Механизмы и составляющие башенного крана от XCMG

Главная

Информация

Статьи

Механизмы и составляющие башенного крана

7 сен 2021

Механизмы и составляющие башенного крана

Различные виды башенных кранов формируются с помощью разных составляющих. С их помощью образованы основные конструкторские решения.

По типу башенной конструкции краны принято подразделять на модели неподвижного (неповоротного) типа и на модели поворотного типа.

Различают такую технику и по применяемым на ней стрелам: балочные или подъемные.

По способу установки эти грузоподъемные механизмы делят на стационарные или приставные и на передвижные. Это самоходные, или отдельно транспортируемые к месту эксплуатации краны.

Схема исполнения самоходных кранов предусматривает поворотную башню. Использование такой техники снижает временные потери на монтажно-демонтажные работы и транспортировку крана к новому месту использования.

Но башенные самоходные установки нельзя назвать рекордсменами по грузоподъемности. Большие тоннажи подвластны только стационарным кранам приставного типа.

Большая грузоподъемность является не единственным преимуществом кранов такого типа. Их конструкция позволяет самостоятельно увеличивать высоту башни с помощью механизмов ее наращивания. Таким образом жестко закрепленный к строящемуся зданию кран растет ввысь вместе с его этажами. Иногда эти показатели доходят до сотен метров.

Если речь идет о башенных кранах, то их еще принято подразделять по типу ходовой части:

1. шагающие;

2. гусеничные;

3. рельсовые;

4. автомобильные;

5. пневмоколесные.

Несколько элементов такого крана служат для его устойчивости и безопасной эксплуатации.

Среди них:

• Опорно-поворотное устройство, располагаемое в моделях с поворотной башней на раме, а в моделях неповоротного типа на ее вершине.

• Рама. По сути — это основа крана. На ней крепится вся его конструкция.

• Платформа.

• Противовес, располагаемый на консоли или же на платформе в случае исполнения поворотной модели.

• Башня, принимающая основную нагрузку и придающая всему механизму высоту.

• Стрела, обеспечивающая перемещение и захват груза.

• Кабина, являющаяся закрытым помещением с обзором, креслом и с элементами управления для оператора.

• Ходовая тележка, содержащая ходовую часть рамы крана.

• Грузовая тележка, с чьей помощью горизонтально перемещается груз на кранах с балочными стрелами.

• Консоль, применяемая для балансировки и компенсации возможного опрокидывания.

• Оголовок, с чьей помощью управляется стрела и изменяется положение в вертикальной плоскости.

Кранам данного типа пока не придумано альтернативы и их башни будут еще долго возвышаться над многочисленными строительными площадками в разных уголках мира.

Возврат к списку

7.5 Основные детали, узлы и механизмы башенного крана

В башенных кранах для подвески, строповки (крепления) переме­щаемых грузов и в качестве расчалок и оттяжек для удержания конструкций используются каналы, представляющие собой гибкие грузовые и тяговые органы.

Различают стальные проволочные и пеньковые каналы. В строительных машинах наибольшее распространение получили стальные ка­налы, которые состоят из проволок, овитых в пряди, а пряди овиты между собой вокруг органического сердечника.

Рассчитывают и подбирают каналы по допускаемому разрывному усилию (), которое зависит от максимального натяжения каната () и коэффициента запаса прочности каната ():

.

Коэффициент запаса прочности каната принимается в зависимости от его назначения, привода машины и режима работы механизма.

Для подвешивания штучных грузов и специальных захватных прис­пособлений к канатам служат однорогие или двурогие крюки и гру­зовые петли.

При подвешивании грузов к крюкам и петлям применяют канатные стропы (одноветвевые или многоветвевые).

Для направления движения каната применяют чугунные или сталь­ные желобчатые блоки, объединенные, как правило, в блочные обой­мы. Устройство, состоящее из блочной обоймы и крюка называется блочной крюковой подвеской.

При однослойной или многослойной навивки и укладки канатов на кранах используются сборочные узлы – барабаны, изготавливаемые литыми из чугуна и стали или сварными из листовой стали. Они вращаются в опорных подшипниках либо вокруг неподвижной оси, ли­бо вместе с валом. Канаты к барабанам крепят прижимными планками на болтах.

В грузоподъемных машинах поднимаемый груз, как правило, свя­зан с барабаном лебедки через полиспаст. Полиспасты применяют либо для выигрыша в силе (полиспасты прямого действия), либо для выигрыша в скорости (обратного действия).

Основными механизмами башенного крана являются: механизм подъема груза, механизм изменения вылета стрелы, механизм враще­ния поворотной платформы и механизм передвижения крана.

Система из подвижных и неподвижных блоков, последовательно огибаемых канатов, называется полиспастом.

Применение полиспаста прямого действия дает выигрыш в силе, уменыпает нагрузку на канат и лебедку, но при этом соответствен­но снижается скорость подъема груза. Блоки полиспаста собираются на осях в обоймы – подвижную и неподвижную. Один конец каната полиспаста закрепляется на одной из обойм, второй (обегающий) – на барабане лебедки.

Неподвижная обойма полиспаста прикрепляется к подъемному приспособлению (стреле, мачте и т.п.), а подвижная – к грузозах-ватному устройству для поднятия или перемещения грузов (крюковой обойме).

Главным параметром полиспаста является кратность полиспаста – Это безразмерный параметр, он показывает во сколько раз по­лиспаст производит выигрыш в силе. Определяется кратность полис­паста числом канатов, на которых подвешен груз.

Различают полиспасты, у которых тянущая ветвь каната, навива­емая на барабан, сходит о верхнего неподвижного блока (рис.7.2, а), и полиспасты, у которых тянущая ветвь каната сходит с нижне­го подвижного блока (рисунок 7.2, б).

Для полиспаста, у которого тянущая ветвь каната сходит о верхнего неподвижного блока

, (7.7)

где – к.п.д. полиспасты;- кратность полиспаста;= 0,98 – к.п.д. одного блока;- число блоков в полиспасте.

Для полиспаста, у которого тянущая ветвь каната сходит с ниж­него подвижного блока

.

(7.8)

Экспериментально КПД блока можно определить

, (7.9)

где – сила тяжести поднимаемого груза, Н;- усилие в ветви каната, навиваемого на барабан, Н.(иизменяются динамомет­ром).

В свою очередь , где- масса поднимаемого груза, кг;- ускорение свободного падения, м/с².

Усилие в ветви каната, навиваемого на барабан, определяется, (Н)

, (7.10)

где – масса крюковой подвески полиспаста, кг. Кратность полиспаста можно определить (см. рисунок 7.2) так же путем сравнения расстояния, пройденного грузом при подъеме (Н), и расстояния, которое проходит при этом метка на ветви каната, навиваемого на барабан ()

. (7.11)

а) тянущая ветвь каната сходит с верхнего неподвижного блока;

б) тянущая ветвь каната сходит с нижнего подвижного блока;

1 – крюковая подвеска; 2 – подвижная блочная обойма; 3 – грузо­вой канат; 4 – неподвижные блоки; 5 – барабан лебедки.

Рисунок 7.2 – Схемы полиспастов

7. Порядок выполнения работы

7.7.1 На действующей модели изучить конструкцию и принцип действия башенного крана с поворотной башней. Зарисовать его схему с простановкой на ней основных параметров и расшифровкой позиций.

Затем о помощью линейки и секундомера основные конструктивные параметры крана и результаты внести в соответствующие графы таб­лицы 7.1. По приведенной методике определить эксплуатационные параметры крана. Результаты внести в соответствующие графы таблицы 7.1.

Таблица 7.1 – Результаты измерений и вычислений параметров башенного крана

Измеренные параметры

, м

, м

м

, с-1

, м

, м/с

, м

, м/с

, град

Вычисленные параметры

, с

, с

, с

, т/ч

, т/ч

7. 7.2. На модели полиспаста прямого действия изучить его конструкцию, принцип действия; определить его тип и способ запа-совки каната. Изучить конструкции и назначение блоков, крюков, канатов и барабанов. Привести их схемы.

Выполнить запасовки канатов в полиспастах согласно рисунок 7.2, схемы зарисовать. Научиться определять двумя способами кратность полиспаста. Научиться определять силу в ветви каната, навиваемого на ба­рабан и КПД блоков. По приведенной методике произвести расчеты полиспаста. Ре­зультаты измерений и вычислений занести в соответствующие графы таблицы 7.2.

Таблица 7.2 – Результаты измерений и вычислений параметров полиспаста прямого действия

Измеренные параметры

, кг

, кг

, н

, м

, м

Вычисленные параметры

, н

, н

, Н

, Н

Как работают башенные краны | Строительная техника

Без башенных кранов, вероятно, не устояли бы многие знаковые здания и сооружения, которые мы знаем и любим.

Эти стальные гиганты не только эффектно выглядят, но и являются неотъемлемой частью современного строительства и развития. Башенные краны — это инструмент, используемый для воплощения в жизнь даже самых крупных и масштабных строительных проектов.

Чтобы помочь вам лучше понять, как эти гигантские машины делают, казалось бы, невозможное, мы описали ключевые механизмы, благодаря которым работают башенные краны.

Как построить башенный кран

В городах много башенных кранов. Настолько, что вы можете быть обмануты, полагая, что они легко достигают высот. На самом деле для возведения башенного крана требуются недели подготовки.

Хайден — вице-президент, подразделение башенных кранов, Maxim Crane Works

Чтобы сделать процесс монтажа максимально эффективным, члены бригады обычно придерживаются заранее определенного набора последовательностей. Процедуры сборки различаются в зависимости от типа используемого башенного крана. Вообще говоря, башенные краны обычно попадают в общие категории либо с маховой стрелой, либо с троллейбусной стрелой.

Башенные краны с вылетом стрелы имеют стрелы, которые «качаются» или поворачиваются вверх/вниз подобно наземным мобильным кранам. Башенные краны с стрелой тележки имеют горизонтальную стрелу стрелы и узел тележки, который размещает груз по длине стрелы. Мы описали процесс сборки отдельно стоящего башенного крана с троллейной стрелой, так как это одни из наиболее часто используемых башенных кранов в стране.

Основание башенного крана

Процесс возведения крана начинается с создания надежного фундамента, на котором будет возводиться конструкция. Целостность основания имеет решающее значение для поддержки конструкции крана и его баланса при сборке и эксплуатации.

Перед прибытием крана на площадку первая часть вертикальной мачты крепится к бетонному фундаменту с помощью анкерных болтов повышенной прочности или встроенных опор. Точное количество необходимого бетона будет зависеть от различных факторов, в том числе от конфигурации башенного крана и требований местных норм, но общий вес основания обычно превышает 400 000 фунтов.

Перевозка башенного крана

Следующим делом является транспортировка оборудования на место проведения работ. Это может показаться достаточно простым, но экипажу придется учитывать множество факторов.

Транспортные расходы включают:

Транспортный бюджет . Для транспортировки частей башни требуются услуги подъемного крана; это повлечет за собой дополнительные расходы.

Транспортные маршруты . Определенные дорожные маршруты и время в пути ограничены при перевозке грузов определенного веса или размера.

График перевозки . Транспортировка оборудования требует точной координации, чтобы обеспечить доставку компонентов башенного крана на место в нужном порядке вместе с любым дополнительным оборудованием, необходимым для сборки.

Как установить башенный кран

Башенный кран прибудет на место в виде нескольких частей. Во-первых, вертикальная мачта возводится путем добавления дополнительных секций мачты поверх основания с использованием других типов подъемного оборудования, таких как мобильные или гусеничные краны.

После достижения желаемой высоты мачты кабина оператора и поворотный стол, обеспечивающий вращение, будут размещены и закреплены на длинной мачте. Эта секция обычно является самым тяжелым элементом башенного крана. Затем прикрепляется вершина крана, метко названная вершиной башни.

Рабочий рычаг или стрела соединены с поворотной платформой и проходят горизонтально. К стреле прикреплены тележка, подъемник и крюк. Они обеспечивают различные функции, необходимые для подъема. За кабиной и на одной линии с рабочей стрелой находится контр-гусек. Этот раздел содержит противовесы, двигатели и электронику. Чтобы башенный кран стал функциональным, к рабочим элементам необходимо прикрепить и соединить канаты.

Как управлять башенным краном

Управление большинством кранов осуществляется из кабины в верхней части крана. Для обеспечения эффективности и безопасности за работой крана следит команда квалифицированных специалистов.

Каждый член команды берет на себя ответственность за различные процессы. Например, «назначенное лицо» имеет ряд обязанностей, включая оценку рисков и управление общим планированием подъема. «Координатор крана» возьмет на себя ответственность за планирование подъемов, управление последовательностью подъемов и предотвращение столкновений.

 «Связист» отвечает за то, чтобы выступать в качестве второй пары глаз оператора и сообщать оператору, в каком направлении (направлениях) перемещать груз. Оператор крана, очевидно, несет ответственность за управление краном и подъем / размещение грузов в соответствии с требованиями и указаниями других.

Как разобрать башенный кран

Основные шаги по разборке башенного крана такие же, как и при сборке, только в обратном порядке. Однако следует учитывать, что при возведении башенного крана обычно строительная площадка в основном пустует, поскольку без башенного крана основная конструкция еще не началась.

При сносе все наоборот, так как законченное сооружение обычно занимает большую часть свободного места на участке. Таким образом, при ограниченном пространстве для установки мобильного крана или установки компонентов башенного крана демонтаж часто является гораздо более сложной задачей.

Как работают краны? Simple Machines & Mechanical Advantage

Без подъемных кранов большая часть нашего современного мира просто не существовала бы. В прошлом месяце мы дали вам краткий урок истории о том, когда были изобретены подъемные краны. Теперь, когда мы рассмотрели их происхождение, имеет смысл перейти только к механике работы подъемных кранов.

Хотя существует больше типов кранов, чем мы можем сосчитать, большинство из них работают по одним и тем же основным принципам. Да, между башенным краном и телескопическим погрузчиком есть заметные различия. Но, по сути, все краны работают одинаково: используют комбинацию из простые машины которые обеспечивают механическое преимущество для подъема и перемещения тяжелых грузов.

Работа кранов с помощью простых машин

Простые машины — это основные инструменты, обычно без движущихся частей, которые облегчают выполнение работы. Рычаги и точки опоры, самые простые машины, насчитывают тысячи лет. Молоток с когтями — хороший пример рычага и точки опоры. При использовании когтя для извлечения гвоздя головка молотка действует как точка опоры, а ручка действует как рычаг.

Рычаг и точка опоры

Чтобы извлечь гвоздь без молотка, можно попытаться зажать его между пальцами и изо всех сил потянуть вверх. Но усилие, необходимое для того, чтобы вытащить этот гвоздь хотя бы на дюйм, вероятно, будет больше, чем вы можете собрать. Молоток позволяет вам изменить направление приложения вашей силы, толкая вперед, а не подтягивая вверх. Это также позволяет вам приложить меньшую силу на большее расстояние для перемещения гвоздя на один дюйм.

Отсюда механическое преимущество рычага и точки опоры. Представьте, что вы захватываете гвоздь когтем молотка и упираете головку молотка в стену, чтобы использовать его в качестве точки опоры. Чем ближе точка опоры к гвоздю, тем дальше вам придется переместить ручку, чтобы извлечь гвоздь.

В качестве примера предположим, что перемещение гвоздя на 1 дюйм требует перемещения ручки на 10 дюймов. Поскольку вы перемещаете ручку в 10 раз дальше, чем гвоздь, вам нужно приложить только 1/10 силы.

Рычаги на кранах

Краны используют тот же основной принцип для перемещения тяжелых грузов. Их длинные рычаги (стрелы) действуют как рычаги. Центральный штифт крана является точкой опоры, как головка молотка. Поднимаемый груз представляет собой силу сопротивления, как и гвоздь. А двигатель обеспечивает силу усилия, как если бы вы толкали ручку молотка.

Длина стрелы никогда не меняется, но оператор крана регулирует ее угол, чтобы поднимать, опускать и перемещать груз. Поскольку нагрузка (сила сопротивления) находится дальше от центрального штифта (точки опоры), чем двигатель (сила усилия), краны должны прикладывать большее усилие на более короткое расстояние для перемещения груза .

Как работают противовесы крана

При подъеме больших грузов противовесы весом в несколько сотен тонн крепятся к основанию крана, чтобы предотвратить его опрокидывание во время подъема. Груз находится дальше от центрального штифта, чем противовесы. Таким образом, чтобы удерживать кран в вертикальном положении, противовесы должны быть тяжелее самого груза.

Противовесы необходимо доставлять на место работы на собственных грузовиках. Мобильный кран не мог двигаться со всем этим весом. Кроме того, сборка крана на месте позволяет варьировать количество добавляемого противовеса для эффективного завершения проекта.

Груз самого крана также служит противовесом. Таким образом, для подъема небольших грузов крану могут не понадобиться дополнительные грузы. Однако это справедливо только для небольших автокранов, не имеющих дополнительного противовеса. Гидравлические вездеходные краны по умолчанию перемещаются как минимум с одним грузом противовеса.

Независимо от того, требуются ли для подъема дополнительные противовесы, выносные опоры помогают уменьшить вес, необходимый для удержания крана в вертикальном положении, путем его распределения на большее расстояние. Аутригеры — это опоры, которые выступают из основания крана, поднимая его с колес для дополнительной устойчивости.

Стрела — не единственный рычаг крана. Когда для подъема требуется больший вылет, чем стрела может обеспечить сама по себе, операторы могут прикрепить стрелу к концу стрелы. Существует два принципиально разных типа удлинителей: удлинители стрелы и удлинители стрелы .

На некоторых кранах стрела всегда прикреплена к крану. Они известны как поворотные стрелы . На других моделях второй кран поднимает стрелу на место, чтобы ее можно было прикрепить к стреле основного крана. При использовании для этой цели второй кран упоминается как вспомогательный кран . Это не уникальная конструкция, а просто кран меньшего размера, который в этот день поднимает стрелу.

После установки удлинители стрелы выдвигаются прямо из стрелы. С другой стороны, подъемные стрелы могут регулировать свой угол в середине подъема. На изображении выше вы можете увидеть стрелу, выступающую из стрелы мобильного крана.

Тросы над и за стрелой представляют собой растяжки, которые используются для изменения угла наклона передней стрелы. А от задней части стрелы отходит мегакрыло, которое поддерживает устойчивость стрелы.

Когда крановщик регулирует угол стрелы, дальний конец стрелы перемещается на гораздо большее расстояние, чем ближайшая к стреле точка. Кран перемещает стрелу, прикладывая усилие к ближайшему к стреле концу. Таким образом, он должен применять большую силу на более коротком расстоянии.

Стрелы и укосины являются лучшими примерами того, как кран использует рычаги для работы. Но если вы так умны, как мы ожидаем, вы, вероятно, уже заметили, что подъемные краны сложнее молотков. Вы правы! Краны — это сложные машины, то есть они объединяют несколько простых машин в одно устройство.

Шкивы/шкивы

Краны также работают с использованием шкивов. Простейшие шкивы представляют собой не что иное, как колесо, удерживаемое на месте (фиксированное) с накинутой на него веревкой. Если вы хотите поднять груз , вы можете прикрепить один конец веревки к грузу и потянуть вниз другой конец веревки. Вместо того, чтобы обеспечивать механическое преимущество, фиксированные шкивы изменяют направление вашей подъемной силы.

Когда колесо шкива может вращаться, его называют подвижным шкивом или шкив . Они обеспечивают механическое преимущество. В отличие от фиксированных шкивов, прикрепленных к стационарным объектам, шкивы крепятся к грузу, который вы хотите поднять, или к другому шкиву. Подобно рукоятке молота, шкивы позволяют уменьшить силу , необходимую для подъема объекта , применяя эту силу на большем расстоянии.

Используя только один фиксированный шкив для подъема груза, сила, которую вы прикладываете к веревке, такая же, как сила, которую вы использовали бы для подъема груза без шкива. Поскольку сила не меняется, эти системы не дают механических преимуществ. Каждая секция каната, поддерживающая груз, увеличивает механическое преимущество машины .

Как видно на приведенной выше диаграмме, система с подвижным шкивом имеет одну секцию каната, которая поддерживает нагрузку . Эта одна секция поддерживающего каната увеличивает механическое преимущество системы. Поскольку шкив вращается, канат перемещается в 2 раза дальше, чем груз, но требует в 2 раза меньше усилий для перемещения.

Система составных шкивов состоит из двух секций каната, удерживающего груз , обеспечивая еще большее механическое преимущество. Комбинируя фиксированный и подвижный шкивы, вы можете изменить силу, необходимую для перемещения объекта, и направление приложения силы.

С рычагами и шкивами общая сила необходимая для перемещения объекта на заданное расстояние никогда не меняется. Простые машины просто позволяют применять эту силу на большем расстоянии.

Шкивы/шкивы и краны

Краны используют системы шкивов для изменения направления силы, необходимой для подъема груза, и распределения этой силы на большее расстояние. В дальнем конце стрелы находится Шкив концевой части основной стрелы. Через этот шкив проходит основная грузовая линия , у которой есть еще один шкив на противоположном конце внутри грузового блока. Этот грузовой блок включает в себя крюк, который удерживает груз.

(укажите на конец стрелы крана — самую высокую точку — и обозначьте ее как «шкив конца основной стрелы». основной грузовой трос и пометьте его как «грузовой блок»)

Основной грузовой трос представляет собой стальной трос, способный выдерживать только ограниченный вес. Хотя это может показаться большим, краны часто поднимают грузы весом в сотни тысяч фунтов. Чтобы кабель не порвался под действием этой силы, 9В кранах 0071 используются шкивы для распределения веса груза по нескольким секциям поддерживающих тросов.

Если вы внимательно посмотрите на изображение выше, вы увидите две секции поддерживающего троса, проходящие между шкивом конца стрелы и грузовым блоком. Каждая из опорных секций увеличивает механическое преимущество крана, увеличивая тяговое усилие крана и общий вес, который могут выдержать тросы. Кроме того, шкивы позволяют крану прилагать меньше усилий на большем расстоянии для подъема груза.

Краткий обзор того, как работают краны

Стрела крана действует как рычаг, позволяя двигателю прикладывать большее усилие на более короткое расстояние для подъема груза. Кроме того, это заставляет краны использовать противовесы, которые тяжелее груза, чтобы предотвратить опрокидывание крана во время подъема.

Стальной трос соединяет стрелу с грузом через ряд шкивов. Эти шкивы помогают распределить вес груза по нескольким опорным участкам троса, увеличивая тяговое усилие крана.

Теперь, когда вы знаете, как работают краны, помните о нас в следующий раз, когда вам предстоит работа, требующая подъема тяжестей. La Grange Crane — одна из крупнейших компаний по аренде кранов на Среднем Западе. Мы специализируемся на аренде небольших кранов, но они невелики по сравнению с башенными кранами.