Производство козловых кранов, виды козловых кранов: монтажные бесконсольные и консольные козловые краны.

Из числа производимых козловых кранов можно выделить универсальные козловые краны для обслуживания складов разнообразных штучных и массовых грузов.

Производят козловые краны универсального применения с пролетами от 12 до 32 м, высота подъема груза варьируется в пределах 7—9 м, рабочие вылеты консолей не превосходят 6—8 м.

Козловые краны для обслуживания контейнерных перегрузочных площадок первоначально были разработаны Проектно-конструкторским технологическим бюро Главного управления пути и строительства МПС и в настоящее время серийно в различных модификациях производятся различными предприятиями (К-4М Московского механического завода, МПС-5к и КДКК-10 Тульского завода железнодорожного машиностроения и др.).

Данные козловые краны характеризуются относительно малыми пролетами (в пределах 11 —16 м), при консолях до 4,2—4,5 м, и повышенными скоростями рабочих движений, в особенности скоростью передвижения, достигающей 90—100 м/мин.

Основным производителем козловых кранов для работы с длинномерными и крупногабаритными грузами (лес, прокатный металл и т. п.) является Узловский машиностроительный завод. Козловые краны УМЗ производятся с увеличенной колесной базой, назначаемой из расчета обеспечения перемещения груза в поперечном направлении из пролетной части на консоли без его разворота, и снабжаются грузовыми подвесками с удлиненными траверсами. Пролеты козловых кранов для работы с длинномерными грузами составляют не менее 25—30 м, консоли доходят до 9—12 м.

В ряде случаев оказывается целесообразным применение радиальных козловых кранов, один конец моста которых опирается на цапфу неподвижно установленной стойки, а второй — на опору, перемещающуюся по кольцевому рельсовому пути. Радиальные козловые краны обычно изготавливаются на базе типовых перегрузочных козловых кранов.

В отличие от мостовых кранов, где уже выработаны типовые схемы, использующиеся в зависимости от требований к грузоподъемному крану и его параметрам, козловым кранам присуще значительное разнообразие конструктивных решений.

Наибольшим распространением пользуются козловые краны, опоры которых имеют раздельные стойки, разнесенные на расстояние, достаточное для пропуска тележки с грузом.

Недостатком таких грузоподъемных кранов является некоторое усложнение конструкции, обусловленное наличием четырех стоек опор, узлы крепления которых к мосту не должны препятствовать перемещению грузовых тележек.

Этот недостаток устранен в получивших за последние годы распространение козловых кранах с одностоечными опорами и консольными грузовыми тележками. В этих козловых кранах значительно упрощается конструкция как моста, так и опор. Однако здесь затруднена транспортировка крупногабаритных грузов мимо опорных стоек. Для исключения этого недостатка в некоторых конструкциях стойке придан наклон. Последнее ведет к увеличению изгибающих моментов, действующих как на стойки, так и на балки ходовых тележек, не обеспечивая вместе с тем возможности перемещения в поперечном направлении длинномерных грузов, что существенно ограничивает область применения таких грузоподъемных кранов.

Указанный недостаток иногда устраняют применением поворотных тележек, что, однако, существенно усложняет конструкцию козлового крана.

Козловые краны по типу опирания моста

По типу опирания моста различают козловые краны с обеими жесткими или с одной гибкой, а другой жесткой опорами. Козловые краны с одной жесткой опорой иногда выполняют с шарнирным опиранием моста на гибкую опору.

Козловые краны с обеими жесткими опорами обычно получаются конструктивно более простыми за счет применения в них одинаковых опор; при этом уменьшаются изгибающие моменты от действия перекосной нагрузки и горизонтальные динамические нагрузки, действующие при работе механизма подъема крана.

Однако в таких грузоподъемных кранах приходится считаться с наличием распорных усилий, отражающихся не только на напряженном состоянии стоек опор и моста, но и на условиях работы подкрановых путей. Кроме этого такие козловые краны весьма чувствительны как к погрешностям укладки путей, так и отклонениям пролета крана; с увеличением последнего до 25—30 м начинают заметно сказываться термические воздействия.

Поэтому перегрузочные козловые краны с обеими жесткими опорами применяют преимущественно при пролетах до 20—25 м. В случае необходимости установки крана на временные пути одна из опор обязательно должна быть гибкой вне зависимости от пролета.

Монтажные бесконсольные козловые краны (рис. а) обычно имеют решетчатый мост, жестко связанный с одной пространственной опорой. Вторая опора гибкого типа часто сопрягается с мостом с помощью цилиндрического шарнира. Грузоподъемность наиболее часто применяемых монтажных бесконсольных козловых кранов колеблется в пределах 15—50 т.

Специфика монтажно-строительных работ обусловливает требование использования козлового крана с различными пролетами и высотами подъема крюка.

Поэтому бесконсольные козловые краны нередко производят из отдельных секций; конструкция их приспосабливается к сборке непосредственно на монтажных площадках и условиям перебазировок.

За последнее время нашли применение, преимущественно на объектах энергетического строительства, комбинированные козловые краны. У комбинированных козловых кранов помимо главной грузовой тележки, перемещающейся по верхнему поясу в пределах пролета моста, имеется вспомогательная тележка (грузоподъемностью 5—10 т), которая может выходить на консоли нижнего пояса моста (рис. б).

Для комбинированных козловых кранов находят применение металлические конструкции самых различных видов: ферменные с трубчатыми и профильными элементами, листовые сплошностенные и безраскосные, из одиночных труб и т. п.

При грузоподъемности до 5 т и среднем режиме работы в качестве грузовой тележки обычно используются типовые электрические тали, перемещающиеся по ездовой монорельсовой балке, конструкция моста здесь получается наиболее простой.

Монорельсовые канатные и самоходные тележки применяются в козловых кранах и более высокой грузоподъемности — до 20—30 т. Несмотря на простоту конструкции моста такие тележки нецелесообразно применять в козловых кранах тяжелого режима работы вследствие относительно быстрой выработки рабочих поверхностей полок монорельса. Кроме этого монорельсовые тележки неудобны для навешивания траверс и других захватных органов, применяющихся при транспортировке длинномерных и крупногабаритных грузов.

Двухрельсовые тележки выполняют как подвесными, так и опорными.

Подвесные тележки при выполнении их самоходными, относительно сложны по конструкции и создают определенные трудности при компоновке металлической конструкции крана, в особенности в узлах примыкания опорных стоек к пролетному строению. Однако мосты в таких козловых кранах (рис.) конструктивно просты и обладают относительно малой металлоемкостью.

Недостатков козловых кранов с подвесными тележками лишены козловые краны с опорными тележками, перемещающиеся по рельсам, уложенным на верхние пояса балок моста. Здесь обычно удается применить типовые грузовые тележки мостовых кранов; за счет применения двухбалочных мостов на 1—2 м снижается общая строительная высота козлового крана, что является целесообразным.

Однако двухбалочные мосты сложны и трудоемки по конструкции; вес козловых кранов такого типа на 25— 60% больше, чем у кранов с однобалочными мостами.

Некоторые предприятия производят козловые краны с опорными грузовыми тележками, перемещающимися по внутренним направляющим пролетного строения. Преимуществами козловых кранов с опорными грузовыми тележками являются сниженная стpoитeльнaя высота и возможность защиты тележки от атмосферных осадков (при сплошной зашивке верхнего пояса). В то же самое время здесь затруднено обслуживание грузовой тележки; мосты открытого сечения сложны в изготовлении и на 15—25% тяжелее однобалочных мостов замкнутого сечения.

При производстве козлового крана в 1969 г. на Узловском машиностроительном заводе новой конструкции, в значительной мере устранены недостатки, присущие козловым кранам как с подвесными, так и с опорными тележками. Здесь узел примыкания опор к мосту выполняется таким образом, что между одной стороной моста и стойками опор имеется проем, достаточный для прохода боковой рамы тележки. Ходовые колеса последней перемещаются по рельсу, уложенному на мосту; фиксация положения тележки в горизонтальной плоскости обеспечивается горизонтальными роликами, перекатывающимися по нижней направляющей моста. Грузовая лебедка подвешивается таким образом, что эти ролики воспринимают только нагрузки, вызываемые ветром и другими дополнительными воздействиями. Некоторым недостатком данной схемы является усложнение опорных узлов моста, в которых приходится предусматривать дополнительные рамы для соединения опорных стоек с пролетной балкой.

Изложенные выше соображения позволяют рекомендовать при грузоподъемности до 5 т и среднем (или легком) режиме работы производство козловых кранов с монорельсовыми тележками и электроталями. Во всех остальных случаях следует производить козловые краны с однобалочными мостами и двухрельсовыми подвесными тележками или с опорными тележками. Применение двухбалочных кранов может быть рекомендовано преимущественно в Тех случаях, когда использование готовой грузовой тележки обеспечивает снижение стоимости производства козлового крана, несмотря на его более металлоемкую конструкцию.

Козловые краны по типу привода грузовых тележек.

Козловые краны различают также по типу привода грузовых тележек. Канатные тележки обладают по сравнению с тележками, снабженными лебедками, меньшим в полтора-два раза весом, что соответственно уменьшает нагрузку на пролетное строение. Кроме этого значительно упрощается конструкция механизма передвижения; облегчается также обслуживание механизмов. Однако перекатывание грузового каната по блокам тележки при ее передвижении резко снижает его долговечность даже при среднем режиме работы.

Данный недостаток устранен в тележках с грузоподъемным механизмом и канатной тягой, применяющихся, например, на козловых кранах ККС-10. Но здесь остается неустраненным недостаток, присущий тележкам с канатной тягой: колебания тележки при пуске — торможении вследствие деформаций тягового каната, особенно сильно сказывающиеся у козловых кранов с пролетами свыше 25 м и при скоростях передвижения тележки более 35—40 м/мин. В процессе эксплуатации тяговый канат приходится часто подтягивать; срок службы его относительно невелик — порядка 4—8 месяцев при среднем режиме работы. Поэтому такие тележки нецелесообразно применять для большепролетных интенсивно работающих кранов.

При пролетах до 16—25 м козловые краны обычно оборудуются неподвижными кабинами управления, располагаемыми на жесткой опоре. При пролетах более 25 м такие кабины могут быть рекомендованы только для редко работающих тихоходных козловых кранов, так как обзор из них затруднен. Здесь, как правило, кабина управления перемещается совместно с грузовой тележкой.

Существенной особенностью конструкции козлового крана является наличие в ней элементов, обеспечивающих возможность самомонтажа, который характеризуется подъемом полностью собранного пролетного строения в проектное положение без применения монтажных кранов или мачт.

Так как монтаж козловых кранов с применением монтажных кранов или мачт имеет в полтора — два раза увеличенную трудоемкость, в последнее время производятся, в основном, самомонтирующиеся козловые краны.