Простейшие краны, как и большинство грузоподъёмных машин до конца XIIX века, изготовлялись из деревянных деталей и имели ручной привод. Но тогда они назывались ворот, лебедка, журавль и т п.
К началу XIX века ответственные, быстро изнашивающиеся детали (оси, колёса, захваты) стали делать металлическими. В 20-х гг. XIX века появились первые цельнометаллические краны, сначала с ручным, а в 30-е гг. и с механическим приводом.
В настоящее время кранами называют грузоподъёмные машины циклического действия с возвратно-поступательным движением грузозахватного органа, служащего для подъёма и перемещения грузов. Цикл работы крана состоит из захвата груза, рабочего хода для перемещения груза и разгрузки, холостого хода для возврата порожнего грузозахватного устройства к месту приёма груза. Основная характеристика крана - грузоподъёмность, под которой понимают наибольшую массу поднимаемого груза, причём в случае сменных грузозахватных устройств их масса включается в общую грузоподъёмность.
К неповоротным кранам относятся кран-балки пролётного типа (мостовые краны и перегружатели), а также настенно-консольные краны. Мостовые краны имеют мост, перемещающийся по рельсам, уложенным по стенам зданий или на специальных эстакадах вне здания. По мосту передвигается грузовая тележка с подъёмной лебёдкой, в некоторых конструкциях грузовая тележка снабжается поворотной стрелой.
Настенно-консольные краны состоят из консольной настенной фермы и передвигающейся по ней грузовой тележки с подъёмной лебёдкой. Перегружатели аналогичны по устройству мостовым кранам, но их мост имеет высокие опоры (ноги), перемещающиеся по наземным путям. При больших пролётах их называют мостовыми перегружателями или перегрузочными мостами, а при малых пролётах - козловыми кранами. Однако чёткого подразделения нет. Мосты перегружателей могут иметь неподвижные или выдвижные консоли; вдоль моста передвигается грузовая тележка или поворотный кран. Консольные перегружатели, предназначенные для погрузки (разгрузки) судов, т. н. береговые консольные перегружатели, могут устанавливаться также на судах (судовые перегружатели). Особый тип перегружателя - кабельный кран, у которого грузовая тележка перемещается при помощи тягового каната по несущему канату, натянутому между двумя перемещающимися башнями или стационарными мачтами. Разновидностью кабельных кранов являются мосто-кабельные краны, у которых несущий канат крепится к концам мостовой фермы. К крановым устройствам конструктивно близки монорельсовые дороги, вагонетки которых имеют механизмы подъёма. В современных условиях строительства используют также кран-балки с устройствами для захвата грузов. С их помощью ведут работы в труднодоступных местностях
Мостовые краны относятся к типовому оборудованию производственных цехов, электростанций, закрытых и открытых складов. Их грузоподъёмность достигает 500- 600 т, пролёты (расстояния между осями подкрановых путей) - 50-60 м, возможная высота подъёма груза - 40-50 м и в специальном исполнении до 500 м; скорость движения моста (рабочее движение) - 30-160 м/мин, грузовой тележки - 10-60 м/мин, подъёма груза до 60 м/мин. На мосту могут располагаться две грузовые тележки на одном или двух (смежных или двухрядных по высоте) путях. К мостовым кранам общего назначения относят также крюковые, магнитные, грейферные и магнитно-грейферные краны. Крюковые однобалочные краны простейшего типа (кран-балка), опорные и подвесные, имеют в качестве грузовой тележки самоходную электрическую таль.
К особой группе относятся металлургические мостовые краны (литейные, завалочные, колодцевые, для «раздевания» слитков и др.), которые оборудованы специальными грузозахватными устройствами и механизмами управления ими. Одна из разновидностей мостовых перегружателей - кран-штабелёр с грузовой тележкой, имеющей поворотную колонну, по которой перемещается вилочный захват, несущий пакет груза на поддоне и позволяющий производить укладку и разбор пакетных штабелей.
Настенно-консольные неповоротные кран-балки применяют главным образом в цехах для уменьшения объёма работы мостовых кранов. Их грузоподъёмность обычно 3-10 т, вылет 5-10 м, скорость передвижения (рабочая) 90-200 м/мин. Козловые краны применяют обычно для обслуживания открытых (реже крытых) складов, главным образом штучных грузов, контейнеров и лесных грузов, для монтажа сборных промышленных и гражданских сооружений, обслуживания гидроэлектростанций и секционного монтажа в судостроении. Они изготовляются преимущественно крюковыми или со специальными грузозахватными устройствами. Пролёты кранов общего назначения обычно 4-40 м; при обслуживании судостроительных стапелей до 170 м. Грузоподъёмность таких кран-балок составляет 3-50 т, а при обслуживании гидроэлектростанций и стапелей достигает 400-800 т (в отдельных случаях 1600 т - две тележки по 800 т). Передвижение кранов (скорость 20-100 м/мин) часто является рабочим движением; при малых грузоподъёмностях в качестве грузовой тележки используются самоходные электрические тали. Для монтажа крупных изделий (например, в судостроении) применяют кран-балки с 2 грузовыми тележками, позволяющими кантовать груз на весу. Краны строительного назначения, имеющие переменное место работы, выполняются самомонтирующимися. Для открытых складов штучных грузов применяют часто пневмоколёсные козловые краны с пролётом 6-15 м, грузоподъёмностью 15-30 т, с рабочей скоростью движения до 8 км/ч.
Мостовые перегружатели (перегрузочные мосты) изготовляют обычно с грейферными захватами; они обслуживают главным образом открытые склады угля и руды, используются на промышленных предприятиях, электростанциях и в портах. Грузоподъёмность грейферных перегружателей с грузовой тележкой составляет 15-30 т, скорость передвижения грузовой тележки – 160-360 м/мин, подъёма груза – 60-70 м/мин; производительность 500-1000 т/ч.
Для увеличения зоны обслуживания грузовые тележки могут выполняться с поворотной стрелой (скорость поворота 2-4 об/мин) с вылетом 3-6 м. Перегружатели с поворотным краном имеют грузоподъёмность 10-20 т, вылет стрелы 10-20 м; скорость движения крана-балки по верхним поясам моста 120-180 м/мин; иногда их снабжают ленточным конвейером, который загружается краном, что сокращает его пробеги и увеличивает производительность перегружателя.
Крюковые перегружатели для штучных грузов имеют грузоподъёмность до 300 т. Для обслуживания складов круглой (секторной) формы используют радиальные мосты, у которых одна опора неподвижная (поворотная), другая - перемещается по кольцевому пути. Мосты имеют пролёты до 120 м, длину консолей до 50 м. Время подъёма консолей 5-10 мин. Передвижение моста - установочное движение (скорость 10-30 м/мин).
Стреловые самоходные краны - железнодорожные, автомобильные (на шасси автомобиля), пневмоколёсные (на специальных шасси), гусеничные кран-балки универсального применения (на двухгусеничном ходу, а также на базе трактора) предназначены для перегрузочных и монтажных работ в строительстве, на промышленных предприятиях и на транспорте. В зависимости от условий работы краны оборудуют сменными стрелами различной длины и конфигурации (прямые, изогнутые, телескопические). Длина стрел у пневмоколёсных и гусеничных монтажных кранов при больших высотах подъёма груза достигает 60-100 м и более. Для увеличения устойчивости служат выносные опоры (аутригеры). Скорости движений соответствуют грузоподъёмности крана и вылету стрелы и обычно составляют: подъёма груза 5-25 м/мин, вращения 1-4 об/мин, время подъёма стрелы из низшего положения в высшее 1-3 мин. Передвижение крана (при работе) 1-10 км/ч. Стреловые краны выполняют с крюковыми и грейферными захватами, а дизель-электрические - также с электромагнитом. Они имеют переменную грузоподъёмность, наибольшую при наименьшем вылете и использовании выносных опор: у железнодорожных кранов до 40 т (специальные аварийные и монтажные до 300 т); автомобильных 16-40 т, пневмоколёсных до 200 т (специальные монтажные до 600 т и более), гусеничных до 300 т и более. Пневмоколёсные краны большой грузоподъёмности монтируются на прицепах с тягачами.
Башенные краны используют преимущественно при гражданском, промышленном и гидротехническом строительстве (строительные), а также для обслуживания открытых стапелей и достроечных работ в судостроении (судостроительные). Конструкция строительных башенных кранов позволяет быстро осуществлять их монтаж и демонтаж и перевозку автотранспортом. Они выполняются обычно крюковыми с поворотной и неповоротной башней, которая при большой высоте делается телескопической или наращиваемой (сверху) и подращиваемой (снизу). Строительные краны обычно передвигаются по рельсам, а при значительной высоте выполняются также приставными (опираются на землю и на каркас строящегося здания) или самоподъёмными, иногда называют ползучими (опираются на здание и перемещаются вертикально по мере роста возводимого сооружения). Башенные краны на автомобильном, пневмоколёсном и гусеничном ходу изготовляются на базе обычных стреловых кранов; имеют стреловые устройства в виде подъёмной (качающейся) стрелы или консольной стрелы, по которой перемещается грузовая тележка с канатной тягой. Вылет строительных кранов достигает 40 м, высота подъёма 150 м; скорости движений: подъёма груза 10-100 м/мин, вращения 0,2-1,0 об/мин, передвижения крана (установочное движение) 10-30 м/мин. Грузоподъёмность (переменная) достигает 75 т (при минимальном вылете). Судостроительные башенные краны имеют вылет до 50 м и выполняются передвижными (по земле и на эстакадах) грузоподъёмностью до 100 т (стапельные краны) и стационарными грузоподъёмностью до 400 т (достроечные).
Портальные краны применяют для перегрузочных работ в портах и на открытых складах, для строительных (преимущественно гидротехнических) работ, а также для сборочно-монтажных работ в судостроении и при судоремонте (на берегу и на плавучих доках). По характеру работы подразделяются на перегрузочные (крюковые, грейферные, реже магнитные) и монтажные. Особым типом перегрузочного портального подвесного крана является высокопроизводительный, предназначенный для разгрузки судов, грейферно-бункерный кран с программным управлением, у которого грейфер заполняет расположенный на портале бункер. Поворотная часть кранов может устанавливаться на полупорталах (один рельс на стене здания), а на откосных набережных - на треугольных подставках. Стреловые устройства, как правило, обеспечивают горизонтальное перемещение груза при изменении вылета. Грузоподъёмность грейферных кранов постоянная, а крюковых чаще переменная. Грузоподъёмность перегрузочных кранов от 5 до 40 т, а монтажных от 100 до 300 т; вылет обычно 25-35 м и достигает 50-100 м (у судостроительных ). Скорости движений перегрузочных кранов составляют: подъёма груза 60-90 м/мин, вращения 1,5-2,0 об/мин, передвижения крана (установочное движение) 30 м/мин; скорости монтажных кранов значительно меньше, чем перегрузочных.
Настенно-консольные поворотные краны обычно выполняют стационарными, реже - передвижными. Стационарные краны применяют для обслуживания рабочих мест в цехах и на складах, а передвижные главным образом для выполнения внутренних работ в крупных механических цехах. Грузоподъёмность стационарных - 0,25-3,2 т, вылет 3-6 м.
Плавучие краны предназначены для работ, производимых на плаву, состоят из верхнего строения (крана) и самоходного (10-15 км/ч) или несамоходного понтона. По конструкции верхнего строения они подразделяются на поворотные (универсальные) и неповоротные (мачтовые, козловые). Неповоротные плавучие краны имеют грузоподъёмность до 1500-2500 т, вылет (от кромки понтона) до 25 м, их используют для подъёма особо тяжёлых грузов и для производства специальных работ. Поворотная часть плавучих кранов аналогична поворотной части портальных кранов. Для массовых перегрузочных работ используют краны (обычно несамоходные) грузоподъёмностью до 25 т с вылетом до 35 м; для перегрузки судов-тяжеловесов, а также для производства строительно-монтажных, судостроительных и аварийно-спасательных работ - поворотные краны грузоподъёмностью до 350 т (обычно самоходные) с вылетом до 60 м.
Судовые краны обычно выполняются стационарными поворотными, реже - передвижными (портальными или козловыми). Грузоподъёмность стационарных - 1-16 т при вылете до 16 м.
Перспективы развития краностроения соответствуют возрастающим требованиям обслуживаемых кранов отраслей народного хозяйства. Одна из главных задач - увеличение грузоподъёмности и основных параметров крана - длины пролётов, вылета стрелы, высоты подъёма груза, а также увеличение манёвренности передвижных кранов и т.п., что направлено на расширение сферы использования кранов. Существенным является повышение их производительности, для чего предусматривается увеличение скоростей рабочих движений, использование автоматических грузозахватных устройств и внедрение автоматических систем управления. Важная проблема - повышение точности работы крана, для решения которой требуется создание систем автоматического гашения колебаний груза и увеличение диапазона регулирования скоростей. Решается также задача снижения динамических нагрузок и уменьшения собственной массы.
|
