Грузоподъёмный кран

ГРУЗОПОДЪЁМНЫЙ КРАН, машина циклического действия, предназначенная для подъёма и горизонтального перемещения груза, удерживаемого грузозахватным устройством до момента разгрузки. Грузоподъемный кран работает внутри ограниченной рабочей зоны (строительная площадка, цех, терминал, склад и др.). Основная характеристика грузоподъемного крана - грузоподъёмность, под которой понимают наибольшую массу поднимаемого груза.

Историческая справка. Простейшие подъёмные машины, применявшиеся на земляных работах в строительстве, на шахтах и рудниках, до конца 18 века изготовлялись из деревянных частей и имели ручной привод. К началу 19 века быстроизнашивающиеся детали стали заменять металлическими. В 1820-е годы появились первые подъёмные машины, целиком изготовленные из металла, сначала с ручным, а в 1830-е годы - с механическим приводом. Первый паровой кран создан в Великобритании в 1830, кран с гидравлическим приводом - там же в 1847. Электрический двигатель применён на грузоподъемные краны в 1880-85 почти одновременно в США и Германии; в 1895 был использован двигатель внутреннего сгорания. Грузоподъемные краны имели мостовую ферму, одномоторный привод.

Грузоподъемные краны современного типа начали выпускать в России в конце 19 века на ряде заводов (Путиловском, Брянском, Краматорском, Николаевском и др.). В 1920-е годы создаётся новая отрасль транспортного машиностроения со специализированными заводами, производящими грузоподъемные краны различного назначения. Основное направление развития производства - внедрение автоматизированного управления, повышение грузоподъёмности, специализация и обеспечение надёжности и безопасности работы кранового оборудования.

Классификация. Грузоподъемные краны различаются по конструктивному исполнению, типу грузозахватного устройства, соответствующего характеру выполняемых работ, заданной траектории перемещения груза; углу поворота рабочих органов, ходовому устройству, по роду привода механизмов. Разнообразие конструкций грузоподъемных кранов обеспечивает их широкое применение. По характерным признакам конструкции грузоподъемные краны разделяют на мостовые, стреловые и создаваемые часто на их базе специальные.

Мостовые краны имеют ферменную конструкцию, по которой перемещается грузовая тележка с подвешенным на ней посредством канатов грузозахватным устройством (крюковая подвеска, подъёмный электромагнит, грейфер и др.). Тележка совершает движение поперёк ферменной конструкции, опирающейся на мостовые балки, которые могут передвигаться по специальному крановому пути, уложенному на эстакаде или несущих балках цеха, склада и др. (рисунок 1). К грузоподъемным кранам этого типа относится козловой кран, грузовая тележка которого смонтирована на жёстких стойках (рисунок 2). Вся конструкция передвигается по рельсовому пути или бетонному основанию. Грузоподъёмным механизмом крана служит таль или лебёдка, установленные на грузовой тележке. Механизмы передвижения тележки могут иметь тяговый гибкий привод (цепь или канат) либо приводные колёса, смонтированные на раме тележки или на ходовых балках, имеющих специальные балансирные тележки и приводы с колодочными или дисковыми тормозами. Грузоподъёмность типовых мостовых грузоподъемных кранов 500-600 тонн; козловых - до 1600 т.

Стреловые краны имеют наиболее разнообразное конструктивное исполнение: оборудованы сменными стрелами различной длины, телескопическими или ферменными (прямыми либо изогнутыми), обеспечивающими необходимый фронт работ; снабжены специализированным грузоподъёмным оборудованием (грузовой тележкой или тельфером); в зависимости от места производства работ имеют соответствующие опорные и ходовые устройства. По конструктивным особенностям и расположению стрелы выделяют грузоподъемные краны, предназначенные для выполнения определённых работ. Различают портальные краны (рисунок 3) с установкой стрелы на опорно-поворотном портале или самоходные краны, имеющие ходовое устройство с автомобильным или гусеничным ходом; башенные - с расположением стрелы в верхней части конструкции (иногда на портале) башни; вантовые - со стрелой на фундаментной опоре с креплением её верхнего конца канатными оттяжками, мачтовые - при жёстком креплении стрелы; консольные - при постоянном закреплении стрелы на стене, колонне (рисунок 4) или на подвижной тележке; велосипедные - с тележкой, перемещающейся по напольному однорельсовому пути и удерживаемой её верхней направляющей. Для изменения длины (вылета) стрелы при её шарнирном закреплении на опоре грузоподъемные краны снабжают лебёдкой. Конструкции башен выполняются в виде решётчатых или трубчатых секций, соединённых фланцами, с возможностью их наращивания снизу или сверху для изменения высоты подъёма груза. Устойчивость грузоподъемного крана обычно обеспечивается применением противовесов. Вращение (поворот) осуществляется на роликовых или шариковых опорно-поворотных устройствах приводом с зубчатым венцом или с канатной передачей. При строительстве высотных зданий (100-300 м) используют приставные краны с креплением к стене здания башни и наращиванием её сверху, а при высоте более 300 м - передвижные башенные краны, опирающиеся на конструкцию здания сверху и самоподнимающиеся с помощью лебёдки, имеющей полиспастный механизм большой кратности. Грузоподъёмность передвижных грузоподъемных кранов от 40- 300 тонн, специальных монтажных - до 1600 т.

Рисунок 3. Портальный кран с сочленённой стрелой и грейферным захватом.

Специальные краны предназначены для выполнения подъёмно-транспортных или технологических операций, часто осуществляемых в особых условиях. Такие грузоподъемные краны имеют необходимые механизмы, выполняющие заданные технологические операции, совершающие специфические движения и оснащённые специальными грузозахватными устройствами. Для большинства из них базой служит конструкция мостового типа, которая дополняется специальным оборудованием - грейферным, магнитогрейферным, специальным грузозахватным, например, ковшами для расплавленного металла, штабелёрами. Для работы на больших территориях (терминалах, контейнерных площадках) используют мостовые перегружатели, снабжённые спредерами (рисунок 5) для захвата и надёжного удержания груза; мостокабельные краны, которые по конструкции аналогичны козловым кранам, но имеют больший пролёт моста, одну из опор часто соединяют с мостом шарниром, что увеличивает зону обслуживания. В портах, на складах сыпучих материалов и лесных грузов применяют портальные краны, которые имеют стрелу, установленную на полноповоротной платформе, смонтированной на портале, передвигающемся по подкрановым рельсам. Работы по очистке дна водоёмов ведутся с плавучих кранов стрелового типа, которые также чаще всего оборудуются поворотными платформами, образуют единую конструкцию с корпусом судна (понтона). Используются в портах, доках и при строительстве гидротехнических сооружений, для подъёма тяжёлых грузов (до 2500 тонн). Самоходные краны имеют конструкции башен и стрел, аналогичные башенным кранам, для устойчивости снабжаются выносными опорами (аутригерами). Такие грузоподъемные краны служат для перегрузки тяжёлых штучных и сыпучих грузов, используются при монтаже высотных конструкций, строительстве мостов, разборе завалов, ликвидации аварий и т. п.

Конструктивные особенности. Грузоподъемные краны подразделяют: на стационарные; приставные, прикреплённые к строящемуся сооружению; переставные (с перемещением их с одного места на другое вручную или с помощью других машин); передвижные, перемещаемые с одной рабочей позиции на другую собственным ходом (на автомобильном, пневмоколёсном, гусеничном ходу и железнодорожных платформах) или с помощью тягача (прицепные). Ходовое устройство может опираться сверху на подкрановые рельсы (опорное) или подвешиваться на нижних двутавровых полках специального кранового пути (подвесное). Привод всех механизмов, как правило, индивидуальный от электродвигателей переменного трёхфазного тока 380 В или (при необходимости плавного регулирования скоростей) постоянного тока, получаемого от генераторной установки либо от дизельного двигателя. Для обеспечения безопасной работы все грузоподъемные краны оборудованы действующими автоматически ограничителями грузоподъёмности, высоты подъёма груза, грузового момента на стреле, концевыми выключателями крайних положений рабочих органов. Для остановки работы крана при сильном ветре применяются указатели ветрового давления с сигнализацией, отключающие приводы, и противоугонные захваты - рельсозажимные клещи. В конце рельсовых путей устанавливают упоры для буферных устройств (амортизаторы, гидравлические ограничители). Для работы на пересечённой местности грузоподъемные краны оборудованы указателями крена, а вблизи ЛЭП - приборами световой и звуковой сигнализации об опасном приближении крана к линиям.

Управление работой грузоподъемного крана осуществляется кнопочным пультом «с пола» либо силовыми контроллерами или командоконтроллерами, размещёнными в кабине. В большинстве грузоподъемных кранов управление обеспечивается крановщиком, а в автоматизированном режиме - с помощью ЭВМ. При работе во вредных условиях или при недостаточном обзоре из кабины осуществляется дистанционное управление.

В зависимости от назначения и конструкции грузоподъемные краны могут иметь различную высоту подъёма груза, например, у мостовых 50-60 м; рабочая скорость передвижения моста 30-160 м/мин; грузовой тележки до 60 м/мин; у стреловых грузоподъемных кранов скорость подъёма стрелы 1-3 минуты; вылет стрелы 60-100 м.

Лит.: Грузоподъемные краны: В 2 кн. / Под редакцией М. П. Александрова. М., 1981; Петухов П. 3., Ксюнин Г. П., Серлин Л. Г. Специальные краны. М., 1985; Зерцалов А. И., Певзнер Б. И., Бененсон И. И. Краны-штабелеры. 3-е изд. М., 1986; Вайнсон А. А. Подъемно-транспортные машины. 4-е изд. М., 1989; Александров М. П. Грузоподъемные машины. М., 2000.