Ходовая рама башенного крана

Книга: Башенные краны

Навигация: Начало Оглавление | Другие книги | Отзывы:

§ 5. Ходовые рамы

Ходовые рамы башенных кранов воспринимают действующие на кран нагрузки и передают их непосредственно на крановые пути. Конструкция ходовых рам зависит от типа крана (с неповоротной и поворотной башней) и определяется видом ходового устройства (рельсового, пневмоколесного, гусеничного н т. п.).

Рис. 11. Ходовые рамы кранов с неповоротной башней: а — П-образный портал, б — плоская рама, о— рама с флюгерами; J — стойка, 2 — балка, 3 — подкос, 4 — съемная балка, 5 — флюгер

Ходовые рамы кранов с неповоротной башней (рис. 11) выполняют в большинстве случаев на рельсовом ходовом устройстве. Рамы этих кранов изготовляют в виде открытого П-образного портала (кран КБ-572), в виде плоской с подкосами (КБ-674, КБ-676) или рамы с поворотными балками-флюгерами (КБ-271).

П-образный портал выполнен в виде сварной рамы листовой конструкции, опирающейся на четыре опорные стойки, открытые в направлении оси пути. Благодаря этому можно использовать крановые пути для складирования материалов. Стойки выполнены в виде сварной пирамидальной конструкции коробчатого сечения и соединены с рамой фланцами на болтах.

Для повышения жесткости боковые стойки связаны продольными балками. На верхней части рамы расположены фланцы для крепления башни. В продольных балках вварены втулки для шкворней ходовых тележек. Сверху к балкам приварены проушины для закрепления портала при его монтаже.

Плоские ходовые рамы наиболее простые из всех ходовых рам кранов с неповоротной башней. Их выполняют с центральным или с асимметричным (смещенным) расположением башни. Центральное расположение башни обеспечивает одинаковый вылет при любом положении стрелы. При асимметричной раме удается приблизить башню к зданию и, следовательно, уменьшить длину и массу стрелы.

На рис. 11, б приведена схема плоской рамы кранов КБ-674 и КБ-676 со смещением башни от оси кранового пути на 2,45 м в сторону здания. Ходовая рама представляет собой сборно-разборную конструкцию (на болтах), создающую жесткий опорный контур. К центральной части рамы, расположенной непосредственно под основанием башни, примыкают съемные балки, которые, как и центральная рама, опираются на четырехколесные тележки. Все балки выполнены сварными из листа и имеют коробчатое сечение. При транспортировании съемные балки для уменьшения габаритов демонтируют и перевозят отдельно.

Для повышения жесткости конструкции раму и съемные балки связывают при работе с поясами башен подкосами. С этой же целью съемные балки связывают между собой поперечными балками, на которые укладывают плиты балласта.

Центральная рама с поворотными балками-флюгерами выполнена в виде сварного кольца, к которому присоединены четыре поворотных флюгера, шарнирно опирающихся на ходовые тележки. На верхнем торце рамы установлена неповоротная башня крана.

Для снижения центра тяжести и уменьшения транспортных габаритов рама максимально опущена вниз, поэтому флюгера выполняют трапециевидными с уменьшением их высоты в месте опирания на ходовые тележки. Во время работы крана флюгера разведены в стороны под углом 45° к продольной оси крана и закреплены двумя жесткими н двумя телескопическими тягами. Телескопические тяги связывают ходовую раму с флюгерами, в которых закрепляются неприводные тележки, движущиеся по общему рельсу. При перевозке крана для уменьшения транспортных габаритов флюгера сводят к продольной оси и закрепляют в таком положении. На концах флюгеров закреплены пальцы, ограничивающие перемещение шкворней ходовых тележек относительно флюгеров. Возможность перемещения тележек по вертикали предохраняет кран от схода с рельсов и повышает безопасность работы, и при просадке кранового пути ходовая тележка не оторвется от рельса. Для повышения жесткости флюгера его вертикальные стенки связаны двумя вваренными короткими поперечными трубами.

Ходовые рамы кранов с поворотной башней выполнены с непосредственным креплением к ним опорно-поворотного устройства, передающего нагрузки от поворотной части крана. Рамы кранов с поворотными башнями изготовляют в виде портала с центральной кольцевой рамой, автомобильного, пневмоколесного или гусеничного шасси.

Ходовая рама в виде портала применяется в кранах-погрузчиках (например, на кране КП-100 и в кранах с грузовым моментом более 300 т-м). Габаритные размеры портала этих кранов допускают проход под ним как железнодорожного, так и автомобильного транспорта. Площадь под порталом можно также использовать и для складирования материалов. Конструкция портала этих кранов аналогична конструкциям, применяемым в кранах с неповоротной башней (см. рис. 11, а).

Кольцевая рама изготовлена в виде сварной кольцевой балки, к которой симметрично присоединены четыре флюгера. Ходовая рама в виде центральной кольцевой рамы с флюгерами аналогична соответствующей ходовой раме кранов с неповоротной башней (см. рис. 11, в). На верхнем торце рамы приварено кольцо, предназначенное для установки на него опорно-поворотного устройства. Для лучшего прилегания к опорно-поворотным устройствам опорное кольцо обрабатывается после приваривания к центральной раме. Как и в кранах с неповоротной башней, флюгера выполняют трапециевидными с уменьшением их высоты в месте опирания на ходовые тележки. Подобную конструкцию имеют рамы кранов КБ-401, КБ-503.

Ходовая часть автомобильного крана АБКС-5 представляет собой плоскую сварную опорную раму, установленную на шасси автомобиля МАЗ-500. Поскольку нагрузки на раму при работе крана превышают нагрузки, на которые рассчитано шасси автомобиля, опорная рама выполнена с выносными опорами, которые позволяют разгрузить шасси автомобиля, увеличить удерживающий момент и устойчивость крана. Расстояние между выносными опорами 4,9 м. Для снижения удельного давления на грунт выносные опоры снабжены плитами-башмаками. При транспортировании выносные опоры сводят к оси крана.

Устройство башенного крана. Монтаж и демонтаж башенных кранов

Грузоподъемная машина со стрелой, расположенной в верхней части вертикально закрепленной башни, служащая для захвата и перемещения крупногабаритного груза, называется башенным краном. Любой башенный кран обладает следующими параметрами: вылет стрелы, грузоподъемность, скорость подъема и опускания, глубина опускания, быстрота перемещения, скорость поворота башни и т.д. К составным узлам башенного крана относятся: башня, поворотная платформа со стреловой и грузовой лебедкой, опорно-поворотный механизм, устройство подъема и опускания груза, механизм передвижения машины, механизм изменения вылета стрелы и т.д.

Башня крана

Башня – основной элемент башенного крана, который служит для удерживания стрелы на заданной высоте и для распределения нагрузки со стрелы на ходовую раму и крановые пути. В большинстве случаев башни кранов имеют решетчатое строение (выполнены из уголков или труб небольшого диаметра). Также встречаются башни с телескопической конструкцией (выполнены из трубы большого диаметра).

Источник фото: exkavator.ru В большинстве случаев башни кранов имеют решетчатое строение

Башни кранов бывают поворотными и неповоротными. Поворотная башня представляет собой опорно-поворотное устройство с поворотной платформой, которое размещено внизу (на портале или опорной части крана). У неповоротных кранов платформа с башней не поворачивается. Поворотный механизм у такого типа машин расположен в верхней части. Для того чтобы кран мог поворачиваться, на башне закреплен поворотный оголовок с противовесной консолью для уравновешивания стрелы. Такая конструкция башенного крана позволяет перемещать грузы массой более 10 тонн. Главным преимуществом неповоротных башенных кранов является возможность их переоборудования для использования в качестве приставных башенных кранов (крепящихся к постройке).

В последнее время большую популярность набирают безоголовочные краны. Для большинства изготовителей производство именно этого типа кранов является преимущественным. Плюсом таких кранов является то, что они освобождены от металлоемкого и габаритного узла (оголовка башни и систем оттяжек, поддерживающих стрелу). Эти краны легко монтируются и не требуют особых усилий при транспортировке. Главный модуль поворотной части (кабина, все механизмы крана и электрооборудование) собирается внизу, а монтаж данной конструкции происходит за один подъем.

Поиск необходимого оборудования или запчастей стал еще проще – оставьте заявку и Вам перезвонят.

Ходовая рама башенного крана

Немаловажным элементом в устройстве башенного крана является ходовая рама, служащая для переноса нагрузок на крановые пути. У неповоротных башенных кранов рамы бывают шатровые либо в форме усеченной пирамиды. У кранов с поворотными башнями нагрузки на раму передаются через опорно-поворотное устройство, которое размещено в нижней части машины.

Источник фото: exkavator.ru Ходовая рама служит для переноса нагрузок на крановые пути

Стрела башенного крана

Стрела башенного крана представляет собой механизм, с помощью которого он достает до груза, находящегося от него на определенном расстоянии. Различают подъемные, балочные и шарнирно-сочлененные стрелы башенного крана.

К плюсам стрел первого типа крана можно отнести то, что они отличаются малым размером и массой. Также они легко монтируются и легко поддаются транспортировке. К недостаткам таких стрел относится то, что для изменения вылета крюка невозможно переместить груз горизонтально. Встречаются подвесные, подвесные со стойками, подвесные с гуськом и молотовидные варианты.

Балочный тип стрел насчитывает 2 вида: подвесные и молотовидные. Больше всего в строительстве применяют подвесные балочные стрелы. По нижней части таких стрел, которые представляют собой двутавровую балку, перемещаются катки грузовой тележки, служащей для захвата и перемещения груза. Молотовидные балочные стрелы не получили широкого распространения ввиду больших размеров и массы конструкции.

Шарнирно-сочлененные стрелы состоят из двух частей (основной и головной) и относятся к типу комбинированных стрел. Головная часть шарнирно-сочлененной стрелы называется гуськом. Башенные краны с таким типом стрел обладают двумя крюковыми подвесками. Вылет шарнирно-сочлененной стрелы может изменяться двумя вариантами:

• подъемом всей стрелы;
• сочетанием движений подъема стрелы и перемещением по ней грузовой тележки.

Применение данного типа стрел обусловлено необходимостью увеличения высоты и подъема крана и вылета крюка.

Противовесы

На противоположной стороне стрелы расположены противовесы, служащие для устойчивости крана. На кранах с поворотной башней вместо противовесов применяют специальные распорки, с помощью которых ветви стреловых канатов отводятся от башни. На кранах с неповоротной башней противовес размещают на конце противовесной консоли.

Источник фото: exkavator.ru Противовесы служат для устойчивости башенного крана

Лебедки

Лебедки, как и противовесы, располагаются на противоположной стороне стрелы. Конструкция крановых лебедок состоит из электродвигателя, барабана, тормоза и редуктора. Различают грузовые, стреловые, тележечные лебедки. Современные грузовые лебедки имеют несколько скоростей подъема и опускания груза. На отдельные башенные краны устанавливают сразу несколько грузовых лебедок: для больших, средних и малых грузов. Стреловые лебедки применяются для изменения вылета крюка и угла наклона стрелы. Тележечные лебедки используются для движения грузовых тележек по балочной стреле.

Стальные канаты

При эксплуатации башенного крана стальные канаты играют одну из главных ролей. Канаты выполняют функцию тяговых органов крана при подъеме груза и стрелы. Стальные канаты используют при монтаже и демонтаже башенного крана, при выдвижении башни, для поворота крана, а также для передвижения грузовой тележки по стреле. Рациональность использования канатов из стали обусловлена их высокой прочностью, гибкостью, грузоподъемностью при относительно малом собственном весе.

Блоки, полиспасты, барабаны

Блоки, полиспасты, барабаны служат для соединения каната с подъемным механизмом. Все эти механизмы предназначены для подъема и опускания грузов. Блок, как простейший механизм, представляет собой колесо с желобом для размещения каната. К недостаткам блоков относится то, что они практически не дают выигрыша в силе. Блоки бывают подвижные (перемещаются вместе с грузом) и неподвижные (используются для изменения направления движения канатов). Полиспасты представляют собой механизм, состоящий из нескольких подвижных и неподвижных блоков, которые скреплены канатом. Из-за невысокой скорости подъема грузов полиспаст позволяет получить большой выигрыш в силе. Барабан выполняется в форме цилиндра с полыми внутренностями. В конструкции барабана применены винтовые канавки, которые служат для меньшего износа и лучшей укладки каната.

Перемещение башенного крана

По возможности перемещения башенные краны делятся на: передвижные (самоходные и прицепные), стационарные (приставные), самоподъемные (монтируются на каркасе строящегося здания). Для того чтобы башенные кран имел возможность перемещения, к нему применяют различные шасси: автомобильные, пневмоколесные, гусеничные, шагающие, рельсовые.

В большинстве случаев движение самоходных башенных кранов осуществляется путем перемещения ходовых тележек по крановым путям (рельсам). Для распределения нагрузки ходовые тележки крана объединяют в балансирные. Четырехколесный кран снабжен механизмом передвижения с приводом на два колеса. Тележки, располагающие восьмью и более колесами, снабжены индивидуальным приводом. Ведущая тележка оборудована двигателем и зубчатым редуктором, а с торца на нее устанавливаются противоугонные устройства. Противоугонные захваты предотвращают движение крана вне рабочего режима посредством ветра. На одной из тележек также размещается кнопка включения и выключения ограничителя пути, которая срабатывает при наезде крана на рельсах за ограничивающую линию.

Источник фото: exkavator.ru Стационарный башенный кран. Вид сблизи

Монтаж, демонтаж башенного крана

На практике применяют достаточно большое количество способов монтажа башенного крана. Для каждой конкретной ситуации применяется свой метод. Основными факторами, влияющими на выбор того или иного способа, являются: высота башни и длина стрелы, условия установки крана, продолжительность стоянки.

В случае, когда ситуация требует частой перевозки башенного крана с одной строительной площадки на другую, используют кран специальной конструкции, которая позволяет складывать машину, не разбирая ее. Минусом такого крана является то, что для его монтажа необходимо значительное место на стройплощадке.

Для поворотных кранов используют способ самостоятельного подъема башни вместе со стрелой с помощью полиспаста.

Универсальный способ монтажа башенного крана подразумевает применение стационарной мачты. Отдельные конструкции частями монтируют в нужной последовательности. В случаях, когда использование мачты невозможно, монтаж выполняется с использованием легкого ползучего крана.

Демонтаж башенных кранов осуществляется в обратной последовательности монтажу.

Наши группы в Telegram, Viber. Присоединяйтесь!

Быстрая связь с редакцией в WhatsApp!

Устройство башенного крана

Пионер среди башенных кранов возник в 1913-м. Платформа поворачивалась, она находилась вверху башенной составляющей. Спустя полтора десятилетия стал работать кран с балочной стрелкой, с 1952-го использовался со стрелкой подъёмной.

Башенный кран — находка, открывшая человеку возможность сооружать дома высотой в десятки метров. Кран улучшался технически многие десятилетия. Воздействуют силы, формирующие опрокидывающий момент. Базовые таковы:

• грузовой вес;
• вес устройства, держащего тяжесть.
• Вспомогательная сила:
• появляющаяся при вариации скорости функционирования механизмов;
• инерция (при перемещении по стрелке, вариации её вылета);
• центробежная, появляющаяся при смене наклона стрелки, движении поворотной составляющей;
• воздействия погодных условий (воздушных масс, вес снега либо наледи при минусовых температурных режимах).

Грузы поднимаются грузовой лебёдкой либо канатом, крюковой обоймой. Конструктивно устройство подбирается так, чтобы была устойчивость при опрокидывании по направлению расположения составляющих:

• груза (грузоустойчивость);
• противовеса (статическое состояние во время неактивности).

Выделяют базовые варианты, определяющие разновидности кранов:

• с мобильной башней (башня со стрелкой, противовесом ходит вертикально, расположение противовеса верхнее либо нижнее);
• со статичной башней (стрелка, противовес на вращающемся шатре).
• Деление на основании типа стрелки:
• с подъёмной (оголовок помогает менять угол наклона стрелки);
• с балочной (по статичной горизонтальной стрелке передвигается грузовая телега с грузозахватным механизмом).
• Типологическое деление на основании способа расположения:
• стационарные (не двигаются, они считаются приставными);
• мобильные — передвигаемые тягачом либо самостоятельно передвигающиеся.

Главные элементы конструкции

• Рама — самодвижущаяся либо передвигаемая тягачом платформа с колёсным либо гусеничным ходом, на ней закрепляется кран.
• Опорно-поворотное рамное устройство есть в кранах, где башня нестатична, на башенной вершине оно присутствует в кранах со статичной башней.
• Платформа.
• Противовес располагается внизу на платформе в конструкциях с движущейся башней, сверху на консоли — в кранах со статичной.
• Башня придаёт крановой конструкции высоту, принимает основной вес.
• Кабина находится на уровне стрелы, это место для оператора.
• Благодаря стреле груз двигается по горизонтали, обеспечен подвод механизма захвата груза, есть конструкции с подъёмной, балочной стрелкой.
• Ходовая телега — сооружение с ходовой частью крановой рамы.
• Консоль способствует устойчивости, возмещению опрокидывающих сил.
• Оголовок даёт возможность управлять стрелкой, менять по вертикали, некоторые виды крановых конструкций с балочной стрелкой — без оголовка.
• Грузовая телега присутствует у крановых конструкций со стрелками балочного типа, нужна для движения груза горизонтально.
• На основании типа ходового устройства конструкции бывают:
• рельсовыми;
• на шасси автотипа (держатся на пневмоколёсном шасси с кабинкой);
• пневмоколёсные (на пневмоколёсном шоссе, кабинки нет);
• гусеничные (на гусеничном ходу);
• шагающие (с ходовым устройством шагающего типа).

Основное задание крана — обслуживание стройплощадок, погрузочные, разгрузочные задания. Краны позволяют решать непростые стройзадачи. Технически развиваться продолжают до сих пор. Их можно видеть на стройплощадках разных государств.

Основные типы конструкций башенных кранов и их устройство

Краны башенного типа придумали больше ста лет назад. Их назначение – поднимать грузы на большую высоту. Понимать устройство башенного крана, типы конструкций и схему необходимо для правильной организации работ на строительной площадке.

За минувший век инженерная мысль продвинулась далеко вперед в развитии подъемной техники. Сегодня рынок предлагает широкий спектр этих сложных технических устройств, рассчитанных для различных видов работ. Если вам нужно арендовать автокран в Нижнем Новгороде, обращайтесь в компанию ООО КранСтрой.

Особенности крана башенного типа

Универсальное высотное крановое оборудование рассчитано на грузы 5 – 10 тонн. С его помощью можно поднять к месту строительных работ нужный материал и оснастку. Но существует и мощная подъемная спецтехника, способная справиться с весом до 100 тонн. Без нее не обойтись, если нужно, к примеру, поднять наверх турбину.

Башенные краны перевозят в разобранном виде и собирают непосредственно на стройке. Сборка занимает четыре рабочих смены, для нее требуются автокран и 7-8 рабочих.

Есть у этих технических устройств и еще одна особенность: они способны сами себя строить. Когда высоты этого гиганта начинает не хватать, он сам поднимает наверх очередной пролет для своей башни, рабочие устанавливают его, и крановая конструкция как чулок наползает на новый пролет, поднимая стрелу выше.

Универсальное крановое оборудование башенного типа способно поднимать тяжести на высоту до двухсот метров. Но встречается техника, для которой и эта высота не предел. Без нее не обойтись при строительстве небоскребов.

Основные характеристики крана башенного типа:

1. Высота подъема груза – от этой характеристики зависит высота здания, которое можно построить.
2. Максимально допустимый вес груза – главный показатель мощности подъемного оборудования.
3. Вылет стрелы – этот параметр определяет радиус действия крана и является важным показателем его эффективности.
4. Скорость подъема груза.
5. Скорость поворота стрелы.
6. Скорость перемещения самой машины.

Эти характеристики влияют на производительность работ на стройплощадке.

Устройство башенного крана:

• Рама – основа, на которую устанавливается остальное оборудование. Расположена внизу всей конструкции.
• Ходовая тележка – с ее помощью машина передвигается. Тележка устанавливается под раму.
• Опорно-поворотное устройство – с помощью опорно-поворотного устройства кран может поворачиваться вокруг своей оси.
• Платформа – нужна для установки башни и противовеса.
• Башня – вертикальная часть конструкции, на которую установлены стреловая часть и кабина. Именно башня делает крановую технику механизмом, способным поднимать тяжести на большую высоту.
• Кабина – помещение в верхней части башни, где расположены органы управления и приборы.
• Стрела – основный горизонтальный элемент конструкции. На стреловой части устанавливается грузоподъемное устройство.
• Грузовая тележка – нужна для перемещения груза вдоль стреловой конструкции. Устанавливается только на стрелах балочного типа.
• Консоль – расположена с противоположной части стреловой конструкции, поэтому у консоли есть второе название – контрстрела. Нужна, чтобы создать рычаг, который уравновесит рабочий вес стреловой части.
• Оголовок – специальная секция, устанавливается на башню выше стреловых элементов. Через оголовок перекинуты тросы, которые поднимают и опускают стреловую конструкцию.
• Противовес – обычно представляет собой набор бетонных плит, цель которых уравновесить груз, висящий под стрелой. Чаще всего противовес устанавливают внизу крановой конструкции, связывая его тросами со стрелой. Но противовес может быть установлен и на специальной консоли напротив стреловой части, уравновешивая ее.

Чем башенные краны отличаются друг от друга?

Высотная спецтехника бывает разных видов и различается по целому ряду конструктивных решений.

По принципу мобильности:

1. Стационарные краны – не имеют ходовой части. Их часто делают приставными. Такие крановые конструкции накрепко присоединяют к зданию, которое они строят. Приставное крановое оборудование не может перемещаться по стройплощадке. Зато в сравнении с передвижным оно дешевле, обладает более высокой грузоподъемностью и его проще монтировать.
2. Передвижные краны – могут перемещаться по стройплощадке. Различаются по типу ходовой тележки. Самый распространенный вариант – рельсовый. Рельсы надежны, дают возможность управлять движением башенного гиганта из кабины оператора. В то же время рельсы необходимо время от времени осматривать и проверять на дефекты. От того, как уложены рельсы и в каком состоянии они находятся, напрямую зависит устойчивость крана.

Кроме того, передвижное крановое оборудование может находиться на гусеничной или на автомобильной платформе, иметь пневмоколесную ходовую тележку. Встречается и шагающая спецтехника башенного типа.

По типу башни – с поворотной башней и с неподвижной. Кран с поворотной башней поворачивается целиком, за исключением рамы и ходовой тележки. Если башня неподвижная, то поворачивается только стреловая часть.

По типу стреловой конструкции – стрела бывает подъемная и балочная. У подъемной стрелы подъемно-грузовое устройство расположено на конце. Стреловая часть может подниматься под углом к башне, или опускаться вниз. Балочная стрела неподвижна. На ней установлена грузовая тележка, которая перемещается по всей длине стреловой части, меняя положение грузоподъемного механизма.

Кроме того, крановые конструкции башенного типа бывают быстрого монтажа, безоголовочные и высотные. Первые сконструированы таким образом, чтобы их можно было максимально быстро собрать на стройплощадке.

В конструкциях безоголовочного типа стреловой элемент удерживается в горизонтальном положении не тросами, а с помощью других механических устройств. И наконец, высотное подъемное оборудование рассчитано на строительство небоскребов.

Видео: подъемный кран – из чего это сделано.

Почему он не падает?

На многометровый кран, пытаясь его уронить, действует множество сил. Самая большая – вес груза. Кроме того, при повороте крановых конструкций возникают центробежные силы. В результате торможения при подъеме или опускании груза, а также, когда кран двигался или разворачивался, появляются силы инерции.

Наконец, немалое влияние на устойчивость башенного гиганта оказывают атмосферные явления: ветер, снег и наледь на конструкциях. Все эти факторы учитываются при его проектировании:

• В основе конструкции любого башенного крана лежит идея уравновесить вес груза, который тому предстоит поднимать. Эту задачу выполняет противовес. Он сдвигает центр тяжести крановой конструкции в свою сторону, создавая задел устойчивости. Она называется собственной. Когда крюк цепляет груз, центр тяжести смещается в сторону груза, но с учетом противовеса остается в допустимых пределах. Это называется грузовой устойчивостью.
• Центробежные силы конструкторы ограничивают скоростью вращения узлов машины, от сил инерции избавляются, избегая резких остановок грузового троса и крановых механизмов.
• Для каждого башенного крана есть ограничения по скорости ветра. В штормовой ветер все работы прекращаются. Кроме того кран конструируют так, чтобы он обладал минимально возможной парусностью.

Техника не стоит на месте. Теория и практика строительства подъемных механизмов, дающих возможность строить высокие здания, продолжает развиваться, выполняя главную задачу: поднять все более тяжелые грузы как можно выше.

Устройство башенного крана

В период 1913-1916 годы, работая в университетах Цюриха и Берлина, Альберт Эйнштейн опубликовал свою работу по общей теории относительности. Эта работа перевернула понимание человеком основ природы и дала толчок к немыслимым ранее научным достижениям и техническим изобретениям. Об этом знают многие. Однако немногие знают о том, что в это же время, а точнее, в 1913 году, на промышленной ярмарке в Лейпциге изобретатель по имени Юлиус Вольф представил широкой публики механизм, названный в местных газетах «гигантом из Хеилборна», который не менее радикально изменил строительную отрасль. Изобретение, прообразом которого был этот механизм, дало человеку возможность возводить здания, в которых число этажей исчисляется десятками, а высота – сотнями метров. Это изобретение – башенный подъёмный кран. Устройство башенного крана в течение последующих десятилетий совершенствовалось всё больше, и многочисленных наследников того первого механизма сегодня можно увидеть буквально повсюду.

Многие мужчины, среди эпизодов своего городского детства, наверняка вспоминают какую-нибудь стройку, на которой так интересно было играть в различные детские игры. Кроме игр, там было увлекательно наблюдать за работой различных механизмов и приспособлений, над которыми гордо возвышался башенный подъёмный кран. И в голове любого мальчишки, который наблюдал за работой такого крана, наверняка возникал вопрос: «как это он не падает?» Выяснению этого и посвящена данная статья, в которой в общих чертах рассматривается конструкция башенного крана.

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).

Основные типы конструкции башенного крана

Существует несколько основных конструктивных решений, на основе сочетания которых создаются башенные краны различных видов.

По типу конструкции башни:

1. Краны с поворотной башней. В таких кранах башня, вместе с закреплённой на ней стрелой и противовесом, вращается вокруг своей вертикальной оси. Противовес в таких кранах может иметь верхнее или нижнее расположение.
2. Краны с неподвижной неповоротной башней. В таких кранах стрела и противовес закреплены на особом шатре, который вращается вокруг неподвижной башни.

1. Кран с подъёмной стрелой. Такие краны имеют оголовок для возможности изменения угла наклона стрелы.
2. Кран с балочной стрелой. В таких кранах по неподвижной горизонтальной стреле перемещается грузовая тележка с грузозахватным механизмом.

По способу установки:

1. Стационарный кран – при установке фиксируется в определённом месте ( приставной кран).
2. Передвижной кран – самоходный или перемещаемый тягачом.

Самоходные краны, как правило, выполняются по схеме с поворотной башней. Такая схема башенного крана удешевляет его конструкцию, уменьшает время, необходимое на его монтаж-демонтаж и упрощает транспортировку. Однако чемпионами по грузоподъёмности и высотности всё же являются стационарные краны с неповоротной башней, среди которых особо выделяются приставные краны.

Устройство башенного крана приставного типа даёт возможность реализовать особое преимущество – самостоятельное увеличение собственной высоты благодаря использованию механизмов наращивания башни. Приставной кран устанавливается в начале строительства вблизи строящегося здания, жёстко прикрепляется к нему и увеличивает свою высоту по мере роста этого здания. Имея стрелу длиной 30-60 м., кран может обслуживать широкий фронт, постепенно наращивая высоту подъёма крюка до нескольких сотен метров.

Основные элементы конструкции башенного крана

Рис 1. Слева — кран с поворотной башней и подъемной стрелой; справа — кран с неповоротной башней и балочной стрелой

1. рама – самоходная или транспортируемая тягачом платформа на колёсном или гусеничном ходу, на которой крепится вся конструкция крана;
2. опорно-поворотное устройство – в кранах с поворотной башней расположено прямо на раме, в кранах с неповоротной башней – на вершине башни;
3. платформа;
4. противовес — в кранах с поворотной башней имеет нижнее расположение на платформе, в кранах с неповоротной башней расположен вверху на консоли;
5. башня – элемент крана, придающий ему высоту и воспринимающий основную нагрузку;
6. кабина – помещение оператора с органами управления краном. Расположено на уровне стрелы для полноценного обзора фронта работ;
7. стрела – элемент крана, обеспечивающий горизонтальное перемещение груза и подвод грузозахватного механизма. Различают краны с подъёмной и балочной стрелой;
8. ходовая тележка – конструкция, содержащая ходовую часть рамы башенного крана;
9. консоль – конструкция, необходимая для балансировки и компенсации опрокидывающих усилий;
10. оголовок – конструкция, позволяющая управлять стрелой крана и изменять её положение в вертикальной плоскости. Некоторые виды кранов с балочной стрелой могут не иметь оголовка;
11. грузовая тележка – элемент кранов со стрелами балочного типа, служит для горизонтального перемещения груза.

По типу ходового устройства башенные краны делятся на следующие виды:

• рельсовые – получили наибольшее распространение благодаря простоте эксплуатации и безопасности работы;
• автомобильные – смонтированные на шасси автомобиля;
• на шасси автомобильного типа – смонтированные на специально разработанном под кран пневмоколёсном шасси с кабиной;
• пневмоколёсные – смонтированные на специальном пневмоколёсном шасси без кабины;
• гусеничные – смонтированные на гусеничном ходовом устройстве;
• шагающие – краны, имеющие ходовое устройство шагающего типа.

Подкрановые пути башенных кранов

Мобильные и подвижные самоходные башенные краны на рельсовом ходовом устройстве требуют для своей работы особый элемент – подкрановые пути. От качества изготовления этих путей зависит устойчивость и безопасность работы крана, поэтому им уделяется большое внимание при организации строительных работ.

Подкрановые пути башенных кранов испытывают значительные нагрузки в процессе эксплуатации, поэтому должны подвергаться регулярным осмотрам и проверкам на предмет выявления повреждений и дефектов, соответствия геометрическим нормам и пр.

Электрическая схема башенного крана насыщена многими высоковольтными и многоамперными элементами, поэтому подкрановый путь самоходного крана должен также обеспечивать надёжное заземление.

Башенные краны являются ключевым механизмом для решения всё более сложных строительных задач современности. Конструктивное развитие этого вида устройств продолжается уверенными темпами, и своё первое столетие семейство этих строительных гигантов встречает, величаво возвышаясь над строительными площадками всего мира.