Баштовий кран

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Самопідйомні крани на будівництві нового ВТЦ, Нью-Йорк

Баштовий кран (англ. Tower crane, фр. Grue à tour) — поворотний кран стрілового типу зі стрілою, закріпленою у верхній частині вертикально розташованої башти[1]. У машинному парку пересувних кранів їх частка — близько 18%[2].

Історія[ред.ред. код]

Перший прообраз баштових кранів сучасного типу з'явився ще в 1913 році: кран, створений Юліусом Вольффом, володів поворотною платформою, розташованою у верхній частині башти. Через 15 років, в 1928 році, спроектований і створений перший баштовий кран з балочною стрілою, а в 1952 році — з підйомною[3].

Баштові крани на будівельних майданчиках країни почали застосовувати в радянський час, в роки перших п'ятирічок. Згідно з даними Держмістрпромнагляду, в Україні (станом на 1 січня 2008 року) експлуатувалися 5336 баштових кранів.

З чого складається і принцип роботи[ред.ред. код]

Баштовий кран для гідротехнічного будівництва
Кран-навантажувач

Основне призначення баштового крана — обслуговувати територію будівельних майданчиків будівель і споруд, складів, полігонів, навантаження і розвантаження матеріалів з транспорту — при виконанні будівельно-монтажних і вантажно-розвантажувальних робіт[4].

При цьому баштовим краном робляться робочі руху: зміна вильоту, підйом стріли, поворот і пересування крана. Зміна вильоту стріли, залежно від її типу, проводиться або підйомом або опусканням стріли, або переміщенням вантажного візка уздовж стріли[4].

Підйом вантажів здійснюють за допомогою вантажної лебідки, вантажного каната і гакової обойми. Поворотна частина крана обертається щодо неповоротною за допомогою поворотного механізму. Вони пов'язані опорно-поворотним пристроєм (скор. ОПУ), який передає вертикальні і перекидні навантаження від поворотної частини на неповоротну — ходову раму.

Основні механізми баштових кранів оснащені спеціальними пристроями безпеки, званими обмежувачами, якими оснащені: механізм підйому вантажу, повороту крана, пересування вантажного візка і підйому стріли. Управління цими механізмами крана здійснюється кранівником з кабіни керування[4], яка, як правило, встановлюється у верхній частині конструкції вежі.

Класифікація[ред.ред. код]

Призначення[ред.ред. код]

За призначенням виділяють:

  • Крани загального призначення: для цивільного та промислового будівництва[5].
  • Спеціальні крани: для промислового будівництва.
  • Висотні крани: самопідйомні, повзучі і приставні крани[6].
  • Крани-навантажувачі: для складів, баз та полігонів.

Можливість переміщення[ред.ред. код]

По можливості переміщення розрізняють:

  • Пересувні: самохідні та причіпні.
  • Стаціонарні: приставні й універсальні.
  • Самопідйомні: встановлюються на каркасі споруджуваного будинку.

Тип ходового пристрою[ред.ред. код]

Як ходовий пристрій у пересувних баштових кранах застосовують:

  • Автомобільні[7].
  • Пневмоколісні[7].
  • Гусеничні[7].
  • Рейкові[7].
  • Крокуючі[7].
  • Шасі автомобільного типу[7].

За конструктивними особливостями, також виділяють дві групи кранів: «класичні» баштові крани (з оголовком вежі) і безоголовочні. Крім того, випускаються швидкомонтовані баштові крани, збірка яких здійснюється в мінімально короткі терміни, без верхолазних робіт та допоміжної техніки.

Опис і конструкція[ред.ред. код]

Баштовий кран складається з таких частин:

  • Башта.
  • Робоча стріла.
  • Опорна частина.
  • Опорно-поворотний пристрій.
  • Кабіна управління.
Безоголовочний баштовий кран

Для виконання основних операцій, кран оснащується відповідними механізмами: лебідками, блоками і поліспастами[4].

Башта крана загального призначення має або телескопічну конструкцію, або гратчасту, двох типів: поворотну і неповоротну. При великій висоті вона може бути нарощуваною (зверху) і підрощуваною (знизу). Як основний вантажозахоплювальний орган застосовується підвіска гаку. Такі крани, в основній масі, виготовляються в пересувному виконанні на рейковому полотні, а їхня конструкція дає змогу швидко здійснювати монтаж, демонтаж та подальше транспортування кранів на інший об'єкт.

Крани для висотного будівництва виконуються в приставному виконанні. Конструкція такого крана спирається на землю і на каркас будівлі, що зводиться (за допомогою відтяжок).

До кранів для висотного будівництва відносять також і самопідйомної крани, іноді звані повзучими. Кран цього типу встановлюється на конструкціях будівлі, що зводиться, а потім за допомогою власних механізмів періодично переміщується вертикально вгору (на один або кілька поверхів) — у міру зростання будівлі, що зводиться. В споруджуваних монолітних будівлях самопідйомний кран спирається на спеціальні вікна, передбачені в стінах ліфтових шахт. При зведенні збірних залізобетоних будівель, опорою для крана є осередки (металевого або залізобетонного) каркаса будівлі[8]. Підйом крана може здійснюватися лебідкою, розташованої біля основи башти, або спеціальним гідравлічним механізмом висунення. Перевагами цього виду баштових кранів є: можливість роботи на косогорах і в обмежених умовах, а також здатність забезпечити будівництво будівлі зі складною конфігурацією (у плані) одним краном. Одним з основних обмежень такого крана (по висоті) є канатоємність лебідки, а головним недоліком — трудність демонтажу після завершення будівництва.

Крани-навантажувачі виконуються на базі і з використанням вузлів кранів загального призначення.

Робоча стріла[ред.ред. код]

Робоча стріла

Як робоча стріла баштового крана, може бути застосована молотовидна або підвісна стріла (з жорстким розчалом з окремих тяг, або на гнучкій канатної підвісці). Конструктивно стріла може являти собою балочну, підйомну або комбіновану шарнірно-зчленовану стрілу, виконану з труб (малого чи великого діаметра), гнутого профілю або куточків. Стріли кранів виготовляються секційними, що спрощує збірку і транспортування, а також забезпечує універсальність виконань.

Балочна стріла[ред.ред. код]

Стріла балочного типу являє собою металоконструкцію з квадратним, трикутним, або прямокутним поперечним перерізом. Стріла складається з двох поясів, по нижніх поясах якої (уздовж всієї стріли) переміщається вантажний візок. Стріла може встановлюватися або горизонтально, або під кутом (від 30 ° до 45 °[9]). У разі встановлення під кутом, візок може бути переміщуваної уздовж поясів стріли, або жорстко закріплена на її кінці[10].

Виліт такої стріли змінюється шляхом переміщення візка з підвішеним вантажем по напрямних балках нерухомо закріпленої стріли.

Підйомна стріла[ред.ред. код]

Підйомна (маневрова) стріла являє собою просторову металоконструкцію з квадратним, трикутним, або прямокутним поперечним перерізом. Конструкція прикріплена за допомогою опорного шарніра до башти. На кінці стріли розташовані блоки, які можуть бути рознесені з використанням балансира, який з'єднується з головною частиною стріли. Вантаж при цьому постійно підвішений до блоків, оснащених вантажними канатами. Стріла цього різновиду встановлюється похило до горизонту. Шляхом її переміщення з підвішеним до блоків вантажем, змінюється її виліт — на допустимий кут нахилу.

Переваги цього типу стріл: простота конструкції. У порівнянні з кранами, забезпеченими, приміром, балочними стрілами, підйомні стріли демонструють кращу маневреність в обмежених умовах і більш технологічні і зручні у виготовленні і експлуатації. При рівних же характеристиках, такий баштовий кран легше (до 20%), ніж кран з балочною стрілою.

Недоліки: при зміні вильоту, стріла не має можливості горизонтального переміщення вантажу, а горизонтальна швидкість переміщення вантажу при цьому буде невисокою і нерівномірною. Крім того, стріли цього різновиду не дозволяють охопити з одної стоянки крана всю зону обслуговування, наприклад, поблизу вежі самого крану.

Шарнірно-зчленована стріла[ред.ред. код]

Стріла відноситься до типу комбінованих, має форму ламаної. Конструктивно складається з двох основних частин: основної (кореневий) і головної. Головну частина називається гуськом. Кран, оснащений такою стрілою має дві гакові підвіски. Виліт шарнірно-зчленованої стріли змінюється або підйомом всієї стріли, або сполученням рухів по підйому з подальшим переміщенням уздовж стріли вантажного візка. Стріли цього різновиду застосовуються для збільшення висоти підйому крана і вильоту гака.

Башта і поворотний пристрій[ред.ред. код]

Башта крану

Башта крана являє собою телескопічну (трубчаста конструкція, виготовлена ​​з труби великого діаметра), або гратчасту конструкцію, виконану з куточків або з труб малого діаметра.

За способом повороту, башта крана може бути верхньоповоротною (з неповоротною баштою і поворотним оголовком) і нижньоповоротною (з поворотною платформою або з поворотною баштою).

За способом збірки, вежі кранів можуть виконуватися нерозбірні, розбиратися на землі (телескопічні та складаючися), підрощувані знизу і нарощувані зверху.

Поворотна башта[ред.ред. код]

Опорно-поворотний пристрій ніжньоповоротного крану з поворотною платформою розміщено внизу, безпосередньо на опорній частині крану або на порталі[4].

До поворотної частини відносяться: поворотна платформа з розміщеними на ній робочими механізмами крана — вантажною і стріловою лебідками, механізмом повороту. Крім того, на платформі встановлюються плити противаги, башта з оголовком, розпіркою і стрілою.

Неповоротна башта[ред.ред. код]

На верхньоповоротних кранах, платформа з встановленою на ній вежею не повертається. Опорно-поворотний пристрій такого крану розміщене у верхній частині конструкції вежі. Для можливості переміщення вантажів по дузі на башті встановлений поворотний оголовок, до якого для врівноваження стріли кріпиться противовагова консоль з контрвантажем. Робочі механізми встановлені на протівоваговій консолі[4].

Сучасні баштові крани з неповоротною баштою володіють вантажопідйомністю більше 10 т. Збільшена вантажопідйомність і висота підйому вантажу призводять до великої загальної маси, що ускладнює створення кранів з опорно-поворотним пристроєм в нижній частині машини[6].

Головне достоїнство пересувних кранів з неповоротною баштою — можливість їх переобладнання в приставні крани[6], які є універсальними і можуть виступати як самопідйомні й пересувні — на малій висоті вони пересувні, а при її збільшенні — виступають як стаціонарні приставні[6].

Ходовий пристрій[ред.ред. код]

Рейковий ходовий пристрій

Приставні баштові крани не мають ходового пристрою. Переміщення пересувних баштових кранів по майданчику здійснюється за допомогою ходового пристрою, в основному, рейкового типу[7].

Рейковий ходовий пристрій. Являє собою спираючися на підкранові шляхи сталеві ходові колеса з ребордами, об'єднані в ходові візки[4]. Залежно від навантаження, ходовий візок може об'єднувати від чотирьох до 32 коліс. Якщо баштовий кран має вісім (і більше) ходових коліс, то їх об'єднують за допомогою балансирів у візок, який називається балансирний. Навантаження від крана в цьому випадку рівномірно розподіляється між усіма колесами.

Ходові візки підрозділяються на приводні і неприводні (ведучі та ведені)[4]. Розташування приводних візків може бути як одностороннім (обидві на одній рейці), так і двостороннім (по діагоналі) — на різних рейках кранового шляху. У випадку двостороннього розташування візків, переміщення крана більш плавне. Однак, у двостороннього розташування є недолік: при русі по криволінійних ділянках колеса, що переміщаються по внутрішньому рельсу, пробуксовують і швидше зношуються[7].

Гусеничний баштовий кран

Крокуючий ходовий пристрій. Використовується у важких баштових кранах, що працюють на слабких ґрунтах[11]. Такий ходовий пристрій поєднує в собі як елементи рейкового ходового пристрою, так і крокуючого: опорою такого крана є циліндричний опорний башмак, з'єднаний з ходовою платформою, а для переміщення використовуються ходові колеса[10]. Переміщення крокуючого крана полягає в поперемінної перестановці опорних частин в напрямку руху[12].

Пересування крокуючого крану здійснюється наступним чином[10]:

  1. Опорний башмак крану разом з ходовою платформою піднімаються над поверхнею, після чого рама пересувається вперед.
  2. Ходова платформа крана опускається на поверхню, а опорний башмак знову піднімається над землею.
  3. Кран за допомогою ходових коліс переміщується вперед уздовж ходової рами — на величину кроку, а опорний башмак опускається на землю.

Опорні поверхні крокуючих кранів можуть бути також виконані у вигляді центральної опорної плити і двох лиж. У цьому випадку переміщення крану здійснюється за допомогою кривошипно-шатунних механізмів, або гідравлічних домкратів, штоки яких прикріплені на шарнірах до опорного черевика.

Баштові крани, що встановлюються на автомобільному, пневмоколісному і гусеничному шасі виконані на основі самохідних кранів стрілового типу. Як робоче стрілове обладнання застосовуються пристрої у вигляді підйомної стріли або стріли балочного типу, з переміщуваним уздовж неї вантажним візком.

Застосування[ред.ред. код]

Будівельні крани[ред.ред. код]

Будівельні баштові крани загального призначення, застосовують в основному, при цивільному (сільському і міському), промисловому і гідротехнічному будівництві при монтажі будівель, споруд та технологічного обладнання, а також для подачі будівельних матеріалів[13].

Будівельні крани для висотного будівництва застосовуються для зведення багатоповерхових цивільних і промислових будівель і споруд великої висоти (до 150 м і більше)[6].

Суднобудівні і добудовні крани[ред.ред. код]

Суднобудівні баштові крани забезпечують збірку корпусів на стапелях суднобудівних заводів та добудову їх після спуску на воду. Перші називаються стапельними, а другі — добудовчими[14].

Спеціальні крани[ред.ред. код]

«Кролл»[ред.ред. код]

Докладніше: K-10000

В енергетичному будівництві набули застосування крани «Кролл». Баштові крани випускаються двох типів: полусамохідні (за термінологією виготовлювача) і рейкові самохідні[4].

Полусамохідні[ред.ред. код]
Кран «Кролл»

Представляють собою гратчасту металоконструкцію, башта якої встановлюється на низькому порталі. Портал крану має рамну конструкцію. Кран обладнаний стрілою гратчастого типу, яка шарнірно закріплена на башті. У робочому положенні кран стоїть на 4 гвинтових опорах, які стаціонарно закріплені на порталі[4].

Пересування такого крана здійснюється на задній колісній парі, яка закріплена на рамі порталу. При цьому спереду підставляється вузько розташована колісна пара з тяговою балкою, яка з'єднана з тяговим гаком буксирує транспортного засобу[4].

Рейкові самохідні[ред.ред. код]

З усього сімейства випускаються кранів, на території Радянського Союзу застосовувався кран марки K-10000. Цей кран став найпотужнішим з усіх стрілових самохідних рейкових кранів і у монтажників іменувався просто «Кролл». Він був вперше поставлений в США в 1979 році на будівництво атомної електростанції. У СРСР К-10000 застосовувався в енергетичному будівництві — при зведенні атомних електростанцій[4].

Крани-навантажувачі[ред.ред. код]

Докладніше: Кран-навантажувач

Застосовуються для виконання вантажно-розвантажувальних і складських робіт з підйому і переміщенню будівельних виробів, конструкцій і вантажів на відкритих складах, полігонах будіндустрії, а також будівельних майданчиках. Конструктивно відрізняються від решти баштових кранів заниженою баштою. Стріла у кранів-навантажувачів — балочна, з вантажним візком[6].

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. ГОСТ 27555-87 (ІСО 4306-1-85) Крани вантажопідйомні. Терміни та визначення: Державного комітету СРСР по стандартах від 24.12.87 N 4926 // Внесений Міністерством будівельного, дорожнього та комунального машинобудування СРСР: 1989-01-01; Перевиданий: грудень 1993
  2. Б. Ф. Білецький, І. Г. Булгакова  — Будівельні машини і устаткування: Спр-е посібник, Ростов-на-Дону: Фенікс, 2005, 608с., ISBN 5-222-06968- 0
  3. Т. Калистратова: Баштові крани — Журнал «Адреси Петербурга № 24/36», 2006
  4. а б в г д е ж и к л м н Паргаманік І. М. ' 'Вантажопідйомні крани стрілового типу: Справ. посібник-К .: Вища школа, 1992 — Бібліотека тепломонтажніка — 141с.
  5. Фідель А. С .: Підйомно-транспортні машини, К: «Вища школа», 1976, 220с.
  6. а б в г д е Будівельні крани: Довідник / В. П. Станєвскі, В. Г. Моісеєнко, Н. П. Колесник, В. В. Кожушко ; За заг. ред. к.т. н. В. П. Станєвскі  — К .: Будiвельник, 1984 — 240с.
  7. а б в г д е ж и
  8. С. С. Добронравов, В. Г. Дронов : Будівельні машини і основи автоматизації, М: Вища школа, 2001, 575с, ISBN 5-06-003857-2
  9. Залежно від розмірної групи крана
  10. а б в
  11. І. П. Барсов, А. П. Станковская : Будівельні машини і їх експлуатація — М: Стройиздат, 1971
  12. Крокуючий хід — Велика Енциклопедія Нафти Газа
  13. Будівництво. Том 2. Головний редактор Г. А. Караваєв. М .: Радянська Енциклопедія, 1964. — Енциклопедія сучасної техніки. Енциклопедії. Словники. Довідники
  14. П. З. Пєтухов, Г. П. Ксюнін, Л. Г. Серлін  — Спеціальні крани — М: Машинобудування, 1985, 248с.