Сведения об устройстве кранов

Как устроен и работает мостовой кран?

Мостовые краны (рис. 2.5) устанавливают в заводских цехах и на скла­дах. Мост 4 крана перемещается по надземному крановому пути 2, который уложен на колоннах, поэтому кран не занимает полезную площадь помещения. Мостовые краны общего назначения могут иметь грузоподъемность от 5 до 50 т и пролет до 34,5 м.

Рис. 2.5. Мостовой кран:

1 — кабина; 2 — крановый путь; 3 — грузовая тележка; 4 — мост

Мостовой кран состоит из двух основных частей: моста и перемеща­ющейся по нему грузовой тележки 3. На тележке расположены меха­низм подъема и механизм передвижения тележки. Кроме основного механизма подъема на тележке может быть установлен вспомогатель­ный механизм, грузоподъемность которого в 3 — 5 раз меньше грузо­подъемности основного механизма.

Механизмы крана имеют электрический привод. Они обеспечивают три рабочих движения крана для перемещения груза в любую часть цеха: подъемопускание груза, передвижение грузовой тележки, пере­движение моста.

Кран-балка — это мостовой кран, у которого грузовой тележкой яв­ляется электрическая таль. Выпускают кран-балки грузоподъемностью до 5 т. Управление такими кранами осуществляется с пола с исполь­зованием подвесного пульта.

Как устроен козловой кран?

Мост козлового крана (рис. 2.6) опирается на наземный крановый путь 1 при помощи опор 2 и ходовых тележек 7. Консоли 3 — это части мо ста, выступающие за опоры, консоли увеличивают зону обслуживания крана. На рисунке изображен козловой кран с подвесной грузовой те­лежкой 5, совместно с которой перемещается кабина управления 6.

Рис. 2.6. Козловой кран:

1 — крановый путь; 2 — опора; 3 — консоль; 4 — мост; 5 — грузовая тележка; 6 — кабина; 7 — ходовая тележка

Козловые краны применяют для погрузочно-разгрузочных работ на открытых складах. Козловые краны общего назначения могут иметь грузоподъемность до 60 т и пролет до 34,5 м.

Как устроены башенные краны?

Башенные краны (рис. 2.7) различаются по конструкции, типу стрел, способу установки.

1. По конструкции:

· кран с поворотной башней (рис. 2.7, а);

· кран с неповоротной башней (рис. 2.7, б).

2. По типу стрел:

· кран с подъемной стрелой (рис. 2.7, a);

· кран с балочной стрелой (рис. 2.7, б).

Рис. 2.7. Башенные краны:

а — кран с поворотной башней и подъемной стрелой; б — кран с неповоротной башней и балочной стрелой; 1 — рама; 2 — опорно-поворотное устройство; 3 — платформа; 4 — противовес; 5 — башня; 6 — кабина; 7 — стрела; 8 — ходо­вая тележка; 9 — консоль; 10 — оголовок; 11 — грузовая тележка

3. По способу установки:

· кран стационарный;

· кран передвижной (см. рис. 2.7, а, 6).

Башенные краны выполняют четыре рабочих движения: подъем-опу­скание груза, изменение вылета, поворот крана, передвижение крана.

Поворотная платформа 3 кранов с поворотной башней опирается на ходовую раму 1 с помощью опорно-поворотного устройства 2. На поворотной платформе таких кранов смонтированы башня 5 со стре­лой 7, противовес 4 и механизмы крана. К поворотной части кранов с неповоротной башней относятся оголовок 10 со стрелой и консолью 9 противовеса. У кранов с подъемной стрелой вылет изменяется по­воротом (подъемом) стрелы относительно опорного шарнира. У кра­нов с балочной стрелой вылет изменяется за счет передвижения гру­зовой тележки 11 по неподвижно закрепленной стреле.

Передвижные башенные краны перемещаются по крановым путям с помощью ходовых тележек 8. Краны с высотой подъема более 70 м изготавливают стационарными (приставными), их устанавливают на фундамент и закрепляют к строящемуся зданию.

В настоящее время в строительстве в основном работают башенные краны грузоподъемностью 5... 12 т. Высота подъема некоторых пере­движных кранов может достигать 90 м, а приставных 220 м.

Как устроены стреловые краны?

Все стреловые краны (рис. 2.8) имеют собственный источник энергии (силовую установку) — дизельный двигатель, поэтому они могут ра­ботать там, где отсутствует электроэнергия.

Рис. 2.8. Стреловые краны:

а — автомобильный кран; б — гусеничный кран; в — кран на специальном шас­си; г — пневмоколесный кран; 1 — стрела; 2 — гидроцилиндр; 3 — платформа; 4 — опорно-поворотное устройство; 5 — ходовая рама; 6 — выносная опора; 7 — башенно-стреловое оборудование; 8 — гусек; 9 — выдвижные секции

Стрела 1 таких кранов шарнирно закреплена на поворотной платфор­ме 3, которая с помощью опорно-поворотного устройства 4 разме­щается на ходовом устройстве 5. На поворотной платформе разме­щаются механизмы крана: механизм подъема груза, механизм изме­нения вылета, механизм поворота. Краны большой грузоподъемно­сти могут оборудоваться основным и вспомогательным механизмами подъема.

Автомобильные краны (рис. 2.8, а), краны на специальном шасси (рис. 2.8, в), короткобазовые краны являются наиболее мобильными, они перемещаются по автомобильным дорогам в транспортном положе­нии, но могут выполнять подъем груза только на выносных опорах.

Гусеничные (рис. 2.8, б) и пневмоколесные (рис. 2.8, г) краны могут перемещаться по строительной площадке с грузом на крюке, при этом грузоподъемность пневмоколесных кранов примерно в 2 раза мень­ше, чем на выносных опорах.

Стреловые краны различаются по исполнению стрелового оборудова­ния и типу привода механизмов.

1. По исполнению стрелового оборудования различают краны:

· с гибкой подвеской стрелового оборудования (см. рис. 2.8, б, г);

· жесткой подвеской стрелового оборудования (см. рис. 2.8, а, в).

2. По типу привода механизмов различают краны:

· с электрическим приводом механизмов;

· гидравлическим приводом механизмов.

Стрела кранов с гибкой подвеской удерживается и изменяет угол на­клона с помощью канатов. В этом случае применяется стрела решетча­той конструкции. Для увеличения зоны обслуживания стрела снабжа­ется гуськом 8 илиприменяется башенно-стреловое оборудование 7.

Стрела кранов с жесткой подвеской удерживается и изменяет угол наклона с помощью гидроцилиндров 2. В этом случае применяется телескопическая стрела, состоящая из основной секции и двух-четырех выдвижных секций 9. Изменение вылета у кранов с жесткой под­веской осуществляется за счет изменения угла наклона стрелы, а так­же за счет выдвижения секций стрелы (телескопирования).

Гусеничные и пневмоколесные краны имеют обычно электрический привод механизмов и гибкую подвеску стрелового оборудования. Гид­равлический привод механизмов и жесткую подвеску стрелового обо­рудования имеют автомобильные краны, короткобазовые краны и краны на специальном шасси автомобильного типа.

Какие приборы и устройства безопасности обеспечивают безопасность работы кранов?

· ограничитель грузоподъемности;

· ограничители рабочих движений для автоматической остановки
механизмов подъема грузозахватного органа в его крайнем верх­
нем и крайнем нижнем положениях, изменения вылета, передвижения рельсовых кранов и их грузовых тележек;

· ограничители рабочих движений для автоматического отключения
механизмов крана на безопасном расстоянии до проводов линий
электропередачи (ЛЭП). Устанавливаются на стреловых кранах;

· регистратор параметров работы крана;

· координатная защита для предотвращения столкновения с препят­ствиями в стесненных условиях работы. Устанавливается на стре­ловых и башенных кранах;

· звуковой сигнал;

· указатель грузоподъемности, соответствующей вылету;

· указатель угла наклона крана (креномер).Устанавливается на стреловых кранах;

· анемометр — указатель скорости ветра, автоматически включа­ющий звуковой сигнал при достижении скорости ветра, опасной для работы крана. Устанавливается на башенных, портальных и козловых кранах;

· противоугонные устройства. Устанавливаются на кранах, передвигающихся по крановому пути на открытом воздухе. В качестве противоугонных устройств применяют рельсовые захваты и кли­новые упоры.

ВНИМАНИЕ! Категорически запрещается работа крана при неисправных или отключенных приборах безопасности.

В каком случае ограничитель грузоподъемности выключает механизмы крана?

Все краны стрелового типа оборудуют ограничителем грузоподъем­ности (грузового момента), автоматически отключающим механизмы подъема и изменения вылета. Отключение происходит при подъеме груза, масса которого превышает грузоподъемность для данного вы­лета:

более чем на 15 % — для портальных кранов и башенных с грузовым моментом до 20 т•м включительно;

более чем на 10 % — для стреловых кранов и башенных с грузовым моментом более 20 т•м.

Краны мостового типа оборудуют ограничителем грузоподъемности, если возможна их перегрузка по технологии производства. Ограничи­тель грузоподъемности таких кранов не должен допускать перегруз­ку более чем на 25 %.

После срабатывания ограничителя грузоподъемности возможно опу­скание груза и уменьшение вылета.

Как работает ограничитель механизма подъема?

Ограничитель механизма подъема груза предназначен для автомати­ческой остановки механизма в крайнем верхнем положении грузозах­ватного органа.

Рис. 2.9. Устройства безопасности кранов:

а — ограничитель механизма подъема; б — указатель грузоподъемности; 1 — крюковая подвеска; 2 — груз; 3 — концевой выключатель; 4 — стрела; 5 — шкала; 6 — стрелка

Ограничителем является концевой выключатель 3 (рис. 2.9, а), элект­рические контакты которого замкнуты под весом небольшого груза 2. Перемещаясь вверх, крюковая подвеска 1 поднимает груз, размыкает электрические контакты концевого выключателя, в результате чего выключается двигатель механизма подъема.

Грузозахватный орган должен останавливаться на расстоянии не ме­нее 200 мм до упора. После автоматической остановки механизма при работе на подъем он может быть включен на опускание.

Как определить грузоподъемность стрелового крана в зависимости от вылета?

Согласно производственной инструкции стропальщик должен уметь определять по указателю грузоподъемность стрелового крана в зави­симости от вылета и положения выносных опор.

На кранах с гибкой подвеской стрелового оборудования указатель грузоподъемности (рис. 2.9, б) устанавливают в нижней части стрелы 4. Такой указатель имеет стрелку 6, которая всегда располагается в вер­тикальном положении независимо от угла наклона стрелы. Стрелка указывает значение грузоподъемности на шкале 5, соответствующее данному вылету и положению выносных опор.

Современные стреловые краны с жесткой подвеской стрелового оборудования имеют указатель грузоподъемности, который располагает­ся в кабине крановщика. В этом случае стропальщик должен уточнить грузоподъемность крана на данном вылете у крановщика.

Какие бывают грузозахватные органы?

Грузозахватные органы — это устройства, предназначенные для подвешивания или захватывания груза. Наиболее распространенными из них являются крюк, грейфер, электромагнит. В зависимости от вида грузозахватного органа различают краны:

· крюковой;

· грейферный;

· магнитный.

Для обслуживания грейферных и магнитных кранов стропальщики не требуются.

Как устроены грузовой крюк и крюковая подвеска?

Грузовой крюк (рис. 2.10) предназначен для подвешивания грузов с помощью съемных грузозахватных приспособлений, например стро­пов, которые размещаются в его зеве 1. Предохранительный замок 2 удерживает стропы от самопроизвольного выпадения из зева.

Крюки изготовляют из малоуглеродистой стали (сталь 20), которая пластична, не склонна к хрупкому разрушению под нагрузкой. По способу изготовления крюки бывают следующих видов: кованые, штампованные, пластинчатые.

Краны грузоподъемностью более 30 т комплектуются двурогим крю­ком (рис. 2.10, б), имеющим два зева для размещения большего числа стропов.

Рис. 2.10. Однорогий (о) и дву­рогий (б) грузовые крюки:

1 — зев; 2 — замок; 3 — хво­стовик; h — высота рабочего сечения

Рис. 2.11. Крюковая подвеска:

1 — канат; 2 — щека; 3 — блок; 4 — ось; 5 — гайка; 6 — подшипник; 7 — траверса; 8 — крюк

Крюковая подвеска изображена на рис. 2.11. Она соединяет крюк 8 с грузовыми каната­ми 1 крана. Подвеска состоит из двух щек 2, соединенных болтами. В верхней части под­вески располагается ось 4 канатных блоков 3, в нижней части — траверса 7, на которой ус­тановлен крюк.

Крюк крана устанавливают на упорном под­шипнике 6, что позволяет ему вращаться и исключает закручивание грузовых канатов при перемещении груза. Гайка 5 крепления крюка должна быть укреплена стопорной планкой для исключения самопроизвольно­го свинчивания.

Работа крана не допускается при следующих неисправностях крюка:

· трещины и надрывы на поверхности крюка;

· крюк не вращается;

· отсутствует или неисправен предохранительный замок;

· крюк разогнут;

· износ зева составляет более 10% от первоначальной высоты h (см. рис. 2.10) рабочего сечения крюка.

Как устроены грузоподъемные электромагниты?

Грузоподъемные электромагниты предназначены для перемещения проката черных металлов, чугунных чушек, стружки, металлолома и других грузов, обладающих магнитными свойствами.

Грузоподъемный электромагнит (рис. 2.12) подвешивают с помощью цепей 4 на крюк крана. В корпусе 1 расположены электромагнитные катушки 2, на которые по кабелю 3 подается постоянный электриче­ский ток напряжением 220В. Электрический ток создает сильное маг­нитное поле, удерживающее груз.

ВНИМАНИЕ! В качестве грузозахватных органов электромагниты недоста­точно надежны из-за возможного отключения электроэнергии, поэтому при их использовании необходимы дополнительные меры безопасности.

Какие бывают грейферы?

Грейфер — это двухчелюстной или многочелюстной ковш для переме­щения сыпучих, крупнокусковых грузов и круглого леса. Грейферы различаются по конструкции и типу привода.

1. По конструкции различают следующие виды грейферов:

· двухчелюстные, предназначенные для сыпучих грузов (рис. 2.13);

· многочелюстные, предназначенные для крупнокусковых грузов и
металлолома;

· трех- и четырехпалые, предназначенные для круглого леса.

2. По типу привода механизма замыкания челюстей:

· канатные (см. рис. 2.13);

· моторные.

Грейферы с канатным замыканием челюстей бывают одноканатные и двухканатные. Двухканатные грейферы устанавливают на грейферных кранах, которые предназначены для перегрузки больших объемов сыпучих грузов.

Рис. 2.12. Грузоподъемный электромагнит:

1 — корпус; 2 — катушка; 3 — кабель; 4 — цепь

Рис. 2.13. Двухчелюстной канатный грейфер

Одноканатные грейферы применяют в случае пере­мещения небольших объемов сыпучих грузов, например в строитель­стве. Такой грейфер навешивается на крюк крана и является съемным грузозахватным приспособлением.

Каждый грейфер должен быть снабжен табличкой с указанием пред­приятия-изготовителя, номера, объема, собственной массы, вида ма­териала, для которого он предназначен, и наибольшей допустимой массы зачерпнутого материала. При утрате таблички она должна быть восстановлена. Масса грейфера с грузом не должна превышать грузо­подъемность крана на рабочем вылете.

Как устроен рельсовый крановый путь?

Для башенных, козловых и других рельсовых кранов укладывают рель­совый путь (рис. 2.14) на подготовленное земляное полотно с водоот­водными канавками 1. Крановый путь состоит из балластного слоя (призмы) 2, деревянных или железобетонных шпал 3 и рельсов 4. Рель­сы прикрепляют к деревянным шпалам костылями или путевыми шу­рупами, а к железобетонным — болтами с гайками. В стыках рельсы соединяют накладками 7.

На концах пути устанавливают тупиковые упоры 6, предотвращающие сход крана с рельсов. Перед тупиковыми упорами закрепляют выключающие линейки 5, предназначенные для автоматической остановки механизма передвижения крана.

Рис. 2.14. Крановый путь:

1 — канавка; 2 — балластный слой; 3 — шпала; 4 — рельс; 5 — выключающая линейка; 6 — тупиковый упор; 7 — накладка; 8 — перемычка

Работа крана не допускается при следующих неисправностях крано­вых путей:

· трещины и выколы рельсов;

· отсутствие, разрушение или неполный комплект крепежных дета­лей;

· излом, поперечные трещины, гниль в деревянных шпалах;

· сплошные опоясывающие трещины, обнажения арматуры в железобетонных шпалах;

· отсутствие или неисправность тупиковых упоров;

· неисправное заземление кранового пути.

Что такое защитное заземление? Как оно защищает человека?

Защитное заземление — это преднамеренное соединение корпуса электроустановки с заземляющим устройством. Заземление необходимо для защиты обслуживающего персонала, так как в случае нарушения изоляции частей электроустановки, находящихся под напряжением, корпус электроустановки также оказывается под напряжением.

В трехпроводных электрических сетях (рис. 2.15, а) корпус электроустановки 1 соединяют заземляющим проводником 2 с заземляющим устройством. Электрическое сопротивление тела человека R₄ не менее 1 000 Ом. Электрическое сопротивление заземления R₃ должно быть не более 4 Ом. В таком случае человек, прикоснувшийся к корпусу электроустановки под напряжением, окажется присоединенным параллельно малому электрическому сопротивлению защитного зазем­ления. Сила тока обратно пропорциональна сопротивлению, поэтому через тело будет протекать ток, не являющийся опасным для жизни и здоровья человека.

Рис. 2.15. Схемы устройства защитного заземления в трехпроводной (а) и четырехпроводной (б) электрических сетях:

1 — электроустановка; 2, 3 — проводники; 4 — нулевой провод

При включении электроустановки в четырехпроводную сеть (рис. 2.15, б) с заземленным нулевым проводом 4 корпус электроустановки соеди­няют с этим проводом проводником 3. Такой способ защитного зазем­ления называют занулением. В этом случае пробой на корпус превра­щается в короткое замыкание, при котором срабатывает предохрани­тель, поврежденная цепь размыкается, предупреждая поражение человека.

Как выполняют заземление крана?

У рельсовых кранов заземляется крановый путь. Все рельсы соединя­ют стальными перемычками 3, 4 (рис. 2.16) с помощью сварки. Кра­новый путь соединяют с заземлителями 6 не менее чем двумя зазем­ляющими проводниками 5. Заземлителями являются стальные трубы или уголки, вбитые в грунт. При подключении к четырехпроводной сети крановый путь также соединяют стальным проводником 7 с кор­пусом рубильника 1, подающего напряжение на кран.

Стреловые краны с электроприводом должны быть заземлены в слу­чае подключения к внешней электрической сети. Для этого нулевой провод питающего кабеля соединяют с корпусом крана.

ВНИМАНИЕ! При неисправности или отсутствии заземления стропаль­щик, прикоснувшись к любой части крана, может оказаться под действи­ем электрического тока.

Рис. 2.16. Защитное заземление крана:

1 — рубильник; 2 — кабель; 3,4 — перемычки; 5,7 — проводники; 6 — заземлитель

Почему стропальщик должен знать расположение рубильника, пода­ющего напряжение на кран?

При возникновении на кране пожара стропальщик должен отклю­чить источник электропитания. Также необходимо обесточить элек­трооборудование при попадании человека под действие электриче­ского тока.

Рубильник (автоматический выключатель) 1 (см. рис. 2.16) располо­жен на пункте подключения крана к электрической сети.