 |
6.2. Стреловые самоходные краны
|
|
|
|
6. 2. Стреловые самоходные краны
6. 2. 1. Назначение
Стреловые самоходные краны представляют собой стреловое или башенно-стреловое крановое оборудование, смонтированное на самоходном шасси. Такие краны являются основными грузоподъемными машинами на строительных площадках и трассах строительства различных коммуникаций. Широкое распространение стреловых самоходных кранов обеспечила автономность привода, большая грузоподъемность (до 250 т), способность передвигаться вместе с грузом, высокие маневренность и мобильность, широкий диапазон параметров, легкость перебазировки с одного объекта на другой, возможность работы с различными видами сменного рабочего оборудования (универсальность) и т. п. Различают стреловые самоходные краны общего назначения для строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ широкого профиля и специальные для выполнения технологических операций определенного вида (краны-трубоукладчики, железнодорожные и плавучие краны и т. п. ) [2].
6. 2. 2. Классификация
Стреловые самоходные краны общего назначения классифицируют [5]:
- по грузоподъемности – легкие (грузоподъемностью до 10 т), средние (грузоподъемностью 10... 25 т) и тяжелые (грузоподъемностью от 25 т и более);
- по типу ходового устройства – автомобильные (на стандартных шасси грузовых автомобилей), тракторные (навесные на серийные тракторы), пневмоколесные, гусеничные, рельсовые и имеющие специальные шасси;
- по количеству и расположению силовых установок – с одной силовой установкой на ходовом устройстве (шасси), с одной силовой установкой на поворотной части и с двумя силовыми установками;
- по количеству приводных двигателей механизмов – с одно- и многомоторным приводами;
|
|
|
- по типу привода – с механическим, электрическим и гидравлическим приводами;
- по количеству и расположению кабин yправления – с кабинами, только на шасси, только на поворотной платформе, на шасси и на поворотной платформе;
- по конструкции стрелы – со стрелой неизменяемой длины, с выдвижной и телескопической стрелами;
- по способу подвески стрелы – с гибкой (на канатных полиспастах) и жесткой (с помощью гидроцилиндров) подвеской.
Основные типоразмеры и параметры современных стреловых самоходных кранов, а также технические требования к ним регламентированы ГОСТ 22827-92 «Краны стреловые самоходные общего назначения. Технические условия». В соответствии с этим стандартом предусмотрен выпуск десяти размерных групп стреловых самоходных кранов грузоподъемностью 4; 6, 3; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 160 и 250 т. Указанные грузоподъемности кранов – это максимально допустимая масса груза, которую может поднять кран данной размерной группы при минимальном вылете основной стрелы.
6. 2. 3. Система индексации
Всем моделям стреловых самоходных кранов общего назначения, присваивается индекс, структурная схема которого показана на рисунке 6. 6.
Рис. 6. 6. Система индексации стреловых самоходных кранов
Первые две буквы индекса КС обозначают кран стреловой самоходный; четыре основные цифры индекса последовательно обозначают: размерную группу, (грузоподъемность в тоннах) крана, тип ходового устройства, способ подвески стрелового оборудования и порядковый номер данной модели крана.
Десять размерных групп кранов обозначаются соответственно цифрами от 1 до 10. Тип ходового устройства указывается цифрами с 1 по 9, причем цифра 1 обозначает гусеничное устройство (Г), 2 – гусеничное уширенное (ГУ), 3 – пневмоколесное (П),
4 – специальное шасси автомобильного типа (Ш), 5 – шасси стандартного грузового автомобиля (А), 6 – шасси серийного трактора (Тр), 7 – прицепное ходовое устройство (Пр), 8, 9 – резерв. Способ подвески стрелового оборудования указывается цифрами 6 или 7, обозначающими соответственно гибкую или жесткую подвеску. Последняя цифра индекса (цифра с 1 по 9) обозначает порядковый номер модели крана. Следующая после цифрового индекса дополнительная буква (А, Б, В и т. д. ) обозначает порядковую модернизацию данного крана, последующие буквы (ХЛ, Т или ТВ) – вид специального климатического исполнения машины: ХЛ – северное, Т – тропическое, ТВ – для работы во влажных тропиках. Например, индекс КС-4561АХЛ обозначает: кран стреловой самоходный, 4-й размерной группы (грузоподъемностью 16 т), на стандартном шасси грузового автомобиля, с гибкой подвеской стрелового оборудования, первая модель, прошедшая первую модернизацию, в северном исполнении.
|
|
|
6. 2. 4. Конструкция
Автомобильные краны выпускаются грузоподъемностью до 50 т. Их монтируют на двух-, трех-, или четырехосном шасси серийно выпускаемых грузовых автомобилей. Привод всех механизмов автомобильных кранов осуществляется от двигателя автомобиля. По типу привода различают автомобильные краны с механическим (преимущественно малых типоразмеров), гидравлическим и электрическим приводом.
Кроме основной стрелы краны оснащаются удлиненными стрелами, стрелами с гуськами, башенно-стреловым оборудованием, а гидравлические краны - телескопическими выдвижными стрелами.
В зависимости от массы поднимаемого груза и вылета стрелы, краны могут работать на выносных опорах или без них, перемещаться в пределах строительной площадки с грузом, масса которого меньше номинального на соответствующем вылете, со скоростью до 5 км/ч при положении груза вдоль оси крана («стрела назад») и поднятом на высоту не более 0, 5 м.
При механическом приводе движение от двигателя рабочим механизмам передается через систему промежуточных передач. При этом скорость рабочих движений регулируют частотой вращения двигателя и коробками перемены передач, а направление вращения – коническими и цилиндрическими реверсами. Для управления механизмами (муфтами, тормозами) применяют пневматическую систему управления, действующую от компрессора, приводимого в работу от двигателя автомобиля [6].
|
|
|
На рисунке 6. 7 показана схема автомобильного крана с механическим приводом. Для снижения нагрузок на шасси автомобиля и обеспечения его устойчивости шасси 1 усиливают дополнительной рамой 4, которую оборудуют выносными опорами 3 и 8 и стабилизирующим устройством 6, блокирующим подвеску автомобиля при работе крана. Поворотная платформа 9 вращается на роликовом опорно-поворотном устройстве 7, закрепленном на дополнительной раме. На поворотной платформе кроме стрелы размещены противовес 10, двуногая стойка 11, реверсивно-распределительный механизм 13, механизм вращения 14, грузовая 15 и стреловая 12 лебедки, кабина крановщика и электрооборудование.
Рис. 6. 7. Автомобильный кран с механическим приводом
Крутящий момент двигателя через коробку перемены передач, коробку отбора мощности 2 и промежуточный редуктор 5 передается реверсивно-распределительному механизму 13 и далее при переключении муфт в распределительной коробке – механизму вращения 14, грузовой 15 и стрелоподъемной 12 лебедкам. Кинематическая схема позволяет совмещать операции подъема груза с поворотом поворотной платформы. Гидравлический и электрический приводы существенно упрощают кинематическую схему крана, расширяют его технологические возможности и обеспечивают более глубокое регулирование скоростей рабочих движений.
Рис. 6. 8. Гидравлический автомобильный кран
На рисунке 6. 8показан общий вид гидравлического крана. Основным видом рабочего оборудования является телескопическая стрела 1, состоящая из двух подвижных и одной неподвижной секций. Передвижение подвижной секции производится гидроцилиндром 2 двустороннего действия. Для увеличения подстрелового пространства на подвижной секции устанавливают гуськи разной длины и под различными углами к ее продольной оси. Изменение угла наклона стрелы производится параллельно действующими гидроцилиндрами 3 с фиксацией их штоков в заданном положении гидрозамками. Подъем и опускние груза осуществляются грузовой лебедкой, состоящей из гидромотора 10, редуктора 8, барабана 9 и нормально-замкнутого тормоза. Механизм вращения 7 состоит из гидромотора 6, редуктора 4, на выходном валу которого установлена шестерня, входящая в зацепление с неподвижным венцом опорно-поворотного круга. Фиксирование механизма поворота осуществляется тормозом 5.
|
|
|
Гидравлический насос 11 приводится в движение от двигателя автомобиля 14 через коробку передач 13 и редуктор отбора мощности 12. Система привода и управления им допускает совмещение операций: подъем и опускание груза – с подъемом и опусканием стрелы, с поворотом платформы, с выдвижением и втягиванием секции телескопической стрелы; подъем и опускание стрелы – с выдвижением и втягиванием ее секции и с поворотом платформы; поворот платформы – с выдвижением и втягиванием секции стрелы.
При дизель-электрическом приводе краны состоят из тех же частей (за исключением трансмиссии), что и краны с механическим приводом, и оборудованы гидроуправляемыми выносными опорами. Каждый механизм имеет индивидуальный электродвигатель, получающий энергию от генератора трехфазного тока, вращаемого двигателем автомобиля.
Управление двигателями (плавный пуск, регулирование скорости, реверс, останов) крановых механизмов, за исключением стреловой лебедки, осуществляется с помощью контроллеров, размещенных в кабине машиниста. Пуск и останов двигателя стреловой лебедки производятся реверсивными магнитными пускателями, управляемыми кнопками. Лебедки и механизм вращения поворотной платформы снабжены колодочными тормозами с электрогидравлическими толкателями [5].
Пневмоколесные краны имеют грузоподъемность 25, 40, 63 и 100 т. Большая грузоподъемность пневмоколесных кранов в сочетании со значительными высотой подъема (до 55 м) и вылетом крюка (до 38 м) обусловили их широкое использование на строительстве промышленных предприятий, сооружений, тепловых электростанций и при установке технологического оборудования.
Пневмоколесный кран состоит из двух основных частей: поворотной и ходовой, соединенных между собой опорно-поворотным устройством. На поворотной части крана располагаются рабочее оборудование, силовая установка, механизм главного и вспомогательного подъема груза, механизм изменения вылета стрелы, механизм вращения поворотной части и кабина управления. Рабочим оборудованием крана служит основная решетчатая стрела, удлиненные вставками стрелы с управляемыми и неуправляемыми гуськами различных размеров, а также башенно-стреловое оборудование. Все механизмы крана имеют индивидуальный электрический привод постоянного тока по системе Г–Д. Силовая установка обеспечивает глубокое регулирование рабочих скоростей в широком диапазоне путем изменения напряжения генератора, питающего якори двигателей, что особенно существенно для механизмов подъема груза и передвижения крана при выполнении монтажных операций.
|
|
|
Допускается работа крана без выносных опор и передвижение его с грузом на крюке в соответствии с грузовой характеристикой крана.
Рис 6. 9. Пневмоколесный кран грузоподъемностью 100 т: а – схема конструкции; б – схема запасовки канатов механизмов главного подъема; в – то же, вспомогательного подъема;
г – графики грузоподъемности; д – схема запасовки канатов стрелоподъемного механизма;
1 – барабан лебедки главного подъема; 2 – то же, вспомогательного подъема
На рисунке 6. 9 показан общий вид мощного пневмоколесного крана грузоподъемностью 100 т, схемы канатоведения при работе с основным и сменным оборудованием, характеристики грузоподъемности для некоторых его видов. Кран оборудован основной стрелой длиной 15 м. Длину последней с помощью секций можно увеличивать до 25, 30, 40, 50 и 55 м.
Силовая установка состоит из дизеля, вращающего основной и вспомогательный генераторы, насоса гидравлической системы управления выносными опорами. При длительной работе на площадке вместо дизеля используют электрический двигатель, питаемый от сети переменного тока. Основной генератор обеспечивает работу двигателей основного и вспомогательного подъемов, стрелоподъемного механизма и механизма передвижения. Вспомогательный генератор питает двигатель механизма вращения.
Применение для стреловых кранов гусеничного ходового оборудования привело к созданию монтажных гусеничных кранов с большой номенклатурой их по грузоподъемности — 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250 т. Гусеничные краны работают без выносных опор и могут передвигаться в пределах строительной площадки в любом направлении со скоростью 0, 5... 1, 0 км/ч. Высокая маневренность, а также большая грузоподъемность обусловили их широкое применение на объектах с большими объемами строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ. С их помощью ведут монтаж зданий и сооружений из тяжеловесных крупноразмерных бетонных и железобетонных элементов, сборку строительных металлоконструкций, монтаж технологического оборудования и т. п. Эти качества создали гусеничным кранам высокую конкурентную способность по отношению к специальным башенным кранам, требующим устройства подкрановых путей.
Рис. 6. 10. Гусеничный кран грузоподъемностью 160 т: а – основная стрела; б – удлиненная стрела;
в – башенно-стреловое оборудование; г – графики грузоподъемности: 1 – с основной стрелой;
2 – с башенно-стреловым оборудованием
На рисунке 6. 10 приведена конструктивная схема монтажного гусеничного крана с различными видами рабочего оборудования. Он состоит из поворотной платформы, опирающейся через опорно-поворотное устройство на ходовую часть крана. На поворотной платформе монтируются рабочее оборудование, силовая установка, механизмы стреловой и грузовых (основного и вспомогательного подъема) лебедок, механизм вращения и управления краном. Гусеничные краны изготавливаются с механическим (групповым) и электрическим приводом. Для тяжелых гусеничных кранов грузоподъемностью 25 т и более применяется электрический привод по системе двигатель – генератор – двигатель. Ходовая часть гусеничных кранов состоит из неповоротной рамы, опирающейся на две приводные гусеничные тележки с многоопорными гусеничными звеньями, обеспечивающими низкие (до 0, 1 МПа) удельные давления на грунт. Механизмы передвижения тележек выполняются с независимым приводом каждой гусеницы, либо с приводом от одного или от двух двигателей, работающих на один вал. Привод каждой гусеницы состоит из тихоходного электрического двигателя, редукторов, ведущей звездочки гусеницы и тормоза. Поворот крана осуществляется торможением одной из гусениц. Для увеличения опорного контура при работе поперек гусениц у ряда моделей гусеничных кранов применяют раздвижные гусеничные тележки.
К железнодорожным стреловым кранам относятся краны, у которых ходовая часть имеет рельсовый ход нормальной железнодорожной колеи (рис. 6. 11).
Рис. 6. 11. Железнодорожный стреловой кран: 1 – стрела; 2 – крюковая обойма; 3 – кабина машиниста; 4 – поворотное устройство; 5 – рельсовый ход
Для самостоятельного передвижения кранов по рельсовым путям имеется механизм передвижения, который приводится в действие общим двигателем (при групповом приводе) или самостоятельными электродвигателями на каждую ведущую ось.
Для передвижения кранов в составе поезда по действующим линиям железных дорог его ходовая часть оборудуется тормозными приборами, автосцепкой и прочими устройствами в соответствии с Правилами технической эксплуатации железных дорог.
Железнодорожные краны используются на погрузочно-разгрузочных работах преимущественно на прирельсовых складах предприятий строительной индустрии и на строительно-монтажных работах при строительстве промышленных предприятий и искусственных сооружений [5].
Грузоподъемность железнодорожных кранов от 6 до 100 т. Максимальная грузоподъемность допускается только при установке крана на выносные опоры, так как без выносных опор в поперечном направлении они имеют небольшую устойчивость из-за небольшой колеи рельсового пути (1520 мм).
|
|
|
