МАЛОГАБАРИТНЫЙ БЫСТРОМОНТИРУЕМЫЙ КРАН (МБМК)

1. Область техники.
Относится к малым грузоподъемным устройствам, к которым предъявляются повышенные требования по мобильности, компактности, простоте и скорости монтажа. Применяется для подъема и перемещения грузов массой до 150 кг, при ремонтно-строительных и монтажных работах в зданиях и сооружениях, и на технологическом оборудовании.
2. Уровень техники.
Известен передвижной подъемный кран с выдвижной укосиной (патент B66C 23/48, №31815, 1933 г), состоящий из снабженной колесами станины из бруса, шарнирно прикрепленных к ней двух качающихся рычагов, балки, выдвижной укосины, несущей подъемный крюк крана, и совместно установленных двух лебедок. Одна из лебедок служит для перемещения балки крана в вертикальной плоскости, другая, для обеспечения выдвижения укосины.
В данном устройстве, как и в заявляемой полезной модели, реализован принцип раздвижной грузоподъемной стрелы, верхняя часть которой, опирается на нижнюю, и фиксируется на ней. Имеется возможность менять не только вылет, но и угол наклона стелы. Схожей, также является конструкция передвижной станины, посредством которой, кран может перемещаться в горизонтальной плоскости. Вместе с тем, рассматриваемый кран не может поднимать и опускать грузы на отметки, лежащие существенно ниже отметки установки крана. Кран выполнен неразборным, достаточно массивным, и пригоден в основном для перегрузочных работ с отметок, близких к отметке установки крана.
Известно грузоподъемное устройство (патент B66C 23/20 №802168, 1981 г), которое содержит расположенную на перекрытии здания опору, на которой шарнирно закреплены раскос и монтажная рама. На монтажной раме установлена грузовая лебедка. На концах раскоса и стрелы, установлены блоки. Вылет стрелы изменяется при помощи лебедки и полиспаста. На перекрытии здания устанавливаются угловые кронштейны, соединенные с опорой. Монтажная рама имеет элементы для связи с угловыми кронштейнами.
В данной конструкции решена задача обеспечения легкости, и разбираемости на отдельные элементы. В то же время количество конструктивных элементов весьма велико, что не позволит собрать устройство за короткое время. Опора устройства выполнена неподвижной, что сужает возможности устройства при выгрузке груза. Угловые кронштейны требуется закреплять с наружней стороны здания, что достаточно неудобно, и в ряде случаев сопряжено с риском для рабочих.
Подъемно-транспортное устройство для индивидуального строительства (патент B66C 23/20 №2092430, 1997 г) содержит корпус, в виде разборной рамы с противовесами, стрелу, механизм управления углом наклона стрелы, подъемное приспособление с двумя барабанами. На наклонно установленных полозьях, установлена посредством четырех колес, подвижная платформа, на которую принимается поднятый груз. Имеется механизм автоматического возврата платформы.
Указанное подъемно-транспортное устройство схоже по своему назначению и конструкции с заявляемой полезной моделью. Недостатками его являются достаточно большие габариты по высоте, и ограниченность размера поднимаемых грузов, размерами подвижной платформы и расстоянием между стойками рамы, и между стойками стрелы, через которые проходит груз, при перемещении в зону разгрузки. Наличие двух грузовых барабанов, (для подъема груза и стрелы), с взаимно перпендикулярными осями вращения, утяжеляет процесс использования устройства.
3. Раскрытие полезной модели.
Сущностью данной полезной модели как технического решения, является следующая совокупность существенных признаков:
1. Кран устроен из стрелы, состоящей из двух разъемных, вкладывающихся одна в другую секций (верхней и нижней), таким образом, что может работать как с одной, так и двумя установленными секциями.
2. Высота подъема стрелы, и вылет верхней секции регулируются.
3. Соединения основных конструктивных элементов крана, выполнены из быстросъемных шплинтов.
4. Опора крана телескопическая, подвижная относительно верхней секции стрелы.
5. Платформа противовеса съемная, крепление контргрузов осуществляется стяжными ремнями.
Указанные признаки обеспечивают следующий технический результат:
1. Малые габариты, позволяющие перевозить кран в стандартном пассажирском лифте, и в салоне бюджетного легкового автомобиля.
2. Низкий вес, позволяющий поэлементно перемещать кран, и монтировать его в рабочее положение, силами одного человека, без превышения санитарных нормативов по подъему грузов рабочими.
3. Быстрота монтажа, проявляющаяся в том, что можно привести полностью разобранный кран в рабочее положение, силами одного человека за 4 минуты, или силами 2-х человек за 2 минуты, при средней интенсивности работ.
4. Универсальность, позволяющая работать с одной или двумя секциями стрелы, в зависимости от окружающих условий и массы груза, а также проявляющаяся в возможности использования крана в качестве монтажно - тягового устройства.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая модель, являлось создание действенной альтернативы разного рода кустарным подлебедочным приспособлениям, спонтанно монтируемым строительными рабочими для облегчения собственного труда, при подъеме материалов и конструкций к месту производства работ. К таким кустарным, не отвечающим требованиям безопасности приспособлениям, можно отнести разного рода доски, трубы, швеллера и двутавры, с закрепляемыми на них лебедками, блоками, и полиспастами. При подъеме, или монтаже грузов относительно небольшой массы 40-150 кг, у рабочих всегда имеется три альтернативных варианта действий: поднять вручную или с помощью веревок; соорудить на месте простейшее грузоподъемное приспособление из подручных материалов; использовать инвентарное грузоподъемное устройство. Зачастую предпочтение отдается первым двум вариантам, потому как штатные грузоподъемные устройства громоздки, тяжелы, трудны в монтаже, требуют наличия источника электропитания, а также дорогостоящи. Найденное техническое решение, благодаря простоте конструкции, быстроте монтажа, малому весу и низкой стоимости создает реальную конкуренцию упомянутым самодельным приспособлениям, чего не могут достигнуть приведенные в п.2, аналоги заявляемой полезной модели.
Поставленная задача решена за счет малогабаритного быстромонтируемого крана МБМК, состоящего из двухсекционной, выполненной из швеллеров стрелы; раздвижной, выполненной из труб опоры, крепящейся к верхней секции стрелы; платформы противовеса, выполненной из металлической пластины, крепящейся к нижней секции стрелы - связи между этими элементами выполнены посредством шплинтов. Опора, и платформа противовеса снабжены оборудованными тормозами поворачивающимися колесами, посредством которых кран передвигается по площадке, и фиксируется на месте установки. На платформу противовеса устанавливаются металлические контргрузы, закрепляемые стяжными полиакриловыми ремнями. В нижней трети нижней секции стрелы, к ней приварена металлическая пластина, на которую устанавливается лебедка, крепящаяся на пластине с помощью болтов. Продвижение грузоподъемного троса от лебедки по стреле осуществляется посредством грузовых блоков, установленных по одному на концах нижней и верхней секций стрелы. Опора крана фиксируется в вертикальном рабочем положении, снабженной пазами фиксирующей рейкой, крепящейся на стреле; жесткость сцепления платформы противовеса и стрелы, обеспечивается прикрепляемой к стреле ограничительной планкой. Кран можно эксплуатировать как с установленной только нижней секцией стрелы (в особых условиях использования), так и с двумя секциями стрелы (нижней и верхней), при этом длина стрелы может быть установлена на следующие значения: минимальная, средняя, максимальная. Выдвигающаяся опора имеет четыре положения от первого, обеспечивающего минимальную высоту опоры (и соответственно подъем стрелы), до четвертого, обеспечивающего максимальные значения перечисленных показателей.
Кран в уменьшенной комплектации, можно монтировать на технологическом оборудовании для использования в качестве монтажно-тягового устройства. В данном случае верхняя секция стрелы, платформа противовеса и контргрузы не устанавливаются, кран крепится на оборудовании с помощью стяжных ремней.
Признаками, отличающими малогабаритный быстромонтируемый кран МБМК, от наиболее близкого аналога, грузоподъемного приспособления «Шабашник», будут следующие:
1. Возможность регулирования высоты подъема и вылета стрелы.
2. Значительно меньшее время, затрачиваемое на монтаж и демонтаж крана, благодаря использованию быстросъемных шплинтов в основных соединениях.
3. Раздвижная (телескопическая) опора, с фиксирующей рейкой особой конструкции, позволяющей снизить размеры и вес передней опоры.
4. Наличие снабженной колесами платформы противовеса, с металлическими компактными контргрузами, придающей крану устойчивость, и маневренность.
5. Возможность работы при уклоне опорной поверхности до 15 градусов относительно горизонтали.
Перечень существенных признаков, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны:
1. Стрела крана разъемная, состоящая из двух, выполненных из швеллеров, вложенных одна в другую секций; с возможностью перемещения (выдвижения) верхней секции, и закрепления ее на нижней секции в трех разных положениях.
2. Соединения секций между собой, нижней секции стрелы и платформы противовеса, нижней секции опоры с верхней секцией опоры, выполнены из быстросъемных шплинтов.
3. Шплинты крепятся к конструктивным элементам крана с помощью цепей, и в его транспортном положении, вставляются в держатели, устроенные на основных элементах конструкции.
4. Опора крана раздвижная (телескопическая), подвижная относительно стрелы, снабженная двумя поворотными колесами, и состоящая из двух, выполненных из труб секций.
5. Опора крана фиксируется рейкой, представляющей из себя изогнутую пластину, с вырезанными в ней пазами, которая крепится к нижней секции стрелы.
6. Платформа противовеса съемная, в рабочем положении крана фиксируемая относительно стрелы ограничительной планкой.
7. Контргрузы выполнены из четырехугольных металлических пластин, снабженных крепежными скобами, по 4 скобы на пластину, (по одной с каждой ее стороны).
8. Контргрузы крепятся к платформе противовеса стяжными ремнями, обеспечивающими фиксацию контргрузов в продольном и поперечном направлении.
4. Краткое описание чертежей
Фигура 1. Общий вид крана
1 - нижняя секция стрелы
2 - верхняя секция стрелы
3 - платформа противовеса
4 - подлебедочная пластина
5 - верхняя секция опоры
6 - нижняя секция опоры
7 - стяжные ремни
8 - место установки контргрузов
9 - шплинт крепления платформы противовеса
10 - шплинты крепления секций стрелы
11 - цепи крепления шплинтов 12-держатели шплинтов
13 - блок нижней секции стрелы
14 - блок верхней секции стрелы
Фигура 2. Вид крана сбоку
15 - Контргрузы
16 - лебедка ручная 17-трос
18 - фиксирующая рейка
19 - ограничительная планка
20 - ручки для транспортировки 21-колеса
Фигура 3.
На фигуре 3 представлен вариант монтажа крана, в условиях стесненности, на трубопроводной эстакаде. Верхняя часть стелы, опора, и платформа противовеса сняты, кран зафиксирован на трубопроводах стяжными ремнями через ручки для транспортировки.
5. Осуществление полезной модели
Заявляемая полезная модель осуществляется путем изготовления отдельных элементов, и их последовательной сборки в готовую конструкцию. Основные конструктивные элементы крана: стрела, опора, платформа противовеса, изготавливаются из металлического сортамента: швеллеров, труб, пластин, прута. В составе вспомогательных элементов, таких как блоки и колеса, содержится полиуретан. При изготовлении основных конструктивных элементов применяется металлообрабатывающее оборудование и электродуговая сварка.
5.1. Конструкция устройства
Изготавливаются 4 отдельные части крана: нижняя и верхняя части стрелы(1,2), опора крана(5) и платформа противовеса(3). Отдельно изготавливаются контргрузы(15), и поставляется ручная лебедка(16).
а) Стрела крана
Стрела выполняется из двух равнополочных швеллеров с параллельными гранями полок, монтируемых полками вверх. Нижняя секция стрелы (1), изготавливается из швеллера 10П, внизу секции, к полкам швеллера, приваривается металлическая пластина(4), толщиной 5 мм, служащая для установки и крепления лебедки(16). Вверху секции, к стенке швеллера снизу привариваются элементы крепления опоры(5) и крепится фиксирующая рейка(18); внизу секции, закрепляется ограничительная планка(19). Планка служит для обеспечения жесткости сцепления стрелы и опоры противовеса, и в транспортном положении прижата пружиной к стенке швеллера. К верхнему торцу секции привариваются элементы крепления грузоподъемного блока, и устанавливается сам блок. В начале и в конце нижней секции крана, к внешней стороне полок швеллера, привариваются металлические ручки(20), для транспортировки крана в собранном положении, в количестве 4 штуки.
Верхняя секция стрелы(2), изготавливается из швеллера 8П, к верхнему торцу секции привариваются элементы крепления грузоподъемного блока, и устанавливается сам блок. К внутренним граням полок швеллера попарно привариваются металлические держатели шплинтов(12) в количестве 4 штуки, и цепи крепления шплинтов(П), также в количестве 4 штуки. В транспортном положении крана, шплинты соединения секций(10), закреплены в держателях на внутренних гранях полок швеллера.
В полках швеллеров верхней и нижней секций, высверливаются по 6 сквозных отверстий, диаметром 12 мм (три пары в верхней и три пары в нижней), служащих для установки шплинтов. Расстояние между отверстиями каждой пары составляет 100 мм, расстояние между парами - 600 мм.
б) Опора крана.
Опора крана выполняется из труб. Стойки верхней секции(5) изготавливается из труб диаметром 32 мм, толщиной 3 мм. В их вертикальной части высверливаются 8 отверстий диаметром 8 мм (по 4 в каждой трубе) под фиксирующие шплинты. Также на вертикальной части верхней секции опоры, привариваются крепления для шплинтов. Стойки нижней секции(6) изготавливаются из труб диаметром 25 мм, толщиной стенки 4 мм. В них также высверливается 8 отверстий крепления шплинтов. К стойкам снизу привариваются пластины крепления колес, на которые монтируются поворотные колеса(21)снабженные тормозом. Поперечины верхней и нижней секций, в количестве 3 штуки, (две для верхней секции и одна на нижней), изготавливаются из труб диаметром 25 мм, толщиной 3 мм. Поперечины привариваются горизонтально между стойками, для обеспечения жесткости конструкции опоры. Трубы нижней секции могут фиксироваться внутри труб верхней секции, в четырех положениях. Высота опоры крана может меняться от 950 мм, в крайнем нижнем положении, до 1400 мм в крайнем верхнем.
в) Платформа противовеса.
Платформа противовеса (3) выполняется из металлического листа толщиной 5 мм, и снабжается полиакриловыми стяжными ремнями(7) в количестве 3 штуки, которые продеваются в отверстия расположенные по краям платформы. В передней части платформы привариваются пластины крепления стрелы, толщиной 7 мм, и держатель шплинта крепления стрелы. К шплинту(9) приваривается цепь, второй конец которой приваривается к передней части платформы противовеса. (Назначение цепей, удерживающих шплинты, устанавливаемые на кране - препятствовать случайной потере шплинта, при транспортировке или сборке крана.) В центре платформы противовеса, расположено место установки контргрузов(8), которое по периметру окаймлено ограничительной полосой, выполняемой из арматурного стержня толщ. 6 мм. Назначение ограничительной полосы - препятствовать смещению контргрузов. По краям платформы, к ее нижней поверхности на болтовых соединениях крепятся поворотные колеса, в количестве 4 штуки. Передняя, относительно стрелы, пара колес, снабжена тормозом.
г) Контргрузы
Контргрузы изготавливаются путем вырезания прямоугольных брусков, из плоского металлического проката толщиной 40 мм. Размер грузов 350x250 мм, количество 4 штуки, вес каждого 27.5 кг, суммарный вес контргрузов 110 кг. На каждый груз сбоку по всем четырем сторонам, привариваются металлические скобы, служащие для фиксации контргрузов на платформе противовеса, и для их переноски. Контргрузы устанавливаются один на другой и надежно фиксируются стяжными ремнями в продольном и поперечном направлении.
д) Лебедка
При необходимости подъема или опускания груза с большой высоты, на кран можно устанавливать ручные лебедки барабанного типа: «Дина -2» производства «СВПК», «ЛР-1» производства «ТЭМЗ». Их грузоподъемность до 500 кг, и длина каната до 60 м. Преимуществом лебедок высокой грузоподъемности можно считать относительно небольшое усилие, которое нужно прикладывать при подъеме ими грузов весом до 150 кг. Недостатком является их масса и габариты. При относительно небольшой высоте подъема в 10-30 метров, можно устанавливать более компактные лебедки: LN (Чехия), GR-250 (Китай), Питон-1 (Россия), или аналогичные.
5.2 Сборка устройства
За счет отделяющихся частей, имеется возможность транспортировать кран к месту установки, как в собранном, так и частично или полностью разобранном виде. Полностью разобранный кран, приводится в рабочее положение сборкой основных конструктивных элементов, в следующей последовательности. (Представлен вариант полной сборки силами одного человека)
1. Верхняя часть стрелы(2) вставляется в нижнюю часть стрелы(1), и шплинты(Ю) вынимаются из держателей (12)расположенных на внутренней стороне полок швеллера. Две пары шплинтов (два верхних и два нижних), вводятся в определенные (в зависимости от желаемого значения вылета стрелы), посадочные отверстия. По 3 пары отверстий высверлены в полках швеллеров верхней и нижней секции,
путем чего, обеспечивается три положения вылета стрелы:
- минимальное, обеспечивающее вылет стрелы (расстояние от оси блока верхней секции до опоры крана)
0.9 метра и грузоподъемность крана 150 кг
- среднее: вылет стрелы 1.5 метра, грузоподъемность 125 кг
- максимальное: вылет стрелы 2.1 метра, грузоподъемность 100 кг.
В положении максимального вылета верхняя секция стрелы(2) закрепляется только парой верхних шплинтов.
2. Опора, которая в транспортном положении полностью собрана, т.е. нижняя секция (5) задвинута в верхнюю секцию(б) и зафиксирована шплинтами на уровень минимальной высоты подъема стрелы (всего уровней подъема стрелы четыре), при необходимости раздвигается на нужную высоту и фиксируется шплинтами на заданном уровне. Затем опора с помощью шплинта присоединяется к элементам крепления расположенным на нижней секции стрелы крана, и закрепляется фиксирующей рейкой(18) на заданную величину подъема стрелы. Далее опора, с присоединенной стрелой (или нижней секцией стрелы, см.прим), ставится на колеса(21). Прим. Допускается также сборка в обратной последовательности: сначала п 2,затем п 1.
3. Подпружиненная ограничительная планка отжимается, нижняя секция стрелы приподнимается от поверхности, и под нее заводится платформа противовеса, которая транспортируется в собранном виде (с колесами и ремнями). С держателя расположенного на платформе, вынимается шплинт (9), и вводится в посадочное отверстие, расположенное на краю нижней секции.
4. На место установки контргрузов(8) устанавливаются 4 контргруза(15)которые через расположенные по их бокам крепежные скобы, фиксируются стяжными ремнями(7) между собой, и к платформе противовеса(3), в продольном и поперечном направлениях.
5. На подлебедочную пластину (4) устанавливается ручная лебедка(16), и из держателей, расположенных на нижней части пластины, вынимаются болта, ими лебедка фиксируется на пластине. Подлебедочная пластина может иметь сводящиеся прижимные планки, расположенные по ее краям пластины, - ими щеки лебедки дополнительно фиксируются на подлебедочной пластине крана. 6. Прижимные ролики (на рисунках не показаны), расположенные на блоках (13) и (14) приподнимаются, и в них запасовывается грузовой трос (17).
Собранный таким образом кран, может работать при трех разных положениях вылета верхней части стрелы, и имеет следующие технические характеристики:
Грузоподъемность, кг
при минимальном вылете стрелы - 150
при максимальном вылете стрелы-100
Вылет стрелы (расстояние от оси блока верхней секции до продольной оси опоры), метров
минимальный - 0.9 максимальный- 2.1
Допускаемая величина уклона опорной поверхности, град.
не более 15
Максимальная высота подъема груза, при установке крана на сооружении, метров
40
Масса крана, кг
58
Масса противовесов, кг
110
Габаритные размеры (длина, ширина, высота), ммпри минимальном вылете стрелы и минимальной высоте опоры: при максимальном вылете стрелы и максимальной высоте опоры:
3000×600×1400
4200×600×2300
При установке крана на технологическое оборудование возможен вариант сборки без верхней секции стрелы и платформы противовеса. Кран в этом случае фиксируется на оборудовании, как это показано на фигуре 3. - с помощью стяжных ремней(7), предварительно снятых с платформы противовеса. В данной конфигурации кран может использоваться в качестве монтажно-тягового устройства, для горизонтального перемещения грузов.
5.3. Действие устройства
Кран может быть установлен внутри зданий и сооружений и действовать через оконные проемы, либо поднят на кровлю и установлен на ней. При установке на этажах и отметках действующих или стоящихся зданий, подъем грузов в общем случае осуществляется следующим образом.
После того как кран собран на рабочей отметке, его устанавливают таким образом, чтобы опора крана встала вплотную к наружной стене здания. Кран может быть установлен как строго перпендикулярно оконному проему, так и под небольшим углом, в зависимости от наличия достаточного места в помещении, где он устанавливается. После установки колеса опоры и передняя пара колес платформы противовеса, закрепляются тормозами, расположенными на каждом из колес (входят в их конструкцию). Затем опускается грузовой крюк, осуществляется строповка груза, и груз с помощью лебедки поднимается либо на рабочую отметку, где установлен кран, либо на нижележащую отметку. При приеме груза на рабочую отметку, его подъем осуществляется до уровня, когда поднятый груз окажется в плоскости оконного проема и сможет пройти через него. Когда это выполнено, колесные тормоза разблокируются, и кран вместе с грузом завозится внутрь помещения. При этом, как только груз прошел в оконный проем и оказался внутри помещения, кран можно развернуть относительно его оси, для обеспечения разгрузки в оптимальном месте. При приеме груза на нижележащую относительно места установки крана отметку, как только груз оказался в плоскости оконного проема, его с помощью оттяжек заводят в проем и груз оказывается над приемной площадкой. Стропальщик дает сигнал крановщику сам, или через сигнальщика, и груз опускается на площадку. Приемная площадка представляет собой горизонтальный досчатый или металлический настил, выполненный на уровне подоконника (нижней стороны оконного проема), либо диагональный настил между полом и подоконником. Тип настила, и материал его изготовления выбирается в зависимости от характера поднимаемых грузов, и особенностей помещения в котором производится выгрузка. С приемной площадки груз перемещается на пол помещения вручную.
При установке крана на кровлю действующих или строящихся зданий и сооружений, работа крана возможна при наличии каменного ограждающего парапета, и при уклоне кровли не превышающем 15%. Высота парапета должна быть не менее 400 мм, а ширина не менее 250 мм. Перед подъемом груза, опору крана устанавливают вплотную к каменному кровельному парапету, стрела крана располагается перпендикулярно горизонтальной оси парапета. После того как груз поднят на высоту, позволяющую ему свободно пройти за парапет, колесные тормоза разблокируются, кран откатывается от парапета по прямой линии, и колеса снова фиксируются тормозами. Разгрузка осуществляется на кровле в районе парапета, на месте первой стоянки крана.
5.4. Проведение испытаний
При создании данной полезной модели учитывалось то обстоятельство, что расположение несущих элементов (швеллеров) крана с точки зрения механики не является оптимальным. С одной стороны, для обеспечения максимальных прочностных характеристик, уместнее выбрать двутавровый профиль, а не швеллер; с другой стороны, даже при выборе швеллера, его расположение в конструкции с опорой на стенку, значительно проигрывает традиционному расположению, с опорой на полку. Тем не менее, реализовать модель и обеспечить заявленный технический результат, при применении двутавров, либо поперечного расположения швеллеров, не представлялось возможным. Проводившиеся испытания были нацелены на то, чтобы подтвердить или опровергнуть саму возможность работы крана с заявляемыми характеристиками, при применении в качестве несущих конструкций стрелы, продольно расположенных швеллеров (опирающихся на стенку). Также ставилась задача в процессе испытаний определить устойчивость и прочностные характеристики основных элементов крана, и выявить возможные дефекты конструкции.
Испытания опытного образца были проведены с учетом требований РД 10-525-03 (Рекомендации по проведению испытаний грузоподъемных машин) и ИСО 4310:2009 (Краны грузоподъемные. Правила и методы испытаний), предъявляемых к предварительным и приемочным испытаниям грузоподъемных кранов.
Проводились следующие испытания и проверки:
1. Проверка работоспособности и эксплуатационных параметров крана, и их соответствия техническому заданию.
2. Испытания без нагрузки
3. Статические испытания
4. Динамические испытания
5. Испытания на устойчивость
6. Оценка условий работы крановщика
7. Оценка приспособленности к ТО и ремонту
Отчет о результатах испытаний
Испытания проводились в декабре 2012 года, в г.Великий Новгород, под руководством автора конструкции крана, Хузина Н.З. Кран был установлен на кровле одного из нефункционирующих корпусов Новгородского электровакуумного завода. Материал кровли: ж/б плита перекрытия, покрытая ковром из наплавляемых рулонных кровельных материалов. Высота ж/б парапета составляла 600 мм, ширина 300 мм. Высота рабочей площадки относительно земли составляла 37.4 метра. На кране была установлена ручная лебедка барабанного типа «Дина-2», укомплектованная металлическим тросом толщиной 5.5 мм, длиной 60 метров. Температура воздуха в день испытаний составляла (-6) град.с. Скорость ветра на отметке земли (отм. 0.00) колебалась в пределах 2-4 м/с, на месте установки крана (отм. +37.4) в пределах 6-8 м/с.
Пункт 1.
Проверка работоспособности и эксплуатационных параметров крана
№п/п
контролируемые параметры
Результаты испытаний
1.1.
масса крана
58.2 кг
1.2.
минимальное расстояние между поднимаемым грузом и стеной сооружения, при различных значениях вылета стрелы, при длине груза 110 мм ширине груза 400 мм и массе груза 100 кг
длина стрелы
высота опоры
значение вылета стрелы, мм
замеренное расстояние, мм
минимальная
первая (минимальная)
1040
0 см. заключение
средняя
1570
420
максимальная
2100
930
минимальная
четвертая (максимальная)
900
0 см. заключение
средняя
1430
270
максимальная
1960
780
1.3.
высота подъема груза, м
39
1.4.
скорость подъема и опускания груза, м/мин
скорость подъема
скорость опускания
10.7
12.5
1.5.
время изменения угла наклона стрелы и вылета стрелы, сек
угла наклона стрелы, путем изменения высоты опоры
вылета стрелы, путем изменения положения верхней секции
25
28
1.6.
общая продолжительность сборки крана в рабочее положение, мин
2 мин 10 сек (при сборке силами двух человек)
Заключение по п.1.
по п/п 1.2.
1. Эксплуатировать кран, при скорости ветра на отметке его установки свыше 8 м/сек, запрещается.
2. Габариты поднимаемого груза при различных положениях вылета стрелы, вычисляются по формуле:
1
2
вт
L=(V-L-L-O-Z)x2,
1
где L - длина груза, V - вылет стрелы, L - расстояние от оси опоры до парапета либо стеновой панели,
2
вт
L - ширина парапета либо стеновой панели, O - максимальное ветровое отклонение центра груза от вертикальной оси, принимаемое равным:
100 мм - при установке крана на отметке +10,0 м; 150 мм - при установке крана на отметке +20,0 м;
200 мм - при установке крана на отметке +30,0 м; 250 мм - при установке крана на отметке +40,0 м.
Z - запас расстояния от поднимаемого груза до стены, принимаемый равным 100 мм.
Пример расчета для подъема груза на высоту 30 м для минимального вылета стрелы: (900-100-300-200-100)х2=400 мм. Из этого следует, что контрольный груз длинной 1100 мм не может быть поднят при данном вылете стрелы.
3. При подъеме на высоту до 20 метров разрешается завысить габариты груза по сравнению с рассчитанными по формуле (2), но только при использовании страховочных веревок (оттяжек), которыми груз удерживается от поворота в процессе подъема.
Пункт 2.
Испытания без нагрузки
№п/п
Произведенные действия
контролируемые параметры
Результаты испытаний
2.1.
Установка верхней секции стрелы в каждое из 3-х рабочих положений поочередно
Беспрепятственность вставки верхней секции в нижнюю
имелись препятствия в положении минимального вылета, см. заключение
Беспрепятственность установки и закрепления фиксирующих шплинтов
обеспечена
2.2.
Установка нижней секции опоры в каждое из 4-х рабочих положений поочередно
Беспрепятственность вставки нижней секции в верхнюю
обеспечена
Беспрепятственность установки и закрепления фиксирующих шплинтов
в целом обеспечена, см. заключение
2.3
перевод фиксирующей рейки опоры в каждое из ее возможных четырех положений
Надежность фиксации стрелы крана.
обеспечена
легкость перевода рейки из одного положения в другое
Рейка поднимается с трудом, см. заключение
2.4
перевод ограничительной планки платформы противовеса в каждое из ее возможных четырех положений
Надежность прижимной пружины
обеспечена
автоматическая фиксация планки в пазах, при подъеме стрелы крана в каждое из 4-х положений
Фиксация планки затруднена из-за попадания льда в пазы, см. заключение
2.5.
Установка контргрузов
Надежность фиксации контргрузов
обеспечена
на платформу противовеса
стяжными ремнями
2.6
Установка лебедки
Надежность крепления лебедки шплинтами
обеспечена
Наличие люфта шплинтов в посадочных отверстиях
люфт незначительный
2.7
Запасовка грузового троса
Действие прижимных роликов и колес нижнего и верхнего блоков
блоки работают нормально
2.8
Подъем и опускание грузового крюка
Действие лебедки, троса и блоков.
работают нормально
Действие лебедочного тормоза
работает нормально
2.9
Проверка колес опоры
Плавность и легкость хода и поворота
обеспечена
Функционирование тормозов
работают нормально
2.10.
Проверка колес платформы противовеса
Плавность и легкость хода и поворота
обеспечена
Функционирование тормозов
работают нормально
Заключение по пункту 2.
по п/п 2.1
Вхождение верхней секции стрелы в нижнюю секцию, и соответственно ее фиксация, осложнено по причине наличия продольного изгиба в центральной части швеллера верхней секции. Изгиб является следствием незначительного превышения пределов допустимых отклонений размеров, при производстве швеллера заводом - изготовителем. Т.к. указанную в п/п 2.1 последовательность действий удалось осуществить вручную, без применения инструментов, испытание считается пройденным.
При производстве кранов, необходимо обеспечить жесткий входной контроль качества, и линейных размеров используемого металлического сортамента, по п/п 2.2
С трудом выдвигаются фиксаторы шплинтов. За исключением незначительного увеличения времени сборки опоры, данное обстоятельство никак не влияет на рабочие характеристики крана, по п/п 2.3
Рейка поднимается с трудом, при ее переводе из одного положения в другое, по причине недостаточной обработки пазов рейки (несоблюдения их геометрических размеров), посредством которых она фиксируется на опоре.
Необходимо обработать края пазов металлообрабатывающим инструментом, по п/п 2.4
Фиксация ограничительной планки в норме должна происходить автоматически: когда происходит подъем стрелы, предварительно взведенная с помощью пружины планка, опускается, последовательно входя в пазы с 1-го по 4-й, в зависимости от высоты подъема стрелы. При отрицательной температуре воздуха, лед или спрессованный снег, попадая в пазы, препятствуют самофиксации планки.
Необходимо доработать конструкцию, таким образом, чтобы планка фиксировалась не в пазах, вырезанных в платформе противовеса, а на металлических ступеньках, наплавляемых на поверхность платформы.
Пункт 3
Статические испытания
№ п/п
Выдвижение стрелы
Положение опоры
Масса груза, кг (К=1.25)
Высота подъема от земли, мм
Время удержания груза, мин
величина прогиба стрелы, мм
нарастание прогиба в течение(контрольного времени
1.
максимальное
первое
125
200
10
120
нет
четвертое
125
200
10
113
нет
2.
среднее
первое
156
200
10
70
нет
четвертое
156
200
10
67
нет
3.
минимальное
первое
188
200
10
40
нет
четвертое
188
200
10
38
нет
Заключение по пункту 3.
В процессе статических испытаний, трещин, остаточных деформаций в стреле, и других повреждений металлоконструкций крана, не выявлено.
Пункт 4
Динамические испытания
№п/п
Произведенные действия
Выдвижение стрелы
Положение опоры
Масса груза, кг (К=1.1)
контролируемые параметры
Результаты испытаний
1.
Подъем груза на высоту 37.4 м, и опускание его на землю
максимальное
первое
110
Функционирование всех элементов и частей крана, поведение груза
пройдено
четвертое
110
пройдено
среднее
первое
138
пройдено
четвертое
138
пройдено
2.
Передвижение крана с поднятым грузом
максимальное
четвертое
110
п.1, в т.ч. работа колес опоры и платформы противовеса, отсутствие смещения контргрузов
пройдено
среднее
четвертое
138
пройдено
Заключение по пункту 4.
В процессе динамических испытаний, установлено, что все элементы крана выполняют свои функции, повреждения механизмов и элементов конструкции не обнаружено. Ослабленных или поврежденных соединений нет.
Пункт 5
Испытания на устойчивость
Наиболее неблагоприятными с точки зрения устойчивости крана положениями являются:
1. Сочетание максимального значения выдвижения стрелы и максимальной высоты опоры.
2. Движение и разворот крана с поднятым на отметку грузом.
3. Наличие уклона площадки установки крана
№п/п
Произведенные действия
Масса груза, кг (К=1.25)
контролируемые параметры
Результаты испытаний
1.
Подъем груза на высоту 200 мм от поверхности земли, при максимальных значениях выдвижения стрелы и высоты опоры крана, и удержание в этом положении в течении 5 минут
125
Отрыв от поверхности задних колес платформы противовеса
не произошел
2.
Передвижение крана с поднятым на отм.+37.4 м, грузом, при параметрах стрелы и опоры как в п/п 1.,опускание груза на отметку установки крана
125
Сохранение устойчивости крана при разблокировании колесных тормозов, и в процессе передвижения
устойчивость сохранена
3.
Создание уклона площадки установки крана в 15 градусов, (путем установки крана на досчатый настил), и проведение действий как в п/п 2.
125
Сохранение устойчивости при движении крана вверх (вдоль уклона от парапета), и при развороте на 90 град.,
в целом сохранена, см. заключение
надежность тормозов в условиях наклонной площадки
подтверждена
Заключение по пункту 5.
по п/п 3.
1. При наличии уклона на отметке установки крана, и поднятии груза на данную отметку, обслуживать разгрузку должны не менее 2-х человек. Горизонтальная ось крана должна быть перпендикулярна плоскости внешней стены здания.
2. Движение крана с грузом, под разгрузку на отметке, имеющей уклон свыше 8 градусов, должно осуществляться по прямой вдоль уклона, перпендикулярно плоскости внешней стены здания.
3. При уклоне рабочей площадки до 8 градусов, включительно, разрешается разворот крана для выгрузки груза, на величину до 90 градусов, относительно перпендикуляра к плоскости внешней стены здания.
Пункт 6
Оценка условий работы крановщика
Крановщик, во время работы, может сидеть на контргрузах, одной рукой держась за транспортировочную ручку, а другой, вращая рукоятку лебедки. Такое расположение крановщика весьма удобно. Передвигать кран, он может держась как за платформу противовеса, так и за лебедку или стрелу, поскольку перемещение не требует значительных усилий. Наличие помощника, для крановщика, при отсутствии уклона на отметке установки крана, желательно, но не обязательно. В этом случае помощник нужен в основном для разблокирования тормозов колес перед перемещением крана, после подъема груза на нужную высоту, а также для фиксации тормозов перед началом опускания груза на место выгрузки. При наличии уклона свыше 5 градусов, кран перемещается и фиксируется всегда двумя работниками.
Вместе с тем, работу крановщика осложняют следующие факторы:
1. Довольно низкая скорость подъема груза, что в условиях применения ручной лебедки может привести к утомлению крановщика после нескольких циклов подъема - опускания каната.
2. Необходимость быстрого совершения определенной последовательности действий при выгрузке груза на отметку установки крана, при наличии уклона площадки.
3. Осложнение работы при неблагоприятных погодных условиях: ветре, снеге, отрицательной температуре воздуха.
Заключение по пункту 6.
по п/п 1. Скорость подъема груза можно увеличить, устанавливая лебедку, соответствующую условиям работы, и массе поднимаемых (или опускаемых) грузов. Скорость подъема всегда прямо пропорциональна прикладываемому усилию. Максимальная грузоподъемность крана в 150 кг, значительно меньше грузоподъемности лебедок, устанавливаемых на него, которая всегда больше 200 кг (обычно от 250 до 500). При небольшой высоте подъема всегда уместно применять более быстрые лебедки, небольшой канатоемкости, грузоподъемностью 200-300 кг. При этом выигрыш в скорости подъема, значительно превосходит проигрыш в увеличении усилия. Тяжелые лебедки (большой канатоемкости), следует применять только при подъеме грузов на высоту свыше 30 метров, также отдавая предпочтение скорости подъема, а не уменьшению прилагаемого усилия, которое на лебедках перечисленных типов никогда не превышает 20 кгс при подъеме груза в 150 кг.
по п/п 2. В данном случае необходимы слаженные действия 2-х человек: крановщика и стропальщика.
по п/п 3. Работы следует прекратить при скорости ветра свыше 8 м/сек; сильном снеге, дожде или тумане; температуре воздуха ниже -25 град.с.
В целом, условия работы крановщика можно признать удовлетворительными.
Пункт 7
Оценка приспособленности к ТО и ремонту
Поскольку конструкция крана довольно проста, и он выполнен полностью разборным, имеется возможность проводить техническое обслуживание и ремонт без каких-либо затруднений. Техническое обслуживание включает в себя смазку подшипников колес, шплинтов, осей и подшипников блоков, внутренней поверхности швеллеров верхней и нижней секции стрелы, а также утапливаемой части нижней секции опоры. Смазываются также подвижные части фиксирующей рейки и ограничительной планки. В процессе технического обслуживания, узлы и конструктивные элементы крана очищаются от пыли и грязи, проводится визуальный осмотр их технического состояния.
Наиболее подверженным износу элементом крана, является верхняя секция стрелы. Она требует замены через 2500 часов работы крана, в процессе капитального ремонта. Стоимость замены верхней секции с перестановкой навесного оборудования, составляет примерно 25% общей стоимости крана. Через 5000 часов работы крана должна быть заменена фиксирующая рейка. Сам кран, рассчитан на 10000 часов работы.
Любой поврежденный элемент крана может быть быстро демонтирован, и заменен на новый. Текущий ремонт крана может быть осуществлен в условиях стройплощадки.
Заключение по пункту 7.
Кран хорошо приспособлен к ТО и ремонту.