ГЛАВА 3. ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ

 

3.1. Назначение, классификация и область применения грузоподъемных машин

С точки зрения Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъем­ных кранов ПБ 10-382-00 (Правил по кранам) грузоподъемные машины – это тех­нические устройства циклического действия для подъема и перемещения гру­зов. Они предназначены для перемещения по про­странственной трассе штучных, на­сыпных, навалочных грузов на складах, в про­изводственных цехах, на строи­тель­ных объектах, при обслуживании технологиче­ских агрегатов промышленных и энергетических предприятий.

Грузоподъемные машины (ГПМ) относятся к объектам повышенной опасно­сти, требующим к себе повышенного внимания как на этапе проектирования и из­готовления, так и эксплуатации. Для проведения единой технической политики в области проектирования и безопасной эксплуатации определен ряд головных ор­ганизаций - институтов и конструкторско-технологических бюро, курирующих определенные группы грузоподъемных машин. Это ВНИИПТМАШ, ВНИИстрой­дормаш, СКТБ башенного краностроения, НТЦ «Строймашавтоматизация» и др. Федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим нормативное регулирование, разрешительные, контрольные и надзорные функции в области промышленной безопасности, является Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору России. Номенклатура ГПМ чрезвычайно многообразна. Их принято делить на дом­краты, лебедки, подъемники и краны.

Домкраты относят к простейшим грузоподъемным устройствам, они служат для подъема грузов на небольшую высоту. По конструкции различают домкраты винтовые, реечные и гидравлические. Они могут иметь ручной или ма­шинный привод. В винтовом домкрате выигрыш в силе получается за счет передачи «винт – гайка», в реечном – за счет реечной передачи, а в гидравлическом подъемная сила создается давлением рабочей жидкости (масла), нагнетаемой под его поршень.  Винтовые имеют грузоподъемность до 20 т, реечные – до 25 т, а грузоподъемность гидравлических достигает 750 т. Они обеспечивают плавный подъем и опускание груза, точность установки на заданной высоте и имеют высо­кий кпд (0,7…0,8).

Они могут использоваться как самостоятельные устройства, например, элек­тродомкраты для подъема вагона при его ремонте, либо входить в состав какого-либо специального устройства, например, подъемного стыковочного моста для выравнивания грузовой рампы и пола подвижного состава.

Лебедки – простые ГПМ в виде грузового барабана с тяговым органом – стальным канатом. Они используются для перемещения грузов по вертикали либо по горизонтали. Кроме того, лебедки широко применяются в качестве механиз­мов подъема или перемещения грузов в кранах и подъемниках.

Лебедка (рис.3.1) состоит из смонтированных на раме 1 гладкого барабана 2, цилиндрического редуктора 3, управляющей аппаратуры: контроллера 4 и пускорегули­рующих сопротивлений, размещенных в ящике 5, электродвигателя 8. Между двигателем и редуктором установлен электромагнитный тормоз 6. Тормоз нормально замкнут, то есть его колодки прижаты к тормозному шкиву и отходят от него только при прохождении через катушку электрического тока. Крутящий момент от двигателя передается на ведущий вал редуктора через муфту 7, а от ведомого вала редуктора на барабан -  через зубчатые венцы.

 

3.1 Подъемная лебедка

 

Широко используются подвесные лебедки (тали). Если они имеют механизм передвижения по подвесным путям, их называют передвижными талями (тельферами).

Для передвижения вагонов в одном направлении на грузовых фронтах, где использование маневровых локомотивов экономически нецелесообразно, применяются маневровые лебедки. Для этих целей служат обычно двухбарабанные лебедки, у которых на главный барабан канат навивается при ра­бочем ходе, а на вспомогательный – при холостом. Параметры одной из выпус­каемых в настоящее время маневровых электрических лебедок приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Технические характеристики маневровой лебедки ТЛ-8Б

 

Тяговое усилие (главный/вспомогательный), кН	50/5
Масса грузов в перемещаемых вагонах, т	315
Расстояние перемещения вагонов, м	70
Диаметр каната (главный/вспомогательный), мм	22,5/6,9
Мощность электродвигателя, кВт	3,2
Габаритные размеры, мм	1666 х 1625 х 875
Масса лебедки без каната, кг	1165

 

Кроме лебедок с барабанами, на которых канат закреплен, для маневровых пе­ремещений вагонов и судов применяются лебедки с фрикционными барабанами, причем последние могут располагаться горизонтально (брашпили) или вертикально (шпили или кабестаны).  В этих лебедках тяговое усилие передается силами трения между канатом и барабаном.

Наибольшее применение имеют шпили  с электроприводом (рис. 3.2). В железо­бетонном приямке со стальной крышкой размещается электродвигатель 4, со­еди­ненный зубчатой муфтой 3 с редуктором 2. На выходном валу редуктора уста­новлен барабан шпиля 1, имеющий коноидальную форму, обеспечивающую по­стоянное сбегание каната к середине барабана, на который наматывается не­сколько (до пяти) витков каната. Натяжение сбегающей ветви обеспечива­ется вручную при укладывании каната в бухту. Управление шпилем производится с помощью реверсивного педального замыкателя.

3.2 Маневровый шпиль

 

Подъемниками называют машины, предназначенные для перемещения грузов или пассажиров в кабинах или на площадках по направляющим, которые могут быть вертикальными или наклонными. Подъемники с наклонными направляю­щими широкого распространения не получили. Наиболее известный из них - ски­повый подъемник, используемый для подачи шихты в доменную печь.

Подъемники же с вертикальными направляющими применяются как на скла­дах, так и при проведении строительно-монтажных работ. Их принято делить на две группы: с подвесными направляющими и с жесткими – мачтовые (стоечные) и шахтные. Из подъемников с вертикальными направляющими распространение получили мачтовые (стоечные). Мачтовый, или стоечный, подъемник с канат­ным механизмом подъема (рис. 3.3) состоит из мачты 8, установленной на опорной раме, и перемещающе­гося по ней грузонесущего органа 2, который  снабжен ходовы­ми роликами 7 и подвешен на грузовом канате 3. Канат огибает блоки 4, установленные в верхней части мачты, и запасовывается на барабане грузовой лебедки 1, расположенной также на опорной раме. Подъемник крепят к зданию 5 при помощи настенных опор 6.

3.3. Мачтовый подъемник

 Они широко пред­ставлены на рынке как в одномачтовом, так и в двухмачтовом исполнениях. Параметры некоторых одномачтовых подъемников приведены в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Технические характеристики одномачтовых подъемников

Характеристика	Тип подъемника
	Подъемник ПМГ-320	Подъемник ПМГ-500
Грузоподъемность, кг	320	500
Высота подъема, м до	49	75
Скорость подъема, м/с	0,31
размер грузовой платформы, м  (Д х Ш):
стандартный	2,7х0,5
max без выдвижной платформы	2,0х1,5
max с выдвижной платформой	2,7х1,2
Масса, кг	от 940 до 1725
Перемещение груза по горизонтали, м (при наличии выдвижной платформы)	2
Нижнее положение платформы min, мм	650	550

 

Краны – универсальные грузоподъемные машины, включающие в себя остов в виде металлоконструкции и несколько установленных на нем крановых меха­низ­мов. Типаж кранов, применяемых в промышленности, строительстве и на транс­порте чрезвычайно многообразен. Схемы конструкций кранов приведены в табл. 3.3.

Таблица 3.3

Классификация кранов

№ п/п	Термин	Определение	Схема
Классификация грузоподъемных кранов по конструкции
1.1	Кран мосто­вого типа	Кран, у которого грузозахватный орган подвешен к грузо­вой тележке, тали или крану стрелового типа, перемещаю­щимся по мосту
1.1.1	Кран мосто­вой опор­ный	Кран, у которого мост опира­ется непосредственно на кра­новый путь, размещаемый на подкрановых строительных конструкциях
1.1.2	Кран мосто­вой подвес­ной	Кран, у которого мост подве­шен к нижним полкам над­земного кранового пути
1.1.3	Кран-штабелер мос­товой	Кран мостовой, оборудован­ный вертикальной ко­лонной с грузоподъемником (устройст­вом) для штабелирования гру­за
1.1.4	Кран козло­вой	Кран, у которого мост опира­ется на крановый путь при помощи двух опорных стоек
1.1.5	Кран полу­коз­ловой	Кран, у которого мост опира­ется на крановый путь с од­ной стороны непосредствен­но, а с другой сто­роны — при помощи опорной стойки
1.2	Кран кабель­ного типа	Кран, у которого грузозахватный орган подвешен к грузо­вой тележке, перемещающей­ся по несущим канатам
1.2.1	Кран ка­бельный	Кран, у которого несущими элементами являются канаты, закрепленные в верхней части опорных мачт (башен)
1.2.2	Кран ка­бельный мостовой	Кран, у которого несущими элементами являются канаты, закрепленные на концах мос­та
1.3	Кран стре­лового типа	Кран, у которого грузозахватный орган подвешен к стреле или тележке, перемещающей­ся по стреле
1.3.1	Кран пор­таль­ный	Кран поворотный на портале, предназначенном для пропус­ка железнодорожного или ав­томобильного транспорта
1.3.2	Кран полупор­тальный	Кран поворотный на полу­портале, предназначен­ном для пропуска железнодорожного или автомо­бильного транс­порта
1.3.3	Кран стреловой	Кран поворотный, у которого стрела или башенно-стреловое оборудование закреплены на поворотной платформе, размещенной непосредствен­но на хо­довом устройстве (ав­томобильный, пневмоколес-ный, на специальном шасси, гусеничный, трактор­ный)
1.3.4	Кран башенный	Кран поворотный со стрелой, закрепленной в верх­ней части вертикально расположенной башни
1.3.5	Кран железно­дорожный	Кран, смонтированный на платформе, передви­гающейся по железнодорожному пути
1.3.6	Кран мачтовый	Кран поворотный со стрелой, закрепленной шар­нирно на мачте, имеющей нижнюю и верхнюю опоры
1.3.6.1	Кран мачтовый вантовый	Кран мачтовый с закреплени­ем верха мачты по­средством канатных оттяжек — вантов
1.3.6.2	Кран мачто­вый жестконогий	Кран мачтовый с закреплени­ем верха мачты по­средством жестких тяг
1.3.7	Кран консоль­ный	Кран стрелового типа, грузозахватный орган кото­рого подвешен к жестко закреп­ленной консоли (стреле) или к тележке, перемещающейся по кон­соли (стреле)
1.3.7.1	Кран-пере­гру­жатель при­чальный	Кран с одной или двумя кон­солями, опирающийся на кра­новый путь при помощи пор­тала
1.3.7.2	Кран консоль­ный на колонне	Кран, имеющий возможность вращаться на ко­лонне, осно­вание которой прикреплено к фунда­менту, либо прикреп­ленный к колонне, которая может вращаться в подпятни­ке, размещенном в фундамен­те
1.3.7.3	Кран настенный	Кран, прикрепленный к стене либо перемещаю­щийся по крановому пути, закрепленно­му на стене или несущей кон­струкции
1.3.7.4	Кран вело­си­педный	Кран, перемещающийся по наземному крановому пути и удерживаемый верхней на­правляющей
Классификация кранов по виду грузозахватного органа
1.4	Кран крюковой	Кран, оборудованный грузозахватным органом в виде крюка
1.5	Кран грейфер­ный	Кран, оборудованный грузозахватным органом в виде грейфера
1.6	Кран магнитный	Кран, оборудованный грузозахватным органом в виде электромагнита
1.7	Кран мульдо-магнитный	Кран мостовой, оборудован­ный грузозахватным органом в виде электромагнита и при­способлением для перемеще­ния мульд
1.8	Кран мульдо-грейферный	Кран мостовой, оборудован­ный грузозахватным органом в виде грейфера и приспособ­лением для перемещения мульд
1.9	Кран мульдо-завалочный	Кран мостовой, оборудован­ный хоботом для за­хвата мульд
1.10	Кран штыревой	Кран мостовой, оборудован­ный захватом для из­влечения штырей из электролизеров
1.11	Кран литейный	Кран мостовой, оборудован­ный механизмами подъема и опрокидывания литейного ковша

 

Типовыми крановыми механизмами являются: механизм подъема груза в виде лебедки в комбинации с полиспастом; механизм передвижения крана или какой-либо его части; механизм изменения вылета, изменяющий в стреловых кранах по­ложение грузового крюка относительно остова; механизм вращения поворотной части крана. Как в процессе работы, так и в периоды монтажа и даже в не­рабочие периоды и металлоконструкция крана, и элементы крановых механизмов нахо­дятся под воздействием ряда находящихся в различных сочетаниях нагрузок.