Подъёмный кран

Подъёмный кран

Кран грузоподъемный — Это машина циклического действия, предназначенная для подъёма и перемещения груза в пространстве, подвешенного с помощью крюка или удерживаемого другими грузозахватными органами.

История создания

Реконструкция римского подъёмного крана в боннском музее

.

Простейшие краны, как и большинство грузоподъёмных машин, до конца XVIII века изготовлялись из деревянных деталей и имели ручной привод. Само название «кран» происходит от нем. Kranich — журавль. К началу XIX века ответственные, быстро изнашивающиеся детали (оси, колёса, захваты) стали делать металлическими. В 20-х гг. XIX века появились первые цельнометаллические подъёмные краны, сначала с ручным, а в 30-е гг. — с механическим приводом. Первый паровой стационарный кран, был запатентован в 1827 г.

Рабочий цикл

Рабочий цикл крана состоит из трёх этапов:

1. захват груза;
2. рабочий ход (перемещение груза, разгрузка);
3. холостой ход (возврат грузоподъёмного механизма в исходное положение).

Рабочий и холостой ход на диаграммах движения имеют также три характерных участка: разгон, установившееся движение и торможение. Причем, очень важное значение имеют участки разгона и торможения, так как именно в эти моменты и возникают динамические нагрузки.

Конструкция подъёмного крана

Конструкция подъёмного крана включает в себя:

• металлоконструкцию, составляющую основу крана. По сути, все, что мы видим в кране, относится к металлоконструкции — пролёты, опоры, стрелы и т. д. Металлоконструкции бывают коробчатого (на большинстве автокранов и мостовых кранов) и решётчатого сечения (в основном бaшeнныe кpaны). В зависимости от этого меняются условия эксплуатации и надзора, способ производства и расчёты при проектировании. у каждого из этих видов имеются как плюсы, так и минусы. Применение конкретного типа выбирается согласно техническим, технологическим и другим требованиям. Следует отметить, что в принципе эти два вида взаимозаменяемы, но следует оценивать и адекватность их применения к условиям эксплуатации и задачам.
• механизм подъема груза, состоящий из гибкого подъёмного органа (стального каната или цепи), грузозахватного устройства (крюк, петля, грейфер и т. д.) и грузовой лебёдки. Для обеспечения безопасности в работе грузоподъёмный механизм оснащается различными ограничителями (грузоподъёмности, грузового момента, хода грузозахватного органа);
• грузозахватный орган, может быть не автоматического действия (крюк, петля) или автоматического действия (электромагнит, пневматический присос, спредер и др.).

Также подъёмный кран может быть оснащен механизмами передвижения грузовой тележки, изменения вылета стрелы, вращения несущего элемента вокруг опоры, и т. д. Краны-штабелёры оснащаются механизмом вращения колонны. Все без исключения краны, зарегистрированные в Ростехнадзоре, снабжаются ограничителями грузоподъемности или грузового момента, которые также могут иметь работомеры для сбора информации о поднимаемых грузах.

Классификация подъёмных кранов ^[1]

для начала следует отметить, что приведенная классификация не может отражать полноценно все существующие виды кранов, так как многие находятся на границах представленных пунктов, или же сочетают их.

По конструкции

Грузоподъёмные краны по конструкции можно разделить на следующие основные типы:

Стреловые краны

Грузозахватный орган подвешен к стреле или тележке перемещающейся по стреле. К ним относятся башенные, портальные, полупортальные, стреловые краны и др.

Краны мостового типа

Несущая конструкция имеет вид моста с передвигающейся по ней тележкой или электроталью. К ним относятся мостовые, козловые, полукозловые, консольные краны, мостовые перегружатели и др.

Краны с несущими канатами

Грузозахватный орган, подвешен к грузовой тележке, перемещающейся по несущим канатам, закрепленным в опорах.

Краны штабелёры

Грузоподъемные краны, оборудованные вертикальной колонной с перемещающимся по ней устройством для штабелирования грузов.

По возможности перемещения

Кран стационарный

неподвижно закреплён на основании, не имеет возможности перемещения.

Кран радиальный

имеет возможность перемещения по кольцевому пути относительно стационарной опоры. Радиальные краны используются на складах круглой или секторной формы.

Кран переставной

закреплён на основании и имеет возможность перемещения при помощи грузоподъёмных машин или вручную.

Кран самоподъемный

используется при строительстве. Устанавливается на конструкциях строящегося здания. По мере возведения сооружения кран поднимается вверх при помощи специальных механизмов.

Кран быстромонтируемый

башенный кран, монтируемый на объекте с помощью собственных механизмов, без верхолазных работ и с оперативным временем монтажа не более 30 мин.

Кран передвижной

имеет возможность передвижения.

Виды передвижных кранов:

Самоходный кран

(имеет возможность передвижения во время работы и транспортировки груза за счёт подвода электроэнергии с помощью следующих систем: троллейный шинопровод, контактный рельс, подвесные кабельные системы, кабельный барабан с пружинным или моторным приводом, система бесконтактной передачи энергии);

Прицепной кран

(перемещается буксиром с помощью прицепа).

По типу привода

Ручной привод

используются при перемещении грузов на небольшие расстояния и при низких темпах работы.

Электрический привод

в кранах с электроприводом используются главным образом электрические двигатели переменного тока, однако при необходимости плавного регулирования скоростей используются электродвигатели постоянного тока.

Гидравлический привод

компактен, позволяет осуществить бесступенчатую регулировку скоростей крана, но имеет невысокий КПД.

Пневматический привод

используются в основном при работе в пожароопасных и взрывоопасных средах.

Оснащённые двигателем внутреннего сгорания

используются в кранах, работающих независимо от электросети: передвижные автомобильные, железнодорожные, гусеничные, плавучие.

По степени поворота

По степени поворота подъёмного крана различают два вида:

Поворотный кран

имеет возможность вращения относительно опоры.

Поворотные краны могут быть полноповоротными (угол вращения более 360º) и не полноповоротными (угол вращения менее 360º).

Не поворотный кран

не имеет возможности вращения относительно опоры.

По типу опоры

По типу опоры краны делятся на: опорные, подвесные, пневмоколесные, автомобильные, рельсовые, железнодорожные, тракторные, краны на гусеничном ходу, краны на колёсном ходу, краны на специальном шасси.

По типу грузозахватного органа

Портовый кран с грефером

Крюковые краны

грузозахватным органом крана является крюк. это самое простейшее и старое устройство, которое широко применяется практически во всех типах кранов.

Грейферные краны

грузозахватным органом крана является грейфер

Магнитные краны

грузозахватным органом крана является электромагнит

Клещевые краны

грузозахватным органом крана являются клещи

Контейнерные краны

грузозахватным органом крана является спредер

Также существуют краны штыревые, краны-штабелёры, краны литейные, стрипперные краны, посадочные краны, колодцевые краны, магнитно — грейферные краны, ковочные краны, и т. д. Грузозахватный орган выбирается в зависимости от особенностей груза.

Конструктивные особенности

Кран с подвешенной люлькой (Алма-ата)

• Кран стрелового типа: несущий элемент стрела. Грузозахватный орган подвешен непосредственно к стреле, либо к перемещающейся по стреле грузовой тележке.

Разновидности крана стрелового типа: кран стреловой самоходный, кран портальный, кран мачтовый, кран консольный, кpaн бaшeнный, кран плавучий, кран велосипедный.

• Кран мостового типа: представляет собой разновидность подъёмного крана, имеет конструкцию, выполненную в виде опорного или подвесного моста. Несущие элементы опираются непосредственно на крановый путь. Мост (несущая балка) перемещается по рельсам, уложенным на стенах зданий или на эстакадах вне здания. Разновидности крана мостового типа:
  • кран мостовой опорный,
  • кран мостовой подвесной,
  • кран козловой,
  • кран полярный.
• Кран кабельного типа: несущий элемент канаты, закреплённые на двух опорах. Грузозахватный орган подвешен к перемещающейся по канатам грузовой тележке. Опоры крана могут быть стационарными или передвижными.

Область применения

• Кран мостовой: относится к типовому оборудованию производств цехов, электростанций, закрытых и открытых складов. Грузоподъёмность его достигает 500—600 т., пролёты (расстояния между осями подкрановых рельсов) — 50 — 60 м. Возможная высота крана (высота подъёма груза) — 40 — 50 м и в специальном исполнении до 500 м; скорость движения моста (рабочее движение) — 30 — 160 м/мин, грузовой тележки — 10 — 60 м/мин, подъёма груза до 60 м/мин.

К мостовым кранам общего назначения относят крюковые, магнитные, грейферные и магнитно-грейферные краны.

• Кран однобалочный (опорный и подвесной): в качестве грузовой тележки имеет самоходную электрическую таль (тогда называется кран-балкой) или полноценную тележку, оборудованную механизмом подъема груза и передвижения. К особой группе относят металлургические мостовые (литейные, завалочные, колодцевые, для «раздевания» слитков и др.), которые оборудованы специальными грузозахватными устройствами и специальными механизмами для управления ими.
• Кран-штабелёр (разновидность мостовых кранов) с грузовой тележкой, имеющей вертикальную поворотную колонну, по которой перемещается вилочный захват, несущий пакет груза на поддоне и позволяющий производить укладку и разбор пакетных штабелей. В последнее время краны-штабелеры выполняют с автоматическим управлением, что позволяет уменьшать время обработки груза.
• Башенный кран: используется преимущественно при гражданском, промышленном и гидротехническом строительстве (строительные), а также для обслуживания открытых стапелей и достроечных работ в судостроении, позволяет быстро осуществлять их монтаж и демонтаж и перевозку автотранспортом. Самые распространённые в регионах — КБ-403, КБ-405, КБ-408. В 2004 г. по России было зафиксировано в Росстате 8 предприятий-производителей башенных кранов г/п свыше 5 т
• Башенный быстромонтируемый кран: применяется в стесненных условиях строительства при ограниченном пространстве для монтажа крана, эффективен при низкоэтажном строительстве (до 30 метров), торговых центров, таун-хаусов, с возможностью перемонтажа на новое место стоянки в течение одной рабочей смены. Использование быстромонтируемых кранов эффективно за счет низких эксплуатационных затрат, с преимуществом высокоточного позиционирования грузов горизонтальной стрелой и дистанционным радиоуправлением краном. Примером современного быстромонтируемого крана могут служить краны производства San Marco international (Италия).
• Кран козловой: применяется обычно для обслуживания складов, главным образом штучных грузов, контейнеров и лесных грузов, для монтажа сборных промышленных и гражданских сооружений, обслуживания гидроэлектростанций и секционного монтажа в судостроении. Изготовляются преимущественно крюковыми или со специальными грузозахватными устройствами. Козловой кран — кран, у которого несущие элементы конструкции опираются на крановый путь при помощи двух опорных стоек. Козловые краны относятся к категории подъемных устройств мостового типа. Средний срок службы козловых кранов — приблизительно 20 лет без учета режима работы и условий эксплуатации. Наработка на отказ — примерно 3 000 циклов. Грузоподъемность козловых кранов достигает 1000т.
• Кран консольный: приспособлен для механизации подъемно-транспортных работ по подъему и перемещению грузов в пределах зоны обслуживания. В зависимости от модификации угол поворота консольно-поворотного крана может быть в диапазоне 0-360 град. Кран консольный с механизированным приводом нашел широкое применение и успешно используется для грузоподъемных работ в цехах, на складах и строительных площадках при температуре окружающего воздуха от −20 до +40 °C. Угол поворота стрелы крана 360°. Скорость подъема груза и перемещения талей соответствуют скоростям примененных талей. Консольные стационарные краны (на колонне) предназначены для выполнения подъемно-транспортных работ при обслуживании технологического оборудования, погрузочно-разгрузочных работ и т. п. в помещениях при температуре окружающего воздуха от −20 до +40 °C. Угол поворота стрелы крана 270°. Скорость подъема груза и перемещения талей соответствуют скоростям примененных талей.
• Кран-манипулятор: подъемный кран стрелового типа, установленный на автомобильном шасси и служащий для загрузки и разгрузки этого шасси. Обычно устанавливается на грузовике, позволяет погружать и перевозить грузы одной единицей техники.
• Железнодорожный кран: подъемный кран стрелового типа, устанавливаемый на железнодорожном шасси, используется на железной дороге и крупных заводах, имеющих свои подъездные жд пути. Распространенные типы — КЖДЭ(пр-во з-д им. 1го Мая г. Киров); EDK завода им. Кирова и Объединения TAKRAF, г. Лейпциг, ГДР (ныне KRC фирмы Kirow-Leipzig, Германия)
• Кран пневмоколесный: подъемный кран стрелового типа, установленный на пневмоколесное шасси(т.о. может передвигаться только прицепленный к другому транспортному средству). Распространенные типы — КС-5363(25т. грузоподъемность), КС-4371(16т. грузоподъемность)
• Кран пневмоколесный мобильный, на спецшасси: подъемный кран стрелового типа, установленный на пневмоколесное самоходное шасси. Зачастую такие краны обладают шасси повышенной проходимости, со всеми, либо большинством ведущих осей. Для лучшей маневренности такие краны имеют больше одной, чаще несколькими управляемыми осями. Все это позволяет расположить кран максимально близко к рабочей зоне. Современные мобильные краны позволяют опреторам работать в комфортабельных условиях: кабины оборудуются кондиционерами, удобными креслами, за всеми манипуляциями следит компьютер, в том числе и предостерегая оператора от ошибок. В качестве примеров мобильных кранов повышенной проходимости на пневмоходу можно привести немецкие Terex AC300/6 грузоподъёмностью 300т. Этот компактный мобильный кран повышенной проходимости имеет синхронизированную телескопическую стрелу и способен передвигаться к месту работы самостоятельно со скоростью до 85 км/ч. К классу повышенной проходимости можно отнести, например, американо-итальянские Grove из серии 700, например GROVE RT 700 E грузоподъемностью 55 тонн.
  Вылет телескопической стрелы таких кранов, обычно, дополнительно увеличивается, если применяется гусек. В современных моделях кранов ни одну гидравлическую или электрическую линию не нужно подключать вручную — все манипуляции осуществляются и контролируются оператором дистанционно.
• Кран гусеничный: подъемный кран стрелового типа, установленный на гусеничном шасси(может передвигаться только на тяжелом седельном прицепе-трейлере и зачастую в разобранном виде, а работать может только на специально подготовленной площадке, а также могут присутствовать башенное исполнение, раздвижной ход). Распространенные типы — МКГ-25/МКГ-25БС/МКГ-25БР(грузоподъемность: 5т. — гусек и 25т. — основной подъем) Челябинского Механического Завода или Донецкого Завода, RDK-25/RDK-250/RDK-250-2/RDK-250-3 Polar(грузоподъемность: 5т. — гусек и 25т. — основной подъем) — производства завода Zemag Zeitz / TAKRAF, ГДР (снят); RDK-400/RDK-400-1 (грузоподъемность: 8т. — гусек и 40т. — основной подъем) — производства завода Zemag Zeitz / TAKRAF, ГДР (снят); ДЭК-251/ДЭК-361/ДЭК-401/ДЭК-631А (5т.-гусек и 25т./36т/40т/63т) — производства Челябинского механического завода и краны других серий — СКГ (до 160т), КС и т. д.

Нормативный документ

Основным обязательным нормативным документом в России для проектирования, эксплуатации и ремонта кранов являются ПБ 10-382-00 ^[1]

Интересный факт

• Самыми мощными в мире являются 2 крана, установленные на полупогруженном корабле «Микопери-7000» (190 м в длину, 89 м в ширину). Краны принадлежат компании «Оффичине мекканиче реджане»(Италия), спроектированы американской фирмой «Херст энд Деррик», построены итальянской компанией «Монфалконе» и введены в строй 15 декабря 1986 г. Каждый имеет грузоподъёмность 6895 т. Вместе они могут поднять 14 тыс. т. груза. В первые 6 месяцев работы один из них поднял рекордный груз в 5700 т. ^[2]

Примечания

1. ↑ ^{1 2} Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов (ПБ 10-382-00, 2005 — 236c. ISBN 5-93586-418-5)
2. ↑ [1]

Ссылки

• На Викискладе есть медиафайлы по теме Подъёмный кран

Примечания

1. ↑ ^{1 2} Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов (ПБ 10-382-00, 2005 — 236c. ISBN 5-93586-418-5)
2. ↑ [1]