Безопасность работы крана во многом зависит от правильной заделки каната. К металлоконструкциям крана, блокам полиспаста, на барабанах лебедок, на крюках стальные канаты крепят различными петлями, узлами, муфтами, клиновыми зажимами. Петля на конце каната выполняется заплеткой свободного конца с применением коуша-кольца с полукруглой канавкой по наружному диаметру, предотвращающего расплющивание каната при перегибе и перетирание стальных проволок. Сращивать канаты, предназначенные для работы на башенном кране, строго запрещено. Канат соединяет подъемный механизм с грузом через специальные приспособления - блоки, полиспасты, барабаны. Блоки служат для подъема и опускания груза, для изменения направления движения канатов. Это простейшее устройство - обычное колесо, обод которого имеет желоб для размещения каната. Применение блока не дает особого выигрыша в силе, так как подвешенный к канату груз для уравновешивания требует приложения усилий, равных весу груза, к другому концу каната, перекинутому через блок. Блоки делятся на подвижные и неподвижные. Последние нужны для изменения направления движения канатов. Что же касается подвижных блоков, то они, вращаясь вокруг собственной оси, перемещаются одновременно с грузом.
Полиспаст состоит из системы нескольких подвижных и неподвижных блоков, соединенных канатом. Полиспаст позволяет получить большой выигрыш в тяговом усилии благодаря уменьшению скорости подъема груза. Барабан грузоподъемного механизма имеет форму полого цилиндра, его поверхность для лучшей укладки и меньшего износа каната имеет винтовые канавки. Существуют специальные правила и схемы запаковки грузовых, стреловых, тележечных канатов, канатов для выдвижения башни, канатов, используемых при монтаже и демонтаже кранов. При запаковке канатов стараются, чтобы канат перегибался только в одном направлении. Пропитанные горячей смолой пеньковые канаты используют в качестве оттяжек при подъеме длинномерных или крупногабаритных грузов и в исключительных случаях - для изготовления грузозахватных приспособлений, предназначенных для небольших грузов.
Производительность труда машиниста крана во многом зависит от расположения его кабины, ее размеров, планировочного и конструктивного ее решения. Основное требование к кабине - обеспечение хорошего обзора в зоне действия крана, а также максимально удобное для машиниста расположение аппаратуры и оборудования. Кабины могут быть встроены внутри башни (кран МСК-5-20) или вынесены за башню (выносные кабины), подвешены к металлоконструкциям за верхнюю часть (кран БКСМ-5-5а), либо оперты своим основанием на площадку портала или поворотного оголовка (кран БК-180). На башенных кранах серии КБ установлена выносная унифицированная кабина. Передняя стенка ее полностью застеклена, три другие, имеющие окна, выполнены из двойной обшивки (наружной — металлической и внутренней — фанерной) с утеплительной прокладкой между ними. Лобовое и боковые окна кабины — открывающиеся. Мягкое кресло может перемещаться вдоль кабины по направляющим, при этом откидное сиденье поворачивается вокруг вертикальной и горизонтальной осей, может опускаться и подниматься. Все это позволяет машинисту во время работы выбирать наиболее удобные позы.
Внутри кабины расположена аппаратура управления механизмами крана — командоконтроллеры, ограничитель вылета и грузоподъемности, измерительный пульт анемометра, аварийный выключатель, щиток освещения, вентиляторы, огнетушитель и сигнальные лампы. Имеются специальные места для хранения аптечки, одежды, и ниструмента, для электропечки и хранения кранового журнала. Все рабочие движения крана производят с помощью четырех механизмов: механизма передвижения, механизма поворота, грузовой лебедки, тележечной (при балочных стрелах) или стреловой (при подъемных стрелах) лебедки. Основными узлами каждого механизма являются электропривод, редуктор, муфты, тормоз, открытые зубчатые передачи, а также исполнительные органы — барабаны, ходовые колеса, ведущие шестерни. Редуктор нужен для передачи крутящего момента от двигателя к исполнительным органам — колесам, барабану, шестерням.
Муфты служат для соединения вращающихся валов; тормоза — для удержания механизмов в заданном положении и полной их остановки. Механизм передвижения в башенных кранах на рельсовом ходу обеспечивает перемещение крана по крановым путям. Для равномерного распределения нагрузки на колеса крана их объединяют в балансирные ходовые тележки. Кран, опирающийся только на 4 колеса, оборудован одним механизмом передвижения с приводом на два колеса. Ведущие ходовые тележки крана, имеющего 8 и более колес, оборудованы индивидуальным приводом. На раме ведущей ходовой тележки размещен двигатель, зубчатый редуктор, передающий вращение на ходовые колеса. На торцах рамы размещены противоугонные устройства, которые при их опускании могут прочно закрепить кран на рельсах. Когда кран находится в нерабочем состоянии, захваты препятствуют угону крана ветром. На одной из тележек закреплен конечный выключатель ограничителя пути перемещения крана. В конце кранового пути ставится выключающая линейка, при наезде на которую срабатывает конечный выключатель, останавливая движение крана.
Механизмы поворота для вращения поворотной части крана бывают с горизонтальным расположением двигателя (кран БКСМ-5-5а) и вертикальным (кран МСК-5-20). Лебедку выбирают в зависимости от параметров башенного крана, и, прежде всего, его грузоподъемности. Лебедки при всем их разнообразии имеют единую конструктивную схему и состоят из электродвигателя, редуктора, тормоза и барабана. Лебедки более совершенных конструкций обеспечивают несколько скоростей подъема и опускания груза, плавную его посадку. На некоторых башенных кранах большой грузоподъемности устанавливают две грузовые лебедки: для тяжелых грузов и для легких и средних. Стреловые лебедки предназначены для изменения угла наклона и вылета крюка и имеют ту же конструкцию, что и грузовые лебедки. Унифицированные лебедки на кранах серии КБ используются и как грузовые, и как стреловые. Они отличаются друг от друга размерами двигателя и барабана, на котором крепится стальной канат.
Тележечные лебедки служат для перемещения грузовой тележки по балочной стреле. Все механические части башенного крана имеют электрический привод. К оборудованию электропривода крана относятся асинхронные электродвигатели, аппараты управления электродвигателями, регулирования их скорости, управления грузами, электро- и механической защиты, различные приборы для переключений и контроля в силовых цепях и цепях управления. Кроме того, на башенных кранах установлено многочисленное вспомогательное оборудование: светильники, прожекторы, приборы для электрообогрева, звуковой сигнализации. Электрический ток подается к электрооборудованию крана по кабелю и приводам. Управляют электродвигателями крана (включают, регулируют скорости, останавливают, изменяют направление движения) с помощью силовых и магнитных контроллеров. Силовые контроллеры (непосредственного управления) через контактные устройства (контакторы), имеющие ручной привод, замыкая и размыкая силовые электрические цепи, управляют работой электродвигателя.
Контактор представляет собой аппарат с электромагнитным приводом для включения и отключения электрических цепей под нагрузкой. Магнитные контроллеры (дистанционного управления) осуществляют контроль за работой электродвигателя на расстоянии с помощью специальных переключающих цепи управления малогабаритных аппаратов — командоконтроллеров. Магнитные контроллеры, хотя и имеют более сложную схему по сравнению с силовыми, обладают рядом значительных преимуществ: обращение с ними проще и удобнее, не требует физических усилий, их можно устанавливать вне кабины в любом месте крана, они позволяют автоматизировать управление работой электродвигателей. С помощью имеющихся на любом башенном кране токовых и сетевых реле, разного рода сопротивлений, плавких предохранителей и автоматических выключателей осуществляется зашита электродвигателей, цепей управления и освещения крана от больших перегрузок, падения напряжения и токов короткого замыкания.
Линейный контактор позволяет мгновенно останавливать электродвигатели всех механизмов: только после его включения можно привести в действие электродвигатели башенного крана. На башенном кране установлены многочисленные приборы и устройства для обеспечения его безопасной работы: ограничители конечных положений стрелы, крюковой подвески, грузовой тележки, поворотной части относительно неповоротной, а также ограничители грузоподъемности, указатели вылета крюка, анемометры для измерения ветровых нагрузок, рельсовые захваты, световые указатели крайних положений рабочих органов крана. Эффективность работы башенного крана во многом зависит также и от состояния крановых путей.
2. Основные разновидности кранов
Как бы ни отличались по конструкции, техническим характеристикам башенные краны, все они представляют собой грузоподъемную машину со стрелой, закрепленной в верхней части вертикально расположенной башни. Башенные краны различают по способу установки на строительной площадке, типам ходового устройства, типам стрелы и конструкции башни. По способу установки на строительной площадке различают башенные краны, работающие около здания (стационарные, передвижные, приставные) и работающие на самом здании (самоподъемные, переставные).
По типу ходового устройства различают башенные краны на рельсовом, автомобильном и гусеничном ходу, пневмоколесные и шагающие. Особенно распространены на стройках самоходные башенные краны на рельсовом ходу. По типам стрел различают башенные краны с подъемной и балочной стрелами. У башенного крана с подъемной стрелой груз подвешивают к концу стрелы, наклоном или подъемом стрелы изменяют вылет крюка. У башенных кранов с балочной стрелой груз подвешивают к грузовой тележке, вылет крюка изменяют перемещением тележки по направляющим балкам стрелы крана.