Курсовая работа: Технология монтажа башенных кранов
При использовании стрелы для подъема колонны желательно, чтобы ее длина составляла не менее 70% высоты колонны (считая от низа до опорного шарнира стрелы). При этом условии стрела, рассчитанная на нормальные рабочие нагрузки, обычно выдерживает усилия, возникающие при подъеме колонны.
Если по условиям работы соблюсти указанное соотношение невозможно, например, в кранах с грузовыми тележками, обслуживающими строительство жилых зданий в 10 –14 этажей, применяют комбинированный способ, в котором сочетается подращивание колонны с подъемом ее целиком при помощи стрелы, как монтажной мачты. В этом случае колонна крана выполняется телескопической. Вначале нижнюю часть колонны со вдвинутой в нее верхней частью собирают на земле. Затем при помощи стрелы ее ставят в вертикальное положение, после чего, подвесив стрелу на место, подращивают верхнюю выдвижную часть колонны до требуемой высоты. Такое использование стрелы устраняет необходимость во вспомогательных средствах для подъема и значительно сокращает число монтажных соединений, выполняемых такелажниками на большой высоте.
Подъем колонны по этому способу весьма прост и безопасен, но не лишен недостатков, заключающихся в необходимости укладывать якорь, дважды поднимать стрелу и перепасовывать канаты. Кроме того, при этом требуется большое количество монтажных канатов.
Если стрелу и консоль противовеса присоединить к колонне на земле и поднимать одновременно с ней, что возможно при наличии специальной монтажной мачты, обладающей большей прочностью, нежели стрела, то все эти операции существенно упрощаются. Применение таких мачт может быть рационально в крупных хозяйствах, где имеются десятки кранов.
Недостатки описанной схемы монтажа могут быть устранены также при использовании в качестве монтажной стойки не стрелы, а в нижней части башни, подобно тому, как это делается при установке буровых вышек.
При этой схеме длина стрелы должна быть равна или несколько больше высоты колонны.
Этот способ монтажа представляет собой шаг вперед, так как стрелу поднимают одновременно с башней, с которой та соединена постоянным шарниром. Но его можно было применять только для кранов с неповоротной колонной малых размеров, так как при высокой колонне нагрузка на монтажный полиспаст оказывается слишком большой, что вызывает необходимость усиления опорной двуноги и догрузки основания крана значительным дополнительным балластом.
Способы монтажа, основанные на соединении стрелы и колонны на земле перед подъемом, нашли широкое применение лишь после перехода к кранам с поворотной колонной новой конструкции, т.е. с нижним расположением всех механизмов и противовеса. Это позволило снизить вес башни и перейти к ее подъему вместе со стрелой при помощи лебедок крана, мощность которых недостаточна для подъема башен, несущих механизмы, расположенные наверху или в середине.
Монтаж кранов с поворотной колонной осуществляется двумя способами: подъемом колонны и стрелы стягиванием; одновременным подъемом колонны и стрелы полиспастом.
При стягивании колонну и стрелу укладывают по одной линии. Колонну одним концом шарнирно присоединяют к ее опорной части, укрепленной на ходовой тележке крана, а другим кладут на подставку. Затем к ее верхнему концу присоединяют стрелу (рис.3). Стрелы большой длины обычно изготовляют из двух или нескольких частей; при этом для снижения высоты подставки к колонне можно присоединить хвостовую часть стрелы, а к последней – головную часть. Осуществляется это краном, приподнимающим узел соединения колонны со стрелой на высоту, необходимую для стыкования обеих частей стрелы, а затем несколько выше, в положение III, из которого дальнейший подъем производится стягиванием. Если длина стрелы равна расстоянию от уровня земли до верха колонны или превышает его, то стягиванием можно довести колонну до вертикального положения. В момент, когда колонна оказывается в положении, при котором узел соединения ее со стрелой находится на одной вертикали с монтажным шарниром колонны, конец стрелы необходимо удерживать оттяжкой, иначе вся система начнет двигаться самопроизвольно и колонна станет на место с ударом.
У кранов легкого и среднего типа с грузовым моментом до 40тм для стягивания проще всего применить грузовой канат в виде полиспаста с необходимым числом ветвей. Однако при этом ветвь каната, идущая на лебедку, обходит стрелу и колонну и создает дополнительное усилие, препятствующее стягиванию. Чтобы избежать этого, был применен специальный канат, ветвь которого, идущую на лебедку, пропускали не сверху, а снизу через отводной блок, как показано на рисунках 3 и 4.
При большой высоте опорной части крана и недостаточной длине стрелы одним стягиванием привести колонну в вертикальное положение нельзя. В этом случае для окончательного подъема приходится пользоваться стреловым полиспастом. При этом крюк крана крепится к монтажному шарниру колонны, а конец стрелы удерживается оттяжкой (положение IV на рис.3). Натягивая стреловой полиспаст, поднимают одновременно стрелу и колонну с сохранением постоянного угла между ними. Натягивание полиспаста прекращается в момент, когда результирующая сил, действующих на колонну, начинает выходить за монтажный шарнир (положение IV). После этого можно привести колонну в вертикальное положение, отпуская постепенно оттяжку.
Недостатком описанного способа при малой длине стрелы является то, что в последний момент вся система колонна – стрела повисает в воздухе и малейшее упущение может привести к падению. Устранить этот недостаток можно, наращивая стрелу временной надставкой такой длины, чтобы она своим концом все время касалась земли. Иногда портал крана выполняют разборным, чтобы пропустить колонну целиком, как показано на рисунке 4, что существенно облегчает стягивание.
Таким образом, при монтаже способом стягивания желательно, чтобы длина стрелы (или стрелы вместе с надставкой) несколько превышала расстояние от уровня земли до верха колонны.
Преимущества рассмотренного способа: кран собирают полностью на земле с запасовкой всех канатов до начала подъема; устраняется необходимость в якорях. Последнее обстоятельство весьма важно, так как зачастую плохо закрепленный якорь служит причиной аварии.
Недостатки способа: сравнительно большая длина площадки (суммарная длина колонны и стрелы), необходимой для раскладки крана перед подъемом; необходимость во вспомогательном кране для стыковки стрелы и колонны. Этих недостатков лишен способ монтажа башенных кранов с поворотной колонной, основанный на одновременном подъеме колонны и стрелы стреловым полиспастом.
На рисунке 5 показаны типичные схемы монтажа по этому способу: для кранов с ферменной стрелой. Для того чтобы нагрузка на стреловой полиспаст при монтаже не превосходила рабочей нагрузки крана, необходимо, чтобы момент от веса колонны в ее горизонтальном положении был не более грузового момента; если это неосуществимо, следует высоту опорной стойки выбрать достаточно большой.
Осуществление подъема башни со стрелой стреловым полиспастом требует закрепления его на некоторой высоте над основанием на двуногой стойке, либо применения промежуточной монтажной стойки, опирающейся на колонну и приподнимающей полиспаст.
При этом способе следует учитывать, что если стрела намного короче колонны, то монтажное натяжение стрелового полиспаста больше рабочего натяжения, поэтому по возможности следует изготовлять стрелу такой длины, которая немногим отличалась бы от длины колонны. Избежать завышения монтажного натяжения можно и другими способами: выполнить колонну телескопической и уменьшать ее длину, вдвигая верхнюю секцию в нижнюю; ввести промежуточный шарнир в колонну и стрелу и складывать их вдвое вперед в сторону (так называемый кран со складной колонной); ввести промежуточный шарнир в колонну и укладывать ее на земле над стрелой в виде буквы Г.
В последнем случае, после того как соединены все шарниры и запасованы канаты, стреловой полиспаст временно крепят к верху нижней части колонны, подъем осуществляют до тех пор, пока эта часть колонны не станет вертикально. После этого крюк крана крепят к временному якорю и грузовым канатом поднимают стрелу вместе с верхней частью колонны до тех пор, пока эта часть, в свою очередь, не расположится вертикально. В этом положении обе части колонны скрепляют между собой, а стреловой полиспаст присоединяют к хвостовику стрелы, которую и поднимают в рабочее положение.
Как уже было сказано, при высоте колонны, намного превышающей длину стрелы, возникают значительные трудности. Поэтому желательно компоновать кран, монтируемый способом одновременного подъема колонны и стрелы, так, чтобы длина колонны превосходила длину стрелы не более, чем на 1–1,5м. При этом условии монтаж таким способом потребует минимальной затраты труда и времени.
В обратном случае, т.е. когда стрела длиннее колонны, приходится конец ее отъединять или, вводя дополнительный шарнир, поворачивать на 180о .
Схема монтажа, приведенная на рис.5, предусматривает укладку колонны, и стрелы впереди ходовой части крана. При укладке на себя часто в колонне делают промежуточный шарнир и при опускании складывают ее вдвое. При этом уменьшается длина крана в транспортном положении и отпадает необходимость в поддерживании конца колонны и стрелы. Зато возрастает транспортная высота, снижается боковая устойчивость крана при перевозке и возникают затруднения с установкой механизмов и электрооборудования на поворотной платформе, так как на ней следует оставить место укладки колонны.
При монтаже крана с поворотной колонной способом одновременного подъема в случае, когда стрела длиннее колонны, наблюдается следующее. В транспортном положении передняя часть стрелы отогнута и при подъеме остается висеть почти перпендикулярно колонне. При таком расположении центр тяжести поднимаемых элементов крана оказывается впереди опорного шарнира колонны. Это облегчает установку колонны в рабочее положение.
Особенностью такого крана является наличие длинного подкоса, поддерживающего колонну на большом расстоянии от опорного шарнира. Это также делает более безопасной установку колонны в рабочее положение при монтаже. Время монтажа такого крана с грузовым моментом 100тм не превышает 2ч (без учета времени на укладку противовеса).
Монтаж и демонтаж самоподъемных кранов, имеющих колонну небольшой высоты, обычно не вызывают особых затруднений и производят при помощи вспомогательных монтажных стрел.