Общее в устройстве строительных кранов
Многообразие архитектурных форм и конструктивных решений строительных объектов привело к появлению грузоподъемных машин, имеющих разную модификацию. Но технологическая схема любого грузоподъемного крана сохраняет в себе ряд основных механизмов:
- Несущая конструкция, состоящая из сварных металлических элементов (ферм) и стальных канатов. Выполняется из угловой стали и имеет решетчатую конструкцию прямоугольного сечения. Шарнирные соединения опор позволяют изменять высоту подъема крана. Конструкция опирается на платформу в передней части шарнирами, а со стороны балласта — болтами. Такое закрепление дает возможность крану поворачиваться. Несущая конструкция имеет ряд механических, гидравлических и электрических агрегатов.
- Грузоподъемный инструмент — лебедка или таль. Приводится в действие с помощью электродвигателя и встроенной планетарной передачи. Имеет несколько скоростных характеристик подъема и опускания и крепится на грузозахватное приспособление.
- Грузозахватное устройство. Техника может быть оборудована крюком, ковшом, стропами и другими приборами, в соответствии с технологической картой работ.
- Органы управления исполнительными механизмами и системами. Находятся в кабине у водителя, предназначены для регулирования и контроля за работой машины. Датчики дистанционного управления устанавливаются тележке и барабанах лебедки и определяют точку передвижения крана.
Основные рабочие органы грузоподъемной машины исполняют роль несущего остова. Он воспринимает нагрузку от навесных элементов и систем. Поэтому конструкция подъемного крана отвечает требованиям надежности и безопасности в соответствии с основным назначением техники.
Формула полезной модели
1. Механизм подъема груза мостового крана, преимущественно для объектов использования атомной энергии, содержащий два барабана, два электродвигателя, сдвоенный редуктор, быстроходные валы которого связаны с валами электродвигателей, а тихоходные валы — с барабанами, два тормоза, установленные на быстроходных валах редуктора, грузоподъемную тележку, грузозахват и два полиспаста, канаты которых запасованы через блоки, закрепленные на грузоподъемной тележке и на подвеске грузозахвата, и прикреплены одними концами к барабанам, отличающийся тем, что он снабжен тремя парами блоков полиспастов, которые закреплены на одном из торцов и в средней части пролетного строения крана, датчиками ограничения грузоподъемности, датчиками крайних положений грузозахвата, которые взаимодействуют с осями барабанов, устройством контроля скорости вращения барабанов и двуплечим уравновешивающим рычагом, закрепленным своей средней частью на втором торце пролетного строения, при этом сбегающие с барабанов канаты полиспастов запасованы последовательно через блоки, закрепленные в средней части пролетного строения, на одном торце пролетного строения, затем через блоки, закрепленные на грузонесущей тележке и подвеске грузозахвата, и вторыми своими концами прикреплены к противоположным плечам двуплечего уравновешивающего рычага, а барабаны, редуктор, электродвигатели и тормоза смонтированы на площадке, жестко прикрепленной к пролетному строению крана.
2. Механизм подъема груза мостового крана по п.1, отличающийся тем, что датчики ограничения грузоподъемности вмонтированы в оси закрепленных на торце пролетного строения блоков полиспастов.
Виды данных подвесок
Крюковые подвески имеют также определенные свои виды:
- одноосные подвески;
- двуосные;
- трехосные, а также с применением на блочные изделия.
Теперь более детально о каждом виде. Не сложно догадаться, что двухосный тип подвески имеет в своем составе две оси. Они стянуты за счет определенных типов болтов. На данном устройстве подшипник устроен в таком месте, которое защищено от влаги и других внешних вредителей его материала. За счет этого его долговечность становится продолжительней. На таком типе подвески груз, который будет прикреплен, может вращаться по вертикальной оси. Как мы уже говорили ранее, на каждом типе подвески присутствует так называемый предохранитель.
Подвеска, в состав которой входит уже три оси имеет две части. Но стоит отметить, что основная часть имеет прикрепление в виде дополнительного материала. Данный материал имеет в своем составе две так называемые щеки. Сам блок прикрепляется между этими щеками.
Подвески грузового предназначения различаются по своему непосредственному размеру.
Виды мостовых кранов: какими они бывают
Две группы выделяются по конструкции:
- Подвесные.
- Опорные. Для передвижения которых пользуются специальными рельсами.
Рельсы располагаются внутри неподвижных опор.
Опорный кран
Несколько разновидностей можно выделить в зависимости от веса, с которым работают установки:
- Первая разновидность – до 5 тонн.
- Вторая – до 50 тонн.
- Третья – до 300-320 тонн.
Назначение тоже бывает разным. Модели могут быть специальными или же общими. Последние выполняют стандартные грузоподъёмные работы для любых объектов.
Кран мостового типа может относиться к одной из следующих групп по приводу:
- Когда требуется физическое усилие от оператора, чтобы лебёдка начала двигаться, а поставленные задачи были выполнены.
- Электрические. С передачей энергии через электрический двигатель.
Вид движения – ещё одно отличие между конструкциями:
- Однобалочные.
- Двухбалочные. Устойчивость и надёжность у таких конструкций повышена. Износу изделия подвергаются меньше, способны поднимать груз на максимальную высоту.
Какие характеристики основные для мостовых кранов
Технические характеристики крана мостового могут быть описаны следующим образом:
- Способность поднимать грузы различного веса, от 0,25 до 500 тонн.
- Пролёт крана, редко превышающий 40 метров.
- Высота подъёма. Определяется другими характеристиками вроде вертикальной величины груза, конкретных габаритов помещения.
- Как концевые балки и колея располагаются относительно друг друга.
- Количество пролётных балок. Она всего одна у кранов с грузоподъёмностью до 5 тонн и менее.
Для управления в большинстве случаев применяется специальный пульт. Главное – чтобы у него присутствовала соответствующая сигнализация, подающая сообщения рабочим. От грузоподъёмности зависит скорость привода, производительность, которой будет обладать электромостовой кран.
Обязательно почитайте: Башенный кран КБ 405
Режим работы и особенности эксплуатации
От интенсивности эксплуатации в будущем зависит то, какую конструкцию рекомендуют выбирать тому или иному конкретному покупателю. Согласно принятому ГОСТу, у рабочих режимов кранов несколько обозначений – от 1К до 7К. Технические характеристики рассчитываются в зависимости от того, как и при каких условиях используется будущая установка. Мощность металлоконструкции также определяется подобными параметрами.
Схема крана
Здесь есть несколько правил:
- Режимы 1к-3К. Им соответствуют краны для незначительных и редких видов работ. Пример – необходимость поднять какое-либо цеховое оборудование, чтобы провести техническое обслуживание инструментов, отремонтировать их. В режиме не тяжелее 3К должна проходить эксплуатация кранов, имеющих одну пролётную балку.
- 4К-5к. Такой режим работы называется средним. Характерен для большинства кранов, используемых предприятиями для организации основных производственных процессов.
- 6К И 7К – тяжёлый и весьма тяжёлый режимы. Чаще всего такой функцией пользуются предприятия, которые относятся к металлургическому производству. Среди грузоподъёмных механизмов данные аппараты считаются самыми мощными. Они работают при сложных условиях, в постоянном режиме. Такие виды мостовых кранов тоже нужны современным предпринимателям.
Подробнее о вариантах управления
Оперирование мостовыми кранами предполагает три варианта схем:
- При помощи специальной кабины. Это специальное сооружение, которое чаще крепится на крановом мосту. Именно в этом помещении концентрируются органы управления. Конструкции могут быть открытыми либо закрытыми. Рабочая зона без проблем обозревается оператором, который находится внутри. Управление краном основана на рекомендациях, которые даёт стропальщик.
- Радиоуправление. Такой способ сравнительно недавно получил признание. Рабочие оценили удобства данного метода. Разрабатываются системы, позволяющие управлять кранами удалённо, на расстоянии до 100 метров. Благодаря чему операторы становятся мобильными, повышают безопасность.
- При помощи кабельного пульта. Этот орган управления самый простой, отличается низкой стоимостью. Реализуется совместно с однобалочными устройствами. Им снабжаются разные марки оборудования.
Обязательно почитайте: Автокран Ивановец
Классификация мостовых кранов
Промышленность выпускает разные мостовые краны, но всех их можно разделить по следующим ключевым признакам:
- области применения;
- способу перемещения;
- конструкции;
- разновидности грузозахватного механизмом.
Если рассмотреть классификацию по области применения, можно выделить следующие виды мостовых кранов:
- для цехов;
- строительные;
- транспортные;
- палубные системы.
В зависимости от конструкции подъемные системы делятся на следующие:
- балочные;
- двухбалочные.
По способу перемещения существует следующая классификация:
- опорные краны;
- подвесные механизмы.
Если рассматривать механизм, который используется для захвата грузов, то можно выделить современные грейферные и спецсистемы. В эту же группу входят литейные и магнитные устройства. В промышленности часто возникает потребность в крюках.
По конструкции
По этому признаку все подъемные механизмы можно разделить на следующие:
- Опорные. Они опираются на рельсовый путь, проложенный по земле, и передвигаются по нему.
- Козловые. Монтаж такого моста на рельсовые пути осуществляется с помощью опор.
- Подвесные. Такие устройства держатся за рельсы снизу.
Предприятия должны выбирать механизмы, ориентируясь на потребности в перемещении грузов.
Выделяют модели следующих видов:
- поднимающие груз до 5 т;
- до 50 т;
- 300-320 т.
Краны имеют разную стоимость.
По назначению
Производители выпускают механизмы, которые по назначению разделяются на следующие:
- Общие. Они предназначены для решения типичных строительных задач.
- Спецназначения. С их помощью крановщики выполнят грузоподъемные операции, которые требуют особого отношения.
Организация, выбирая механизм, должна учитывать назначение грузов. Если они относятся к категории опасных, их перемещение будет отличаться.
По типу привода
По этому признаку все краны мостового типа можно разделить на следующие:
- Ручные. Перемещение груза осуществляется лебедкой.
- Электрические, которые работают от сети.
Предприятия могут выбирать из отечественных и зарубежных моделей.
Роль подъемных механизмов в производстве работ
Краны различной модификации имеют несколько основных узлов. К таким составляющим относятся конструктивные элементы, предназначенные для: подъемных работ, передвижения ведущей тележки, оборота поворотной части, увеличения или уменьшения размеров стрелы, выдвижения или подъема консольной части моста и много других.
Крановые конструкции, обладающие наибольшей грузоподъемностью, кроме механизмов ведущего подъема имеют дополнительно до двух независимых вспомогательных механических конструкций для быстрого перемещения необходимых грузов меньшей общей массы.
Огромной ролью в производстве работ обладает подъемный механизм. В его состав входит гибкий подъемный элемент, как правило, стальной канат и грузовая лебедка.
К канату присоединен захватный механизм. Это может быть как грузовой крюк, так и другие грузозахватные приспособления, например, электромагниты, присосы, грейферы и другие.
В тех случаях, когда для ведения работ необходимо иметь разные ступени режима подъема, используются лебедки с большим набором скоростей.
Для того чтобы обеспечить необходимую безопасность работы башенных кранов, применяются ограничители движения и грузоподъемности.
Большинство подъемных механизмов оборудовано крановыми весами, которые позволяют своевременно определить тоннаж перемещаемого груза.
Передвигаются механизмы по рельсовым направляющим при помощи колес с центральным или раздельным приводом.
Здесь используются предохранители для блоков передвижения, которые называются ограничителями ходового параметра или противоугонными приспособлениями.
Башенные краны снабжены стреловыми устройствами, перемещающими груз укосинами, имеющими шарнирно-сочлененные соединения. Для таких подъемных механизмов колебание вылета стрелы является функцией рабочего движения.
В данном случае используются предохранители, представленные конечными включателями для того, чтобы ограничить амплитуду качания стрелы. Обеспечение безопасности является одной из характеристик работы механизмов.
Все крановые составляющие имеют сварные соединения. Для обеспечения уменьшения веса всего сооружения применяют низколегированную сталь высокого качества, а также алюминиевые составляющие.
Для осуществления работы установки используют электродвигатель переменного тока. Управление башенным краном осуществляется крановщиком, который сидит в помещении, расположенном на самой конструкции.
Для примера рассмотрим несколько конфигураций башенных кранов, а также их технологические характеристики.
Как производить расчеты для полиспаста
Несмотря на то что теоретически конструкция полиспаста предельно простая, на практике не всегда ясно, как поднять груз с помощью блоков. Как понять, какая кратность понадобится, как выяснить КПД подъемника и каждого блока в отдельности. Для того чтобы найти ответы на эти вопросы, нужно выполнить расчеты.
Расчет отдельного блока
Расчет полиспаста нужно выполнять из-за того, что условия работы далеки от идеальных. На механизм действуют силы трения в результате движения троса по шкиву, в результате вращения самого ролика, какие бы подшипники ни применялись.
Кроме того, на стройплощадке и в составе строительной техники редко применяется гибкая и податливая веревка. Стальной канат или цепь обладают гораздо большей жесткостью. Так как для сгибания такого троса при набегании на блок требуется дополнительное усилие, его тоже нужно обязательно учитывать.
Для расчета выводят уравнение моментов для шкива относительно оси:
SсбегR = SнабегR + q SнабегR + Nfr (1)
В формуле 1 показаны моменты таких сил:
- Sсбег – усилие со стороны сбегающего каната;
- Sнабег – усилие со стороны набегающего каната;
- q Sнабег – усилие, для сгибания/разгибания каната с учетом его жесткости q;
- Nf – сила трения в блоке, с учетом коэффициента трения f.
Для определения момента все силы умножаются на плечо – радиус блока R или радиус втулки r.
Сила набегающего и сбегающего троса возникает в результате взаимодействия и трения нитей каната. Поскольку сила для сгибания/разгибания троса существенно меньше остальных, вычисляя воздействие на ось блока, этим значением часто пренебрегают:
N = 2 Sнабег×sinα (2)
В этом уравнении:
- N – воздействие на ось шкива;
- Sнабег – усилие со стороны набегающего каната (принимается примерно равным Sсбег;
- α – угол отклонения от оси.
Блок полиспаста
Расчет полезного действия блока
Как известно, КПД – коэффициент полезного действия, то есть насколько результативна была выполненная работа. Его рассчитывают, как отношение выполненной и затраченной работ. В случае с блоком полиспаста применяется формула:
ηб = Sнабег/ Sсбег = 1/(1 + q + 2fsinα×d/D) (3)
В уравнении:
- 3 ηб – КПД блока;
- d и D – соответственно, диаметр втулки и самого шкива;
- q – коэффициент жесткости гибкой связи (каната);
- f – коэффициент трения;
- α – угол отклонения от оси.
Из этой формулы видно, что на КПД влияет строение блока (посредством коэффициента f), его размер (через отношение d/D) и материал каната (коэф. q). Максимальное значение КПД можно получить, используя втулки из бронзы и подшипники качения (до 98%). Подшипники скольжения дадут до 96% коэффициент полезного действия.
На схеме изображены все силы S на разных ветвях каната
Как высчитать КПД всей системы
Подъемный механизм состоит из нескольких блоков. Суммарный КПД полиспаста не равен арифметической сумме всех отдельных составляющих. Для вычисления используют куда более сложную формулу, а точнее – систему уравнений, где все силы выражаются через значение первичной S0 и КПД механизма:
- S1=ηп S0;
- S2=(ηп)2 S0; (4)
- S3=(ηп)3 S0;
Sn=(ηп)n S0.
КПД полиспаста при разной кратности
Поскольку значение КПД всегда меньше 1, с каждым новым блоком и уравнением в системе значение Sn будет стремительно уменьшаться. Суммарный КПД полиспаста будет зависеть не только от ηб, но и от количества этих блоков – кратности системы. По таблице можно найти ηп для систем с разным количеством блоков при разных значениях КПД каждого.
Устройство
Крюковая подвеска состоит из следующих элементов:
- траверса;
- редуктор;
- ось (одна или несколько);
- крюк (выбранной конфигурации);
- система крепления;
- подшипников (одного или нескольких).
Для приведения в движение всего механизма используется отдельный электрический мотор. У некоторых вариантов в устройство вносят различные изменения, улучшающие его характеристики. Например, крюковая подвеска мостового крана имеет специальный балансир.
В крюковой подвеске укороченной модификации применяют траверсу специальной формы. Она снабжена упорным подшипником, на который упирается крюковой элемент. При классическом варианте подвески блоки монтируются на ось, закреплённую на траверсе. Все элементы крюковой подвески установлены в кожухе, из которого производится выход каната.
Виды грузовых крюков
Современные грузоподъёмные крюки выполняются в соответствии с установленными государственными стандартами.
Их можно классифицировать по следующим характеристикам:
- количество установленных осей;
- размер крюковой подвески;
- применяемого материал;
- назначение;
- способы крепления;
- типы крюков.
В качестве материала для изготовления крюковой подвески применяют различные марки стали. По технологии производства они бывают: литые, кованые, пластинчатые. Наименьшее распространение получили литые крюки по причине трудностей, связанных с выявлением скрытых недостатков металла при литье.
Блочная подвеска мостового крана с изменяемой кратностью полиспаста способна регулировать скорость подъёма груза, с учётом его общей массы. Масса механизма крюкового устройства не должна превышать 5 % от рассчитанной грузоподъёмности. Такое соотношение обеспечит равномерное натяжение каната.
Для крепления крюка используют три типа крепления: ухо, вертлюг или вилочное соединение. Вид соединения выбирается в зависимости тот типа крюка и требуемой грузоподъёмности.
В настоящее время применяются следующие типы крюков:
- приварной;
- цепной;
- чалочный;
- вращающийся;
- двурогий;
- с расширительным звеном;
- S-образный.
Для каждого из этих крюков применяется индивидуальный замок, который должен соответствовать утверждённым стандартам и правилам соблюдения техники безопасности.
S-образный крюк выполнен в форме заглавной буквы S. В результате он имеет симметричную конструкцию. К нему груз может крепиться независимо от установленной стороны. Изделие с расширенным звеном позволяет крепить на нём большое количество строп фиксации груза.
По количеству установочных осей крюковой подвески их подразделяют на одноосные, двухосные и трёхосные. Одноосная подвеска имеет одну ось, обеспечивающую движение каната. Двухосная подвеска оснащена двумя осями. Их располагают между щёк. Надёжность конструкции обеспечивается болтовым соединением. Захватный механизм установлен на траверсе с применением системы блоков. Безопасность работы обеспечивает специальный замок. Трёхосная подвеска снабжена ещё одной обоймой из двух щёк, которая соединяется с помощью серьги и стального пальца.
По геометрическим параметрам различают два типа крюковой подвески:
- нормальные;
- укороченные.
Крюковая подвеска нормальной длины имеет несколько блоков с подшипниками вращения (обычно от одного до четырёх). Блоки крюковой системы могут быть обводными или собраны по схеме полиспаста. Сам грузовой крюковой механизм фиксируется гайкой большого диаметра.
Отдельным видом подъёмных устройств, считается грузовая петля. Она имеет меньший вес, чем другие системы и получила более широкое распространение. Конструктивной особенностью такого устройства является необходимость пропускания каната или стропы через отверстие петли. Это вызывает постоянное трение стропы о петлю, что негативно сказывается на сроке службы такого устройства. Грузовые петли изготавливаются: составными или цельноковаными. Первый тип петли состоит из системы шарнирных соединений. Второй представляет собой единый неразборный блок.
Очень часто на подъёмные механизмы устанавливаются так называемая пластичная подвеска. Согласно установленного стандарта ГОСТ 6619-75 пластичный крюк имеет однороговую и двухроговую конструкцию.
ГОСТ 6619-75 Крюки пластинчатые однорогие и двурогие
1 файл 240.33 KB
Подвеска первого типа имеет грузоподъёмность от 40 т до 315 т. Она применяется в основном для литейных кранов. Вторая подвеска с грузоподъёмностью от 80 т до 320 т устанавливается на механизмы общего назначения.
Подвеска крюковая — это… Что такое Подвеска крюковая?
подвеска крюковая — Система блоков, размещенных на раме, снабженной крюком. [ГОСТ 27555 87 ИСО 4306/1 85] Тематики кран Обобщающие термины узлы EN hook assembly FR moufle á crochet … Справочник технического переводчика
Крюковая подвеска — 1.31.1. Крюковая подвеска Узел, состоящий из грузового крюка, траверсы и блока (блоков) Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 27555-87: Краны грузоподъемные. Термины и определения — Терминология ГОСТ 27555 87: Краны грузоподъемные. Термины и определения оригинал документа: 79. База В Расстояние между осями опор крана, измеренное по его продольной оси Определения термина из разных документов: База В 80. База выносных опор Во… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Крановое оборудование — Термины рубрики: Крановое оборудование Аварийное состояние кранового пути База выносных опор База крана Балласт Башня крана … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Полиспаст — Крюковая подвеска с полиспастом Полиспаст (др. греч. πολύσπαστον от … Википедия
Полиспас — Крюковая подвеска с полиспастом Полиспаст (греч. Polýspaston, от др. греч. polýspastos натягиваемый многими верёвками или канатами) таль, грузоподъёмное устройство, состоящее из собранных в подвижную и неподвижную обоймы блоков, последовательно… … Википедия
Грузовой крюк — Грузовой крюк грузозахватный орган, применяемый в грузоподъёмной технике и других отраслях в качестве вспомогательного. Каждый крюк должен выдерживать статическую нагрузку, превышающую его грузоподъёмную силу на 25%. Грузовые крюки снабжают … Википедия
Крюк грузовой , особенности производства
Грузозахватная деталь, которая применяется в строительстве и других отраслях, называется крюк грузовой. Она оказывает прямое влияние на крановые подвески, а потому должна быть прочной, точной и выносливой. Основная задача данного приспособления — это захватывать и поднимать грузы различной тяжести. Крюк грузовой должен выдерживать статическую нагрузку превышающую его грузоподъемность на 25%.
Все грузоподъемные крюки разделаются по своей грузоподъемности, в среднем она варьируется от 0,4 тонн, до 100 тонн. В большинстве случаев крюк грузовой и крюковая подвеска крана в своей конструкции имеет предохранительный замок, которые делятся на два типа:
- Замок противовес;
- Замок защелка.
Различают два типа крюков. Это кованые и пластинчатые. Различия в их изготовлении и, как следствие, в их характеристиках. И тот и другой крюк грузовой используется в грузоподъемных механизмах. Давайте рассмотрим каждый вид подробнее.
