Tornkran ( Eng. Tower crane , franska Grue à tour ) är en roterande kran av focktyp med en pil fäst högst upp i ett vertikalt placerat torn [1] . I mobilkranarnas maskinpark är deras andel cirka 18 % [2] .
Den första prototypen av tornkranar av den moderna typen dök upp 1913 : kranen, skapad av Julius Wolf, hade en skivspelare placerad på toppen av tornet. Femton år senare, 1928, konstruerades och byggdes den första tornkranen med balkbom och 1952 med lyftbom [3] .
Tornkranar började användas på byggarbetsplatserna i landet under åren av de första femårsplanerna. De första sovjetiska tornkranarna tillverkades 1936 . Före det stora fosterländska kriget var flottan av tornkranar i Sovjetunionen cirka 200 enheter, och deras årliga produktion under dessa år var flera dussin [4] .
Efter kriget i Sovjetunionen producerades mer än 75 % av alla tornkranar av fabrikerna i Narkomstroydormash som grundades i februari 1946 [4] .
Fram till 1960 tillverkades kranar huvudsakligen av icke-specialiserade företag, vilket ledde till en mångsidig maskinpark. År 1960 , istället för de 80 modeller av tornkranar som fanns på den tiden, utvecklade huvudindustriinstitutet VNIIStroydormash ett antal enhetliga kranar från åtta grundstorlekar [4] .
Samtidigt genomfördes en planerad organisation för produktion av enhetliga mekanismer vid specialiserade kranbyggnadsföretag. Hon tillät samtidigt:
Krankonstruktioner har ständigt förbättrats, nya modeller har dykt upp, prestanda har förbättrats och omfattningen av tornkranar har utökats [5] . Om de första kranarna hade en lyftkapacitet på 0,5 ton till 1,5 ton , en lyfthöjd på 20 till 30 m , så fanns det på 1980-talet kranar med en lyftkapacitet på upp till 50 ton , med en lyfthöjd på upp till 150 m [5] . Under perioden 1976 till 1980 dök det upp kranar av den femte och sjätte storleksgruppen ( KB-504 , KB-674 , KB-675 , KB-676 ), som hade högre tekniska egenskaper [4] . I mitten av 1980-talet påbörjades förberedelser i landet för utveckling av ett antal modulkranar (KBM-301, KBM-401 , KBM-571) [6] .
I början av 1980 -talet fanns det 28 specialiserade kranbyggnadsföretag [6] i RSFSR , ukrainska SSR och georgiska SSR [5] i landet . Separata satser av kranar tillverkades i den kazakiska SSR [7] .
Varje år i början av 1980 -talet producerade kranbyggande företag upp till 3 tusen kranar [5] och 1985 - omkring 4 tusen [6] . Dessutom översteg efterfrågan från byggbranschen produktionsvolymen med tusen enheter [6] . Omkring 50 tusen tornkranar [5] [6] av 120 olika modeller [8] var i drift på Sovjetunionens territorium .
Med slutet av perestrojkan , Sovjetunionens kollaps och början av ekonomiska reformer , upplevde både krantillverkningsindustrin och byggindustrin svåra tider: vissa kranar fördes till lagerbaser, andra var malpåse och ytterligare andra skickades för skrot. . Både antalet krantillverkare och deras produktionsvolymer har minskat [6] .
Av alla före detta sovjetrepubliker tillverkas för närvarande tornkranar i Vitryssland, Ryssland och Ukraina. I resten av de tidigare republikerna i Sovjetunionen, såsom Kazakstan , finns det idag ingen egen tillverkning av tornkranar och alla tornkranar importeras från utlandet [9] .
Stadig tillväxt i produktionen av tornkranar i Ryska federationen skisserades först efter den ekonomiska krisen i augusti [10] . Så från och med 2004 verkade åtta tillverkare i Ryssland. Året därpå, sju [10] , och 2007 ökade antalet tillverkare till nio [11] .
På senare tid har importen till Ryssland av kranar från utlandet ( Tyskland , Frankrike , Spanien , Italien , Kina , etc.) ökat [6] . År 2005 var andelen importerade kranar: på den ryska marknaden - 40 % (varav en fjärdedel är nya) [10] . I Kazakstan, av alla tornkranar som importerades till landet 2005, är de flesta (69,6 %) kranar från Kina, medan andelen ryska kranar på den kazakiska marknaden var 11,3 % [9] . Kostnaden för en ny tornkran tillverkad i Ryska federationen är från 9 till 14 miljoner rubel. Den europeiska kranen (liknande egenskaper) är 25-50% dyrare. Kostnaden för kranar tillverkade i Kina varierar från 20 till 190 tusen dollar [9] .
Enligt Gosgorpromnadzor , i Ukraina (från och med 1 januari 2008 ) var 5336 tornkranar i drift, varav de flesta tillverkades under sovjettiden [12] [13] . På Rysslands territorium registrerades i början av 2000-talet 24477 tornkranar [14] . I Vitryssland (data från republikanska Promatomnadzor) 2007 arbetade 1100 tornkranar, de flesta av dem har tjänat sin tid [15] .
Huvudsyftet med en tornkran är att betjäna territoriet för byggarbetsplatser för byggnader och strukturer, lager, deponier, lastning och lossning av material från transport - när man utför konstruktion och installation samt lastning och lossning [16] [17] .
Samtidigt producerar tornkranen arbetsrörelser: ändra räckvidden, lyfta bommen, vända och flytta kranen [17] . Att ändra bommens räckvidd, beroende på dess typ, görs antingen genom att höja eller sänka bommen, eller genom att flytta lastvagnen längs bommen [16] .
Lyftning av laster utförs med hjälp av en lastvinsch, ett lastrep och en krokklämma. Kranens vriddel roterar i förhållande till den fasta delen med hjälp av en vridmekanism. De är förbundna med en svänganordning (förkortning OPU), som överför vertikala och vältande laster från den svängbara delen till den icke svängbara ramen [17] .
Huvudmekanismerna för tornkranar är utrustade med speciella säkerhetsanordningar som kallas begränsare, som är utrustade med: mekanismen för att lyfta lasten, vrida kranen, flytta lastvagnen och lyfta bommen. Styrningen av dessa kranmekanismer utförs av kranföraren från kontrollhytten [16] , som i regel är installerad i den övre delen av tornkonstruktionen [17] .
Efter överenskommelse särskilja:
Beroende på möjligheten till rörelse finns det:
Som löpenhet i mobila tornkranar används:
Enligt deras designegenskaper särskiljs två grupper av kranar också: "klassiska" tornkranar (med tornhuvud) och huvudlösa. Dessutom tillverkas snabbmonterade tornkranar , vars montering utförs på kortast möjliga tid, utan steeplejackarbete och extrautrustning.
Varje tornkran består av följande delar:
För att utföra grundläggande operationer är kranen utrustad med lämpliga mekanismer : vinschar , block och kättingtelfer [16] .
Krantornet för allmänna ändamål har antingen en teleskopisk struktur eller en gitterstruktur, av två typer: svängande och icke-svängande. På hög höjd kan den byggas upp (uppifrån) och växa upp (underifrån). En krokupphängning används som den huvudsakliga lasthanteringskroppen. Sådana kranar är för det mesta gjorda i en mobil version på ett järnvägsspår, och deras design gör att de snabbt kan monteras och demonteras och transporteras vidare till en annan anläggning [20] .
Kranar för höghus är gjorda i bifogad design. Utformningen av en sådan kran vilar på marken och på stommen av byggnaden under uppförande [20] (med hjälp av hängslen) [21] .
Till kranar för höghusbyggnad hör även jack-up kranar, ibland kallade krypkranar [20] . En kran av denna typ installeras på strukturerna i byggnaden som byggs upp och rör sig sedan, med sina egna mekanismer, periodvis vertikalt uppåt (en eller flera våningar) - när byggnaden som byggs växer [22] . I monolitiska byggnader under uppbyggnad förlitar sig jack-up-kranen på speciella fönster i hisschaktens väggar . Under byggandet av prefabricerade armerade betongbyggnader är stödet för kranen cellerna (metall eller armerad betong) i byggnadsstommen [23] . Kranen kan lyftas med en vinsch placerad vid basen av tornet, eller med en speciell hydraulisk förlängningsmekanism. Fördelarna med denna typ av tornkranar är: förmågan att arbeta i sluttningar och i trånga förhållanden, samt möjligheten att säkerställa konstruktionen av en byggnad med en komplex konfiguration (i termer av) med en kran [23] . En av huvudbegränsningarna för en sådan kran (i höjdled) är vinschens repkapacitet, och den största nackdelen är svårigheten att demontera efter att konstruktionen är klar.
Lastkranar utförs på basis av och med hjälp av kranenheter för allmänna ändamål [18] .
ArbetspilSom arbetsbom på en tornkran kan en hammarformad (huvudlös kran) eller upphängd bom (med styv stag av separata stänger, eller på en flexibel repupphängning) användas. Strukturellt kan bommen vara en balk, lyft [17] eller kombinerad ledad bom, gjord av rör (liten eller stor diameter), böjd profil eller vinklar. Kranbommar är gjorda i sektioner, vilket förenklar montering och transport, och ger även mångsidighet i konstruktioner [17] .
Beam ArrowEn bom av balktyp är en metallstruktur med kvadratiskt, triangulärt eller rektangulärt tvärsnitt [23] . Bommen består av två remmar, längs vars nedre remmar (längs hela bommen) en lastvagn rör sig. Bommen kan monteras antingen horisontellt eller i vinkel (mellan 30° och 45° [24] ). Vid installation i vinkel kan vagnen flyttas längs bomkorden, eller styvt fixeras i dess ände [5] .
Räckvidden för en sådan pil ändras genom att flytta vagnen med en hängande last längs styrbalkarna på en fast bom [17] .
LyftbomLyftbommen (växlingsbommen) är en rumslig metallkonstruktion [17] med kvadratiskt, triangulärt eller rektangulärt tvärsnitt [23] . Strukturen är fäst vid tornet med hjälp av ett stödgångjärn. I slutet av bommen finns block som kan exploderas med hjälp av en balanserare som ansluts till bommens huvud. Samtidigt är lasten ständigt upphängd från block utrustade med lastrep . En pil av denna typ sätts snett mot horisonten. Genom att flytta den med en last hängande från blocken ändras dess räckvidd - med den tillåtna lutningsvinkeln [17] [23] .
Fördelar med denna typ av pilar: enkel design [4] . Jämfört med kranar utrustade med till exempel balkbommar, visar lyftbommar bättre manövrerbarhet i trånga utrymmen och är mer tekniskt avancerade och bekväma att tillverka och använda. Med lika egenskaper är en sådan tornkran lättare (upp till 20%) än en kran med balkbom [23] .
Nackdelar: när du ändrar räckvidden har bommen inte förmågan att flytta lasten horisontellt, och lastens horisontella hastighet blir låg och ojämn. Dessutom tillåter inte bommar av denna sort att täcka hela serviceområdet från ett kranställ, till exempel nära själva kranens torn [23] .
Ledad bomPilen tillhör typen av kombinerad, har formen av en streckad linje [23] . Strukturellt består den av två huvuddelar: huvudet (roten) och huvudet. Huvuddelen kallas gås. En kran utrustad med en sådan pil har två krokupphängningar. Räckvidden för en ledad bom ändras antingen genom att lyfta hela bommen, eller genom en kombination av lyftrörelser med ytterligare rörelse längs lastvagnens bom [5] . Pilar av denna sort används för att öka höjden på kranen och krokens räckvidd [23] .
Torn och rotatorKrantornet är en teleskopisk (rörformig struktur gjord av ett rör med stor diameter), eller en gallerkonstruktion gjord av hörn eller rör med liten diameter [17] .
Enligt rotationsmetoden kan krantornet vara toppsvängande (med fast torn och vändhuvud) och bottensvängande (med vändskiva eller vändskiva) [5] [20] .
Enligt monteringsmetoden kan krantorn göras omonterade, demonterade på marken (teleskopiska och fällbara), odlas underifrån och byggas uppifrån [5] .
VändtornSvänganordningen för en bottensvängkran med vridskiva är placerad nedanför, direkt på kranens bärande del eller på portalen [16] .
Den roterande delen inkluderar: en roterande plattform med arbetskranmekanismer placerade på den - last- och bomvinschar, en vridmekanism. Dessutom installeras motviktsplattor, ett torn med ett huvud, en stag och en pil på plattformen [17] .
Fast tornPå toppsvängkranar roterar inte plattformen med tornet installerat på den. Svänglagret för en sådan kran är placerat i den övre delen av tornstrukturen. För möjligheten att flytta laster längs en båge är ett vridhuvud installerat på tornet, till vilket en motviktskonsol med en motvikt är fäst för att balansera bommen. Manöverdonen är monterade på en motviktskonsol [16] [17] .
Moderna tornkranar med fast torn har en lyftkapacitet på mer än 10 ton . Den ökade lastkapaciteten och lyfthöjden på lasten leder till en stor totalmassa, vilket gör det svårt att skapa kranar med en svänganordning i botten av maskinen [19] .
Den största fördelen med mobilkranar med fast torn är möjligheten att de kan omvandlas till fästkranar [19] , som är universella och kan fungera som självhöjande och mobila sådana - på låg höjd är de mobila, och när den ökar ökar de. fungera som stationära fästen [19] .
UnderredeTillkopplade tornkranar har ingen löparutrustning. Förflyttning av mobila tornkranar längs den betjänade platsen utförs med hjälp av en löpanordning, huvudsakligen av rälstyp [4] .
Rälsunderrede . Representerar löphjul av stål med flänsar baserade på kranbanor , kombinerade till löpande vagnar [16] [22] . Beroende på belastning kan underredet kombinera från fyra till 32 hjul. Om en tornkran har åtta (eller fler) löphjul, så kombineras de med hjälp av balanseringar till en vagn, som kallas balansering . Lasten från kranen är i detta fall jämnt fördelad mellan alla hjul [4] .
Underrede delas in i drivna och icke-drivna (ledande och drivna) [16] . Drivvagnarnas placering kan vara antingen ensidig (båda på samma skena) eller tvåsidig (diagonalt) - på olika skenor i kranbanan [22] . Vid dubbelsidigt arrangemang av vagnar är kranens rörelse smidigare. Det dubbelsidiga arrangemanget har dock en nackdel: vid körning längs krökta sektioner slirar hjulen som rör sig längs den inre skenan och slits ut snabbare [4] .
Gåapparat . Den används i tunga tornkranar som arbetar på mjuka jordar [22] . En sådan löparutrustning kombinerar både delar av en rälslöpare och en gång: stödet för en sådan kran är en cylindrisk stödsko ansluten till löpplattformen, och löphjul används för att röra sig [5] . Gåkranens rörelse består i den alternerande omställningen av stöddelarna i rörelseriktningen [25] .
Gåkranens rörelse utförs enligt följande [5] :
Stödytorna på gångkranar kan också göras i form av en central basplatta och två skidor. I detta fall utförs kranens rörelse med hjälp av vevmekanismer , eller hydrauliska domkrafter [22] , vars stavar är gångjärnsförsedda med stödskon [25] .
Tornkranar monterade på bilar, pneumatiska hjul och larvchassier är gjorda på basis av självgående kranar av bomtyp . Som arbetsbomutrustning används anordningar i form av en lyftbom eller en bom av bom, med en lastvagn som rör sig längs den [20] .
Egenskaperna hos moderna tornkranar når [20] :
| Bärförmåga , t : | 5-25 (upp till 75) |
| Avgång, m : | 25-40 (upp till 80) |
| Lyfthöjd, m : | upp till 90 för mobil (upp till 150-220 för ansluten) [26] |
| Hastigheter: | |
| lyftlast, m / min : | 2-200 |
| rotation, rpm : | 0,2–1,0 |
| kranrörelse, m / min : | 10-30 |
De konstruktioner av kranar som för närvarande tillverkas kombineras i massstorleksgrupper - beroende på utförande och syfte. Inom var och en av grupperna finns anslutande monteringsenheter, omvandlade till enhetliga blockmoduler. Mellan drivsystemstyperna och -schemana har en gemensam prestandaprinciper uppnåtts, vilket säkerställer en konsekvent studie av alla länkar i konstruktionen av bärsystemet, arbetsmekanismer, kraftöverföringar, elektriska drivningar, hydraulsystem, styrutrustning, arbetskroppar , instrument och säkerhetsanordningar [17] .
Konstruktionstornkranar för allmänna ändamål används huvudsakligen inom civila (lantliga och urbana), industriella och hydrauliska konstruktioner [20] , vid installation av byggnader, strukturer och teknisk utrustning, samt för leverans av byggmaterial [21] .
Byggkranar för höghuskonstruktioner används för konstruktion av flervånings civila och industriella byggnader och strukturer med stor höjd (upp till 150 m eller mer) [19] . Byggtornkranar Liebherr 710 HC-L 32/64 Litronic och Liebherr 357 HC-L 12/24 Litronic användes vid konstruktionen av skyskrapan i Lakhta Center- komplexet. Objektets form, som upprepade silhuetten av ett ljus, krävde speciell projektering. Designad av Renaissance Construction- ingenjörer och Liebherr Tower Crane Solutions.
Tornkranar för skeppsbyggnad säkerställer montering av skrov på varvens bestånd och färdigställande av dem efter sjösättning. Den första kallas slipway, och den andra - utrustning [27] .
Inom energibygget har Kroll-kranar använts. Tornkranar tillverkas i två typer: semi-självgående (enligt tillverkarens terminologi) och självgående räls [16] .
HalvsjälvgåendeDe är en gallermetallstruktur, vars torn är installerad på en låg portal. Portalen på kranen har en ramdesign. Kranen är försedd med en bom av gallertyp, som är ledad på tornet. I arbetsläge står kranen på 4 skruvstöd, som är permanent fixerade på portalen [16] .
Rörelsen av en sådan kran utförs på det bakre hjulsetet, som är fixerat på portalens ram. I detta fall ersätts ett smalt placerat hjulpar med en dragbalk framför, kopplat till dragfordonets dragkrok [16] .
Räls självgåendeAv hela familjen av tillverkade kranar användes en kran av märket K-10000 på Sovjetunionens territorium . Denna kran blev den kraftfullaste av alla självgående rälskranar och kallades helt enkelt "Kroll" av installatörerna. Den levererades först till USA 1979 för byggandet av ett kärnkraftverk. I Sovjetunionen användes K-10000 i energikonstruktion - vid konstruktion av kärnkraftverk [16] .
De används för att utföra lastning och lossning och lagringsoperationer för att lyfta och flytta byggprodukter, strukturer och varor i öppna lager, byggindustrins soptippar samt byggarbetsplatser. Strukturellt skiljer de sig från andra tornkranar genom ett underskattat torn. Bommen på kranar är en balk, med en lastvagn [19] .
Installation och demontering utförs i enlighet med instruktioner, säkerhetsföreskrifter och SNiP . Stegen kan skilja sig åt för olika typer av torn och kranmodeller.
Transport av kranar utförs: