Строительные машины

Строительные машины

 

БАШЕННЫЙ  КРАН

 

Ба́шенный кра́н (англ. Tower crane / фр. Grue à tour) — кран стрелового типа поворотный со стрелой, закреплённой в верхней части вертикально расположенной башни.

 

Основное назначение башенного крана  — обслуживать территорию строительных площадок зданий и сооружений, складов, полигонов, погрузка и разгрузка  материалов с транспорта — при  выполнении строительно-монтажных  и погрузочно-разгрузочных работ.

 

При этом башенным краном производятся рабочие движения: изменение вылета, подъём стрелы, поворот  и передвижение крана. Изменение  вылета стрелы, в зависимости от её типа, производится либо подъёмом или  опусканием стрелы, либо перемещением грузовой тележки вдоль стрелы.

 

Подъём грузов осуществляют при помощи грузовой лебёдки, грузового каната и крюковой обоймы. Поворотная часть крана вращается относительно неповоротной при помощи поворотного механизма. Они связаны опорно-поворотным устройством (сокр. ОПУ), которое передаёт вертикальные и опрокидывающие нагрузки от поворотной части на неповоротную — ходовую раму.

 

Основные  механизмы башенных кранов оснащены специальными устройствами безопасности, называемыми ограничителями, которыми оснащены: механизм подъёма груза, поворота крана, передвижения грузовой тележки  и подъёма стрелы. Управление этими  механизмами крана осуществляется крановщиком из кабины управления, которая, как правило, устанавливается  в верхней части конструкции  башни.

 

По назначению выделяют:

• Краны общего назначения: для гражданского и промышленного строительства.
• Специальные краны: для промышленного строительства.
• Высотные краны: самоподъёмные, ползучие и приставные краны.
• Краны-погрузчики: для складов, баз и полигонов.

 

В качестве ходового устройства в  передвижных башенных кранах применяют:

• Автомобильные.
• Пневмоколёсные.
• Гусеничные.
• Рельсовые.
• Шагающие.
• Шасси автомобильного типа.

 

Любой башенный кран состоит из следующих  частей:

• Башня.
• Рабочая стрела.
• Опорная часть.
• Опорно-поворотное устройство.
• Кабина управления.

 

Для выполнения основных операций, кран оснащается соответствующими механизмами: лебёдками, блоками и  полиспастами.

 

Башня крана  общего назначения имеет либо телескопическую  конструкцию, либо решётчатую, двух типов: поворотную и неповоротную. При большой  высоте она может быть наращиваемой (сверху) и подращиваемой (снизу). В  качестве основного грузозахватного  органа применяется крюковая подвеска. Такие краны, в основной массе, изготавливаются  в передвижном исполнении на рельсовом  полотне, а их конструкция позволяет  быстро осуществлять их монтаж и демонтаж и дальнейшую транспортировку на другой объект.

 

Краны для  высотного строительства выполняются  в приставном исполнении. Конструкция  такого крана опирается на землю  и на каркас возводимого здания.

 

К кранам для  высотного строительства относят  также и самоподъёмные краны, иногда называемые ползучими. Кран этого  типа устанавливается на конструкциях возводимого здания, а затем при  помощи собственных механизмов периодически перемещается вертикально вверх (на один или несколько этажей) —  по мере роста возводимого здания. В строящихся монолитных зданиях  самоподъёмный кран опирается на специальные окна, предусмотренные  в стенах лифтовых шахт. При возведении сборных железобетонных зданий, опорой для крана являются ячейки (металлического или железобетонного) каркаса здания. Подъём крана может осуществляться лебёдкой, расположенной у основания  башни, либо специальным гидравлическим механизмом выдвижения. Достоинствами  этого вида башенных кранов являются: возможность работы на косогорах  и в стеснённых условиях, а также  способность обеспечить строительство  здания со сложной конфигурацией (в  плане) одним краном. Одним из основных ограничений такого крана (по высоте) является канатоёмкость лебёдки, а главным недостатком — трудность демонтажа после завершения строительства.

 

Краны-погрузчики выполняются на базе и с использованием узлов кранов общего назначения.

 

Рабочая стрела

В качестве рабочей  стрелы башенного крана, может быть применена молотовидная или подвесная стрела (с жёстким расчалом из отдельных тяг, либо на гибкой канатной подвеске). Конструктивно стрела может представлять собой балочную, подъёмную или комбинированную шарнирно-сочленённую стрелу, выполненную из труб (малого или большого диаметра), гнутого профиля или уголков. Стрелы кранов изготавливаются секционными, что упрощает сборку и транспортировку, а также обеспечивает универсальность исполнений.

 

Башня

Башня крана  представляет собой телескопическую (трубчатая конструкция, изготовленная  из трубы большого диаметра), либо решётчатую конструкцию, выполненную из уголков  или из труб малого диаметра.

 

По способу  поворота, башня крана может быть верхнеповоротной (с неповоротной башней и поворотным оголовком) и нижнеповоротной (с поворотной платформой или с поворотной башней).

 

По способу  сборки, башни кранов могут выполняться  неразбираемыми, разбираемыми на земле (телескопические и складывающиеся), подращиваемыми снизу и наращиваемыми сверху.

 

 

Ходовое устройство

Приставные  башенные краны не имеют ходового устройства. Перемещение передвижных  башенных кранов по обслуживаемой площадке осуществляется при помощи ходового устройства, в основном, рельсового типа.

 

Рельсовое ходовое  устройство. Представляет собой опирающиеся  на подкрановые пути стальные ходовые  колёса с ребордами, объединённые в  ходовые тележки. В зависимости  от нагрузки, ходовая тележка может  объединять от четырёх до 32 колёс. Если башенный кран имеет восемь (и более) ходовых колёс, то их объединяют при  помощи балансиров в тележку, которая  называется балансирной. Нагрузка от крана  в этом случае равномерно распределяется между всеми колёсами.

 

Ходовые тележки  подразделяются на приводные и неприводные (ведущие и ведомые). Расположение приводных тележек может быть как односторонним (обе на одном рельсе), так и двусторонним (по диагонали) — на разных рельсах кранового пути. В случае двустороннего расположения тележек, перемещение крана более плавное. Однако, у двустороннего расположения есть недостаток: при движении по криволинейным участкам колёса, перемещающиеся по внутреннему рельсу, пробуксовывают и быстрее изнашиваются.

 

Шагающее  ходовое устройство. Используется в  тяжёлых башенных кранах, работающих на слабых грунтах. Такое ходовое  устройство сочетает в себе как элементы рельсового ходового устройства, так  и шагающего: опорой такого крана  является цилиндрический опорный башмак, соединённый с ходовой платформой, а для перемещения используются ходовые колёса. Перемещение шагающего  крана заключается в попеременной перестановке опорных частей в направлении  движения.

 

Передвижение  шагающего крана осуществляется следующим образом:

• Опорный башмак крана вместе с ходовой платформой поднимаются на поверхностью, после чего рама передвигается вперёд.
• Ходовая платформа крана опускается на поверхность, а опорный башмак вновь поднимается над землёй.
• Кран при помощи ходовые колёс перемещается вперёд вдоль ходовой рамы — на величину шага, а опорный башмак опускается на землю.

 

Опорные поверности шагающих кранов могут быть также выполнены в виде центральной опорной плиты и двух лыж. В этом случае перемещение крана осуществляется при помощи кривошипно-шатунных механизмов, либо гидравлических домкратов, штоки которых прикреплены на шарнирах к опорному башмаку.

 

Башенные  краны, устанавливаемые на автомобильном, пневмоколесном и гусеничном шасси выполнены на основе самоходных кранов стрелового типа. В качестве рабочего стрелового оборудования применяются устройства в виде подъёмной или балочной стрелы с перемещаемой вдоль неё грузовой тележкой.

 

ЭКСКАВАТОР

 

Экскава́тор (от лат. excavo — долблю) — основной тип землеройных машин оснащённых ковшом. Основным назначением является разработка и извлечения мягких (земля, песок и др.) и жёстких (железная руда, гранит и пр.) горных пород в карьере при вскрыше, или добыче ископаемых руд. Экскаватор также применяется при рытье котлованов на стройках, или отвалах. Конструктивно экскаваторы состоят из рабочего, ходового и силового оборудования. Рабочее место экскаватора называют — забоем.

 

Классификация экскаваторов:

 

По типу ходовой:

• Гусеничные экскаваторы
• Шагающие
• Пневмоколесные
• Рельсовые
• Плавающие

 

По принципу работы:

• Экскаваторы циклического действия (одноковшовый экскаватор (в направлении зуба ковша экскаватора), рабочее оборудование: драглайн, прямая лопата, обратная лопата, грейфер)
• Экскаваторы непрерывного действия (многоковшовый, роторный, фрезерный)

 

По эксплуатационному  предназначению:

• Карьерные
• Вскрышные
• Строительные
• Добывающие
• Подземные

 

По силовому оборудованию:

• Электрические
• Дизельные
• Гидравлические
• Комбинированные

 

История

Официально  идея создания землеройной машины принадлежит  Леонардо да Винчи, он еще в начале XVI века разработал схему прототипа  современного экскаватора-драглайна. Известен набросок чертежа грейфера для землечерпалки, созданный да Винчи в 1500 году, позднее Леонардо принимал участие в прокладке  каналов в Миланской долине при  помощи своего изобретения. Но есть свидетельства  того, что ранее, в 1420 году, в венецианском издании «Кодекс Джованни Фонтана» был опубликован текст с упоминанием  землеройной машины, использовавшейся для углубления дна каналов и  расширения морских гаваней.

 

Одноковшовый экскаватор

Одноковшовый экскаватор — землеройная  машина циклического действия для разработки (копания), перемещения и погрузки грунта. Рабочим органом является подвижный ковш, закреплённый на стреле, рукояти или канатах. Ковш загружается  за счет перемещения относительно разрабатываемого грунта. При этом корпус экскаватора  относительно грунта остается неподвижным  — тяговое усилие создаётся механизмами  экскаватора. Это отличает экскаватор от скрепера и погрузчика, где тяговое  усилие при загрузке ковша создаётся  перемещением корпуса машины.

 

Одноковшовый  экскаватор — наиболее распространённый тип землеройных машин, применяемых  в строительстве и добыче полезных ископаемых.

 

Многоковшо́вый экскава́тор

Многоковшо́вый экскава́тор — землеройная машина непрерывного действия для копания и перемещения грунта. Рабочим органом являются непрерывно движущиеся ковши, закреплённые на бесконечной цепи, ленте или роторе. Усилие копания создаётся за счёт перемещения ковшей относительно корпуса машины. По сравнению с одноковшовыми экскаваторами характеризуются большей производительностью, но менее универсальны. Применяются для выполнения больших объёмов земляных работ в дорожном, мелиоративном и гидротехническом строительстве, для разработки траншей при прокладке трубопроводов и кабельных линий, в военном деле для рытья окопов, для добычи полезных ископаемых, при проведении дноуглубительных работ на водоёмах.

 

Шага́ющий экскава́тор

Шага́ющий экскава́тор — экскаватор на шагающем ходу, обычно с оборудованием драглайна. Применение гидравлического шагающего (в отличие от гусеничного) движителя позволяет снизить нагрузку на грунт (масса машин может достигать сотен и даже тысяч тонн) и повысить надёжность.

 

В неподвижном  состоянии экскаватор опирается  на грунт опорной плитой в основании; при необходимости сделать «шаг»  вес переносится на опорные башмаки («лыжи»); каждый башмак управляется  двумя парами гидроцилиндров. Экскаватор приподнимается над грунтом, смещается  на некоторое расстояние и снова  садится на грунт опорной плитой. Опорные башмаки, в свою очередь, приподнимаются над грунтом и  переносятся вперёд; затем цикл повторяется.

 

 

 

Драгла́йн

Драгла́йн (англ. dragline) — одноковшовый экскаватор с гибкой канатной связью стрелы и ковша. Длина стрелы достигает 100 м, вместимость ковша — 168 м³. Оборудуется, как правило, шагающим ходом, но ранее широко выпускались и на гусеничном шасси. Применяется на карьерах, в гидротехническом и мелиоративном строительстве.

 

 

Гибкая подвеска ковша и легкая решётчатая стрела драглайна обеспечивает наибольший радиус, наибольшую глубину копания, а также наибольшую высоту выгрузки по сравнению с другими видами рабочего оборудования экскаваторов. Кроме того, драглайны обладают высокой  производительностью. Однако гибкая подвеска ковша не обеспечивает достаточной  точности копания и выгрузки. Перемещение  грунта в транспортные средства драглайнами  затруднительно. Поэтому выгрузка грунта или полезных ископаемых производится в отвал — откуда перегружается  в транспортные средства экскаваторами  типа мехлопата или погрузчиками.