовать железнодорожный кран.

Кран устанавливается по определенному алгоритму

Портала и башня так же монтируются при помощи автокрана. Он же поднимает наверх кабину машиниста. Кабины делятся на два вида — для работы на высоте до 20 м и высотные, для работы на высоте выше 20 м. Башня собирается на несколько секций в высоту, после чего устанавливается специальная «телескопическая секция», за счет которой впоследствии будут смонтированы остальные.

Соединение и закрепление узлов фермы поворотной платформы и портала выполняется вручную, откидными болтами, для фиксации которых используется обычная кувалда. Также вручную происходит подключение и настройка электрооборудования и фиксация (запасовка) стальных канатов.

Параллельно происходит сборка стрелы. Она состоит из металлических решетчатых секций. Сборка происходит на земле, в горизонтальном положении. Устанавливают стрелу автокраном. После этого, на заключительном этапе работ можно видеть, как как башенный кран сам себя собирает. Стрела подцепляет одну секцию и подтягивает к башне, пока она не окажется внутри телескопической секции. После фиксации откидных болтов «телескоп» поднимают на высоту секции и цикл повторяется. Таким образом, высота башни наращивается до требуемой. Завершается процесс испытательными мероприятиями и официальным приемом оборудования в эксплуатацию.

Обязательно почитайте: Башенный кран КБ 405

Меры предосторожности при работе

Вес крана может составлять более 50 тонн. Поэтому процессы его сборки и перевозки строго регламентированы.

В ходе работ по монтажу и демонтажу башенного крана запрещается:

1. Находиться в рабочей зоне посторонним лицам. Для этого строительная площадка огораживается и к деталям крана допускаются только рабочие, непосредственно участвующие в процессе.
2. Поднимать и опускать людей краном. Этот запрет влечет за собой другой — находиться на поднимаемых или опускаемых конструкциях. Какой бы хороший обзор ни предоставляла кабина оператора, а не заметить человека на поднимаемой трёхметровой секции легко. Также запрещается производить какие-либо манипуляции с конструкциями на весу. Если нужно что-то исправить, груз следует полностью опустить на землю и работать с ним только после полной остановки.
3. Находиться под опускаемыми или поднимаемыми конструкциями.
4. Оставлять на весу без надзора поднятые грузы и металлоконструкции. Это особенно опасно при сильном ветре, однако и в безветренную погоду увеличивает нагрузку на кран и может привести к несчастным случаям.
5. Сбрасывать предметы с высоты. Опускание грузов выполняется только при помощи крюка крана. Мелкие предметы, мусор и пр. спускаются вместе с сотрудниками.
6. Проводить работы при грозе, тумане, гололеде и ветре скоростью более 12,4 м/с (6 баллов).
7. Использовать для любых манипуляций тросы, канаты и стропы, которые были сращены. Если канат был порван, он списывается или используется для других, менее опасных работ.
8. Проводить монтажные и демонтажные работы при падении напряжения в электросети более чем на 10%.

При сборке крана требуется соблюдение техники безопасности

При перевозке также необходимо соблюдать целый ряд требований. Элементы башенного крана — это, как правило, негабаритные грузы. Поэтому необходимо следить, чтобы габариты автопоездов не превышали предельно допустимых значений с учетом мостов, путепроводов и тоннелей, которые предстоит проехать. Груз должен быть жестко закреплен в продольном и поперечном направлениях и отмечен согласно ПДД. Перевозка осуществляется после оформление разрешения и в сопровождении автомобиля ГИБДД. При погрузочно-разгрузочных работах необходимо применять веревочные оттяжки, чтобы исключить перемещение и разворот деталей.

Обязательно почитайте: Технические характеристики мостовых кранов

Классификация

Башенные краны классифицируются по следующим показателям:

• размер увеличения стрелы (он измеряется в метрах и находится в интервале от двадцати пяти до сорока метров);
• высота подъёма груза (отдельные краны могут поднимать груз на ста метров и более);
• скорость подъёма груза (это параметр достигает 200 м/мин);
• параметр, определяющий вращение башни (от 0,2 до 1 об/мин);
• скорость перемещения ходовой части.

Основными сферами применения являются:

• строительство объектов различного назначения (жилые дома, промышленные объекты, гидротехнические сооружения и много другое);
• погрузка, разгрузка, перемещение груза к месту проведения работ.

Грузоподъёмность крана зависит от грузового момента, на который рассчитан данный агрегат. Например, для грузового момента, равного 10 тм, грузоподъёмность составляет 15 т, для 40 тм она уже достигает 80 т, а при 120 тм общая грузоподъёмность равна 250 т.

По мобильности такой механизм бывает стационарный или передвижной. Степень его передвижения зависит от вида ходовой части.

В зависимости от конструкции каждый кран имеет свои достоинства и недостатки. Достоинства определяются техническими характеристиками, которые указывает производитель. К недостаткам относятся те ограничения, при которых кран не в состоянии выполнять свои функции. Обычно это связано с грузоподъёмностью, мобильностью, величиной финансовых затрат на его эксплуатацию

История

Первый прообраз башенных кранов современного типа появился ещё в 1913 году: кран, созданный Юлиусом Вольфом, обладал поворотной платформой, расположенной в верхней части башни. Через 15 лет, в 1928-м, спроектирован и создан первый башенный кран с балочной стрелой, а в 1952 году — с подъёмной.

СССР

Гидротехнические башенные краны на сооружении Саяно-Шушенской ГЭС

Башенные краны на строительных площадках страны начали применять ещё в годы первых пятилеток. Первые советские башенные краны были изготовлены в 1936 году. До Великой отечественной войны парк башенных кранов в СССР составлял порядка 200 единиц, а их ежегодный выпуск в те годы составлял несколько десятков.

После войны в СССР более 75 % всех башенных кранов выпускали заводы созданного в феврале 1946 года Наркомстройдормаша.

До 1960 года краны, в основном, выпускались неспециализированными предприятиями, что привело к разнотипности машинного парка. В 1960 году, вместо существовавших в тот период 80 моделей башенных кранов, головным отраслевым институтом ВНИИСтройдормаш разрабатывается ряд унифицированных кранов из .

При этом на специализированных краностроительных предприятиях осуществлялась плановая организация по выпуску унифицированных механизмов. Она позволила одновременно:

• увеличить на 25 — 50 % надёжность работы.
• снизить на 10 — 25 % стоимость выпуска.
• использовать для ремонта поэлементный метод.
• сократить проектные сроки.

Конструкции кранов постоянно совершенствовались, появлялись новые модели, улучшались характеристики, расширялась область применения башенных кранов. Если первые краны обладали грузоподъёмностью от 0,5 т до 1,5 т, высотой подъёма от 20 до 30 м, то к 1980-м появились краны грузоподъёмностью до 50 т, с высотой подъёма до 150 м. В период с 1976 года по 1980 годы появились краны пятой и шестой размерных групп (КБ-504, КБ-674, , ), которые обладали более высокими техническими характеристиками. В середине 1980-х годов в стране началась подготовка к разработке ряда модульных кранов (КБМ-301, КБМ-401, КБМ-571).

Башенный кран КБ-401

К началу 1980-х годов в стране действовали 28 специализированных краностроительных предприятий, расположенных в РСФСР, УССР и Грузинской ССР. Отдельными партиями краны производились в Казахской ССР.

Ежегодно к началу 1980-х годов краностроительные предприятия выпускали до 3 тыс. кранов, а на 1985 год — порядка 4 тысяч. Причём потребность строительной отрасли превышала объём выпуска на тысячу единиц. В эксплуатации же на территории Советского Союза находилось примерно 50 тысяч башенных кранов 120 различных моделей.

СНГ

С окончанием перестройки, распадом СССР и началом экономических реформ, как для отрасли производства кранов, так и для строительной отрасли наступили трудные времена: одни краны свозились на базы хранения, другие — консервировались, а третьи — отправлялись на металлолом. Сократилось как количество изготовителей кранов, так и объёмы их выпуска.

Из всех бывших советских республик, башенные краны в настоящее время производятся на территории Белоруссии, России и Украины. В остальных бывших республиках СССР, таких как Казахстан, собственное производство башенных кранов сегодня отсутствует и все башенные краны ввозятся из-за рубежа.

Устойчивый рост в производстве башенных кранов в РФ наметился только после августовского экономического кризиса. Так, по состоянию на 2004 год, в России действовали восемь производителей. В следующем году — семь, а в 2007 году количество изготовителей увеличилось до девяти.

За последнее время возрос импорт в Россию кранов из-за рубежа (Германия, Франция, Испания, Италия, КНР и др.). На 2005 год доля импортных кранов составляла: на российском рынке — 40 % (из них четверть — новые). В Казахстане из всех ввезённых в 2005 году в страну башенных кранов, большая часть (69,6 %) приходится на краны из Китая, доля же российских кранов на казахском рынке составила 11,3 %. Стоимость нового башенного крана, сделанного в РФ составляет от 9 до 14 млн рублей. Европейский же кран (аналогичный по характеристикам) дороже на 25-50 %. Стоимость кранов, выпущенных в КНР, варьируется от 20 до 190 тысяч долларов.

Согласно данным Госгорпромнадзора, на Украине (по состоянию на 1 января 2008 года) эксплуатировались 5336 башенных кранов, большая часть которых изготовлена в советскую эпоху. На территории России же на начало 2000-х годов было зарегистрировано 24477 башенных крана. В Белоруссии (данные республиканского Проматомнадзора) в 2007 году работали 1100 башенных кранов, большинство из них отработали свой срок.

Башенный кран: назначение, принцип работы, классификация

Это поворотная грузоподъемная машина стрелкового типа, доля которой в парке современного передвижного оборудования достигает 18%. Согласно истории, первый башенный кран спроектировал инженер Юлиус Вольф, в 1913 году. Предложенная им модель в 1928-м была оснащена балочной стрелой, позже доработана и в 1952-м — еще и поворотной.Конструкция этих машин постоянно улучшалась в соответствии с предъявляемыми к ним требованиями.Назначение башенного крана — обеспечивать производительность погрузочно-разгрузочных операций на полигонах и строительных площадках, складах различной площади. И со временем эти задачи нужно было решать быстрее и безопаснее, при все увеличивающихся весах.

Вот устройство башенных кранов и улучшалось: например, в СССР к 1960 году их надежность была повышена на 50% (по сравнению с первой советской моделью, появившейся в 1936 году). И если до Второй Мировой они выпускались неспециализированно, то после их стали производить отдельные заводы. К 1960 году таких предприятий стало 28. А к 1980 году машины V-VI размерных групп, например, КБ-504 или КБ-675 уже отличались рабочей высотой до 150-180 м и максимально возможной грузоподъемностью до 40-50 т (по сравнению с 30 м и 1,5 т первых моделей).

Устройство башенного крана и принцип его работы

У любой современной модели есть пятерка ключевых составных частей:

• Башня — верхне- или нижнеповоротная телескопическая или решетчатая трубчатая конструкция. В современных моделях может быть наращиваемого или подращиваемого типа, складываться (демонтаж производится прямо на объекте) или не разбираться.
• Рабочая стрела — конструкция подъемного, балочного или шарнирно-сочлененного типа, оснащенная грузовой тележкой, сделанная из труб, либо уголков, либо профилей. Выделяют два ее типа — молотовидный и подвесной.
• Опорная часть — несущая на себе все вертикальные и опрокидывающие нагрузки, поэтому к ее надежности предъявляются повышенные требования.
• Ходовое устройство — механизм, обеспечивающий перемещение и повороты башенного крана. На практике это рельсовая или, реже, шагающая конструкция.
• Кабина управления — рабочее пространство для оператора, отдающего команды.

С помощью 3 типов механизмов — можно выделить блоки, лебедки, полиспасты — выполняются основные операции: в общем случае они сводятся к передвижению и поворотам башенного крана, к вертикальной работе, то есть к подъему и опусканию стрелы, а также к горизонтальной — изменению ее вылета, либо перемещению грузовой тележки. Оператор из кабины отдает соответствующие команды.

Так, для поворота ОПУ (опорно-поворотное устройство) передает на ходовую раму (неподвижная часть) определенные вертикальные и опрокидывающие нагрузки. Груз захватывает крюковая обойма, закрепленная на канате, и при помощи лебедки выполняется его перемещение вверх-вниз, до рабочей высоты. Вылет стрелы тоже просто регулируется — ее опусканием и подъемом, а также перемещением грузовой тележки вдоль нее.

По назначению:

• Общего назначения — для решения гражданских и общепромышленных задач, чаще всего, строительства;
• Специальные — для эффективного проведения работ повышенной сложности;
• Высотные (самоподъемные, ползучие, приставные) — для задач, решаемых на большой высоте;
• Погрузчики — востребованы при высокопроизводительной работе, обычно актуальны на крупных складах.

По возможности перемещения:

• Стационарные — могут быть универсальными или приставными;
• Передвижные — могут быть прицепными или самоходными;
• Самоподъемные — монтируемые прямо сверху возводимого объекта.

По типу ходового устройства:

• На гусеницах
• На пневмоколесах
• На рельсах
• На шасси
• Шагающие
• Автомобильные

Также нужно отметить, что по своим конструктивным особенностям актуальные сегодня линейки башенных кранов могут быть классическими, безоголовочными и быстромонтируемыми.

Классификация достаточно обширна, поэтому в отношении всех моделей проводится индексация. Башенные краны, в зависимости от их роли и исполнения, маркируются по группам. Причем с таким расчетом, что внутри каждой — похожие сборочные единицы, общие принципиальные схемы, унифицированные или даже аналогичные блок-модули. Таким образом почти каждая характеристика башенного крана, независимо от его производителя, заранее определена, что облегчает его выбор, эксплуатацию и ремонт.

o-cranes.ru

Основы устойчивости башенного крана

На башенный кран действуют различные силы, создающие опрокидывающий момент. Основные действующие силы – это вес поднимаемого груза и грузозахватного устройства. Дополнительные силы – это:

• инерция, возникающая во время спуска, подъёма, торможения или изменения скорости работы различных механизмов, таких, как передвижение крана или груза по стреле, а также изменение вылета стрелы;
• центробежная сила, возникающая во время изменения наклона стрелы или вращения поворотной части крана;
• атмосферные факторы – давление ветра на конструкцию крана и на подвешенный груз, а также вес снега или наледи при работе в условиях отрицательных температур.

С учётом всех обстоятельств задачу по удержанию башенного крана в равновесии можно сравнить с выполнением стойки на руках акробатом или гимнастом. Судите сами – с грузом или без, в спокойную или ветреную погоду центр тяжести всей конструкции самоходного крана должен находиться в пределах небольшого, в сравнении с рабочими габаритами, прямоугольника, ограниченного шириной подкрановых путей и расстоянием между осями ходовых колёс.

Конструкция башенного крана рассчитывается таким образом, чтобы при его установке и эксплуатации запас устойчивости был достаточным для двух случаев:

1. опрокидывания в сторону груза (грузовая устойчивость);
2. опрокидывания в сторону противовеса (собственная устойчивость при нерабочем состоянии крана).