Устройство грузоподъемных кранов: конструкция и дополнительные системы

Из этого материала вы узнаете:

Классификация грузоподъемных кранов по устройству

Грузоподъемные краны можно классифицировать по различным критериям, включая тип привода, механизм подъема, назначение и грузоподъемность.

По типу привода краны делятся на гидравлические, электрические, пневматические и механические. Гидравлические краны работают за счет жидкостного давления, электрические – за счет электродвигателей, пневматические – с помощью сжатого воздуха, а механические используют механическую силу.

Классификация грузоподъемных кранов по устройству

По механизму подъема стрелы краны подразделяются на канатные, гидравлические и телескопические. В последние годы больше стало кранов с последними двумя типами. Гидравлические краны работают на основе гидравлических систем, а телескопические имеют выдвижные секции, позволяющие изменять длину стрелы.

Назначение крана может быть разнообразным: от строительства и монтажа до промышленных операций и обслуживания портов. Грузоподъемность крана определяется максимальным весом, который он способен поднять.

Таким образом, классификация грузоподъемных кранов позволяет эффективно выбирать необходимый тип крана в зависимости от требований конкретного проекта или задачи.

• Мостовые краны. Основной элемент в них – это ферменная или другая конструкция. По ней ездит грузовая тележка. Она оснащена различными грузозахватными устройствами. Они цепляют груз при помощи крюковой подвески, мощного подъемного электромагнита, грейфера или других устройств. Краны передвигаются либо по рельсовому пути на эстакаде, либо на несущих балках в различных помещениях типа цеха, склада и т. д. По рельсовым путям передвигаются и козловые краны.
• Козловые краны. Их перемещение происходит по рельсам или специальному бетонному основанию. Если мостовые краны способны поднять груз до 600 тонн, то грузоподъемность козловых устройств может достигать внушительных 1600 тонн. Подъемным устройством служит таль или лебедка. Они устанавливаются на грузовой тележке, которая, в свою очередь, передвигается при помощи гибкого тягового привода или приводных колес.
• Стреловые краны. Встречаются чаще всего. Они разъезжают по улицам населенных пунктов. Разгружают различные конструкции, прибывающие на стройплощадки. Они могут оснащаться сменными стрелами разной длины и различного типа: телескопическими или ферменными. В составе конструкции такого крана может находиться специализированное грузоподъемное оборудование и соответствующие опорные и ходовые устройства. Их конструкция позволяет производить широкий спектр грузоподъемных работ.
• Портальные краны. В основном устанавливаются на п-образных основаниях – порталах. Применяются при погрузочно-разгрузочных работах на территории морских и речных портов, на судостроительных предприятиях, при возведении гидротехнических сооружений. Бывают различных конструкций: стрела имеет подвижное соединение на опорно-поворотном портале, краны, имеющие самостоятельный ход на автомобильной или гусеничной базе. Длина стрелы может изменяться при помощи лебедки.
• Другие краны. На башенных кранах стрела размещается в верхней части конструкции или на портале башни. Существуют вантовые краны с опорой на фундамент и мачтовые краны, у них стрела жестко закреплена. Консольные краны – это жесткое крепление стрелы. Она может быть присоединена к стене или к подвижной тележке. Интересная конструкция у велосипедных кранов – тележка передвигается по монорельсу, вверху устойчивость обеспечивает верхняя направляющая.

Для регулировки длины стрелы на грузоподъемные краны устанавливается лебедка. Конструкции башенных кранов изготавливаются в форме ферменных или трубчатых секций, которые друг к другу присоединены фланцами, что обеспечивает вариант добавления секций снизу или сверху для изменения высоты подъема груза.

Грузоподъемные краны

Виды грузозахватных устройств кранов

При эксплуатации грузоподъемных кранов важную роль играют такие устройства, как грузозахватные механизмы. Разнообразие устройств кранов представлено в различных вариантах, отражающих их принципы действия.

• Клещевые устройства при помощи рычажной системы берут груз, поднимают его и переносят в нужную точку. Удержание груза происходит за счет силы трения во фрикционно-зажимном устройстве. Если просто, нужная конструкция зажимается свободными кончиками рычагов и переносится в необходимое место.
• Вилочные захваты поддевают грузы на поддонах или других подложках и перевозят их в нужное место. Они требовательны к центру тяжести погруженных материалов. Механизатор должен направить вилы погрузчика в строго определенное место во избежание опрокидывания груза. Для этой же цели в конструкции предусмотрены противовесы и демпферы.
• Эксцентриковые зажимные устройства работают с плоскими предметами, такими как листовой металл. Зажим может быть самозатягивающимся, или это делается вручную стропалем.
• В винтовых или струбцинных устройствах груз удерживается с помощью винта, они широко используются для работы с металлом и сортовым прокатом. Если работа идет с не очень прочным грузом, типа сэндвич-панелей, применяются специальные накладки.
• Штырево-строповочных устройств очень много, главная деталь такого способа – это штырь подвижного типа для удаленного сброса грузов. Такой тип устройств применяется при работе со стальными и железобетонными изделиями.
• Коромысловые устройства поднимают грузы, в которых есть технологические отверстия. Могут работать с кабельными катушками, бетонными перекрытиями для строительства зданий, бетонными кольцами и другими похожими изделиями.
• Клиновые устройства подходят для грузов с полостью. Главную роль здесь играет конусообразный клин, который заклинивает полость какого-либо изделия и может работать с ним.
• Магнитные устройства используются для работы со стальными и чугунными изделиями, они удерживают груз при помощи магнитного поля. Оно включается или выключается благодаря специальному выключателю, или же включение и выключение происходит автоматически. Грузоподъемность сильно зависит от формы и площади захватываемого груза.
• Вакуумные устройства удерживают груз созданием области разреженного воздуха в камере, установленной на его поверхности, и требуют относительно воздухонепроницаемого материала с гладкой поверхностью.

Устройства безопасности грузоподъемных кранов

Безаварийную и безопасную работу кранов обеспечивают разнообразные устройства и системы сигнализации. Рассмотрим их подробнее.

Движение груза в одном направлении и в обратном стопорится при замыкании концевых выключателей. В просторечье профессионалы их называют концевиками. Они бывают рычажными и шпиндельными. Рычажных выключателей нужно два – на одной и другой стороне. Шпиндельного концевика достаточно одного. По правилам, инструкциям концевик на механизмах подъема кранов останавливает движение грузозахватного механизма на определенном расстоянии до верхнего упора. Это предотвращает столкновение груза с верхними конструкциями и защищает от повреждений.

Для предотвращения перегрузки крана тоже есть специальные выключатели. Одни из них прекращают движение при превышении веса более 10 % от максимального значения, другие предохраняют при превышении грузового момента выше заданного значения. Такие ограничения сводят к минимуму риск аварий.

Ограничители грузового момента бывают различных типов. Они встраиваются в систему грузовых канатов и требуют регулярного обслуживания для обеспечения надежной работы. Необходимо следить за их исправностью, чистотой и регулярно смазывать. Ограничитель грузового момента считается исправным, если точность срабатывания не менее 10 % от номинального значения веса груза при соответствующих вылетах стрелы.

Критерии выбора грузоподъемного крана

Во многих случаях грузоподъемное оборудование является универсальным. Обычный стреловой кран можно приобрести и использовать на любой площадке под открытым небом: и в цеху, и на стройплощадке, и на разгрузке груза во дворе личного дома. Однако в некоторых отраслях промышленности, таких как судостроение, металлургическое производство, атомная промышленность, железная дорога, не обойтись без специализированной грузоподъемной техники. Порой она изготавливается по специальным проектам.

На территории производств часто применяют мостовые краны, кран-балки, тельферы. На открытых больших местах используют козловые краны, в портах и доках – портальные. Для работ на выезде приобретают стреловые краны или манипуляторы для установки на автомобили и тракторы с гусеничным или колесным ходом. При строительстве высоких зданий часто применяются башенные краны, которые можно разобрать и перевезти на новое место.

Критерии выбора грузоподъемного крана

Иногда возникает необходимость выбрать более эффективное оборудование для специальных условий или требований, а также для новых объектов или типов работ. Часто тип и характеристики кранов или другого грузоподъемного оборудования определяются условиями установки или эксплуатации, а также проектом.

Для выполнения стандартных задач заводами-производителями разрабатывают серийные каталожные изделия, которые незначительно отличаются функциональностью, конструкцией и характеристиками. Однако если условия работы отличаются от обычных, требуется проведение комплекса разнообразных грузовых операций. В таких случаях существуют специальные требования, и грузоподъемное оборудование проектируется и изготавливается под заказ.

Итак, чтобы определиться с выбором нужной вам грузоподъемной техники, определите точно цель будущего применения кранов. Для облегчения выбора используйте следующую информацию:

• Для кранов и их применения существуют строгие нормы и ограничения, зависящие от конкретной области применения. Например, краны, предназначенные для использования на оборонных объектах, обязаны пройти военную сертификацию, а те, которые предполагается устанавливать на судах, должны быть утверждены соответствующими морскими или речными регистрами. Уже на этапе проектирования необходимо учитывать эти требования, включая достаточные запасы прочности и применение материалов, соответствующих установленным стандартам.
• Важно определить, где и в каких условиях будет использоваться кран: внутри цеха, на открытом воздухе на определенной площадке или на различных объектах с переменными условиями. Также необходимо учитывать, какие грузы будут перемещаться и в каких условиях, будь то низкие температуры или воздействие морской воды, поскольку это оказывает влияние на требования к проектированию.
• Важно определить, будет ли кран передвигаться или работать в стационарном режиме. Если требуется передвижение, необходимо решить, будет ли кран самоходным, установленным на транспортном средстве или перемещаться при помощи дополнительного транспортного оборудования.
• В зависимости от типа питания крана – от электросети или двигателя внутреннего сгорания – могут использоваться различные виды грузоподъемного оборудования, включая ручные механизмы или специальные механизмы для привода.
• Важно учитывать особенности грузовых операций и рабочей зоны: необходимая высота подъема груза, расстояние перемещения, возможные ограничения, например при работе в ограниченном пространстве.
• Важно учитывать объемы и характер грузовых операций: количество, время погрузки и разгрузки, максимальные массы и габариты грузов, частоту операций.
• Режим работы крана тоже важен: количество операций в единицу времени, степень нагрузки, рабочие часы и количество смен.

При выборе крана следует руководствоваться нормативными документами, принятыми для конкретной отрасли, включая регламенты, стандарты и правила.

Часто задаваемые вопросы об устройстве грузоподъемных кранов

При помощи каких приводов работают подъемные механизмы крана?

На мостовых кранах имеются два вида приводов. По путям краны передвигаются при помощи мотор-редукторов. На подвесные тележки ставят электродвигатели.

Какое количество двигателей нужно для работы крана?

Как правило, используются пара приводных тележек и пара холостых. Могут быть и другие варианты. Это зависит от грузоподъемности, длины пролета и режима эксплуатации.

Какую еще классификацию используют?

Грузоподъемные краны бывают стационарными – закрепленными на фундаменте, приставными – присоединенными к строящемуся сооружению.

Классификация грузоподъемных кранов

Переставные краны от одного места работы до другого передвигают вручную или при помощи других машин. Передвижные способны переехать на новую точку работы своим ходом или с помощью тягача (прицепные).

Выбор этой техники большой, и перед покупкой полезно получить консультацию у специалистов. Они подскажут, ориентируясь на множество факторов.