Как работает башенный кран

Башенные краны являются общими приспособлениями на любой крупной строительной площадке. Их довольно трудно не заметить, так как они часто поднимаются на десятки метров в небо. Строительная бригада использует башенный кран для подъема стали, бетона, тяжелых инструментов вроде газовых резаков и генераторов, а также широкого спектра других строительных материалов.

Когда вы смотрите на эти краны, и что они могут делать, кажется, почти невозможным: почему он не опрокидывается? Как может такой длинный кран поднимать столько веса? Как вообще он может расти выше, по мере того как здание становится выше? Если вы когда-нибудь задумывались о том, как работают башенные краны, то эта статья для вас. В этой статье вы найдете ответы на все эти вопросы и многое другое!

Части башенного крана

Все башенные краны состоят из одних и тех же основных частей:

• Основание крепится к большой бетонной площадке.
• База подключается к мачте (или башне), что дает башенному крану его высоту.
• Поворотный блок прикреплен к верхней части мачты, в нем расположен мотор . что позволяет крану вращаться:

На верхней части поворотного блока есть три части:

• Длинная горизонтальная стрела, которая является частью крана, несет рабочую нагрузку. Тележки вдоль стрелы перемещают груз и от центра крана:
• Короткая горизонтальная стрела содержит двигатели и электронику крана, а также большие бетонные противовесы.
• Кабина оператора.

Механизм рычага содержит двигатель, который поднимает груз, наряду с электроникой управления, которая управляет барабаном с тросом.

Двигатели поворотного блока расположены над блоком большой шестерни.

Теперь давайте выясним, сколько весит данное оборудование и какой вес оно может поднимать.

Какой вес они могут поднять?

Типичный башенный кран имеет следующие технические характеристики:

• Максимальная высота — 80 метров, но кран может иметь общую высоту гораздо больше, если он привязан к зданию по мере того как здание поднимается вокруг крана.
• Максимальный Радиус действия — 70 метров
• Максимальная грузоподъемность — 19.8 тонн, 300 тонна-метров (т = т)
• Противовесы — 20 тонн.

Максимальная нагрузка, которую кран может поднять составляет 18 тонн, но кран может поднять такой груз, если груз расположен на конце стрелы. Чем ближе груз расположен к мачте, тем больше вес кран может безопасно поднять. 300 тонна-метров рейтинг сообщает вам отношения. Например, если оператор позиционирует нагрузку 30 метров от мачты, кран может поднять максимум 10.1 тонн.

В кране используются два концевых выключателя, чтобы убедиться, что оператор не перегружает кран:

• В режиме максимальной нагрузки переключатель контролирует натяжения троса и гарантирует, что нагрузка не превышает 18 тонн.
• В момент нагрузки переключатель гарантирует, что оператор не превышает тонно-метр крана, а груз движется по кливеру.

Возникла бы очень большая проблема, если бы один из них упал на стройплощадке. Давайте выясним, что держит эти массивные структуры в вертикальном положении.

Почему они не падают?

Когда вы смотрите на высоту башенного крана, все это выглядит умопомрачительно — почему эти структуры не падают, тем более они стоят без поддержки проводов любого рода?

Первый элемент башенного крана, который обеспечивает стабильность – это большая бетонная площадка, ее заливает строительная компания за несколько недель до поступления крана. Этот коврик, как правило, составляет 10 на 10 метров высотой 1,3 м. и весит 182,000 кг — это размеры площадки для крана, показанного здесь. Большие анкерные болты глубоко погружены в эту площадку и поддерживают базу крана.

Эти краны, по сути, крепятся к земле, чтобы гарантировать их стабильность. В следующем разделе вы узнаете, как башенные краны «растут».

Как они растут?

Башенные краны прибывают на строительную площадку с помощью 10 — 12 автопоездов с прицепами. Рабочие используют передвижной кран, чтобы собрать стрелы и секции, и размещают горизонтальные элементы 12-м мачт, состоящая из двух секций. С помощью передвижного крана затем добавляют противовесы.

Мачта поднимается с этой прочной основы. Мачта представляет собой большие, триангулированные решетчатые структуры, как правило, 3.2 м площади. Триангулированные структуры дает мачте способность оставаться в вертикальном положении.

Для того, чтобы подняться на максимальную высоту, кран растет само по себе по одной секции мачты! Рабочие используют альпинистское снаряжение и лесенки, которые помещаются между поворотным блоком и верхней частью мачты.

1. Рабочие висят грузом на стреле, чтобы уравновесить ее противовесом.
2. Рабочие отсоединяют поворотный блок от верхней части мачты. Большие гидроцилиндры выталкивают поворотное устройство блока на 6 м.
3. Оператор крана использует кран, чтобы поднять другую секцию мачты на 6 м в зазор, открытый лесенками. После этого рабочие крепят ее болтами на месте.

Как только здание будет построено происходит обратный процесс — кран демонтирует свои собственные мачты, а затем краны поменьше разбирают остальное.

Аренда башенного крана

Большинство строительных компаний сдают свои башенные краны в аренду. Типичная плата за установку и демонтаж крана составляет около $60,000. В эту стоимость входит доставка крана на площадку, аренда автокрана, используемого при сборке башенного крана и стоимость часов рабочих, которые устанавливают агрегат. Типичная ежемесячная плата на 150-метровый башенный кран составляет примерно 15 000$, с лесенками и дополнительными секциями мачты.

Основы устойчивости оборудования

Все разновидности конструкций башенных кранов созданы для того, чтобы поднимать разного рода грузы на большие высоты. Основными силами, действующими на конструкцию, являются вес самого устройства, а также поднимаемых грузов. Кроме того, на башенный кран в процессе работы действуют дополнительные силы:

• Инерционная сила при торможении, спуске, подъеме и передвижении груза . Она может влиять на скорость механизма при направлении крана или непосредственно в момент выброса стрелы.
• Центробежная сила может возникать на поворотах стрелы или всего механизма в целом.
• Погодные условия — давление порыва ветра, сложность в движении из-за грязи или гололеда.

При установке башенного крана строительного назначения необходимо учесть, чтобы в процессе монтажа устройства запас мощности предполагал повороты стрелы, и имелся достаточный запас противовеса, чтоб кран не перекинулся вместе с грузом.

Ходовая рама башенного крана

Немаловажным элементом в устройстве башенного крана является ходовая рама, служащая для переноса нагрузок на крановые пути. У неповоротных башенных кранов рамы бывают шатровые либо в форме усеченной пирамиды. У кранов с поворотными башнями нагрузки на раму передаются через опорно-поворотное устройство, которое размещено в нижней части машины.

Источник фото: exkavator.ru Ходовая рама служит для переноса нагрузок на крановые пути

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.

Тонкая работа

«Максимум мы поднимаем 10 тонн. По времени нет разницы, поднимать одну тонну или 10. Есть пять передач скорости подъёма груза, на 17-й этаж он доезжает минут за пять, это зависит от опыта крановщика. С точностью доставки груза у меня с самого начала не было проблем. Как в первый раз на БелГУ подняла груз, так и пошло. Мне просто показывают, куда опустить, и я ставлю. Мы работаем и по ночам. Для этого нам ставят мощные прожекторы.

С первого раза поняла, что если буду слушать советы окружающих ребят, то я поубиваю тут всех. Они не чувствуют кран, а я чувствую. Команды выполняю, но полностью стропальщика не слушаюсь. Это как водитель чувствует свою машину, так и я кран. Больше рассчитываешь на себя.

Работа бешеная. Тяжелее всего работать в ветер. Особенно когда что‑то надо срочно построить. Говорят «пожалуйста», тут уже некуда деться, просят всё‑таки. Приходится работать. Ты и так каждую тонну чувствуешь, а в ветер ещё сложнее её доставить до места. По изгибу стрелы я могу точно назвать вес груза, который поднимаю.

Многие думают, что мы там просто на кнопки жмём. Это совсем не так. Чтобы попасть в определённое место, порой нужно сделать 50 движений, чтобы качку груза убрать. Это тонкая работа, надо ведь не повредить стены и каменщиков. Смена длится 11–12 часов, и ты всё время в напряжении и должен быть в тонусе.

Кран на стройке почти не останавливается. И начальство зачастую не понимает, что крановщик устаёт, что у людей со временем теряется концентрация. Летом раствор подаём часто, так подаёшь малыми объёмами, чтобы он не засох. Подашь одному два ведра раствора, другому, смотришь, а там у третьего закончился».

Фото: Вадим Заблоцкий

Конструкция стрелы башенного крана

По своей конструкции башенные краны бывают нескольких типов. Они различаются между собой по типу самой башни:

1. Поворотными, когда башня со стрелой и противовесом могут вращаться вокруг оси. Обычно в подобных вариантах противовес расположен несколько ниже уровня стрелы.
2. Неподвижные, в которых башня остается неподвижной, но происходит вращение стрелы, а также противовеса, скрепленных друг с другом.

Конструкции отличаются по виду стрелы:

1. Подъемная, когда присутствует оголовок, позволяющий изменять угол наклона стрелы.
2. Балочная, у которой стрела располагается строго горизонтально и по ней двигается сама грузовая тележка.

Существуют различия и по способу установки:

1. Передвижные, способные перемещаться своим ходом либо за счет тягача.
2. Стационарные, которые четко крепятся к конкретному месту.

Можно посмотреть, как увеличивают высоту видео, чтобы понять принцип работы подобных конструкций.

«Я купила квартиру в доме, который сама и построила»

Когда я выбрала свою профессию, меня поддержали только два человека: мама и брат. Все остальные меня пугали, говорили: «Ты с ума сошла, краны же падают». Я отвечала, что можно выйти на пешеходный переход и под машину попасть. Нельзя же всего бояться. Сейчас я не хочу даже думать, что могу пострадать на работе. У меня есть голова на плечах, я ответственно подхожу к своему делу, а где нас настигнет наша смерть — мы никогда не знаем.

Выгорание на работе у меня было, но это не только из-за работы, а из-за совокупности разных факторов. Я похоронила близкого человека, переживала, страдала, была безразлична ко всему, в том числе и к своей профессии. Я помню, как я не хотела идти на работу, как уже на кране мне ничего не хотелось делать, всё было с такой натяжкой. Я даже думала всё бросить. Но я не могла, потому что я купила квартиру в доме, который сама и построила. Я — сапожник с сапогами. И я работала над собой, убеждала себя в том, что я же так любила эту профессию, любила перетаскивать грузы. Время прошло, и всё нормализовалось.

Крановщицы уходят на пенсию в 50 лет, пораньше, чем в других специальностях, а мужчины-крановщики работают дольше и уходят как все. Но мне кажется, что это нереально, работать на кране в 60 лет, здоровье ведь всё равно уходит. На будущее я не загадываю, но ближайшие годы хочу оставаться на стройке.