Козлові суднові крани для лихтеровозов
Призначені для навантаження і вивантаження ліхтерів на крупнотоннажных судах з великим осіданням (лихтеровозов).
Ліхтер – плавучий засіб у виді баржі, на якій розміщаються один чи кілька контейнерів
Малюнок – Схема суднового козлового крана, установлюваного на лихтеровозе
1 – загарбна балка для ліхтерів з кутовими поворотними замками 2 з Т-образными голівками (багнетами), що забезпечують захоплення ліхтерів;
3 – механізм підйому;
4 – верхні блоки поліспаста, що переміщаються в напрямних;
5 – пружинно-гідравлічний пристрій, що виключає слабину у вантажних канатах;
6 – зубцювата рейка, жорстко прикріплена до корпуса судна 7 протягом усієї його довжини;
8 – шестірня рейкової передачі механізму пересування крана 9, що забезпечує відсутність пробуксовки ходових коліс.
Технічна характеристика крана-лихтеровоза
виробництва ПО «Азовмаш» м. Маріуполь
Q=500т; 
=0,5...4…4 м/хв
L=21,336м; mкр=640т;
Vк=0,3...60…60 м/хв кут крену, Що Допускається, [?]=3°
Пристрої проти викрадення (захоплення)
Призначені для запобігання викрадення кранів вітром неробочого стану (тиск вітру понад 25·105 Па). Вони включаються від приладу, за допомогою якого автоматично виміряється чи тиск швидкість вітру.
Протиугінні захоплення можуть бути з ручним чи механічним приводом. Недоліком ручних захоплень є великі витрати часу для їхнього включення
Малюнок – Рейкове захоплення з ручним приводом
1 – рейка;
2 – губки захоплення;
3 – рукоятка;
4 – елемент конструкції крана.
При установці приводних захоплень варто передбачати ручні захоплення на випадок виходу з ладу автоматичних.
Захоплення з механічним приводом поділяються на що самозатягуються і захоплення з примусовим затисненням головки рейки. Що самозатягуються приводяться в дію пружиною, а зусилля затиснення виникає в результаті сил тертя між поверхнями головки рейки і захоплення.
Автоматичними називаються такі пристрої проти викрадення, що приходять у робоче положення при знеструмленні крана автоматично (ПУ клинового типу), наприклад ПУ клинового типу зворотної дії.
Робота ПУ завжди сблокирована з роботою механізму пересування крана. При включенні механізму пересування електричною схемою передбачено, що спочатку відключиться пристрій проти викрадення, а після визначеної витримки часу, включається механізм пересування і навпаки, при необхідності включення ПУ спочатку відключається привод механізму пересування, тобто кран загальмовується, а після витримки часу (6-8 сек) включається ПУ.
Малюнок – Конструктивна схема клинового пристрою проти викрадення
1 – піднімальна лебідка;
2 – важкий клин;
3 – ролики;
4 – стяжна пружина;
5 – важелі;
6 – осі хитання важелів;
7 – губки з насічками
b>>a – виграш у силі
Після подачі датчиком чи швидкості тиски вітру команди на відключення основних кранових механізмів включення гальма і пристрою проти викрадення піднімальна лебідка 1 опускає клин 2, що впливає на ролики 3, верхні кінці важелів 5 розходяться за рахунок їхнього повороту щодо осі 6, головка рейки виявляється затиснутої губками 7. Наявність пружини 4 гарантує деяке обмеження зусилля затиснення рейки й охороняє захоплення від ушкоджень.
Розрахунок пристроїв проти викрадення. Визначення зусиль викрадення крана.
Малюнок – Схема дії сил на кран при викраденні його вітром
Пристрої проти викрадення кранів розраховують на дію тільки статичних сил, тобто розраховують з умови утримання нерухомо коштує крана від викрадення його вітром великої сили. Якщо пристрої проти викрадення включаються в той час, коли кран під дією сили вітру придбав деяку швидкість, усилие викрадення зростає, тому що в момент стопорения виникають інерційні навантаження і стопорне зусилля, що розвивається пристроєм проти викрадення, може виявитися недостатнім.
Зусилля, що сприймають ПУ крана, називається зусиллям викрадення (угонной силою). Це зусилля не дорівнює вітровому навантаженню, що діє на кран, тому що вільному переміщенню крана під дією вітру перешкоджають сили тертя (між колісьми і рейкою, у цапфах осей і ін.) і гальмові зусилля, у своїй сукупності складові опір зрушенню. У той же час зусилля викрадення буде збільшуватися, якщо кран коштує на похилих шляхах і вітер буде діяти в напрямку ухилу.
За розрахунковий випадок приймається таке сполучення навантажень, що дає найбільше значення сили викрадення, тобто
,
де 
– повне вітрове навантаження діюча на кран при вітрі неробочого стану;
– повний опір від тисків на ходові колеса, обумовлене ухилом підкранової колії;
– опір зрушенню крана.
При істотно різних навантаженнях і опорах руху, що діють на опори крана, визначення зусилля викрадення повинне вироблятися для однієї найбільш навантаженої опори
, (1)
де q – динамічний тиск вітру, Па=Н/м2;
А – навітряна площа, м2;
С – аеродинамічний коефіцієнт;
К – коефіцієнт, що залежить від висоти, на якій розташована навітряна площа;
n – коефіцієнт, що враховує метод розрахунку металоконструкції на міцність.
Уся територія СНД розбита на 7 районів по вітрових навантаженнях з межами q=270…1000Па.
Опір від тисків на ходові колеса, обумовлене ухилом шляху
,
де i – відносний ухил, i=tga, a – кут нахилу;
– вага крана.
Опір зрушенню
З формули (1) видно, що зусилля викрадення буде тим більше, ніж меншим буде опір зрушенню. Задача зводиться до визначення цього найменшого значення.
При обліку тільки статичних сил, що діють на нерухомий кран, можливі наступні ситуації, що визначають розрахункові випадки
1 Механізм пересування крана (опори) загальмованийі; кранові рейки сухі. Угонное зусилля для того, щоб зрушити кран, повинне перебороти сили тертя опору, створювані гальмами механізму пересування
,
де 
– опір руху крана від сил тертя;
– сила опору гальмування крана, приведена до поверхні качения колеса.
Малюнок – Схема дії сил на ходову частину крана при дії гальмового моменту і сил тертя
Опір руху крана від сил тертя.
Найменше значення буде у випадку пересування крана без вантажу при нерухомому візку при вітрі уздовж підкранової колії, без обліку тертя реборд і рейки Q=0; kp=1 (коефіцієнт тертя реборд об рейки)
Сила гальмування при подоланні приводними колісьми номінального гальмового моменту, створюваного гальмами механізму пересування крана
Для визначення Wсдв розглянемо 2 случаючи:
1 Загальмовані приводні колеса обертаються (тобто шків під колодками провертається), але загальмована тільки половина приводних коліс Q=0; kp=1 (коефіцієнт тертя реборд об рейки)
,
де 
– сили опору неодружених і приводних коліс
; 
2 Загальмовані колеса не обертаються, а сковзають юзом і загальмована половина приводних коліс Q=0; kp=1
;
де μ – приведений коефіцієнт тертя ковзання підшипників ковзання, f=0,015
d – діаметр цапфи;
D– діаметр колеса;
nхол – кількість неодружених коліс;
nпр – кількість приводних коліс;
nобщ – загальне число коліс;
f1 – коефіцієнт тертя між колесом і рейкою, f1 =0,11.
Цю силу гальмування кран може розвити за умови достатнього зчеплення приводних коліс з рейками, тобто при наявності нерівності
2 Другий розрахунковий випадок
Механізм пересування крана (опори) загальмованийі; кранові рейки мокрі. Угонное зусилля для того, щоб зрушити кран, повинне перебороти сили тертя обертових неприводних коліс і сили тертя ковзання загальмованих коліс по рейках. Це ситуація, коли 
.
Коефіцієнт зчеплення може зменшитися на мокрих чи обмерзлих рейках, при влученні на них олії й ін.
У цьому випадку опір зрушенню складається з опору від сил ковзання загальмованих коліс по рейках Wск і сил тертя неприводних коліс 
Малюнок – Схема дії сил на ходову частину крана при заклинених приводних колесах
Опір від сил ковзання загальмованих коліс по рейках
,
де 
– вага крана без вантажу, сприймана приводними колісьми;
– коефіцієнт тертя ковзання необертового колеса по мокрій рейці; =0,11...0…0,13
Опір від сил тертя неприводних коліс
,
де 
– вага крана без вантажу, сприймана неприводними колісьми.
Визначення зусиль у захопленнях і ваги клина
Гнітюче число конструкцій ПУ засновано на утриманні крана від викрадення за рахунок сил тертя між губками важелів ПУ і голівкою підкранової рейки.
Для надійного утримання крана необхідно, щоб
,
де 
– сила тертя між губками і головкою рейки;
z – кількість ПУ на крані;
до3 – коефіцієнт запасу; до3=1,2
Малюнок – Схема визначення зусилля натискання губок на рейку
Необхідне зусилля натискання губок важелів на рейку
;
де f2 – коефіцієнт тертя губок важелів ПУ об бічні поверхні рейки; для губок із сирої сталі без насічки f2=0,15, для загартованих губок з насічкою f2=0,35 (нова насічка), f2=0,2 (притуплена насічка), 
.
Силу Т, що діє на кінці важелів визначимо, узявши суму моментів сил щодо осі шарніра важеля SМ0=0 без обліку Gp
Малюнок – До визначення зусиль Т и Fпр.
,
де 1,05 – коефіцієнт запасу;
a,b,c – плечі важелів;
Fпр – зусилля в пружині;
ηш – кпд, що враховує втрати в опорах (шарнірах) важелів; при опорах качения ηш =0,96, при опорах ковзання ηш =0,9.
Зусилля натискання пружини Fпр, що при піднятому клині повинне чи зводити розводити важелі з крайніх положень. Найгіршим положенням важеля буде таке його положення, коли центр ваги знаходиться від осі обертання важеля SМ0=0
,
де 
– коефіцієнт запасу натискання пружини, враховує втрати на тертя в шарнірах важелів і випадкові опори, =1,5...2…2;
–вага важеля.
Нормальна сила натискання на ролик
,
де ρпр – приведений кут тертя роликів;
a – кут нахилу робочої поверхні клина до вертикалі, a=5...15.…15
Вага клина
Необхідна загальна площа губки важеля
,
де [sдив] – напруга зминання, що допускається
Стрілові самохідні крани
1 Загальні зведення
Стрілові самохідні крани широко застосовуються на вантажно-розвантажувальних роботах, при монтажі устаткування й у промисловому і цивільному будівництві. До них відносяться за ДСТ 22827-85 автомобільні КА і пневмоколесные КП, гусеничні КГ, крани на спеціальному шасі КШ, короткобазовые КК залізничні, на базі тракторів і екскаваторів, крани-трубоукладачі , а також крани-маніпулятори, на які ДСТ не поширюється.
Умовні позначки стрілових самохідних кранів загального призначення за ДСТ 22827-85
ХХ – вид крана: кран стрілової самохідний загального призначення – КС
Х – розмірна група по вантажопідйомності:
| Розмірна група | |||||||||
| Вантажопідйомність, т | 6,3 | >100 |
Х – ходовий пристрій: 1 – гусеничне з мінімально припустимою поверхнею гусениць; 2 – гусеничне зі збільшеною поверхнею гусениць; 3 - пневмоколесное; 4 – спецшасси автомобільні типи; 5 – шасі вантажного автомобіля; 6 – трактор; 7 – причіпний ходовий пристрій; 8 – короткобазовое шасі; 9 – резерв.
Х – виконання стрілового устаткування: із гнучкою підвіскою – 6; з жорсткою підвіскою – 7, 8,9 – резерв.
Х – порядковий номер моделі: 1,2,3,4,5,6,7,8,9.
Х – чергова модернізація: перша А; друга Б и т.д.
Х – кліматичне виконання: холодний клімат – ХЛ; тропіки – Т; тропіки вологі – ТВ.
Приклад умовної позначки крана стрілового самохідного:
КС–4361АХЛ
Переваги стрілових самохідних кранів
- маневреність у роботі;
- незалежна енергетична установка;
- різноманітність стрілового і загарбного устаткування (прямі стріли, стріли з гуськом, гаки, грейфери, кліщові захвати, магніти)
Самохідні стрілові крани мають механізми підйому, зміни вильоту і повороту.
Загальний пристрій
На шасі звичайного вантажного чи автомобіля пневмоколесного крана або на гусеничній чи рамі залізничній платформі встановлений опорно-поворотний пристрій з поворотною платформою крана.
Опорно-поворотний пристрій виконують у виді кулькових чи роликових одне- чи багаторядних опорно-поворотних кіл, що мають зовнішнє чи внутрішньо зачеплення. Шестірня механізму повороту знаходиться в зачепленні з зубцюватим вінцем, закріпленим на шасі. Кабіна крановика може розташовуватися як на поворотній платформі, так і на неповоротній частині шасі. Якщо керування всіма механізмами здійснюється з кабіни, розташованої на поворотній платформі, керування механізмом підйому може дублюватися в кабіні водія. Щоб при підйомі вантажу розвантажити ходову частину крана (колеса автомобільних і пневмоколесных кранів, ресори) і підвищити його стійкість, шасі самохідних стрілових кранів забезпечуються выносными опорами (аутригерами).
На поворотній платформі розташовані лебідки підйому (крюковая, іноді грейферна), зміни вильоту і механізму повороту.
По конструкції стрілового устаткування розрізняють крани з гнучкої (канатної) підвіскою стріли і з жорсткою підвіскою стріли – телескопічні, котрі є основним устаткуванням для кранів з гідроприводом. У залежності від умов роботи крани постачають стріловим устаткуванням: основною стрілою, що може бути постійної чи довжини висувний (телескопічної чи з канатно-блоковим механізмом висування); подовженою стрілою; стрілами з гуськами; різними модифікаціями башенно-стрелового устаткування. Подовжена стріла відрізняється від основний тем, що в місці рознімання основної стріли встановлюють одну – три додаткові секції.
Механізм зміни вильотув кранів із гнучкою підвіскою стріли - полиспастный, з жорсткою підвіскою – за допомогою гідроциліндрів, обов'язкова установка чи упорів інших пристроїв, що охороняють стріли від запрокидывания.
Номінальну вантажопідйомність указують при роботі з основною стрілою на найменшому вильоті. При роботі з додатковим стріловим устаткуванням вантажопідйомність кранів знижується, змінюються його вантажні і висотні характеристики, у цьому випадку для збільшення швидкості підйому змінюють запасування поліспаста. Для більшості кранів передбачається робота грейфером, для дизель-електричних – магнітом.
Приводможе бути: дизель-механічний, дизель-електричний, дизель-гідравлічний і комбінований. Привод може бути індивідуальним і групової.
Керування механізмамиможе бути механічним, пневматичним, електричним, гідравлічним чи комбінованої.
Відповідно до Правил і ДСТ 22827-85 стрілові крани повинні бути обладнані приладами безпеки: обмежником вантажного моменту, що має пристрій для переключення крана на роботу відповідно до обраної вантажної характеристики; приладом, що включає звуковий сигнал оповіщення про наближення стріли до проводів, що знаходяться під напругою, чи електромережі ліній електропередач, елементом, що запобігає включення механізму повороту, якщо поворотна частина зафіксована й ін.