РАЗДЕЛ 28.
Грузоподъемные краны и оборудование.
Грузоподъемные краны имеют различное конструктивное исполнение и отличаются широкой гаммой грузовых характеристик.
Грузоподъемные краны делятся на две группы: подвижные — могут перемещаться на большие расстояния и стационарные — работают на одном месте. К первой группе относятся железнодорожные, автомобильные, гусеничные и плавучие краны, ко второй — мостовые, портальные, монорельсовые, кабельные краны, жестконогие деррик-краны, краны-укосины.
На железных дорогах преимущественно применяются подвижные краны, за исключением плавучих кранов. К железнодорожным кранам относятся локомотивные и аварийные краны, а также небольшие краны для текущего содержания пути. Гусеничные и автомобильные краны могут работать с земли или быть установленными на железнодорожной платформе, последние могут также оснащаться комбинированным ходом.
Для привода рабочего оборудования используются бензиновые и дизельные двигатели внутреннего сгорания, в трансмиссии грузовой лебедки применяются гидравлические и пневматические передачи. Вид передачи в трансмиссии рабочего оборудования зависит от конструкции крана и механизма подъема груза (необходимость реверсирования лебедок, одновременного выполнения двух или более операций, частота выполнения рабочих операций). В составе трансмиссии применяют различного типа сцепные муфты, в том числе фрикционные дисковые и муфты с внутренними сжимающимися и внешними растягивающимися лентами, гидротрансформаторы.
Железнодорожные краны.
Железнодорожные краны — это грузоподъемное стреловое оборудование с поворотным кругом, смонтированное на ходовых рельсовых тележках стандартной или нестандартной ширины колеи. Все модели железнодорожных кранов самоходные, с большим вылетом стрелы и могут оснащаться ковшом драглайна, прямой и обратной лопаты, грейферными ковшами, грузовыми крюками, магнитными захватами, сваеобойным оборудованием.
На первых моделях железнодорожных кранов в качестве приводных устанавливали паровые и бензиновые двигатели, у современных моделей железнодорожных кранов — преимущественно дизельные приводные двигатели. В трансмиссии рабочего оборудования используются механические (зубчатые, цепные), электрические и гидравлические передачи. В двух последних случаях электродвигатели или гидродвигатели крановых механизмов подключаются к генератору или гидронасосу, непосредственно соединенными с приводным дизельным двигателем. Грузоподъемность железнодорожных кранов от 10 до 80 т.
Железнодорожные краны могут дополнительно оснащаться электрическим генератором для питания электромагнитного захвата и системы освещения и компрессором для питания пневматической тормозной системы и выносного путевого механизированного инструмента.
Монтируются железнодорожные краны обычно на двух двухосных ходовых тележках, в каждой из которых одна ось приводная. У легких моделей кранов одна ходовая тележка с двумя приводными осями. Зубчатые передачи механизма передвижения размещаются в закрытой коробке под рамой тележки и работают в масляной ванне. Скорость передвижения кранов от 1,5 до 30 миль/ч.
Поворотная платформа кранов монтируется на роликовом поворотном круге и может поворачиваться на 360°. Приводное и рабочее оборудование размещается на опорно-поворотной раме таким образом, чтобы уравновесить массу стрелы с грузом. В хвостовой части рамы устанавливается дополнительный противовес.
В зависимости от типа и назначения крана в составе его рабочего оборудования может быть две или три лебедки, одна из которых, обычно с червячным редуктором, предназначена для подъема и опускания стрелы. Основной грузоподъемный механизм состоит из двухбарабанной лебедки с независимым приводом каждого барабана, что позволяет работать с ковшом драглайна и грейфером. Скорость подъема груза от 100 до 225 футов/мин. В некоторых моделях кранов механизм подъема груза имеет дополнительный третий барабан. У многих кранов в центре опорно-поворотного роликового круга предусмотрен центрирующий шкворень. В современных моделях железнодорожных кранов этот шкворень заменен кольцевым большого диаметра полностью закрытого типа упорным подпятником.
У большинства железнодорожных кранов кабина крановщика расположена высоко, что обеспечивает хороший обзор при погрузке грузов в полувагоны. В одних моделях кранов сиденье оператора размещается сзади стрелы, в других — сбоку от нее. В конструкцию современных моделей кранов внесен ряд усовершенствований: в системе управления установлены гидравлические и пневматические сервомеханизмы, стрелы выполнены из высокопрочного материала, увеличена зона обзорности кабины, экипажная часть изготавливается в соответствии с техническими условиями для ходовых обустройств локомотивов, увеличенная колесная база улучшила распределение массы крана по осям и повысила безопасность эксплуатации, так как уменьшена вероятность схода с рельсов.
Железнодорожные краны широко применяются с грейферным ковшом — на погрузочно-разгрузочных работах с насыпными грузами, для загрузки и разгрузки вагонов, для уборки собранных в штабеля вдоль железнодорожных линий старых путевых материалов. При оснащении ковшами прямой лопаты и драглайна кранами можно выполнять различного рода земляные работы (устройство котлованов под фундаменты, обратная засыпка траншей, планировка поверхностей и др.), а также разгружать снег. Железнодорожные краны, оборудованные дополнительным электрическим генератором и магнитным захватом, применяются на работах по погрузке рельсов, скреплений, металлического лома. Этими кранами можно также производить погрузку и выгрузку рельсовых звеньев, блоков стрелочных переводов. С навесным копровым оборудованием они применяются на работах по забивке свай.
Кран для текущего содержания пути с экскавационным оборудованием прямой лопаты
Кран для текущего содержания пути с малым радиусом поворота хвостовой части
Кран для текущего содержания пути с копровой стрелой и дизель-молотом
При работе железнодорожных кранов в кривых необходимо принимать дополнительные меры предосторожности для обеспечения безопасности работ. В кривых с возвышением наружного рельса грузоподъемность кранов уменьшается на всех вылетах стрелы.
Платформы кранов поворачиваются реверсивной зубчатой передачей, скорость поворота изменяется от 2,5 до 7,0 об/мин.
Краны для текущего содержания пути.
Краны для текущего содержания пути могут быть отнесены к классу небольших самоходных железнодорожных кранов. Первоначально предназначавшиеся для выполнения работ по замене рельсов эти краны теперь используются практически на всех видах работ по текущему содержанию пути. Исполнительные механизмы этих кранов приводятся бензиновыми и дизельными двигателями внутреннего сгорания мощностью от 50 до 140 л. с. Транспортная скорость передвижения от 1,5 миль/ч на низших передачах до 28 миль/ч на высших передачах, грузоподъемность находится в диапазоне 7,5—12,5 т. Характерная особенность конструкции кранов — малый радиус поворота хвостовой части, что позволяет им работать на многопутных линиях и на путях грузовых дворов без занятия соседнего пути.
Оборудование для срезки кустарника, смонтированное на кране для текущего содержания пути
Штабелирование рельсовых звеньев автомобильным краном
Аварийный кран грузоподъемностью 200 тыс. фунтов на автомобильном шасси
Длина стандартной стрелы кранов 35 футов; она размещается в собранном виде на типовой четырехосной платформе прикрытия крана и дает возможность грузить рельсы стандартной длины 39 футов в полувагоны. Модель крана с удлиненной стрелой (55 футов), оснащенной траверсой с двумя разнесенными на расстояние 26 футов тормозной системой. Краны оснащены также и собственным механизмом передвижения со скоростью 3—4 мили/ч.
Гусеничные краны.
Гусеничные краны, так же как и аварийные краны, аналогичны по конструкции рабочего оборудования железнодорожным кранам, но благодаря гусеничному ходовому оборудованию могут передвигаться по пересеченной местности.
Машиностроительные фирмы изготавливают много типоразмеров гусеничных кранов. На железных дорогах обычно применяются небольшие гусеничные краны грузоподъемностью до 20 т. Они предназначены для механизации погрузочных работ на материальных базах, сортировочных станциях и грузовых дворах, для разгрузки вагонов, подъема путевых машин и оборудования. Передвигаясь по обочине пути, эти краны могут отрывать и очищать кюветы и водоотводные канавы, выполнять планировочные работы. Благодаря повышенной проходимости гусеничные краны имеют расширенную зону действия по сравнению с автомобильными.
Для выполнения линейных путевых работ гусеничные краны устанавливают на платформе материального поезда. Размещая по обе стороны платформы с краном пустые полувагоны, можно, например, краном подбирать с обочины пути старые рельсы и погружать их в вагоны. Если объемы погрузочных работ большие, то в состав материального поезда можно включать три установленных на платформе крана, два из которых задействовать на погрузке рельсов, а третий с магнитным захватом — для сбора скреплений. Аналогично расположенными на платформах гусеничными кранами можно выгружать на обочины пути новые рельсы, шпалы, блоки стрелочных переводов.
Автомобильные краны.
Автомобильные краны обладают большой маневренностью и мобильностью при работе их на обочинах пути и в полосе отвода. Использование этих кранов на линейных путевых работах ограничивается наличием примыкающих автомобильных, шоссейных и подъездных дорог. Некоторые модели автомобильных кранов могут передвигаться с большой скоростью и на большие расстояния по шоссейным дорогам, другие — имеют малые скорости передвижения. Автомобильные краны обслуживает один оператор, а в некоторых случаях, когда требуется одновременное выполнение двух операций — подъема груза и перемещения крана, два оператора — крановщик и водитель базового автомобиля.
Приводными двигателями на автомобильных кранах служат бензиновые и дизельные двигатели внутреннего сгорания. В некоторых моделях кранов привод рабочего оборудования (поворот платформы, подъем стрелы и подъем груза) выполняется от одного автомобильного двигателя. В других моделях кранов, помимо основного автомобильного двигателя, для привода крановых механизмов устанавливается дополнительный двигатель.
Хотя мощные автомобильные краны применяются на железных дорогах наравне с гусеничными, для выполнения большинства линейных путевых работ целесообразны легкие автомобильные краны. Существенное преимущество — их мобильность и возможность быстрого перебазирования с объекта на объект. Другое важное их преимущество — возможность выполнения большей части ремонтных путевых работ без нарушения графика движения поездов. Универсальность использования автомобильных кранов на железных дорогах повышается при оборудовании их комбинированным ходом. В этом случае они могут заменять гусеничные и железнодорожные краны для текущего содержания пути. С их помощью можно выполнять работы по реконструкции железнодорожных и автодорожных переездов, а также ряд работ по ликвидации аварий на железных дорогах.
Гидравлические краны.
В последние годы широкое распространение в крановых конструкциях, особенно в автомобильных кранах, получил гидропривод. Применение гидропривода позволило заменить на кранах традиционного типа решетчатые стрелы постоянной длины более легкими и универсальными телескопическими конструкциями. Гидравлические краны с телескопическими стрелами дают возможность легко и быстро изменять вылет стрелы и требуют значительно меньших затрат времени и средств на их транспортирование.
Гидравлический кран
Они также удобны при производстве погрузочно-разгрузочных работ в стесненных условиях с ограниченными по высоте габаритами, так как позволяют уменьшить вылет стрелы без ее подъема.
Некоторые машиностроительные фирмы выпускают гидрофицированное крановое оборудование, которое может монтироваться на различных базовых машинах. Фирма Hiab Granes and Loadezs Inc изготавливает легкое компактное гидравлическое крановое оборудование со сдвоенной шарнирной телескопической стрелой модели 650AW для установки на трехосном автомобиле и модели 650А — на железнодорожной платформе. Грузоподъемность крана модели 650AW на наибольшем вылете 9 футов 10 дюймов равна 2000 фунтов. Минимальный вылет стрелы крана 2 фута 4 дюйма, с дополнительной вставкой максимальный вылет стрелы может быть увеличен до 33 футов 2 дюймов. Ход выдвижения телескопической стрелы 16 футов 5 дюймов. При выполнении грузовых операций используются выносные гидравлические опоры, поэтому масса кранового оборудования составляет всего 1 т. Грузовой момент полноповоротного кранового оборудования модели 650А равен 43 тыс. фунтов·фут.
Вместе с краном фирма поставляет по требованию заказчика широкий ассортимент навесного рабочего оборудования: ковшовые и вилочные захваты, грейферные ковши, специальные захватные приспособления для труб и других грузов.
На железных дорогах применяются оба типа кранов — с гидравлическим и механическим приводом, каждый из которых имеет свою эффективную область применения.
Сменное навесное оборудование.
Основной вид сменного навесного оборудования к кранам — разнообразные рельсовые и шпальные захваты; захваты для крестовин стрелочных переводов, рельсовых звеньев. Универсальные рельсовые захваты, позволяющие одновременно поднимать несколько (2, 4 и 8) рельсов, повышают производительность кранов на погрузочно-разгрузочных работах. Грузоподъемные траверсы с прямоугольной жесткой рамой и четырьмя рельсовыми захватами, расположенными по ее углам, для рельсовых звеньев уменьшают трудоемкость погрузочных и укладочных работ. Помимо крановщика, при этом дополнительно требуется еще лишь один рабочий, направляющий траверсу на звено. При работе с длинномерными рельсовыми плетями как со сварными, так и с болтовыми стыками применяют подвешиваемые к крюку крана роликовые направляющие треугольного и прямоугольного сечения.
Из ковшового оборудования наиболее часто краны оснащают грейферными ковшами, которые применяются на различных работах: для погрузки щебня, угля, руды, зерна и других насыпных материалов. В районах с суровым климатом для расчистки снежных заносов применяют легкие грейферные ковши большой вместимости.
Для сбора и погрузки скреплений, противоугонов, рельсовых стыковых накладок, металлического лома широко применяются магнитные захваты. Инвентарные канатные и цепные стропы используются для погрузки рельсов, блоков стрелочных переводов, рельсовых звеньев, связок шпал.
Стальные канаты.
Стальные канаты применяются в трособлочных системах кранов, для грузоподъемных стропов и других целей. Это один из ответственных узлов крановых механизмов, поэтому требуются регулярные осмотры и освидетельствования, технический уход и своевременная замена при повреждениях.
Крановые канаты должны соответствовать техническим условиям, разработанным техническим комитетом Американской ассоциации железных дорог. Грузовые канаты должны обладать достаточной прочностью и упругостью, обычно они состоят из шести или восьми прядей по 19 и 37 проволок в каждой. Предел прочности проволок на разрыв у грузовых канатов должен быть не менее 220—250 тыс. фунтов/дюйм2 и у стрелоподъемных — не менее 70—80 тыс. фунтов/дюйм2.