 |
Башня башенного крана — это вертикальная несущая металлоконструкция, которая задает высоту подъема груза и воспринимает нагрузки от стрелы башенного крана, кабины управления крана, канатной системы и других верхних узлов. У кранов семейства КБ она обычно имеет решетчатое исполнение и собирается из отдельных секций. В состав башни могут входить портал, промежуточные секции, верхняя секция, оголовок, распорки, лестницы и площадки обслуживания.
Конкретная конструкция зависит от модели. Например, у КБ-403 используется поворотная башня переменной высоты, которую можно подращивать снизу дополнительными инвентарными секциями. У других башенных кранов сама башня остается неподвижной, а относительно нее вращается верхняя часть со стрелой. |
Для чего нужна башня башенного крана
Основная задача башни — поднять стрелу и рабочие механизмы на необходимую высоту и передать возникающие усилия к нижней части крана.
На башню действует не только собственный вес конструкции. Через нее проходят нагрузки от стрелы, подвешенного груза, ветра и динамических воздействий при пуске или торможении механизмов. Чем больше высота крана и вылет стрелы, тем заметнее влияние этих факторов.
Поэтому башню выполняют достаточно жесткой, но при этом стараются не делать излишне тяжелой. Решетчатая конструкция хорошо подходит для этой задачи: основные усилия воспринимают вертикальные пояса, а раскосы и поперечные связи не дают каркасу потерять форму.
Из каких частей состоит башня
Состав отличается у разных моделей, однако типичная секционная башня включает:
- портал или нижнюю опорную часть;
- рядовые промежуточные секции;
- верхнюю или головную секцию;
- оголовок;
- распорку;
- лестницы и переходные площадки;
- элементы крепления кабины;
- пальцевые, болтовые или фланцевые соединения.
Например, башня КБ-405 представляет собой четырехгранную решетчатую ферму и состоит из портала, нескольких промежуточных секций, верхней секции, оголовка и распорки. Вертикальные элементы соединяются раскосами, диагональными и поперечными связями.
У КБ-403 схема близкая: башня включает портал, инвентарные секции и верхнюю часть с оголовком. В технических описаниях для разных исполнений КБ-403, КБ-403А и КБ-403Б указывается от двух до пяти или шести устанавливаемых секций.
Как устроена секция башни
Секция представляет собой отдельный пространственный фрагмент решетчатой конструкции. Обычно она имеет четыре вертикальных пояса, соединенных горизонтальными элементами и раскосами.
Именно пояса воспринимают значительную часть вертикальных и изгибающих нагрузок. Раскосы связывают их между собой и помогают сохранять геометрию секции при действии боковых усилий.
Для КБ-403 встречается конструкция из стальных труб: четыре вертикальные трубчатые стойки соединяются более тонкими трубчатыми раскосами. Такое решение обеспечивает необходимую жесткость при сравнительно небольшой массе металлоконструкции.
Секции должны точно стыковаться между собой. Если при монтаже появляется перекос, нагрузка начинает распределяться иначе, чем предусмотрено конструкцией. Поэтому состояние стыков имеет не меньшее значение, чем целостность самих труб и раскосов.
Как секции соединяются между собой
Способ соединения зависит от конкретного крана. Используются фланцы с болтами, пальцевые узлы и другие разъемные соединения, предусмотренные заводской конструкцией.
Например, у КБ-405 секции стыкуются при помощи фигурных фланцев и фиксируются болтами. Такая форма соединения связана в том числе с системой подращивания: элементы должны свободно проходить через направляющие портала.
Соединение должно сохранять положение секций относительно общей вертикальной оси. Ослабление болтов, износ отверстий или деформация стыков постепенно увеличивают люфт и могут сопровождаться ударами при изменении нагрузки.
При осмотре поэтому проверяют не одну заметную трещину или раскос, а весь стык целиком.
Для чего нужен портал башни
Портал находится в нижней части башни и связывает ее с основанием или поворотной платформой. На кранах с подращиванием снизу у него есть еще одна важная функция — через портал в конструкцию вводят новые секции.
У КБ-403 портал установлен на поворотной платформе. Его конструкция позволяет пропускать секции башни при увеличении высоты крана. Башня при этом последовательно поднимается, а новая секция устанавливается снизу.
Для такой операции используются направляющие, монтажные устройства и полиспаст. В патентном описании системы подращивания также указываются портал с проемом для ввода секции, направляющие и траверса, связанная с канатным полиспастом.
Таким образом, портал одновременно работает как несущий элемент и как часть монтажной системы.
Что находится в верхней части башни
Верхняя часть отличается от обычной рядовой секции. Здесь располагаются точки крепления стрелы, кабины, распорок и элементов канатной системы.
На вершине устанавливается оголовок. Через расположенные на нем блоки могут проходить грузовые или стреловые канаты, а сам оголовок участвует в передаче усилий между стрелой, расчалами и башней. Одним из элементов грузоподъемной системы является крюк 17 Б с гайкой, рассчитанный на соответствующую грузоподъемность.
У КБ-403 конструкция головной части менялась в зависимости от модификации. В более поздних исполнениях головная секция стала разборной, а устройство и оснащение оголовка отличалось от более ранних кранов этой серии.
Эта зона испытывает переменные нагрузки при каждом подъеме и перемещении груза, поэтому соединения верхней секции и оголовка требуют регулярного контроля.
Как крепится кабина
Кабину машиниста располагают в верхней части башни так, чтобы оператор хорошо видел стрелу, грузовую тележку, крюк и рабочую площадку.
На КБ-403 кабина закреплена в верхней части башни рядом с местом установки стрелы. Для разных вариантов крана применялись исполнения кабин, рассчитанные на соответствующую высоту установки.
При этом сама башня должна обеспечивать безопасный доступ наверх. Для этого секции оснащаются лестницами, площадками и ограждениями.
Требования к средствам доступа и защите персонала на башенных кранах отдельно устанавливает ГОСТ 32576.3-2021. Стандарт охватывает лестницы, площадки, ограждения и другие средства, необходимые при эксплуатации, осмотре, монтаже и ремонте крана.
Как увеличивается высота башни
Секционная конструкция позволяет изменять высоту крана без изготовления новой башни. В зависимости от модели секции добавляются снизу или сверху.
Для КБ-403 используется подращивание снизу. Башню приподнимают относительно портала, в освободившееся пространство вводят очередную инвентарную секцию, соединяют ее с существующей конструкцией, после чего башня получает новую рабочую высоту. Такая операция повторяется необходимое число раз в пределах исполнения конкретного крана.
Преимущество этой схемы в том, что монтаж дополнительной секции выполняется возле нижней части башни, а не на ее вершине.
Но увеличивать высоту произвольно нельзя. Количество секций, схема канатов, ветровой район и грузовые характеристики ограничены документацией конкретной модели.
Поворотная и неповоротная башня: в чем разница
Башня башенного крана может быть поворотной или неповоротной.
У крана с поворотной башней вместе с ней относительно нижней рамы вращаются стрела, кабина и связанные верхние конструкции. Такая схема применяется, например, у КБ-403. Поворот происходит через установленное в нижней части опорно-поворотное устройство в состав которого входит редуктор поворота У3515.
У кранов с неповоротной башней вертикальная конструкция остается неподвижной. Вращается только верхняя поворотная часть со стрелой и противовесом.
Из-за этой разницы меняется распределение узлов и нагрузок, однако сама функция башни остается одинаковой — удерживать рабочую часть на заданной высоте и передавать усилия к основанию.
Какие нагрузки воспринимает башня
Во время работы на башню одновременно действует несколько видов усилий.
Собственный вес и вес верхних элементов создают постоянную вертикальную нагрузку. Поднимаемый груз вместе со стрелой формирует изгибающий момент. Ветер действует на большую площадь решетчатой конструкции, а разгон и торможение механизмов создают дополнительные динамические воздействия.
Особенно важен вылет. Один и тот же груз создает разную нагрузку в зависимости от расстояния между крюком и осью крана. Чем дальше груз находится от башни, тем больше момент.
По этой причине исправность металлических элементов нельзя оценивать только по тому, выдерживает ли кран массу груза в данный момент. Накопившаяся деформация, трещина или ослабленный стык могут проявиться сильнее при другом положении стрелы или порыве ветра.
Какие повреждения встречаются у башни
Основные проблемы связаны с металлоконструкцией и соединениями. Во время осмотров обращают внимание на:
- трещины в сварных швах;
- погнутые стойки и раскосы;
- следы коррозии;
- ослабление болтовых соединений;
- износ пальцев и отверстий;
- деформацию фланцев;
- повреждение лестниц и площадок;
- нарушение геометрии отдельных секций;
- состояние креплений кабины и оголовка.
Отдельно проверяют секции после монтажа, демонтажа или транспортировки. Даже сравнительно небольшая деформация раскоса может быть признаком того, что элемент получил нагрузку, на которую не был рассчитан.
Самостоятельно выправлять или переваривать несущие элементы без установленной технологии ремонта нельзя. После вмешательства меняются характеристики металлоконструкции и сварных соединений.
Почему важна вертикальность башни
Башня должна занимать расчетное положение относительно основания. Если вертикальная ось заметно отклоняется, усилия распределяются неравномерно даже без поднятого груза.
Причиной могут быть проблемы рельсового пути или фундамента, ошибки монтажа, деформация секций либо неправильная сборка соединений. На передвижных кранах также проверяют состояние ходовой части и положение рельсов.
Небольшой перекос наверху становится гораздо заметнее из-за большой высоты конструкции. Поэтому геометрию контролируют не только визуально.
Что проверяют при обслуживании башни
Башню осматривают по всей высоте, начиная с нижних соединений и заканчивая оголовком. Важно проверить не только металл, но и все элементы доступа, крепления и соединения.
Особое внимание уделяют местам, где нагрузка меняет направление: стыкам секций, креплению портала, верхней секции, опорам стрелы и участкам установки распорок. Здесь чаще возникают повышенные местные напряжения.
После изменения высоты крана дополнительно контролируют правильность установки новой секции и фиксацию соединений. Требования к устройствам монтажа и подращивания башенных кранов устанавливаются ГОСТ 33170-2014.
Как устроена башня башенного крана в целом
Башня башенного крана представляет собой не одну длинную колонну, а систему связанных между собой элементов. Портал соединяет ее с нижней частью крана и может участвовать в подращивании, рядовые секции формируют необходимую высоту, а верхняя секция и оголовок служат для установки стрелы, кабины и канатных элементов.
Решетчатая конструкция позволяет получить высокую жесткость без чрезмерного увеличения массы. При этом надежность башни зависит от состояния не только основных труб или балок, но и раскосов, фланцев, болтов, пальцев и сварных швов.
Для кранов семейства КБ особенно важна исправность секционных соединений: башня собирается из отдельных элементов и в процессе эксплуатации может изменять высоту. Поэтому правильный монтаж и регулярный контроль металлоконструкции напрямую влияют на устойчивость и безопасную работу всего башенного крана.