Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники

Специальный погрузчик, используемый в шахтах, – погрузочная машина горная. Она используется для погрузки горной породы в транспортные средства, в забоях при проведении горных выработок. Ее модификации различаются по типу грузозахватного приспособления, способу захвата груза, способу передачи груза в транспортное средство: ковшовая с прямой погрузкой, ковшовая с боковой разгрузкой, ковшовая со ступенчатой погрузкой, с парными нагребающими лапами. Горные машины имеют гусеничный, пневматический или колесно-рельсовый ход. Механизм привода – дизельный. Конструкция некоторых горных погрузчиков позволяет устанавливать съемное оборудование – манипуляторы для бурения, лебедки для такелажных работ. Емкость ковшей – 0,25—0,8 м3, производительность – 0,8—3 м2/мин. Также при проведении горных выработок используют специальные погрузчики с грузонесущим ковшом или кузовом. Грузоподъемность ковша – 2—12 т, емкость – 1—6 м3, грузоподъемность кузова – 2,5—16 т, емкость кузова – 2—6 м3, в сельском хозяйстве используется погрузчик-смеситель удобрений. Это специальная машина для смешивания минеральных и органических удобрений и одновременной их погрузки в транспортное средство. Основное рабочее устройство – фрезерные барабаны, при вращении захватывающие полосу удобрений, смешивающие их и погружающие эту смесь на транспортер. Погрузчик удобрений на гусеничном ходу на основе трактора. Управление осуществляет тракторист из кабины.

Подъемный кран – машина для подъема и перемещения грузов, циклического действия с возвратно-поступательным движением грузозахватного устройства.

Движения крана бывают установочными для изменения положения крана во время работы или его стрелы. Рабочие движения крана – это захват груза, рабочий ход самого крана для перемещения груза, разгрузки – т. е. установки груза в нужном месте, – холостой ход для возврата грузозахватного устройства к месту размещения груза. Основная характеристика любого подъемного крана – это его грузоподъемность, т. е. наибольшая масса груза, которую кран способен поднять. В общую грузоподъемность включается и масса сменных грузозахватных устройств. Грузозахватное приспособление, назначение которого захватить, удержать, переместить и разгрузить груз, бывает различных видов. Выбор вида грузозахватного приспособления зависит от размеров, формы, массы перемещаемого груза, так как оно должно быть удобным в работе и иметь небольшую собственную массу. Самые простые грузозахватные приспособления – это стропы, т. е. канаты с ковшами. Клещевые, эксцентриковые захваты применяются для листов проката, ящиков, бочек. Бадьи, ковши, грейферы, кюбеля для захвата и перемещения сыпучих или жидких грузов, электромагниты используются для захвата изделий из металла. При большой длине груза используют траверсы.

Все подъемные краны, используемые до XIX в., были очень просты по конструкции и изготовлялись в основном из деревянных деталей. Привод у них был ручной. И только к середине XIX в. с развитием общего машиностроения стали появляться металлические грузозахватные машины с механическим приводом. В 1830 г. в Великобритании был внедрен первый паровой подъемный кран и в 1847 г. – гидравлический, в 1895 г. – подъемный кран с двигателем внутреннего сгорания. В 1880 г. в США и Германии одновременно был применен электрический двигатель, в 1890 г. в США и Германии был создан подъемный кран с многомоторным индивидуальным приводом. В России изготовление подъемных кранов началось в конце XIX в. на Путиловском, Николаевском, Брянском и других заводах. С 1920-х гг. производство подъемных кранов стало отдельной отраслью тяжелого машиностроения, что отвечало задачам времени и быстро развивающегося производства.

Конструкция подъемного крана зависит от его схемы работы, и в зависимости от этого краны бывают поворотными и неповоротными. Поворотные подъемные краны – это железнодорожные, установленные на рельсы, пневмоколесные, автомобильные, гусеничные, настенно-поворотные, кровельные, плавучие, судовые, башенные, портальные. Неповоротные подъемные краны – это мостовые краны, настенно-консольные перегружатели, кабельные краны. В современном производстве применяются и вертолеты-краны, со специальным устройством для захвата груза. Их используют в труднодоступных местностях, в основном для прокладки трубопроводов.

У любого подъемного крана основной механизм – это устройство для подъема груза, а также механизм передвижения грузовой тележки, механизм вращения поворотной части или поворотной стрелы, механизм изменения вылета стрелы, механизм подъема консоли моста. Если кран передвижной, то он имеет механизм его передвижения. Механизм подъема груза – это лебедка и, как правило, стальной канат, к которому прикрепляется грузовой крюк или другие грузозахватные устройства. При штабелировании грузов используют подвес-штангу с прикрепленным грузозахватным устройством, это устраняет раскачивание груза. Механизмы подъема снабжаются ограничителями хода грузозахватного устройства или грузоподъемности для безопасной работы. Есть также у некоторых подъемных кранов весы, определяющие массу груза.

Механизм передвижения кранов – это колесное устройство на рельсовом пути. Для грузовых тележек используются канаты. Привод колес может быть как центральным, когда один двигатель через трансмиссивный вал осуществляет вращение колес, так и разделенным. Если привод колес раздельный, то каждое колесо имеет свой двигатель. Ограничение хода осуществляют предохранительные устройства – концевые выключатели, упоры. Стреловое устройство в зависимости от вида перемещения груза может быть горизонтальным и негоризонтальным. Стреловое устройство с горизонтальным перемещением груза применяется у башенных, портальных, плавучих, судовых кранов, стреловое устройство с негоризонтальным перемещением груза применяется у железнодорожных кранов. Механизм изменения вылета стрелы воздействует на нее или на рычажную систему.

Механизм привода подъемного крана – это электрические двигатели, двигатели внутреннего сгорания (дизельные), гидравлические или пневматические двигатели. Иногда применяется и ручной привод. Двигатели внутреннего сгорания устанавливают на плавучих, железнодорожных, автомобильных, гусеничных кранах. Для регулирования скоростей используют электродвигатели.

Для осуществления сложной передачи в ряду механизмов крана применяются комбинированные двигатели – дизель-гидравлические и дизель-электрические. В небольших подъемных кранах применяется пневматический привод. Для перемещения грузов на небольшие расстояния – ручной привод. Кабина крановщика, из которой он управляет всеми механизмами крана, находится на грузовой тележке или на поворотной части или на мосту. Применяется также и дистанционное управление краном по радио или проводное.

Основное требование различных отраслей производства к краностроению – это увеличение основных характеристик крана – грузоподъемности, маневренности, вылета стрелы, высоты, на которую поднимается груз, длины пролета, производительности самого подъемного крана и повышения точности его работы.

Модификации подъемных кранов напрямую зависят от области их применения:

  1) мостовые краны применяются на электростанциях, складах, заводских цехах;

  2) настенно-консольные используют в цехах для помощи мостовым кранам;

  3) козловые краны используют на складах, на электростанциях, для монтажа сборных конструкций в строительстве и судостроении;

  4) мостовые перегружатели применяют на складах угля, на электростанциях, в портах и на промышленных предприятиях;

  5) самоходные стреловые краны на гусеничном ходу, колесные, пневмоколесные, на базе трактора применяются на различных промышленных предприятиях и на транспортере для перегрузочных и монтажных работ;

  6) башенные краны применяют в строительстве и судостроении;

  7) портальные краны используют в портовых складах;

  8) плавучие краны (на понтоне) используются при работах на плаву и в судостроении;

  9) судовые краны используются на судах для перегрузочных работ.

Конструкции всех кранов лучше «изготавливают» из стали повышенной прочности или алюминиевых сплавов для снижения их веса. Конструкции и их узлы сварные.

Полупортальный кран – грузоподъемная машина. Поворотная часть крана установлена на полупортале – металлической несущей конструкции П-образной формы, состоящей из соединенных между собой стоек и верхней рамы. В отличие от портального крана, у которого обе стойки, движущиеся по рельсам, расположены на одном уровне, у полупортального крана стойки находятся на разных уровнях – один рельс может находиться на стене здания. Если стойки расположены на прибрежных откосах, то они установлены на треугольных подставках. В остальном принцип его работы и конструкций такой же, как у портального. Скорость движения подъемного полупортального крана около 30 м/мин. По характеру выполнения работ, как и портальный кран, полупортальный может быть перегрузочным или монтажным. Движение у монтажного крана меньше, чем у перегрузочного. Стреловое устройство с горизонтальным перемещением грузов. Рабочим движением у него является изменение вылета. Механизм подъема грузов – лебедка и стальной трос с прикрепленным грузозахватным приспособлением – крючком, грейфером или магнитом, механизм привода – электродвигатель. Управление краном осуществляется из кабины, которая находится на поворотной части крана. Имеются предохранительные устройства от действия ветра и ограничители хода. Грузоподъемность перегрузочных кранов – 5—40 т, монтажных – 100—300 т. Вылет у перегрузочных – 25—35 м, у судостроительных – 50—100 м, скорость подъема грузов – 60—90 м/с. Конструкции крана сварные, выполнены из прочной стали. Производство кранов и их широкое применение налажено с середины XX в., что связано с такой отраслью хозяйства, как судостроение, с увеличением мощности самих портов. Полупортальный кран является модификацией портального, это продиктовано условиями установки крана на местности. Такие полупортальные краны, так же как и портальные, используются для перегрузочных и монтажных работ в порту, судостроении, судоремонте, на берегу, в строительно-монтажных работах при строительстве гидротехнических сооружений. Основная задача совершенствования конструкции полупортальных кранов – это увеличение основных характеристик – грузоподъемности, вылета, повышение производительности, увеличение скорости рабочих движений, использование автоматически грузозахватных устройств и систем управления, систем гашения колебаний груза, увеличение точности работы и уменьшение массы самих конструкций подъемного крана.