Башенные строительные краны
Строительные башенные краны являются ведущими грузоподъемными машинами в строительстве и предназначены для механизации строительно-монтажных работ при возведении жилых, гражданских и промышленных зданий и сооружений, а также для выполнения различных погрузочно-разгрузочных работ на складах, полигонах и перегрузочных площадках. Они обеспечивают вертикальное и горизонтальное транспортирование строительных конструкций, элементов зданий и строительных материалов непосредственно к рабочему месту в любой точке строящегося объекта. Темп строительства определяется производительностью башенного крана, существенно зависящей от скоростей рабочих движений.
Рабочими движениями башенных кранов являются подъем и опускание груза, изменение вылета стрелы (крюка) с грузом, поворот стрелы в плане на 360°, передвижение самоходного крана. Отдельные движения могут быть совмещены, например подъем груза с поворотом стрелы в плане. Все башенные краны снабжены многодвигательным электроприводом с питанием от сети переменного тока напряжением 220/380 В. В общем случае каждый башенный кран — это поворотный кран с подъемной (рис. 3.16, а) или балочной (рис. 3.16, б) стрелой, шарнирно закрепленной в верхней части вертикально расположенной башни.
Классификация. Башенные краны классифицируют по назначению, конструкции башен, типу стрел, способу установки и типу ходового устройства.
По назначению различают краны для строительно-монтажных работ в жилищном, гражданском и промышленном строительстве, для обслуживания складов и полигонов заводов железобетонных изделий и конструкций, для подачи бетона на гидротехническом строительстве.
По конструкции башен различают краны с поворотной и неповоротной башнями. Башни кранов могут быть постоянной длины и раздвижными (телескопическими).
У кранов с поворотной башней (рис. 3.16, а) опорно-поворотное устройство, на которое опирается поворотная часть крана, расположено внизу на ходовой раме крана или на портале. Поворотная часть кранов включает (за исключением кранов 8-й размерной группы) поворотную платформу, на которой размещены грузовая и стреловая лебедки, механизм поворота, противовес, башня с оголовком, распоркой и стрелой. У кранов с неповоротной башней (рис. 3.16, б) опорно-поворотное устройство расположено в верхней части башни. Поворотная часть таких кранов включает поворотный оголовок, механизм поворота, стрелу и противовес-ную консоль, на которой размещены лебедки и противовес, служащий для уменьшения изгибающего момента, действующего на башню крана. На ходовой раме, кранов с неповоротной башней уложены плиты балласта, а с боковой стороны башни расположены монтажная стойка с лебедкой и полиспастом, предназначенная для поднятия и опускания верхней части крана при его монтаже и демонтаже. Ходовые рамы опираются на ходовые тележки, которые обеспечивают передвижение кранов по подкрановым путям.
Рис. 3.16. Типы и параметры башенных кранов:
и — с поворотной башней; 6 — с поворотным оголовком
По типу стрел различают краны с подъемной (маневровой), балочной и шарнирно сочлененной стрелами. У кранов с подъемной стрелой (см. рис. 3.16, а), к головным блокам которой подвешена крюковая подвеска (грузозахватный орган крана), вылет изменяется поворотом стрелы в вертикальной плоскости относительно опорного шарнира с помощью стреловой лебедки, стрелового полиспаста и стрелового расчала. У кранов с балочной стрелой (см. рис. 3.16, б) вылет изменяется при перемещении по нижним ездовым поясам стрелы грузовой тележки с подвешенной крюковой подвеской. Перемещение грузовой тележки осуществляется с помощью тележечной лебедки и каната. У кранов с шарнир-но сочлененной стрелой стрела состоит из шарнирно соединенных основной и головной (гуська) частей, которые могут быть в виде подъемной или балочной стрелы. В первом случае вылет изменяется поворотом (подъемом) всей шарнирно сочлененной стрелы с крюковой подвеской, подвешенной на головных блоках, во втором — сочетанием подъема всей стрелы с последующим перемещением грузовой тележки по балкам головной секции стрелы. Подъем и опускание груза осуществляются с помощью грузовой лебедки, грузового каната и крюковой подвески.
По способу установки краны разделяют на передвижные (рис. 3.17, в), стационарные (рис. 3.17, а) и самоподъемные (рис. 3.17, б). Передвижные башенные краны по типу ходового устройства подразделяют на рельсовые, автомобильные, на специальном шасси автомобильного типа, пневмоколесные и гусеничные. Рельсовые краны наиболее распространены. Стационарные краны не имеют ходового устройства и устанавливаются вблизи строящегося здания или сооружения на фундаменте. При возведении зданий большой высоты передвижные и стационарные краны для повышения их прочности и устойчивости прикрепляют к возводимому зданию. Прикрепляемые к зданию стационарные краны называют приставными; прикрепляемые к зданию передвижные краны, работающие как приставные, называют универсальными. Самоподъемные краны применяют, в основном, на строительстве зданий и сооружений большой высоты, имеющих металлический или мощный железобетонный монолитный каркас, который служит их опорой. Перемещение самоподъемных кранов вверх осуществляется с помощью собственных механизмов по мере возведения здания.
Основные параметры базовых моделей передвижных на рельсовом ходу и приставных кранов регламентируются ГОСТ 13556—85. К основным параметрам относятся (см. рис. 3.16):
вылет L — расстояние по горизонтали от оси вращения поворотной части крана до вертикальной оси крюковой подвески;
грузоподъемность Q — наибольшая допустимая для соответствующего вылета масса груза, на подъем которого рассчитан кран;
грузовой момент М — произведение грузоподъемности Q на соответствующий вылет L (часто используется в качестве главного обобщающего параметра крана);
высота подъема Н и глубина опускания h — соответственно расстояние по вертикали от уровня стоянки крана (головки рельса для рельсовых кранов, нижней опоры самоподъемного крана, пути перемещения пневмоколесных и гусеничных кранов) до центра зева крюка, находящегося в верхнем или нижнем крайнем рабочем положении;
диапазон подъема D — сумма высоты подъема Н и глубины опускания А;
колея К — расстояние между продольными осями, проходящими через середину опорных поверхностей ходового устройства крана, измеряемое по осям рельсов у рельсовых кранов и по продольным осям пневмоколес или гусениц у автомобильных, пневмоколесных и гусеничных кранов;
база В — расстояние между вертикальными осями передних и задних колес (у пневмоколесных и автомобильных кранов), ведущими и ведомыми звездочками гусениц (у гусеничных кранов) или ходовых тележек, установленных на одном рельсе (у рельсовых кранов);
/ — задний габарит — наибольший радиус поворотной части (поворотной платформы или противовесной консоли) со стороны противоположной стреле;
скорость vn подъема и опускания груза, равного максимальной грузоподъемности крана (при установке на кране многоскоростных лебедок указываются все скорости и массы грузов, соответствующие каждой скорости подъема и опускания);
скорость посадки груза vM — наименьшая скорость плавной посадки груза при его наводке и монтаже;
частота вращения п поворотной части крана при максимальном вылете с грузом на крюке;
скорость передвижения крана уд — рабочая скорость передвижения с грузом по горизонтальному пути;
скорость передвижения грузовой тележки vT с наибольшим рабочим грузом по балочной стреле;
скорость изменения вылета vr стрелы (у кранов с подъемной стрелой) от наибольшего до наименьшего;
установленная мощность Ру (суммарная мощность одновременно включаемых механизмов крана);
наименьший радиус закругления R оси внутреннего рельса на криволинейном участке подкранового пути;
радиус поворота Rn — наименьший радиус окружности, описываемой внешним передним колесом автомобильных или пневмоко-лесных кранов при изменении направления движения;
конструктивная масса тк — масса крана без балласта, противовеса и съемных устройств в незаправленном состоянии;
общая (полная) масса крана т0 в рабочем состоянии;
нагрузка на колесо FK — наибольшая вертикальная нагрузка на ходовое колесо при работе крана в наиболее неблагоприятном его положении;
допустимая скорость ветра vB, на высоте м от земли для рабочего и нерабочего состояний, при которой кран сохраняет прочность и устойчивость в процессе эксплуатации.
Рис. 3.17. Способы установки башенных кранов
Система индексации строительных башенных кранов представлена на рис. 3.18.
В индекс крана входят буквенные и цифровые обозначения. Буквы перед цифрами обозначают: КБ — кран башенный, КБМ — кран башенный модульной системы, КБР — кран башенный для ремонта зданий, КБГ — кран башенный для гидротехнического строительства. Цифры индекса последовательно обозначают: первая цифра — номер размерной группы, в том числе соответствующий номинальному грузовому моменту (1-я — до 30 т-м, 2-я — 75, 3-я — 125, 4-я — 175, 5-я — 300, 6-я — 550, 7-я — 800, 8-я — 1200, 9-я — более 1200 т-м), последующие две цифры — порядковый номер базовой модели (01…69 для кранов с поворотной и 71…99 — с неповоротной башнями). После точки указывается порядковый номер исполнения крана (0—9), который может отличаться от базовой модели длиной стрелы, высотой подъема, грузоподъемностью. В обозначении базовых моделей номер исполнения «0» обычно не ставится. Буквы (А, Б, В, ...), стоящие в индексе после цифр, обозначают очередную модернизацию (изменение конструкции без изменения основных параметров) и климатическое исполнение крана (ХЛ — для холодного, Т — тропического и ТВ — тропического влажного климата; для умеренного климата соответствующего буквенного обозначения нет).
Рис. 3.18. Система индексации башенных кранов
Например, индекс крана КБ-405.1А расшифровывается так: кран башенный, четвертой размерной группы, с поворотной башней, первое исполнение, первая модернизация, для умеренного климата.
Краны, выпущенные заводами Минстройдормаша до внедрения действующей индексации, а также краны, выпускаемые другими заводами, не имеют единой системы индексации. Например, индекс крана МСК-10-20 расшифровывается так: мобильный складывающийся кран грузоподъемностью Юти вылетом 20 м.
Параметры основных моделей башенных кранов регламентированы ГОСТ 13556—89. Этим ГОСТом предусмотрена возможность наряду с изготовлением базовых моделей кранов серии КБ выпуск различных их исполнений, позволяющих существенно расширить область применения кранов. Исполнения кранов отличаются от базовой модели технической характеристикой (высотой подъема, длиной стрелы, максимальной грузоподъемностью, возможностью использования в различных ветровых районах и т. п.) и могут быть получены на основе базовой модели изменением количества секций башни, секций стрелы, оснащением различными крюковыми подвесками, грузовыми тележками и т. п. Краны серии КБ имеют единую конструктивную схему, комплектуются ограниченным числом унифицированных узлов и деталей, что облегчает их серийное производство, техническую эксплуатацию и ремонт. Краны серии КБ являются наиболее массовыми в нашей стране. Объем их производства превышает 80 % всего выпуска башенных кранов.
Характерными конструктивными достоинствами кранов типового ряда являются: – использование электрического многомоторного привода переменного тока с питанием от электросети напряжением 220/380 В; – максимальное использование унифицированных узлов и механизмов; – применение устройств для плавной посадки грузов с малой скоростью, плавного пуска и торможения механизмов; – схема запасовки канатов, обеспечивающая горизонтальное перемещение груза при изменении вылета подъемной стрелы; – дистанционное управление из кабины изменением кратности полиспаста; – возможность передвижения крана по криволинейным участкам подкрановых путей; – высокая мобильность.
Все краны серии КБ (кроме приставных) выполнены передвижными преимущественно на рельсовом ходу. Передвижные краны выпускают с поворотной и неповоротной башней, нижним и верхним расположением противовеса с подъемной и балочной стрелой. К унифицированным узлам и механизмам кранов относятся грузовые и стреловые лебедки, механизмы поворота и передвижения, опорно-поворотные устройства кабины, крюковые подвески и электрооборудование. Металлоконструкции башен и стрел кранов серии КБ выполняют сплошными трубчатыми или решетчатыми.
В настоящее время промышленность серийно выпускает башенные строительные краны серии КБ 3…6-Й размерных групп с грузовым моментом от 100 до 400 тм.
Краны 3-й размерной группы максимальной грузоподъемностью 8 т снабжены подъемной и балочной с грузовой тележкой стрелами и применяются при возведении жилых, административных и промышленных зданий высотой до 9 этажей.
Краны 4-й размерной группы максимальной грузоподъемностью 8… т оборудованы подъемными стрелами (прямыми и с гуськом), балочными стрелами с грузовой тележкой и предназначены для выполнения строительно-монтажных работ на строительстве жилых, гражданских и промышленных зданий высотой до 12… 16 этажей.
Краны 5-й размерной группы грузоподъемностью 10 т предназначены для механизации строительства крупнопанельных жилых зданий, а также уникальных зданий культурно-бытового назначения высотой до 75 м. Они оборудуются балочной стрелой, устанавливаемой горизонтально и под углом 30°.
Краны 6-й размерной группы оборудуются балочной стрелой с грузовой тележкой и предназначены для возведения жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений высотой от 12 до 40 м из объемных и тяжелых элементов массой от 2,5 до 25 т.
Рассмотрим назначение и устройство основных узлов и механизмов башенных кранов.
Стрела — основной рабочий орган крана. В зависимости от конструкции может быть выполнена подъемной — маневровой (рис. 3.19, а), у которой вылет изменяется путем перемещения самой стрелы с подвешенным к ее концу грузом на допускаемый угол, либо балочной горизонтальной (рис. 3.19, б), по которой перемещается грузовая тележка, несущая грузовой полиспаст с крюковой подвеской.
Балочные стрелы являются в основном жестко закрепленными и удерживаются в рабочем состоянии одной или несколькими подвесками, состоящими из канатов большого диаметра или металлических тяг, соединенными с верхним поясом стрелы в одной или нескольких точках. Однако имеются также конструктивные решения балочной стрелы, которая при необходимости может устанавливаться под углом до 30° к горизонту. При этом в одних случаях грузовая тележка закрепляется на конце стрелы, а в других имеет возможность перемещаться с грузом вдоль наклонной стрелы. Поперечные сечения подъемных и балочных стрел могут быть треугольными, прямоугольными и квадратными. Балочные стрелы различаются между собой также местом установки грузовой тележки, которая может перемещаться по двутавровой балке, закрепленной вдоль оси нижнего пояса стрелы, либо по направляющим, расположенным по сторонам нижней грани стрелы, или по двум верхним поясам стрелы прямоугольного сечения.
Краны с подъемной стрелой при одних и тех же параметрах (вылете, высоте подъема, грузоподъемности) на 15…20 % легче кранов, оборудованных балочной стрелой, а также имеют более высокую грузоподъемность, возможность увеличения высоты подъема груза при уменьшении его вылета, хорошую маневренность в стесненных условиях строительной площадки, более технологичны в изготовлении, удобнее в монтаже и перевозке.
В отличие от кранов с балочными стрелами подъемные стрелы имеют и недостатки: отсутствие строго горизонтального перемещения груза при изменении вылета крюка (с применением при этом специальной запасовки канатов и дополнительных устройств); незначительная и неравномерная горизонтальная скорость перемещения груза при изменении вылета; незначительная зона обслуживания с одной стоянки, так как груз не может подводиться близко к башне крана (а грузовая тележка может перемещаться по всей длине балочной стрелы).
Подъемные и балочные стрелы применяют в кранах 3-й и 4-й размерных групп с поворотной башней. Краны 5-й и 6-й размерных групп оборудуются только балочными стрелами. У кранов 5-й размерной группы балочная стрела может устанавливаться горизонтально и под углом 30° к горизонту, а у кранов 6-й размерной группы — только горизонтально.
Для увеличения высоты подъема груза применяют различные виды комбинированных стрел (рис. 3.19, в) ломаной формы. На подъемных стрелах устанавливают дополнительные стрелы различной длины, так называемые «гуськи». В балочных стрелах головная секция по отношению к корневой может быть установлена во время работы горизонтально или наклонно под углом до 45°, а грузовая тележка может перемещаться по ним с грузом. Применение шарнир-но сочлененных стрел позволяет крану работать в больших диапазонах по вылету и высоте подъема крюка.
Башни кранов в зависимости от места расположения опорно-поворотного устройства подразделяют на поворотные и неповоротные. Оба типа башен могут быть выполнены сплошностенчатыми, изготовленными из металлического листа или из труб, и решетчатыми из уголков, труб малого диаметра, гнутых профилей и комбинированными из разных профилей металла. Различают башни с постоянным и переменным сечением по высоте, при этом последние могут быть с жестким и подвижным (телескопическим) соединением. Наиболее распространены решетчатые из труб башни с квадратным сечением.
По виду крепления различают башни с жестким креплением к опорной части и с шарнирным (когда удержание башни в вертикальном положении осуществляется подкосами).
Краны как с поворотной, так и с неповоротной башней выпускают с постоянной и изменяемой высотой башни. Так как это тесно связано со способом монтажа крана, то следует отметить, что краны с постоянной высотой башни (независимо от того, разбирается или не разбирается башня крана при его перевозке с объекта на объект) монтируют сразу на полную высоту собственными лебедками или с помощью монтажной мачты и лебедок со стягивающими полиспастами (рис. 3.20, а). Краны с изменяемой высотой башни подразделяют, в свою очередь, на краны со складывающейся башней методом «на себя» в сторону (рис. 3.20, б), и телескопической, выдвигаемой одна из другой (рис. 3.20, в). Однако у большинства современных кранов увеличение высоты башни осуществляется методом подращивания снизу (рис. 3.20, г) или наращиванием ее сверху (рис. 3.20, д). Увеличение высоты башни в этих случаях осуществляется в основном на одну секцию, длина которой в разных кранах составляет от 2,5 до 7,5 м.
При подращивании снизу добавляемая объемная секция соединяется с нижним концом башни, а затем вся башня со стрелой и про-тивовесной консолью и распоркой выдвигается из опорной части и закрепляется в ней. Выдвижение башни в кранах как с поворотной, так и с неповоротной башней осуществляется с помощью систем канатных полиспастов, гидравлических и реечных механизмов.
Рис. 3.20. Башнн башенных кранов
Наращивание башни методом сверху ведется в основном в кранах со значительной высотой подъема крюка (80… 150 м) и с неповоротной башней. При этом методе выдвигается только верхняя часть крана с оголовком, стрелой и противовесной консолью, а вся ранее выставленная башня остается неподвижной. В образовавшийся проем вводятся отдельные, сдвоенные и строенные (рис. 3.20, е) плоские панели башни с последующим соединением их между собой или объемные секции. Затем монтируемую секцию соединяют с башней и с верхней частью крана, опуская ее вниз. В некоторых кранах монтаж ведут путем установки дополнительных секций на верхнюю часть башни крана с помощью собственной стрелы (рис. 3.20, ж). Возможность периодического посекционного увеличения высоты башни крана создает определенные удобства, так как высота крана может увеличиваться по мере возведения зданий или сооружений, а кабина машиниста будет всегда расположена в незначительном удалении от места монтажа.
В верхней части башен кранов расположены пирамидальные оголовки различных видов, служащие опорой для расчалов стрелы и противовесной консоли, а также для отклоняющих блоков канатов грузовых и стреловых полиспастов.
Опорная часть башенных кранов имеет различные конструктивные решения, реализуемые в зависимости от типа башни (поворотная или неповоротная), от вида ходового устройства (на рельсовом или другом ходу) и от возможности перемещения крана относительно строящегося здания (стационарные и самоподъемные). Опорная часть строительных башенных кранов на рельсовом ходу воспринимает все действующие на кран нагрузки и передает их через ходовые колеса на подкрановые пути. По количеству точек опирания на рельс опорные части делятся на трех- и четырехопорные. По конструкции их выполняют в виде различной формы плоских рам, а также в виде портала шатровой или прямоугольной формы. По возможности изменения конструкции в плане опорные части подразделяют на неизменяемые, а также с выдвижными или поворотными кронштейнами.
Опорные части стационарных кранов, представляющие собой рамную конструкцию, крепятся к анкерным болтам монолитного или сборного железобетонного фундамента и пригружаются балластом. Самоподъемные краны в рабочем положении также опираются на плоскую раму, установленную на межэтажном перекрытии, и дополнительно крепятся в одном или двух ярусах между этажами строящегося здания.
Опорно-поворотные устройства (ОПУ) башенных кранов предназначены для соединения и обеспечения вращения поворотной части крана относительно неповоротной. В кранах с большим грузовым моментом используются однорядные и двухрядные роликовые и шариковые круги, а также комбинированные шарико-роликовые круги.
Поворотная платформа, расположенная в нижней части башенного крана, через опорно-поворотное устройство соединяется с рамой ходовой части крана. На поворотной платформе устанавливаются башня и стойка, к которым крепятся удерживающие башню подкосы, механизмы крана, электроаппаратура и противовес.
Противовес обычно состоит из маркированных по массе железобетонных плит, которые укладывают на поворотную платформу и закрепляют на ней. Поворотная платформа, расположенная в верхней части современных кранов с неповоротной башней, представляет собой плоскую раму, соединенную через опорно-поворотное устройство с башней. На платформе установлен оголовок, удерживающий на тягах стрелу и противовесную консоль, которые шар-нирно закреплены по двум противоположным сторонам поворотной платформы.
Противовесные консоли и распорки, предназначенные для снижения изгибающих нагрузок на башню, выполняют в виде плоской рамы или фермы в кранах с балочной стрелой и неповоротной башней. Пространственные противовесные консоли по конструкции аналогичны стрелам. Консоли одной стороной крепятся на шарнирах к нижней части поворотного оголовка с противоположной от стрелы стороны, а верхняя их часть с помощью тяг подвешена к оголовку. На конце консоли расположены грузовая и, если необходимо по конструкции, стреловая лебедка, а также бетонные блоки противовеса, которые могут устанавливаться на консоль сверху, крепиться на торце или подвешиваться снизу. Для уравновешивания крана при изменении длины стрелы (за счет стандартных секций) изменяется и длина консоли. Противовес может выполняться подвижным, по типу грузовой тележки на стреле. В этом случае на консоли устанавливается и механизм передвижения противовеса.
Для горизонтального перемещения груза в кранах с балочными стрелами применяют грузовые тележки, представляющие собой сварную раму, в нижней части которой расположены два блока для грузового каната, а в верхней — опорные катки. Передвижение тележки по стреле осуществляется лебедкой, с барабана которой сходят два конца каната, закрепленные на передней и задней сторонах тележки. В тележках с жесткими катками (рис. 3.21, а) блоки расположены на разных осях в одной плоскости и грузовой канат последовательно огибает их по внутренней стороне. В тележках с балансирными катками (рис. 3.21, б) блоки смещены один относительно другого в поперечном направлении, а грузовой канат огибает блоки с внешней стороны.
Для строповки груза служит грузозахватный орган, представляющий собой крюковые подвески различных конструкций. Они состоят из двух щек, между которыми закреплены одна или несколько осей с установленными на них одним или несколькими блоками и траверса с закрепленным на ней крюком (рис. 3.22, а) с предохранительным замком.
Рис. 3.21. Грузовые тележки башенных кранов: и — с жесткими катками; и — с балансириыми катками
Грузовой крюк за счет его установки в траверсе на упорном шарикоподшипнике имеет возможность достаточно легко поворачиваться, предохраняя грузовой канат от закручивания при поворотах груза. Конструкция крюковой подвески выполнена таким образом, что сход каната из ручьев блоков невозможен. Грузовые полиспасты башенных кранов могут иметь постоянную (рис. 3.22, б) и переменную кратность ип. Неизменяемые двукратные полиспасты используют в основном в мобильных кранах.
В кранах с повышенной высотой подъема груза применяют крюковые подвески с разнесенными на две оси блоками (а следовательно, и разнесенными ветвями грузового полиспаста), что позволяет предохранить канат от закручивания. В тяжелых кранах используются грузовые полиспасты кратностью от 4 до 8. Для предотвращения подвески от закручивания в этих кранах применяют специальные приспособления. В последнее время на кранах устанавливают многоблочные крюковые подвески с изменяемой кратностью полиспаста (от 2 до 6), осуществляемой ручным, полуавтоматическим или автоматическим способом. Для ип – 2…4 — (рис. 3.22, в), а для wn = 2…4…6 — (рис. 3.22, г). Это дает возможность повысить грузоподъемность кранов без увеличения мощности привода грузовой лебедки. Помимо традиционного типа крюковых подвесок известны жесткие подвески и подвески с управляемым из кабины крюком с помощью установленного на нем механизма поворота.
Схемы запасовок грузовых канатов показаны на рис. 3.23. Для подъема легких грузов подъемными стрелами применяют самую простую запасовку грузового каната, когда крюк подвешивается на одной нитке каната, проходящего через блоки гуська, стрелы, распорки и наматываемого на барабан грузовой лебедки (рис. 3.23, а). Однако с изменением вылета при такой запасовке груз поднимается (опускается) вместе со стрелой. В современных кранах с подъемной стрелой этот недостаток устранен и груз за счет применения системы соединенных полиспастов перемещается горизонтально при изменении угла наклона стрелы.
Рис. 3.22. Грузовые полиспасты башеиных кранов
Рис. 3.23. Схемы запасовок грузовых канатов
При такой системе одна ветвь грузового каната, проходя через отводные блоки, крепится на барабане грузовой лебедки, а другая — на барабане стреловой лебедки (рис. 3.23, о, в). При подъеме стрелы стреловой канат наматывается на барабан, а грузовой канат одновременно сматывается с него, обеспечивая постоянное положение груза по высоте. В кранах с переменной кратностью грузового полиспаста применяют более сложные схемы запасовок (рис. 3.23, в). Грузовой канат, сходя с блоков, охватывает блочную обойму и через дополнительный блок направляется к грузовой лебедке. Если для подъема тяжелых грузов необходима четырехкратная запасовка канатов, то обойма крепится с помощью серьги 8 к крюковой подвеске. Для работы с легкими грузами крюковую подвеску опускают на землю, снимают серьгу, и освобожденная обойма поднимается вверх, где за счет массы крюковой подвески прижимается к головке стрелы (пунктир). При этом обойма не участвует в работе полученного таким образом двукратного полиспаста, с помощью которого груз поднимается уже с удвоенной скоростью.
В кранах с балочными стрелами схемы запасовок грузового каната (рис. 3.23, г, д) значительно проще. Один конец каната сходит с барабана, огибает блоки на оголовке и конце стрелы, проходит через блоки, тележки и крюковой подвески, а другой конец крепится к башне или корню стрелы. В этом случае при движении тележки по горизонтальной стреле грузовой канат перекатывается по своим блокам и груз перемещается строго по горизонтали.
Используемая на балочных стрелах система изменения кратности полиспаста в общем случае аналогична ранее рассмотренной для маневровой стрелы.
Стреловые канаты служат для изменения вылета и удержания стрелы в требуемом положении, а также для разгрузки башни (в кранах с поворотной платформой) от изгибающего момента, действующего во время работы крана. Они имеют сложные схемы запасовок. Стреловые полиспасты на кранах с поворотными оголовками (рис. 3.24, а) устанавливают наклонно над стрелой. Неподвижная обойма стрелового полиспаста крепится к оголовку крана, а подвижная соединена со стрелой. Подъем стрелы осуществляется за счет стягивания полиспаста при навивке каната на барабан стреловой лебедки. В кранах с поворотной башней и нижним расположением поворотной платформы стреловые полиспасты располагаются параллельно башне с противоположной от стрелы стороны. В таких кранах с балочной стрелой, имеющей установочное изменение вылета (рис. 3.24, в), стрела перемещается с помощью монтажного каната. соединенного с барабаном малого диаметра грузовой лебедки. Закрепление стрелы осуществляется с помощью канатных тяг расчала и переустановки регулировочных серег относительно двуплечих рычагов, установленных на поворотной платформе крана.
Рис. 3.24. Схемы запасовок стреловых канатов
Распорка удерживается в проектном положении не только оттяжкой, соединенной с верхом оголовка, но и канатными тягами 10, также соединенными с двуплечими рычагами. В кранах с маневровой стрелой применяют различные схемы запасовок стреловых канатов.
На рис. 3.24 б, г показаны схемы запасовок, в которых стреловой расчал б связан с подвижной обоймой стрелового полиспаста. Для увеличения суммарной вертикальной нагрузки, действующей снизу на распорку, стреловой канат пропускается через неподвижные блоки на распорке и образует дополнительный разгрузочный полиспаст. В кранах с изменяемой высотой башни длина канатов стреловых полиспастов рассчитана с учетом максимально возможной высоты подъема крюка при его наибольшем вылете.
Рис. 3,25. Схемы запасовок тележечных канатов
Перемещение грузовой тележки по стреле (рис. 3.25) осуществляется тележечной лебедкой, с барабана которой сходят канаты, запасованные на барабане в разные стороны. Вторые концы канатов закреплены с двух сторон по ходу грузовой тележки. При включении лебедки один канат наматывается на барабан, а другой — сматывается с него, передвигая грузовую тележку. Лебедка может устанавливаться на противовесной консоли (рис. 3.25, а), у корня стрелы (рис. 3.25, в) на ее нижней ферме или на верхнем поясе в середине стрелы (рис. 3.25, г, о). Для улучшения намотки каната на барабан и предупреждения провисания каната в конструкции введены отклоняющие валик или блоки 6. Таким же образом осуществляется и перемещение контргруза, привод которого располагается на противовесной консоли.
Для выдвижения телескопических башен, при наращивании и подращивании башен в кранах применяют разнообразные схемы запасовок полиспастов выдвижения, а также схемы винтовых механизмов с электрогидравлическим управлением.
Рабочие движения башенных кранов выполняются с помощью грузовых и стреловых лебедок, механизмов изменения вылета, поворота и передвижения.
Грузовые лебедки башенных кранов в большинстве случаев выполнены с электрическим приводом, реже с гидравлическим. По числу рабочих скоростей лебедки делят на одно- и многоскоростные. Регулирование их скорости может быть ступенчатое, бесступенчатое и комбинированное. Изменение скорости осуществляется за счет применения нескольких двигателей, изменения передаточного числа редуктора и частоты вращения вала двигателя. Использование нескольких двигателей переменного тока с различной частотой вращения валов дает возможность получить несколько скоростей подъема груза. Изменение частоты вращения при постоянном токе осуществляется с помощью тиристорного управления или системы «генератор—двигатель», а при переменном токе за счет многоскоростного двигателя, электрорегулирования или изменения расхода масла (в гидродвигателе). Большинство башенных кранов работает на переменном токе и имеет односкоростные лебедки. Использование двигателей постоянного тока усложняет и удорожает систему управления и регулирования, но дает возможность бесступенчатого регулирования скорости в широких пределах (например, от 0 до 4 м/с). На схемах показаны простые односкоростные (рис. 3.26, а) и многоскоростные лебедки с коробкой передач (рис. 3.26, б). Многоскоростные лебедки, работающие на переменном токе, имеют две основные и одну посадочную скорости.
Посадочные скорости имеют большое значение на монтажных работах, так как позволяют осуществлять плавную посадку груза и плавность отрыва его от земли. Скорости от 2,5-10 2 м/с достигаются применением в грузовых лебедках тормозных генераторов.
Рис 3.26. Кинематические схемы грузовых лебедок:
1 — электродвигатель; 2 — тормоз; 3 — редуктор; 4 — барабан; 5 — коробка передач; б — механизм переключения скоростей; 7 — привод механизма переключения
Стреловые лебедки современных башенных кранов с подъемной стрелой выполнены аналогично односкоростным грузовым лебедкам. Различие только в конструкции барабана. В кранах с запасов-кой по схеме соединенных полиспастов барабан разделен перегородкой на две секции разных диаметров: для наматывания стрелового каната — цилиндрическая и для наматывания грузового каната — цилиндрическая или коническая.
Тележечные лебедки, предназначенные для перемещения грузовой тележки по балочной стреле или контргруза по противовесной консоли, изготовляют по схеме, подобно обычной стреловой лебедке с применением цилиндрического или червячного редуктора.
Рис. 3.27. Кинематические схемы механизмов поворота: а — с цилиндрическим редуктором; 6 — с планетарным редуктором
В механизмах поворота башенных кранов используют в основном двигатели с вертикальным расположением вала и цилиндрическими (рис. 3.27, а), червячными или планетарными (рис. 3.27, 6) редукторами, на выходных валах которых установлены шестерни, находящиеся в зацеплении с зубчатым венцом опорно-поворотного устройства. Торможение механизма поворота осуществляется с помощью одноступенчатого (автоматически при отключении электродвигателя), двухступенчатого (поочередное прижатие колодок к шкиву) или управляемого (педального) тормозов.
Механизмы передвижения башенных кранов имеют различные исполнения в зависимости от конструкции ходового оборудования. Опирание кранов на рельсы осуществляется через ходовые колеса, число которых может быть от 4 до 32 в кранах с различными параметрами. Для того чтобы нагрузка воспринималась всеми колесами в современных, особенно тяжелых, кранах ходовые колеса объединяют в балансирные тележки (по два, три, четыре колеса). Приводные колеса могут располагаться на одном и на разных рельсах. При наличии в кране балансирных тележек две из них являются приводными (ведущими) и две — ведомыми. Для более плавного движения крана приводные тележки устанавливают на разных рельсах (одна напротив другой или по диагонали). При работе крана на путях с закруглен
