Что такое башенный кран

Башенный кран

Это поворотная грузоподъемная машина стрелкового типа, доля которой в парке современного передвижного оборудования достигает 18%. Согласно истории, первый башенный кран спроектировал инженер Юлиус Вольф, в 1913 году. Предложенная им модель в 1928-м была оснащена балочной стрелой, позже доработана и в 1952-м — еще и поворотной.Конструкция этих машин постоянно улучшалась в соответствии с предъявляемыми к ним требованиями.
Назначение башенного крана — обеспечивать производительность погрузочно-разгрузочных операций на полигонах и строительных площадках, складах различной площади. И со временем эти задачи нужно было решать быстрее и безопаснее, при все увеличивающихся весах.

Вот устройство башенных кранов и улучшалось: например, в СССР к 1960 году их надежность была повышена на 50% (по сравнению с первой советской моделью, появившейся в 1936 году). И если до Второй Мировой они выпускались неспециализированно, то после их стали производить отдельные заводы. К 1960 году таких предприятий стало 28. А к 1980 году машины V-VI размерных групп, например, КБ-504 или КБ-675 уже отличались рабочей высотой до 150-180 м и максимально возможной грузоподъемностью до 40-50 т (по сравнению с 30 м и 1,5 т первых моделей).

Устройство башенного крана и принцип его работы

У любой современной модели есть пятерка ключевых составных частей:

• Башня — верхне- или нижнеповоротная телескопическая или решетчатая трубчатая конструкция. В современных моделях может быть наращиваемого или подращиваемого типа, складываться (демонтаж производится прямо на объекте) или не разбираться.
• Рабочая стрела — конструкция подъемного, балочного или шарнирно-сочлененного типа, оснащенная грузовой тележкой, сделанная из труб, либо уголков, либо профилей. Выделяют два ее типа — молотовидный и подвесной.
• Опорная часть — несущая на себе все вертикальные и опрокидывающие нагрузки, поэтому к ее надежности предъявляются повышенные требования.
• Ходовое устройство — механизм, обеспечивающий перемещение и повороты башенного крана. На практике это рельсовая или, реже, шагающая конструкция.
• Кабина управления — рабочее пространство для оператора, отдающего команды.

С помощью 3 типов механизмов — можно выделить блоки, лебедки, полиспасты — выполняются основные операции: в общем случае они сводятся к передвижению и поворотам башенного крана, к вертикальной работе, то есть к подъему и опусканию стрелы, а также к горизонтальной — изменению ее вылета, либо перемещению грузовой тележки. Оператор из кабины отдает соответствующие команды.

Так, для поворота ОПУ (опорно-поворотное устройство) передает на ходовую раму (неподвижная часть) определенные вертикальные и опрокидывающие нагрузки. Груз захватывает крюковая обойма, закрепленная на канате, и при помощи лебедки выполняется его перемещение вверх-вниз, до рабочей высоты. Вылет стрелы тоже просто регулируется — ее опусканием и подъемом, а также перемещением грузовой тележки вдоль нее.

Классификация башенных кранов

Все многообразие современных моделей разделяют на 3 группы.

По назначению:

• Общего назначения — для решения гражданских и общепромышленных задач, чаще всего, строительства;
• Специальные — для эффективного проведения работ повышенной сложности;
• Высотные (самоподъемные, ползучие, приставные) — для задач, решаемых на большой высоте;
• Погрузчики — востребованы при высокопроизводительной работе, обычно актуальны на крупных складах.

По возможности перемещения:

• Стационарные — могут быть универсальными или приставными;
• Передвижные — могут быть прицепными или самоходными;
• Самоподъемные — монтируемые прямо сверху возводимого объекта.

По типу ходового устройства:

• На гусеницах
• На пневмоколесах
• На рельсах
• На шасси
• Шагающие
• Автомобильные

Также нужно отметить, что по своим конструктивным особенностям актуальные сегодня линейки башенных кранов могут быть классическими, безоголовочными и быстромонтируемыми.

Классификация достаточно обширна, поэтому в отношении всех моделей проводится индексация. Башенные краны, в зависимости от их роли и исполнения, маркируются по группам. Причем с таким расчетом, что внутри каждой — похожие сборочные единицы, общие принципиальные схемы, унифицированные или даже аналогичные блок-модули. Таким образом почти каждая характеристика башенного крана, независимо от его производителя, заранее определена, что облегчает его выбор, эксплуатацию и ремонт.

Что такое башенный кран?

Башенный кран – это основная техника для городского строительства и масштабного ремонта.

Принцип работы башенного крана

Поворотные строительные краны представляют собой вертикальные башни, наверху которых закреплена стрела. Применяются они на стройплощадках для возведения различных зданий. Нередко техника помогает выгрузить и погрузить объемные предметы – металлоконструкции, части зданий, партии стройматериалов.

В ходе работ башенный кран может перемещаться и поворачиваться, менять высоту и вылет стрелы, чтобы выполнить нужную задачу. Вращается только поворотная часть крана, связанная с неповоротной опорно-поворотным устройством (ОПУ). Грузы поднимаются при помощи лебедки, каната и крюков.

Элементы башенного крана

1. Башня

Основа любого крана – башня, закрепленная вертикально на опорной части или поворотной платформе. Именно от нее зависит, на какую высоту поднимается груз. Башни делят на поворотные и неповоротные.

Поворотные: поворотное устройство находится внизу, на опорной части или портале. К поворотной части относят платформу с грузовой и стреловой лебедками, механизмом поворота и противовесом, саму башню и стрелу.

Неповоротные: опорно-поворотное устройство таких кранов расположено наверху. Сама платформа с установленной на ней башней не вращается. Поворотная часть состоит из стрелы, поворотного оголовка и противовеса.

Также башни делят на телескопические и решетчатые. Телескопические состоят из двух секций – внешней опорной и внутренней выдвижной. Внешняя опорная секция крепится к поворотной платформе. Внутри находится выдвижная часть башни.

Решетчатые конструкции цельные, хотя и состоят из небольших секций – поясов и раскосов. Основанием для таких башен служит портал или фундамент – для стационарных приставных кранов, или ходовая рама – для передвижных моделей.

2. Рабочая стрела

По конструкции стрелы кранов делят на три типа: балочные, подъемные и комбинированные.

Подъемные стрелы – самые популярные. У них хорошая маневренность даже на тесных площадках, а краны с такими стрелами легче моделей с балочными или комбинированными вариантами. На конце подъемной стрелы расположены блоки, оснащенные грузовыми канатами, на которых подвешен груз. Подъемные стрелы устанавливают наклонно к горизонту.

Балочные стрелы собираются из двух поясов. По нижним поясам вдоль всей стрелы перемещается тележка. Такие стрелы устанавливают горизонтально или под углом от 30° до 45°.

3. Ходовое устройство

Стационарные приставные краны не имеют ходового устройства. Оно есть только у передвижных моделей.

Рельсовые краны самые популярные. Их устанавливают на ходовые тележки, состоящие из стальных колес. Число колес зависит от нагрузки и составляет от 4 до 32 – чтобы ровнее распределить нагрузку крана.

4. Устройства безопасности

Все башенные краны с электроприводом оснащены приборами безопасности:

• ограничитель высоты подъема крюка,
• ограничители движения моста и тележки,
• ограничитель грузоподъемности,
• блокировка дверей кабины,
• аварийный выключатель,
• крановая защитная панель,
• анемометры и сигнальные приборы – для кранов на открытом воздухе.

Грузоподъемность современных кранов достигает 20 тонн, но большинство моделей работает в пределах 4 – 10 тонн. Вылет стрелы при этом может составить от 25 до 40 метров. Есть модели с вылетом до 60 метров.

Общие сведения о назначении и классификации башенных кранов

Начало изготовления грузоподъемных кранов датируется 1936 г., когда СССР стал выпускать первую технику для строительства. До 1941 г. численность таких машин не превышала 200 единиц. С целью быстрого послевоенного восстановления народного хозяйства выпуск продукции вырос до 4 тыс.

До 1960 г. башенный кран разрабатывался неспециализированными заводами, что повлияло на их разнотипность. На протяжении последующих лет на основании передовых технологий ВНИИ Стройдормаша вместо 8 типоразмеров были созданы 80 разных видов машин. В процессе унификации надежность подъемных манипуляторов увеличилась до 50%, стоимость снизилась на 1/4, также были сокращены сроки изготовления, проектирования и освоения, внедрен агрегатный способ проведения технического обслуживания.

После развала СССР производство приостановилось: одна часть механизмов свозилась к пунктам хранения, другая была законсервирована, третья отправлена на металлолом.

За последнее время возрос импорт техники из-за рубежа. В 2005 г. зарубежных кранов насчитывалось около 40% общего количества. Большая часть, почти 70%, выпущена в КНР. Китайские машины в 2-3 раза дешевле европейских аналогов, на границе они быстрее проходят таможенное оформление, доставка не вызывает трудностей.

Самый большой и тяжелый китайский манипулятор, работающий в России, — модель ST80/60 китайской компании YONGMAO, грузоподъемность которого составляет 40 т. В 2013-2015 гг. были разработаны китайцы YONGMAO ST8000 и ST10000, грузоподъемностью до 200 т, с высотой подъема крюка 117 м.

Самым высоким и мощным в мире является самоходный на рельсовом ходу К-10000 с 2 башнями производства Kroll Kranes (Дания), грузоподъемностью до 360 т и максимальным вылетом стрелы 84 м. Высота крана — 210 м.

Для погрузочно-разгрузочных работ в ограниченных местах применяют мини башенные краны, рассчитанные на 1-3 т.

Из чего состоит и как работает

Грузоподъемные краны — это мощные и мобильные строительные устройства.

Главное назначение техники — механизация процессов при возведении высотных и многоэтажных объектов, перемещение материалов и частей конструкций в пункты складирования или на строительные площадки.

В машиностроении под башенно-стреловым краном подразумевают конструкцию с поворотной башней и длинной стрелой, которая закреплена сверху шарнирами.

Устройство башенного крана выглядит так:

• башня;
• портальные рамы;
• опорно-поворотное устройство (ОПУ);
• поворотная платформа;
• стрела;
• оголовок, или шарнирные стойки;
• грузовая и тележечная лебедки;
• ходовая тележка;
• грузозахватное устройство;
• противовесные консоли и распорки;
• кабина.

Основные процессы, выполняемые манипулятором:

• перемещение груза на нужную высоту;
• уменьшение или увеличение вылета стрелового механизма с грузозахватной подвеской;
• полный оборот стрелы на 360°;
• передвижение по площадке самоходной машины.

Они комплектуются многодвигательным приводом с планетарным механизмом на переменном токе с напряжением 220/380 В.

Подъемные краны устроены следующим образом.

Главной частью конструкции является башня — остов для удержания стрелового элемента на необходимой высоте и передачи горизонтальных и вертикальных нагрузок на ходовой портал с колесами и крановые рельсовые пути. Устойчивость и противодействие ветровым нагрузкам проверяются расчетами при проектировании металлоконструкции и обеспечиваются жестким креплением к портальной раме или установкой диагональных раскосов к поворотной платформе для шарнирного вращения. При изготовлении башни применяют стальные уголки и трубы.

Стрела из стальных профилей больших размеров монтируется к верхней части башенного крана.

Ходовая рама — важный элемент, который воспринимает действующие нагрузки и передает их на крановые пути.

К поворотной платформе крепится сборочный узел для передачи грузового момента и осуществления вращательно-поступательных операций. Сверху башни имеется оголовок, жестко соединенный с ОПУ. С противоположной стороны балки расположены противовесные консоли и лебедки.

Для захвата груза манипулятор оборудован крюковой подвеской.

Стальные канаты — тяговые соединители грузов с блочными и барабанными устройствами, полиспастами повышенной прочности. С их помощью механизмы поворачиваются, башня и грузовая тележка перемещаются по консолям, осуществляется монтаж крана.

Кабина встраивается внутрь башни или выносится за пределы, подвешивается за верхнюю часть или опирается на площадку портала. Лобовые и боковые окна открываются. Мягкое, удобное сиденье движется по направляющим вдоль помещения, поворачивается, опускается и поднимается.

На внутренней панели расположена контрольно-измерительная аппаратура:

• контроллеры команд;
• ограничитель вылета;
• контроллер тоннажности;
• электронный анемометр;
• аварийный выключатель;
• сигнальные приборы.

В кабине предусмотрены места для хранения вещей, аптечки, инструментов и технического журнала, вентиляционная система и обогреватель, прикреплены осветительные щитки и огнетушитель.

Классификация

Типы и виды башенных кранов, описание их и классификация приведены в СТ СЭВ 723-77.

Грузоподъемные манипуляторы классифицируют по методам передвижения на строительных объектах, разновидностям несущих установок, конструктивным особенностям стрел и башен, а также механизмам поворота и климатическому исполнению.

По назначению

Грузоподъемные механизмы бывают таких видов:

• строительно-монтажные;
• промышленные общего применения;
• специальные.

По возможности перемещения

По способам перемещения на строительных объектах машины башенного типа подразделяют на:

Стационарные краны устанавливают на неподвижную основу или фундамент. При монтаже к возводимой конструкции их называют приставными.

Самоподъемные машины крепятся к многоэтажному или высотному строению, после чего они самостоятельно передвигаются вверх с помощью собственного привода.

Передвижные устройства перемещаются по специальной площадке. При работе на собственном приводе они относятся к самоходным, а транспортируемые тягачом на колесном или гусеничном ходу — к прицепным.

По типу ходового устройства

Существуют следующие ходовые порталы:

• площадки на рельсовом ходу;
• автомобильные шасси;
• шасси на пневматических колесах;
• платформы с гусеничными лентами;
• шагающие рамы.

Грузоподъемное оборудование

• малой мощности с грузоподъемностью до 5 т;
• средней мощности, 6-25 т;
• большой мощности, 26-100 т и более.

Типы кранов

По механизму поворота различают 2 типа манипуляторов:

В кранах с неповоротной башней порталы П-образные или в форме закрытого шатра. ОПУ располагается сверху башни.

В машинах поворотно-башенного типа узел передачи момента находится снизу ходовой части.

Башни по своим конструкционным особенностям классифицируются на такие:

• постоянной длины;
• телескопические;
• наращиваемые;
• складывающиеся.

В телескопических и наращиваемых башнях высота регулируется выдвижными секциями. Существуют башни, соединяющиеся монтажным грузовым полиспастом в боковом направлении.

По типу конструкции консоли краны бывают с подъемной и балочной стрелами.

В промышленном строительстве широкое распространение получили подъемные стрелы. Они отличаются малым весом и небольшими габаритами. Монтаж и доставка их не затруднительны.

По климатическому исполнению:

• используемые в районах с умеренным климатом;
• в холодных погодных условиях (до -65°С);
• в регионах с тропическими климатическими условиями (до +55°С);
• во влажных тропиках.

Как выбрать

Выбор агрегата зависит от марки и рабочих показателей модели. При подборе башенного крана обращают внимание на его индексацию.

Условное обозначение выглядит следующим образом: КБ1-234.567, где

• КБ — кран башенный, КЕМ — кран башенный модульный, КБР — кран башенный для технических работ, КБГ — кран башенный для гидротехнического строительства;
• 1 — функциональные особенности Г, Р, М;
• 2 — размерная группа от 0 до 9 с грузовым моментом, в т*м;
• 3, 4 — порядковый номер базовой комплектации (01…69 — с башней поворотного типа, 71…99 — с неповоротной частью);
• 5 — модернизация А, Б, В;
• 6 — климатическое исполнение.

Согласно статье 358 Налогового кодекса России, краны подпадают под понятие транспортного средства, поэтому облагаются транспортным налогом.

Технические характеристики

Основные параметры и характеристики башенных кранов базовых моделей представлены в таблице.

Возможности и принцип работы башенного крана

В строительстве крупных масштабов, когда возводят высотные здания и нужно осуществлять подъем, перемещение тяжелых грузов, невозможно обойтись без специализированной техники. Здесь уже не помогут обычные автомобильные краны, высота подъема которых редко превышает уровень 50 метров. Подходящее оборудование для этих целей – башенный кран, множество модификаций которого позволяет решать самые сложные строительные задачи.

Что такое кран башенного типа

Башенным кран называется потому, что несущая опора этой грузовой техники напоминает конструкцию башни, все элементы которой выполнены из металла. Кроме подъема, крановое оборудование может перемещать груз вдоль, а также поворачивать его вокруг центральной оси. Это дает возможность доставлять стройматериалы практически в любую точку проведения работ.

Классификация кранового оборудования

Башенные краны классифицируют по нескольким признакам.

По целевому назначению:

• Общего использования – для строительства промышленных и гражданских объектов среднего уровня сложности.
• Специального применения – для решения задач высокой сложности.
• Высотные краны, способные работать на большой высоте при возведении небоскребов. Они бывают самоподъемные, приставные и ползучие.
• Крановые погрузчики – чаще двухстоечные системы (козловой кран), установленные на рельсовые направляющие для перемещения. Их интенсивно используют на крупных производственных складах.

По свободе перемещения:

• Стационарного типа – делятся на приставные и универсальные модели.
• Передвижные – транспортируемые прицепным способом либо на самоходной основе.
• Самоподъемное оборудование, которое крепится на вершине возводимого строения.

По устройству ходового механизма:

• Гусеничные;
• На колесах пневматических;
• На роликах по рельсовой трассе;
• На шасси;
• Краны шагающие;
• На базе автомобилей.

Кроме этого, конструкции современной крановой техники бывают классическими, быстрого монтажа и безоголовочными.

Учитывая исполнение башенных кранов и роль их применения, оборудование объединяют в группы. Внутри этих групп модели могут иметь идентичные сборочные единицы, похожие принципиальные схемы и типовые блок-модули. Такой подход значительно облегчает задачу выбора нужного агрегата потребителем среди разных производителей. Также упрощается обслуживание крановой техники.

Как устроен кран, его принцип действия

Модели башенных кранов, которые выпускают современные машиностроительные предприятия, имеют 5 основных частей.

Башню решетчатую. На основе трубок или телескопическую с поворотом внизу, вверху вертикальной части конструкции. Среди моделей, которые выпускают в наше время, бывает оборудование с наращиваемой или подращиваемой складной башней (с возможностью демонтажа на объекте) и неразборное.

Стрелу рабочую. Представляет собой горизонтальный подъемный элемент, выполненный по принципу шарнирно-сочлененной или балочной конструкции подвесного или молотовидного типа. Материалом исполнения являются металлические профили, уголки либо трубы. Стрелы снабжены тележкой грузового назначения.

Стрелу рабочую. Представляет собой горизонтальный подъемный элемент, выполненный по принципу шарнирно-сочлененной или балочной конструкции подвесного или молотовидного типа. Материалом исполнения являются металлические профили, уголки либо трубы. Стрелы снабжены тележкой грузового назначения.

Несущую опору. Удерживает весь кран. Она располагается в основании башни и противостоит всем опрокидывающим нагрузкам, обладает повышенной прочностью и надежностью.

Устройство перемещения (ходовая). Она отвечает за перемещение всей конструкции башенного крана и его разворота. Бывает с применением разных опорно-движущих элементов.

Кабина оператора. Из нее происходит управление всеми типами механизмов, ответственных за работу узлов оборудования.

Базовые системы

Механика крана предполагает наличие трех базовых систем, с помощью которых возможны все движения грузоподъемного оборудования – это лебедки, блоки и полиспасты. Они позволяют осуществлять:

• Поворот и передвижение башни;
• Подъем и спуск стрелы в вертикальном направлении;
• Изменение вылета по горизонтали, либо передвижение грузовой телеги.

Для захвата груза используется крюковая обойма, зафиксированная на стальном тросе. Трос перемещается за счет работы лебедки через блок на грузовой тележке, обеспечивая подъем на нужную высоту. Также лебедка отвечает за перемещение самой тележки. Поворот конструкции осуществляется за счет устройства опорно-поворотного, которое передает опрокидывающие нагрузки и вертикальные нагрузки на фиксированную часть рамы.

Основные технические характеристики

Подъемные механизмы башенного типа характеризуется следующими параметрами:

• Максимальным вылетом стрелы с наклоном и горизонтально;
• Минимальным вылетом;
• Предельно возможным вылетом при максимально допустимом грузе с наклоном и горизонтально;
• Предельно допустимой массой груза при максимальном вылете стрелы;
• Максимальным уровнем подъема в высоту;
• Минимальным опусканием груза;
• Скоростью выдвижения нагруженной стрелы;
• Скоростью подъема тяжести;
• Скоростью подъема пустого крюка;
• Скоростью передвижения по местности;
• Частотой вращения вокруг опорной башни.

КБ-408.21

Например, кран КБ-408.21 конструктивно имеет:

• Стрелу – балочного типа;
• Башню — поворотного исполнения;
• Возможность выдвижения – с нагруженным крюком;
• Тип ходовой – на роликах по рельсам;
• Управление приводом – электрическое;
• Нахождение противовеса – на поворачивающейся платформе внизу, на распорке вверху;
• Башню из восьми секций.

Технические характеристики подъемного механизма следующие:

• Грузоподъемность (т) при максимальном выдвижении стрелы горизонтально – 3, наклонно – 10;
• Вылет (м) максимальный горизонтально – 40, наклонно – 35;
• Вылет (м) минимальный горизонтально – 4,5, наклонно – 4,2;
• Выдвижение (м) при максимальной нагрузке горизонтально – 16, наклонно – 14;
• Высота подъема (м) горизонтально – 54, наклонно – 72,2.

РБК-2.20

Кран РБК-2.20 конструктивно имеет:

• Стрелу – балочного типа;
• Башню — поворотную телескопическую;
• Возможность вылета – с нагруженным крюком;
• Стационарный;
• Управление приводом – электрическое;
• Нахождение противовеса – на поворачивающейся платформе внизу, на распорке вверху.

Технические характеристики следующие:

• Грузоподъемность (т) при максимальном выдвижении стрелы горизонтально – 0,7;
• Вылет (м) максимальный горизонтально – 25;
• Вылет (м) минимальный горизонтально – 4,5;
• Выдвижение (м) при максимальной нагрузке горизонтально – 10;
• Высота подъема (м) – 18,9.

Область применения башенного крана

Есть несколько отраслей, где применяются башенные краны. Это в основном:

• Строительство недвижимости;
• Судостроительные верфи;
• Крупные промышленные цеха и склады;
• Специальное назначение.

В строительстве краны делятся по мощности:

• Маломощные – задействованы в малоэтажном строительстве. Они могут поднимать грузы массой до 5 тонн;
• Среднемощные – возводят многоэтажные объекты общего назначения и промышленные здания. Им под силу тяжести до 25 тонн;
• Большой мощности оборудование осуществляет монтаж конструктивных элементов на промышленных объектах и в гидростроительстве. При этом вес груза может доходить до 100 тонн.

В гидротехнической области могут быть задействованы краны всех уровней мощностей. Слабые выполняют операции вспомогательного характера, средней силы – в качестве буртоукладчиков для доставки бетона в таре при сооружении бетонных монолитных элементов. Высокомощное оборудование применяется для монтажа конструкций из железобетона.

При строительстве гидроузлов низкого напора с массой составных элементов, достигающих 80 т, в работе используют башенные краны большой грузоподъемности свыше 100 тонн. Их устанавливают парой по сторонам сооружения.

На заводах судоремонтных и судостроительных применяют два типа грузоподъемного оборудования:

• С боковой ограниченной подачей (неподвижные краны);
• С подачей боковой по всей линии стапеля (передвижные краны).

Неподвижные башенные краны удобны за счет возможности разворота башни на 360 градусов, что увеличивает область действия. Подвижные краны на катках имеют простое исполнение, они наиболее часто используются.

Видео по теме: Башенные краны в действие