Конструктивни характеристики и характеристики на плаващи кранове
1. Кранове за речно строителство
За изграждане на пристанища и мостове по вътрешни водни пътища, универсални плаващи кранове с товароподемност от 10 до 60 тона, сгъваеми кранове с товароподемност 30-100 тона, пилотни кранове с товароподемност 25-30 тона и комбинирани земни използват се кранове, монтирани на плаващи съоръжения.
Универсални кранове
Заводът произвежда кран "Кировец" тип Kpl G / K 10-30 с товароподемност 10 тона за всички отклонения на стрелата. Киров в Ленинград в изпълнение на мида и кука.
Кранът е пълнооборотен, стрелата на решетъчна конструкция със стрела е шарнирно свързана с подвижна противотежест за балансиране. При промяна на обхвата гъшата шийка се движи в обратна посока спрямо стрелата (тя се спуска, когато стрелата е повдигната), така че когато обхватът се промени, товарът остава на същата височина.
Въртящата се част на крана с фиксираната върху него стрела и всички механизми за повдигане и завъртане са разположени върху ролки, движещи се по долната корона, разположени върху гредова клетка с височина 2,1 m от палубата.
АС кранови двигатели с напрежение 220-380 V, с обща мощност 267 kw. Захранването се осъществява от дизел генератор, разположен в корпуса на понтона или на брега. Управлението на крана е електромеханично.
Кранът не е самоходен и се движи с помощта на швартови накрайници и лебедки.
За да приведете крана в транспортно положение, стрелата се спуска; след демонтиране на механизма за промяна на обхвата на стрелата, височината на крана се намалява до 10 m.
Кранът е предназначен за товаро-разтоварни операции и поради това има високи скорости на всички операции. Поради недостатъчна товароподемност кранът не се препоръчва за монтажни работи, но може да се използва като спомагателен кран в бетонов завод за доставка на инертни материали и цимент от вода, за разтоварване на дървен материал и други стоки. С малко тегло на монтираните елементи, кранът може да се използва и за строителни работи.
Ориз. 1. Схема на универсален плаващ кран тип Kpl G / K 10-30: 1-кобилица и противотежест на стрелата; 2-тяга за промяна на обхвата на стрелата; 3- машинна зала с кабина за управление; 4 - ротационен механизъм
Кран фирма "Valmet" (Финландия) построен през 1958 г. с товароподемност 10 тона (фиг. 2) пълно въртене, оборудван с кука и грайфер.
Решетъчна кранова стрела с дължина 28 м със зъбна рейка и зъбно колело за промяна на обхвата. Кранове на тази компания също се произвеждат със стрелка, която има стрела в края.
Въртящата се платформа на крана с подемни механизми, разположени върху нея, кабината за управление и стрелата са монтирани върху балансиращи колички, движещи се по релсовия ръб, положен върху пиедестала на гредата на понтонната палуба. Подвижната част на крана е закрепена към неподвижната основа посредством кух аксиален щифт с лагери.
AC кранови двигатели (380 V), независими за всяко движение. Управлението на крана е електромеханично. Електроцентралата се състои от два дизелови двигателя с мощност от 180 к.с. с. с алтернатори 150kVA.
В понтона на крана има жилищни помещения, а на палубата има трапезария, камбуз, душ кабина, килер и други спомагателни помещения. Крановият екип се състои от 11 души. при двусменна работа. Кранът не е самоходен и по време на работа се движи в швартовите краища.
Не е предвидено спускане на стрелата на крана върху понтона за транспортно положение, поради което височината му от водата в несглобено състояние е 25 м, поради което кранът не може да премине под мостовете. При демонтиране на стрелата височината на крана се намалява до 16 м, а при демонтиране на лостовото устройство на противотежестта на стрелата - до 12 м. В това положение кранът става транспортируем по вътрешни водни пътища.
Ориз. Фиг. 2. Схема на универсален плаващ кран на фирма "Valmet": 1 - лостово устройство с противотежест на стрелата; 2-зъбен механизъм за промяна на обхвата на стрелата; 3- кабина за управление; 4 - дизел генератор; 5 - машинно отделение
Кранът е предназначен основно за товаро-разтоварни операции. При изграждането на пристанищни и мостови конструкции кранът може да се използва като спомагателен кран за претоварни операции с насипни товари и за изграждане на кейове от дървени и метални шпунтови пилоти и леки видове стоманобетонни шпунтови пилоти и пилоти.
Кран тип Kpl 15-30 (фиг. 3) се произвежда от завода Teplokhod (СССР).
Пълнооборотен кран с една кука с товароподемност 15 тона при всички отклонения. Куката може да бъде заменена с грайфер. Стрелата на крана е шарнирно свързана с подвижна противотежест, което значително улеснява промяната на обхвата.
Въртящата се част на крана с всички повдигащи механизми и стрелата лежи върху ролки, търкалящи се по протежение на вената, монтирани върху гредова клетка над понтонната палуба.
Трифазни кранови електродвигатели 220/380 V се задвижват от дизел генераторна установка с мощност 375 kVA, разположена в корпуса на кораба (тип дизел 84-23/30, генератор MS 375-750). Пневматично управление на крана. Екипът се състои от 10 души. при двусменна работа.
Ориз. 3. Схема на универсален плаващ кран тип Kpl 15-30: 1 - кабина за управление; 2 - лостово устройство с хидравлично задвижване за смяна на стрелата; 3 - противотежест на стрелата; 4 - машинно помещение; 5 - багажник за поставяне на стрелата в транспортно положение
Кранът не е самоходен и се движи по време на работа с помощта на електрически шпилети и се тегли на големи разстояния. В транспортно положение стрелата е поставена по протежение на понтона на стойка.
Кранът е предназначен за условия на речно корабоплаване и е предназначен за обработка на насипни и насипни товари. Въпреки това, поради своите характеристики, той може успешно да се използва за изграждане на речни кейове от призматични и тройни стоманобетонни шпунтови пилоти. Благодарение на дългия си обхват, той може да забива анкерни пилоти, да монтира анкерни плочи и да монтира анкерни пръти. Голямата височина на куката им позволява да товарят пилоти с дължина до 20 м. Кранът може да се използва в комбинация с кран с голяма товароподемност (50-100 тона), но с по-малък обхват и височина на повдигане (напр. монтирайте гасител на вибрации за кухи бетонни корпуси).
бетонни стени с ъглов профил при изграждането им "във водата". За монтаж на морски котви и мостови работи, кранът може да се използва като спомагателен кран само ако има кран с по-голяма товароподемност.
Кранове Valmet и тип Kpl G/K 10-30 се предлагат в малки количества и поради това използването им е ограничено до пристанищата на регистрация. Кранове Bleichert и тип Kpl 15-30 са намерили по-широко приложение и се препоръчват за извършване на речни хидротехнически работи.
В допълнение към описаните кранове, в речното хидротехническо строителство се използват редица универсални плаващи кранове с товароподемност 30-60 тона, които са предназначени главно за офшорно строителство и са разгледани по-долу.
Сгъваеми кранове
Кран тип PRK-30/40, проектиран от Lengiprotransmost, неротален, е монтиран на понтони от 12 понтона. Товароподемността на крана с нормална дължина на стрелата 32,5 m и размах 2 m от края (напречната греда) на тарана е 40 тона, с нулев обхват - 45 тона.При монтиране на скъсена стрела с дължина 26,3 m, капацитетът на повдигане при нулев обхват се увеличава до 47,5 тона Капацитет на повдигане на спомагателна кука 10 t на всички разстояния.
Всички кранови конструкции са заварени; максималното тегло на елемента е 4 т. Стрелата на крана се състои от два клона в долната част, които след това се комбинират в едно. Стрелата на крана е свързана чрез скоби към люлееща се тръбна подпора с A-образна форма 3. Промяната на обхвата се извършва от верижен подемник със скорост 0,85 m/min. Към горната част на стрелата може да се прикрепи пилот с телескопична подпора за забиване на пилоти с тегло до 12 тона с 8-тонен чук. под плашаут и от плашаут. Кранът е монтиран върху рамка, състояща се от I-греди и канали на болтови съединения, положени върху понтоните и закрепени към тях.
Механизмите на крана се състоят от задвижваща стрела и товарни лебедки 1 тип UL-5 с товароподемност 5 тона и електроцентрала тип ZhES-60. Управлението на всички механизми е съсредоточено в пилотската кабина. Кранът е оборудван с автоматични крайни изключватели за натоварване и стрела. За закотвяне и акостиране са монтирани четири задвижващи лебедки тип UL-3 с товароподемност 3 тона, ръчни шейни за повдигане на котви в ъглите на лодката, кнехтове и ленти за бали. Понтонът е ограден с калник и парапет. За да подрежете крана, 40 тона вода (баласт) се изсипват в задните понтони. Движението на крана се осъществява от два моторни понтона, които са част от скелето. Постоянният екип на крана се състои от 5 човека. на смяна.
Ориз. 4. Схема на плаващ кран тип PRK-30/40: 1 стрела; 2 скоба на стрелата; 3- люлееща се подпора; 4 - верижен подемник на стрелата; 5 - лебедка на стрелата; 6 - електроцентрала ZhES-60; 7 - товарни лебедки; 8 - лъчева клетка (рамка) на крана; 9- котва katbalki; 10- воден баласт; 11- телескопична подпора на пилотната стрела; 12 - копра висяща стрела; 13 - лебедки за акостиране; 14 - кабина за управление
Кранът е предназначен за речни условия с навигационен район "П" (големи реки). Височина на надводния борд по време на работа 0,19 m.
Височината на крана със спусната стрела е около 14 m, а със спусната стойка на стрелата около 6 m.
Монтажът и демонтажът на крана се извършва с автокранове тип К-52 и К-104. За транспортирането на крана са необходими 12 автомобила МАЗ-200 и четири автомобила ЗИЛ-150.
Кранът PRK-30/40 е лесен за производство и монтаж и е предназначен главно за изграждане на временни мостове (включително монтаж на надстройки). Може да се използва и при изграждането на опори за постоянни мостове и речни хидротехнически съоръжения.
Основните недостатъци на крана са липсата на въртене на стрелата и ниската скорост на повдигане на товара и стрелата, което рязко намалява неговата производителност в сравнение с универсалните плаващи кранове с пълно завъртане.
Кран тип PRK-100 се произвежда от заводите на Министерството на транспортното строителство по проект на Lengiprotransmost. Кранът е сглобен на понтон от 24 понтона тип КС-3 (основен монтаж). Товароносимостта на основната кука е 100 т. С тази товароносимост кранът работи като стационарен кран. На спомагателната кука с товароподемност 30 тона кранът работи с въртене на 90 ° в двете посоки от надлъжната ос. Кранът може да се монтира и на 16 понтона (лек монтаж); същевременно работи като стационарен с максимална товароносимост 70 тона.
Стрелата на крана е двуклонова заварена, състои се от четири елемента с дължина 8-11,5 m, монтирани на болтове. Стрелата е фиксирана върху пантата на въртящата се платформа и се държи от скоба за връзка, която предава сила на подпората 9 и опънатата опора на противотежестта. Смяната на заминаванията се извършва с верижен подемник на стрелата.
Горната люлееща се рамка се състои от болтови I-образни греди. Всички товарни, стрелови и въртящи се лебедки, електроцентрала и контролен панел са монтирани на рамката. Въртящата се рамка се движи върху четири балансиращи колички от две ролки всяка по релса с диаметър 12 m, монтирана на разпределителна рамка. Въртящата се част е фиксирана към долната разпределителна рамка чрез централен щифт с лагери.
Кранът е оборудван с ограничители на товара и ролката и крайни изключватели за товар, стрела и въртене. На разпределителната рамка са монтирани заклинващи устройства, които осигуряват изключване, когато кранът работи с товар над 30 тона и по време на „лек монтаж“. Механизмите на крана се състоят от теглителни лебедки UL-8A за основните и спомагателните куки. Завъртането се извършва от лебедка с теглителна сила от 20 т. Дизел генераторът е представен от дизелов двигател 1-D-150AD с капацитет 150 литра с. и генератор PS-93-4 с мощност 75 kW променлив ток, напрежение 230 V.
В същото време могат да се комбинират циклите на спомагателно повдигане и завъртане или повдигане на стрелата, повдигане на стрелата и завъртане, операции по акостиране и завъртане или повдигане на стрелата или спомагателно повдигане.
Ориз. 5. Схема на плаващ кран тип ПРК-100 (основен възел): 1- стрела; 2-звено бум човек; 3- верижен подемник на стрелата; 4 - багажник; 5 - противотежест; 6 - брашпилни котви; 7 - разпределителна рамка; 8 - горна въртяща се рамка; 9 - скоба; 10 - контролен панел; 11 - електроцентрала; 12 - 15 - лебедки, съответно товарни, въртящи се, стрела и акостиране; 16 - баластни понтони
На платформата са монтирани четири швартовни лебедки тип UL-5 с теглителна сила 5 тона и скорост на кабела 5 m/min. Понтонът в ъглите е оборудван с водачи под формата на ролки и кнехтове, катбали за повдигане на котви, две котви Хол с тегло 400 и 300 кг, повдигани с лебедка, калник и парапет. Два понтона от понтона 16 се пълнят с вода, за да се подреди кранът. Жилищни и битови помещения на крана не са предвидени.
Докато се движи с товар, кранът се тегли от плавателен съд с мощност най-малко 600 к.с. с. Кранът може да работи с вълна от не повече от 1 точка, тъй като палубата се издига над водата само с 0,3 м. Като се има предвид, че височината на крана, дори и с хоризонтално спусната стрела, е 16 м, тя трябва да бъде частично или напълно разглобен по време на транспортиране.
CranPPK-100 е предназначен за потапяне на корпуси, монтаж на сглобяеми опори и окачен монтаж на стоманобетонни надстройки, както и за изграждане на речни пристанищни съоръжения. Недостатъците на крана са намаляване на товароносимостта до 30 тона при завъртане и ниски скорости на всички движения (два пъти по-бавни от универсалните плаващи кранове). Монтажът на стоманобетонни конструкции с тегло над 30 тона, който изисква висока точност на насочване, при липса на въртене, трябва да се извършва с акостиращи лебедки, което е много трудно. Следователно използването на този кран трябва да се разглежда като временно до създаването на универсални плаващи кранове с товароподемност 50 - 100 тона за речни условия.
2. Кранове за офшорно строителство
За изграждането на вълноломи, пристани и укрепване на морските брегове в СССР се използват главно универсални плаващи кранове с товароподемност от 30 до 100 т. В някои случаи (например при изграждане на основи за нефтени платформи в Каспийско море) , се използва 250-тонен плаващ кран. В чужбина при изграждането на масивни кейове се използват плаващи кранове с товароподемност 200-400 тона.
Ориз. 6. Криви на натоварване на крана PRK-U0: 1 - основна кука; 2- спомагателна кука; 3- основна кука за монтаж на светлина
Универсални кранове с товароподемност 30-60 тона
Кран фирма "Tournay" (САЩ) освобождаване 1940-1945. пълнооборотна с две куки 30 и 8 тона (фиг. 7). Малката кука може да бъде заменена с грайфер. Решетъчна стрела; промяната в обхвата на стрелата се извършва от верижния подемник. Машинното отделение с товарни лебедки, стрела, двигател и кабина за управление се върти на ролки по протежение на корона, монтирана върху гредова клетка над понтонната палуба.
Ориз. 7. Схема на плаващ 30-тонен. кран "Tournay": 1 - машинно и дизелови отделения; 2- стрела за закрепване на неподвижния блок на верижния подемник на стрелата; 3 - кабина за управление; 4 - въртящо се ролково устройство; 5 - стойка за поставяне на стрелата в прибрано положение
Кранът не е самоходен и движението му по време на работа се осъществява в краищата на швартоване с електрически шпилети. Мощността на главния дизелов двигател на инсталацията е 150 l. д., спомагателен - 80л. с.
В понтона на крана има жилищни и офис помещения и резервоар за гориво. Кранът се обслужва от екип от 19 души. при работа на три смени.
Поради относително ниската товароподемност и липсата на собствена мощност, кранът в строителството на морски пристанища се използва като спомагателен кран в комбинация с кран с по-голяма товароподемност и в затворена от вълни акватория. Подходящ е и за изграждане на речни пристанищни съоръжения - за тях е удобно да товарят тройници и правоъгълни стоманобетонни шпунтови пилоти и черупки с диаметър 1,6 м, дължина до 16 м. 1 км в пристанище Уст-Донецк.
В допълнение, кранът може да се използва в строителството на мостове за потапяне на черупки, монтаж на рамки и монтаж на опори в рамките на неговите характеристики на натоварване.
Недостатък на крана е високата му височина в транспортно положение - 18 м от водния хоризонт. Въпреки това, тя може да бъде намалена до 12 m чрез демонтиране на фиксиращата конструкция на неподвижните блокове на стрелата.
Самоходният 50-тонен кран "Bleichert" (ГДР) се използва широко в морските пристанища на СССР за товаро-разтоварни и строителни работи.
Кранът е пълнооборотен, оборудван с три независими подемни куки: основна с товароподемност 50 тона, спомагателна - 10 тона, която може да се заменя с грайфер и втора спомагателна - 5 тона, преместваема на количка по дъното на стрелата ("котка").
Куки с различен капацитет дават на крана гъвкавост и икономичност, тъй като малките товари се обработват от куки с лек капацитет, без да се губи енергия за работа на празен ход на основните товарни лебедки.
Решетъчна кранова стрела с верижен повдигач за промяна на обхвата. Машинното отделение с повдигащи механизми, контролен панел, стрела и постоянна противотежест е разположено на въртяща се платформа, която се върти около аксиалния шарнирен щифт върху ролки, свързани с клетка. Ролките се търкалят по короната, монтирани върху гредова клетка, над палубата на понтона.
Общата мощност на електродвигателите за товарни операции и обръщане е 300 kW; DC напрежение 220 V. Корпусът на кораба е оборудван с три дизелови двигателя (един в резерв) с мощност 150 к.с. с. всеки, който работи на DC генератори и карданни валове.
Работата с кран е разрешена при температура не по-ниска от -25 °. Екипът се състои от 22 души. при двусменна работа.
Според характеристиките си кранът може да се използва при изграждането на морски и речни кейове от сглобяеми унифицирани стоманобетонни елементи. В мостовото строителство кранът е подходящ за потапяне на корпуси, монтаж на блокови опори и монтаж на елементи от сглобяеми стоманобетонни връхни конструкции.
Прекомерната обемност на крана (тегло 543 тона, ширина на понтона 20 м, височина на крана в транспортно положение 15 м) ограничава преминаването му през вътрешни водни пътища само от 1-ви клас и след това при ниска вода.
Ориз. 8. Схема на самоходен плаващ 50-тонен кран "Bleichert": 1 - грайфер (или кука); 2 - "котка"; 3 - верижен подемник на стрелата; 4 - подчертаване на ограничителя на минималния надвес; 5 - pu;y>t контрол; в - монтажен кран; 7- машинно помещение; 8 - противотежест; 9 - въртящо се ролково устройство; 10 - стойка за полагане на стрелата
Пълен въртящ се плаващ 50-тонен кран от местно производство, подобно на описания по-горе кран Bleychert, е оборудван с три независими повдигащи куки: основната товароподемност е 50 тона, спомагателната е куката Yuti на "котката" - 5 тона .
Машинното отделение на крана със стрелата, противотежестите и таблото за управление е разположено на ролков кръг за обръщане, поставен на стойка на височина 5,4 m от понтонната палуба. По този начин е създаден значителен размер под стрелата, който е необходим за производството на товари и корабостроителни работи, за които е проектиран кранът.
Характеристика на крана е много рационален дизайн на стрелата и металните конструкции на крана. Стрелата под формата на триъгълна диагонална ферма се държи от верижен подемник на стрелата и 40-тонна подвижна противотежест с двойно действие, която на големи
отклонения създава сила върху стрелата, която е противоположна на момента на натоварване, и по този начин облекчава натоварването върху лебедката на стрелата. При ниски надвеси силата на противотежестта съответства на момента на натоварване, поради което стрелата се предпазва от преобръщане към противотежестта, което е особено важно при бурно море и без натоварване на куките. Металните конструкции на крана са изработени от отделни едрогабаритни секции, съобразени с изискванията за бърз монтаж и демонтаж.
Ориз. 9. Схема на пълнооборотен плаващ 50-тонен кран: 1-въжен верижен подемник за смяна на стрелата; 2 - контролен панел; 3- противотежест; 4-стойка; 5 - стойка за полагане на стрелата
В транспортно положение стрелата на крана се спуска по понтона върху стелажа, но поради високото местоположение на машинното отделение и закрепването на неподвижните блокове на стрелата, височината на крана е около 26 m от водния хоризонт. При демонтаж на механизма за промяна на обхвата на стрелата, височината се намалява до 17 m.
Кранът е самоходен двувинтов. Електрическата централа се състои от два дизелови двигателя ZD-6 и постояннотокови генератори с мощност 100 kVA всеки. В допълнение към тях има резервен двигател. За всички движения и витла са монтирани независими електродвигатели. Електроцентралата е разположена в понтонния корпус, където има и помещения за екипажа, битови и сервизни нужди. Кранът е оборудван с автоматични индикатори за обхват и товароносимост. Тегло на крана 422 т.
Кранът с пълен ход може успешно да се използва при изграждането на морски хидравлични съоръжения.
Плаващ 60-тонен кран на фирма "Dravo" (САЩ), произведен през 1941 - 1945 г. пълновъртящ се несамоходен със стрелка под формата на триизмерна ферма с триъгълна решетка. Промяната на отклоненията на стрелката се извършва от полиспаст. На стрелата са монтирани две куки с товароподемност 60 и 15 тона, като последната може да бъде заменена с грайфер.
Машинното отделение на крана с фиксирана отгоре стрела, кабина за управление и противотежест се върти на ролкова въртяща се платформа, опряна на понтонната палуба. Като основен двигател се използва дизеловият двигател Atlas с мощност 275 к.с. с. На много кранове тези дизелови двигатели са заменени от домашни. Пневматично управление на крана. Движението на крана по време на работа се осъществява от електрически шипове, монтирани в ъглите на понтона. Завареният корпус е разделен от мрежа от водонепроницаеми прегради. Вътре в понтона са разположени спомагателни, жилищни и битови помещения.
Ориз. 10. Схема на плаващ 60-тонен кран "Драво": 1 - стрела макара; 2 - кабина на краниста; 3 въртяща се ролкова корона; 4 - стелаж за полагане на стрелата
В прибрано положение стрелата на крана се спуска по протежение на понтона върху стойката. Въпреки това, поради високото разположение на закрепването на неподвижните блокове на стрелата, транспортната височина на крана от водата е около 22 м. След частично разглобяване височината на крана може да бъде намалена до 16 м.
Крановете от този тип са много прости по дизайн, лесни за работа и могат успешно да се използват в офшорно строителство във водни зони, затворени от вълни.
Недостатъците на крана включват голяма транспортна височина и голяма ширина на понтона (18,8 м), което ограничава използването му в речното строителство (преминаване през вътрешни водни пътища само от 1-ви клас и след това с частично разглобяване на горната конструкция) .
Плаващ пълновъртен 60-тонен кран (домашен проект) има две куки: основната кука с товароподемност 50-60 тона и спомагателната - 15 тона, която може да бъде заменена с грайфер.
Стрелата на крана (фиг. 11) с формата на тристенна пирамида се състои от три твърди секционни колана, свързани с връзки. Промяната 110 на отклонението на стрелата се извършва от кабелна макара. Стрелата има подвижна противотежест. Долната шарнирна връзка на гика е разположена на височина 14 m над нивото на водата, което осигурява голямо пространство под гика, необходимо за товарене на товари на кораби с високи бордове. Машинното отделение на крана с повдигащи механизми, подвижни и неподвижни противотежести, стрела и контролен панел е разположено в кърмата на кораба и се върти на колоната (на вертикални и хоризонтални лагери). Като източник на енергия в корпуса на кораба са монтирани два дизелови генератора DGR-300/500 с мощност 300 kW всеки, променлив ток с напрежение 380 V.
Ориз. 11. Схема на напълно въртящ се плаващ 60-тонен кран (домашен проект): 1 - стрела; 2 - опорен лагер на централната колона; 3- контролен панел на крана; 4- рулева рубка на плавателния съд; 5 - стойка на стрелата; 6 - двигатели с форма на крило; 7 - машинно помещение на крана; 8 - подвижна противотежест на стрелата
Кранът е предназначен за работа в морски условия с вълнение до 2-3 бала и вятър до 6 бала. Корабът-кран има корабни контури и се движи със скорост до 11 км/ч, с висока маневреност.
В транспортно положение стрелата на крана се спуска върху стойката и се намира по протежение на палубата. В това положение височината на крана от нивото на водата е около 21 м. С частичен демонтаж на конструкцията за закрепване на неподвижните блокове на стрелата и спускане на самата стрела транспортната височина може да се намали до 14,5 м. и вятър до 5 точки. Тегленето на кран без демонтаж може да се извърши при вълни, които не надвишават 5 точки и вятър 6 точки.
Водоизместимостта на крана в транспортно положение е 1080 т. Крановият екип се състои от 14 човека. за двусменна работа. Помещенията за екипажа, разположени в корпуса на кораба, са оборудвани с климатична система и са завършени с пластмаса. Корабът с кран е оборудван с швартови и котвени устройства, противопожарно и спасително оборудване в съответствие с нормите на Морския регистър на СССР.
Според техните характеристики универсалните плаващи кранове с товароподемност 30-60 тона са широко използвани в практиката на строителството на морски пристанища.
Универсални кранове с товароподемност 90 - 100 т
Плаващ кран от Dravo (САЩ) с товароподемност 90 тона (фиг. 12) на основната кука и 20 тона на спомагателната кука. Дизел-електрическият кран не е самоходен и е подобен по дизайн на 60-тонния кран на същата компания, описан по-горе, но има малко по-големи размери. Електрическата централа е представена от два дизелови генератора по 125 kW всеки.
Ориз. 12. Плаващ 100-тонен кран на фирма "Драво": 1 - понтон; 2-контролен панел; 3- стрелка; 4 - основна 90-тонова кука; 5 - спомагателна кука; b - стойка за полагане на стрела; 7 - стрела за закрепване на неподвижни блокове на стрелата
Височината на крана в транспортно положение е около 22 м, което затруднява използването му по вътрешните водни пътища и ограничава използването му само за изграждане на морски хидротехнически съоръжения.
Плаващ кран "Ханс", построен през 1949 г. (завод на името на Георгиу-Деж, Унгария) с товароподемност 100 тона на основната кука и 35 тона на спомагателната кука при всички отклонения на стрелата.
Стрелата на крана с дължина 35 м на проходна конструкция е подсилена! шарнир на височина 13 м от понтонната палуба. Промяна на заминаването! Стрелата е направена с помощта на две витла, задвижвани от електрически двигатели. Не е предвидено използването на грайфер.
Ориз. 13. Схема на плаващ 100-тонен кран "Ханс", построен през 1949 г.: 1 - стрела; 2 - кабина за управление; 3- опорен ролков лагер; 4 - централна колона; 5 - противотежест; 6 - винтове за промяна на обхвата на стрелата
Въртящата се част на крана е разположена под формата на купол върху пирамидална колона с височина 8,5 м от палубата, върху която сякаш е поставена цялата въртяща се част на крана. В долната част на колоната на нивото на палубата е фиксирана въртяща се платформа, а на въртящата се част на крана има зъбни колела за завъртане.
Машинното отделение на крана, противотежестта, стрелата и контролният панел са разположени на въртящата се част на крана.
В изцяло заварения корпус на кораба (понтон) са монтирани два дизелови двигателя по 100 литра всеки. с. с DC генератори и спомагателен дизел 24 к.с. с. с генератор за паркиране. В понтона има битови и битови помещения за екипа, както и резервоари за гориво, прясна вода и др. Кранът е самоходен и има две витла. За акостиране в ъглите на понтона са монтирани четири електрически капстана. Стрелата на крана не се спуска върху понтона и в транспортно положение е наклонена под ъгъл 25° спрямо хоризонта.
Основната цел на крана е завършването на кораби и товаренето на тежки товари, във връзка с което се осигурява висок просвет на стрелата. Поради ниската скорост на работа, кранът е неефективен при сглобяване на сглобяеми конструкции и може да се използва по-успешно при претоварване на стоманобетонни елементи и масиви във фабрики и депа върху плаващи съоръжения. Също така е препоръчително да използвате крана в случаите, когато е необходимо да се работи с особено дълги, но сравнително леки конструкции, тъй като височината на повдигане над водата за 35-тонна кука е 40 м. Поради своята обемност кранът не може да се използва за целите на речното строителство, както и в областта на изграждането на мостове.
Плаващият кран "Ханс", построен през 1956 г. от същия завод като предишния кран, има товароподемност 100 тона на основната кука и 25 тона на спомагателната. Стрелата на шарнирния тип кран с решетъчна конструкция има стрела, движеща се в обратна посока на стрелата, поради което товарните куки са почти на една и съща височина при всички отклонения. Промяната в обхвата на стрелата се извършва чрез винтова система с частично балансиране от подвижна противотежест.
Ориз. 14. Схема на плаващ 100-тонен кран "Ханс", построен през 1956 г.: 1 - винтов механизъм за смяна на стрелата; 2 – подвижна противотежест 124 т; 3- машинно помещение; 4 - опорна колона; 5 - контролен панел
Въртящата се част на крана е направена подобно на описания по-горе кран тип 1949. Изцяло завареният понтон на крана е разделен на 15 отделения с водонепроницаеми прегради, което гарантира непотопяемостта на крана дори когато две отделения са пълни с вода. Като източник на енергия служат два дизелови двигателя от 160 литра всеки, монтирани вътре в понтона. с. с DC генератори и два помощни дизел генератора по 24л. с. всеки. Кранът е с два шнека, задвижвани от електродвигатели с мощност 100 kW всеки. Движението на къси разстояния се осъществява с помощта на електрически шипове.
В транспортно положение стрелата на крана не пасва, така че размерите на наклона и повърхността на крана са много големи.
Според характеристиките си 100-тонният кран Hans (1956 г.), в сравнение с другите описани 100-тонни кранове, е основният за изграждане на морски котви, вълноломи и брегозащитни конструкции, въпреки че по своя дизайн е по-подходящ за корабостроене и товаро - разтоварни операции .
В същото време кранът "Ханс" има недостатъчна височина на изхода на основните и спомагателните куки, която при работни отклонения, като се вземе предвид ролката, е около 25 m, което не е достатъчно за поставяне на снаряди с дължина 24 m в водачите, които се използват широко в практиката на хидротехническото строителство. Сравнително ниската мощност на двигателите и голямата ветровитост на крана налагат използването на влекачи с мощност 400-500 к.с. за придвижването му дори в затворени пристанищни води. Това означава, че драстично увеличава цената на машиносменния кран. Невъзможността за преместване на кран по вътрешни водни пътища от един морски басейн в друг и работа по реки и резервоари също принадлежи към неговите недостатъци. Липсата на грайфер не позволява на крана да извършва подводно копаене на почвата, което е необходимо за изграждането на брегозащитни конструкции в открити водни пространства и в редица други случаи.
Кранът се обслужва (поради липса на дистанционно) от екип от 22 човека. при двусменна работа.
Уникални плаващи кранове
Уникални са универсалните кранове, които се отличават със значителна товароподемност, достигаща 250 - 350 тона. Такива са например крановете на завода Красное Сормово и компанията Демаг.
Товароподемността на основната кука е 250 тона, спомагателната кука е 140 тона.В допълнение, „котка“ с кука с товароподемност 10 тона се движи по стрелата на крана.
Кранът се върти напълно при всякакви натоварвания. Стрелата на крана с дължина 72 м се състои от три мощни колана с триъгълна решетка и напречни връзки по долния пояс. Промяната на обхвата на стрелата се извършва от два верижни телфера с 16 резби. Стрелата има подвижна противотежест, която я предпазва от люлеене при търкаляне. Стрелата е фиксирана на височина 24,5 м от палубата, което осигурява голям размер под стрелата и голяма височина на повдигане на куките.
Надстройката на крана с машинното отделение, противотежест, стрела и контролен панел може да се върти върху колона, фиксирана в корпуса на кораба.
Два кранови кораба са свързани с мост тип катамаран за по-голяма стабилност, тъй като кранът е проектиран да работи в открито море, а собственото му тегло достига 2080 тона.
Кранът е разположен на левия съд; на десния съд има два силови дизел-електрически агрегата с капацитет 4400 /se/l, обслужващи механизмите за движение на кораба, и един 1500 kW - за кранови механизми. Има и товарни трюмове, запаси от вода и гориво. Сдвоената система от кораби позволява да има голяма товарна палуба, необходима за транспортиране на пространствени конструкции на нефтени платформи и др., А също така осигурява висока мореходност в сравнение с единичните понтони на плаващи кранове. Поради голямата устойчивост работата на крана е разрешена при вълнение до 4-5 бала (височина на вълната до 3 м) и сила на вятъра 6 бала, а движението - при вълнение до 6 бала (височина на вълната до 6 м) и вятър до 8 бала.
Ориз. 15. Схема на плаващ самоходен 250-тонен кран на двойни кораби: а - работни позиции; b - транспортна позиция; 1 - стрела на верижен подемник; 2 - подвижна противотежест на стрелата; 3 - машинно помещение на крана; 4-централна колона; 5 - ходова кабина на кораба; 6 - контролен панел на крана; 7 - опорен лагер; 8 - стойка за стрела
Витлата, разположени на кърмата и носа на всеки кораб, осигуряват висока маневреност на крана, която е необходима за прецизен монтаж на работните станции. По време на преходи се управлява кран от рулевата рубка, разположена на височина 13 m от палубата. В прибрано положение стрелата на крана се спуска и се поставя под ъгъл спрямо надлъжната ос на кораба, като се фиксира върху стойка на носа на десния борд. За докинг корабите се отделят и самостоятелно се извеждат на дока. Кранът е оборудван с предупредителна аларма и защитни устройства срещу претоварвания над изчислените. При управлението на крана се използват дистанционни и автоматични системи.
Кабините за екипажа и сервизните помещения, разположени в корпуса на кораба, са снабдени с климатик, топла и студена вода и други удобства.
Плаващ самоходен кран 350 Demag е построен в Германия през 1938-1940 г. Със своя капацитет на повдигане, размер и мощност на двигателя, този кран също е един от най-големите плаващи кранове в света.
Подемната система се състои от две 175-тонни основни повдигащи куки, свързани с траверса, две 30-тонни спомагателни повдигащи куки, движещи се на количка по протежение на стрелата (стрела), и 10-тонна кука с котка, движеща се по дължината на стрелата.
Кранът се върти напълно при всякакви натоварвания. Стрела на крана с дължина около 80 м, шарнирна конструкция, има две обхващащи кобилици и подвижна противотежест с тегло 200 т. Размахът на стрелата се променя с винтов механизъм. Въртящата се част на крана е монтирана под формата на камбана върху пирамидална колона, фиксирана в тялото на понтона. Носещият ролков лагер на главата на колоната, върху който се извършва въртенето, е с диаметър 2,5 m и може да издържи натоварване от 2100 тона.
Триетажното машинно отделение на крана с постоянна 400-тонна противотежест, стрела и пулт за управление е разположено на въртящата се част на крана. Корпусът на кораба - понтон - е разделен с водоустойчиви прегради на 35 отделения. На палубата има платформа за товари с размери 20 × 26 м. За движението и маневреността на крана са монтирани три водни витла на системата Voith-Schneider - два на кърмата и един на носа на кораба. Осигурени са електрически капстани за акостиране в ъглите на понтона.
Ориз. 16. Плаващ самоходен 350-тонен кран на фирма "Демаг": 1 - удар на стрелата; 2 - кобилици на стрелата; и подвижна противотежест 200; 4 - винтов механизъм за промяна на обхвата на стрелата; 5 - триетажна машинна зала с противотежест от 400 тона; 6 - ротационен механизъм; 7 пирамидална опорна колона; 8 - контролен панел
Централната електроцентрала, разположена вътре в понтона, се състои от три дизелови генератора с мощност 800 kW всеки и спомагателен дизелов генератор с променлив ток 225 kW. Има и каюти за 23 човека. екипи, складови и битови помещения и работилница.
Общото тегло на крана е 5000 тона, височината от водния хоризонт с вдигната стрела е около 115 м, а товарният момент е 10 500 тм.
Основното предназначение на крана е корабостроенето и вдигането на кораби. Може да се използва и за строителни цели.
Общо са построени няколко крана от този тип, един от които се експлоатира в СССР на Балтийско море.
Плаващи кранове в чужбина
В чуждестранната практика през последните години са построени редица много модерни плаващи кранове, предназначени както за целите на морските хидротехнически съоръжения, така и за транспортни операции.
През 1962 г. за изграждане на пристанища е построен плаващ кран, произведен от Hokodate Doc (Япония) с товароподемност 50 тона.
Стрелата на плосък кран се състои от два клона, свързани с връзки. В допълнение към основната кука, стрелата има втора кука с по-малък капацитет. Промяната на отклонението на стрелката е направена полиспастична. В транспортно положение стрелата е положена по протежение на понтона и на стойката, разположена на кърмата.
Ориз. Фиг. 16. Схема на плаващ кран от Hokodate Doc с товароподемност 50 тона: 1 стойка за полагане на стрелата; 2 - стая за дизел генератори; 3 - лебедки за акостиране; 4 - помещение за повдигащи механизми; 5 - контролен панел
Машинното отделение с повдигащи лебедки, контролен панел, противотежести и стрела се върти върху сдвоени балансиращи ролки, движещи се по корона, монтирана на понтонната палуба.
Самоходен дизел-електрически кран с два дизелови двигателя по 180 к.с. с. всеки разположен в палубната надстройка. Има също помещения за екипажа, камбуз и душ кабина. Понтонният корпус е оборудван с електрически лебедки и устройства за акостиране за придвижване на крана на кратки разстояния.
Същата компания построи несамоходен плаващ кран с подобен дизайн, но малко по-малък и с товароподемност 30 тона.
Плаващият маневрен кран Samson с товароподемност 60 тона е построен от Forged Sheldon and Co. в Карлайл (Англия).
Дизел-електрически пълнооборотен кран с винтов механизъм и подвижна противотежест за промяна на обхвата на стрелата, с независими двигатели за всеки механизъм.
Корпусът на крана е изцяло заварен с корабни контури, разделен на девет водонепроницаеми отсека. В задната част палубата е подсилена за приемане на товари с общо тегло 200 тона.
Кранът е оборудван с високоскоростна спомагателна лебедка и втора кука с товароподемност съответно 20 тона с по-голям радиус на действие от този на основната повдигаща кука. Електрическото управление, направено по системата Ward-Leonard, ви позволява да увеличите скоростта на главния повдигач на крана за обработка на товари, по-малки от максималното тегло.
Ориз. 17. Плаващ маневрен кран "Самсон" с товароподемност 60 тона: 1 - спомагателен 20-тонен лифт; 2- основен 60-т повдигащ; 3 - винтове за промяна на обхвата на стрелата; 4- стрела подвижна 81 - т противотежест; 5 - машинно отделение с фиксирана противотежест 128 t; 5 - контролен панел
Характеристика на дизайна на Samson е маневрено устройство в носа, състоящо се от голяма центробежна помпа, която изсмуква вода изпод корпуса и я хвърля на всяка страна, в зависимост от посоката на въртене. Заедно с две 10,4 m паралелни кърмови витла и две обтекаеми кормила, това устройство осигурява на крана максимална маневреност дори при ниски скорости и му позволява да спира точно на койките и да се движи без теглене.
Горната конструкция на крана е монтирана на въртяща се рама, върху която са разположени и опорните елементи на стрелата, повдигащите механизми и 128-тонната противотежест. Стрелата се повдига от два шнека с ремъчна резба, които работят в синхрон. Повдигащите винтове са изцяло покрити със стоманени плъзгащи се капаци, за да ги предпазят от дъжд и мръсотия. Стрелата не се спуска до палубата и затова най-малката транспортна височина на крана е 40 m.
Главният и задвижващият двигател се състоят от два дизелови двигателя по 900 к.с. с. всеки свързан към главния и спомагателния DC генератор. Мощността на допълнителните генератори е проектирана да осигури работата на целия кран, дори и с известен резерв.
Благодарение на високите си плавателни качества, кранът е удобен за работа в открити водни пространства при изграждане на кейове, вълноломи и брегоукрепителни съоръжения.
Ориз. 18. Схема на плаващ 100-тонен кран от компанията Ornstein Koppel: 1 - стрела; 2 - контролен панел; 3 - рулева рубка; 4 - ротационен механизъм; 5 - машинно отделение с фиксирана противотежест; 6 - подвижна противотежест; 7 - опорен лагер
Плаващ кран 100-/I от Ornstein Koppel (Германия) е оборудван с две основни куки с товароподемност 50 тона всяка (фиг. 62). Двете куки са свързани с обща траверса. Механизмите за повдигане на куките работят синхронно. В допълнение към основните има спомагателна \b-t кука с независима повдигаща лебедка.
Стрелата на решетъчния кран е с дължина 42 м. Смяната на стрелата се извършва от две витла, задвижвани от електродвигател. Теглото на стрелата е значително балансирано от 40-тонна подвижна противотежест, шарнирно свързана с нея. Половината от преобръщащия момент от работното натоварване се балансира от противотежест от 164 тона, разположена зад машинното отделение.
Горната въртяща се част на крана под формата на купол се поддържа от ролков лагер върху опорна колона, фиксирана в корпуса на кораба. Към дъното на колоната е прикрепен въртящ се пръстен със зъбно колело, което върти горната част на крана на 360°.
В изцяло заварения корпус на кораба има два дизелови двигателя с мощност от 200 литра всеки. с. при 750 об/мин. Дизеловите валове са свързани в единия край към генератори на трифазен ток с мощност 130 kw, синхронно работещи на подемни механизми, а в другия край - към карданни валове. За работа на паркинга има допълнителен дизел генератор 90 kW. Кранът е оборудван с уреди за индикация на теглото на товара, обхвата и височината на товарната кука.
В транспортно положение стрелата се спуска до хоризонтално положение и се фиксира върху опорен стълб, докато вятърът и височината на крана са рязко намалени, така че да може да се транспортира без разглобяване на буксир по море дори при тежко море, което беше потвърдено, когато кранът се придвижи до местоназначението си, от Хамбург до иракското пристанище Басра.
По своите характеристики кранът е много удобен за обслужване на морски хидротехнически съоръжения.
Плаващ кран на Krupp (Германия) с товароподемност 150 тона на основна кука и 30 тона на спомагателна кука.
Стрелата на шарнирния кран е изработена под формата на метална конструкция със здрави стени, което придава модерен външен вид на крана.
Въртящата се конструкция и системата за балансиране на товара са същите като тези на крана Ornstein Koppel 100-калибър по-горе. За да се движите на дълги разстояния, стрелата на крана се спуска до хоризонтално положение със специално винтово устройство. Корпусът на кораба (понтон) е изцяло заварен. Електрическата централа се състои от две основни 500 к.с. с. и два спомагателни дизелови двигателя по 156 литра. д., свързани с генератори на ток. Корабът-кран се задвижва от две диагонални витла на системата Voith-Schneider. Понтонната палуба осигурява възможност за товарене върху нея с общо тегло до 300 тона.
Кранът е предназначен основно за товаро-разтоварни операции в пристанища и за нуждите на корабостроенето. Може да се използва в морското хидротехническо строителство, но само в пристанища със затворени акватории, тъй като значителната височина на крана в транспортно положение (около 30 м) създава голямо навиване и затруднява маневрирането на крана при вятър и вълни .
Ориз. 19. Плаващ 150-тонен кран на компанията "Krupp"
Плаващ 250-тонен кран от Ornstein Koppel (Германия) е построен за пристанището на Буенос Айрес (Бразилия) през 1956-1958 г.
Кранът има две основни куки с товароподемност 125 тона всяка, обединени от траверса за повдигане на товари с общо тегло до 250 тона и две спомагателни куки с товароподемност 40 и 10 тона.Последната се движи по бумът на "котка".
Ориз. 20. Плаващ 250-тонен кран от Ornstein Koppel
Кранът работи като напълно въртящ се кран с товар до 150 тона, като е разрешена промяна на обхвата на стрелата с товара. При товар от 150 до 250 тона е възможно кранът да се завърти само на 22 ° 30 'в двете посоки от надлъжната ос, без да се променя обхватът на стрелата с товара. Максималният товарен момент на крана е 5125 m.
Надстройката на крана със стрела, машинно отделение с повдигащи лебедки, противотежести и контролен панел се върти на мощен аксиално-ролков лагер, работещ в маслена баня. Лагерът е монтиран на пирамидална колона, фиксирана в понтона. Хоризонталните сили от горната конструкция на крана се предават на хоризонтален лагер, състоящ се от пръстен с диаметър 5,7 m и осем ролки, комбинирани по двойки. Такова устройство значително улеснява завъртането, но увеличава размерите на крана и се използва като правило в немски кранове с товароподемност над 100 тона.
Стрелата на решетъчния кран е нитована. Промяната на отклонението на стрелката се извършва от два полиспаста. Стрелата е частично балансирана от противотежест.
Кранът не е самоходен и за придвижването му има четири задвижващи шпилета с усилие 6 тона и скорост на теглене на кабела 12 м/мин. Поради липсата на собствена мощност, електроцентралата на крана се състои само от два дизелови двигателя с мощност 185 и 260 к.с. с. и три DC генератора 2 × 110 + 60 kW с напрежение 230 V. За собствени нужди на паркинга има помощен дизел генератор с обем 22,5 литра. с. Всичките девет кранови двигателя са еднотипни с мощност от 44 kw всеки при 750 об/мин.
Кранът се управлява от централна конзола, разположена на височина 14 м от палубата. Предвидени са автоматични устройства за предотвратяване на претоварване на крана и електрическа блокировка в случай на неправилни действия на краниста.
Понтонът на крана е заварен, разделен с водоустойчиви прегради на 18 отделения. На палубата на понтона е предвидена платформа 9,5 × 9,5 за приемане на товари до 10 t/m2. Вътре в понтона има дизелови генератори, жилищни кабини за 12 души. екипаж, битови и складови помещения и работилница.
В транспортно положение стрелата на крана се спуска на палубата със собствени верижни телфери и се фиксира, а горната конструкция се заклинява с хидравлични крикове, което разтоварва аксиалния лагер. В този си вид кранът може да бъде теглен по море със скорост 5-7 възела (до 13 км/ч). Височината на крана в транспортно положение е около 32 м над нивото на водата.
Този кран е предназначен за транспортна работа, но може успешно да се използва и за изграждане на стълбове, стълбове и стълбове от големи елементи и тежки масиви.
3. Кранове с плаваща глава
Като кранове за хидротехническо и мостово строителство могат да се използват плаващи глави с наклонени стрели, чието отклонение над борда на понтона може да бъде в диапазона от 3 до 9 m със съответна товароносимост от 30 и 10 тона, следователно, глави кранове обикновено са фиксирани.
В тази област най-често срещаните ударни винтове с люлеещи се стрели, например ударният винт тип SSCM-680 от компанията Nillens и др.
Главната рамка SSSM-680, монтирана на понтон, може да се използва като плаващ кран, когато стрелата е разположена по протежение на понтона на разстояние до 9 m от края на понтона. Koper не е самоходен. Източникът на енергия е парен котел с нагряваща повърхност 50 m2 при налягане на парата 6-8 kg/cm2. Подемни механизми - парни лебедки.
Акостирането се извършва с ръчни лебедки. Вътре в понтона има жилищни и битови помещения за 10 души. екипи на копра.
В транспортно положение стрелата се завърта и се поставя по протежение на понтона на стойка.
Плаващ пилот на фирма "Nillens" (Белгия) не е самоходен. Стрелата е разположена в носовата част на понтона върху платформа, която се върти на 180°. Работа с кран и забиване на пилоти са разрешени само когато стрелата е разположена по протежение на понтона. В този случай максималният обхват на стрелата от края ще бъде 6,5 m.
Ориз. Фиг. 21. Схема на монтаж на копра Nillens: a - за работа на копра; б-за кранова работа; 1-ферма със стрела; 2-барабанна лебедка; 3- парен котел; 4 - понтон; 5 - парен чук; 6 - стойка за полагане на стрела; 7-цистерни за баластни води
Всички копрови механизми са парни и се захранват с пара от котел с налягане 8 kg!cm2. Котелът е разположен на въртяща се маса и същевременно е противотежест на стрелата с чук. За да приведе копрата в прибрано положение, въртящата се платформа със стрелата и котела се завърта на 180 ° и стрелата се спуска с помощта на специална мачта и верижен подемник върху стойка, разположена на кърмата на понтона. Понтонът има баластни отделения, резервоари за прясна вода и съоръжения за съхранение. Каютите за екипажа са разположени на палубата. По време на работа пилотът се движи в краищата на акостирането с помощта на лебедки и кнехтове.
Плаващият пилот на завода в Юбигау (ГДР) е най-модерният. Въртящата се стрела на копра заедно с парен котел (нагревателна повърхност 34 m2 и налягане до 10 kPcm) е разположена на въртяща се на 360° въртяща се платформа (в носа на понтона). Стрелата на копрата може да вземе наклон напред от 1/10, когато е разположена напречно на понтона и 1/3 - по протежение на понтона.
Парата осигурява само работата на чука при забиване на пилоти, останалите механизми са с електрическо задвижване от дизелов генератор с мощност 57 kw. Допълнително има помощен дизел генератор 12 kW за собствени нужди при паркиране.
Koper не е самоходен. В транспортно положение стрелата се завърта на 180° и се спуска със специална мачта по понтона до стойката.
Понтонът от копра съдържа резервоари за прясна вода, баластни отделения, бункер за гориво и съоръжения за съхранение. Понтонът е оборудван с устройства за акостиране и помещения за екипажа.
ДА СЕКатегория: - Кранове за мостово строителство
През 1964 г. Lengiprotransmost разработва проект за плаващ кран PRK-100 с товароподемност 100 Tпредназначени за монтаж и товаро-разтоварни операции при изграждане на мостове и на строителни площадки в близост до водни обекти.
Кранът е сгъваем, максималното тегло на отделен елемент не надвишава 7 T. Кранът може да бъде транспортиран до строителната площадка както по железопътен, така и по шосеен път, като всички елементи на крана лесно се вписват в релсовите и пътните габарити.
Кранът е монтиран на понтон от 24 понтона тип КС, предварително подготвен на строителната площадка. Отнема 12 - 15 дни, за да се сглоби горната част на крана върху готова рампа, ако има 10 тона монтажни кранове (автомобилни или плаващи). Демонтажът на крана се извършва за 10 - 12 дни.
Кранът PRK-100 е оборудван с две куки: основната товароподемност е 100 тона, а спомагателната товароподемност е 30 T. С натоварване на куката до 30 Tгорната част на крана може да се върти на 90° в двете посоки. Обръщането се извършва с помощта на лебедка, монтирана на понтон. С товар с тегло над 30 Tкранът се върти заедно с тарана. В същото време под опорните панти на стрелата и в задната част на въртящата се маса са монтирани устройства за блокиране. Маневрите на крана по вода се осигуряват от четири папилонови лебедки, оборудвани с въжени слоеве, както и цялото оборудване, необходимо за работа с папилони.
Всички лебедки на крана, включително 3 товарни и 1 стрелова, се задвижват от нашата собствена електроцентрала AD-75T/400 с капацитет 75 kWмонтиран на рамената на крана. Управлението на електрическите задвижвания е съсредоточено в кабината на краниста.
Кранът PRK-100 се различава от съществуващите универсални плаващи кранове с пълен завой с ниско тегло, монтаж и малко газене. Цената на производството му е 6 пъти по-малка от тази на универсалните кранове, обслужва се от 4 души вместо от 10.
Прототипът на крана PRK-100, произведен от Угличския механичен ремонтен завод, е преминал всички тестове и се експлоатира от Мостоотряд № 11 в Ленинград на реката. Нева за 1,5 години. Приемателната комисия на Министерството на транспорта и строителството на СССР го препоръчва за масово производство.
| Структурна схема на кран PRK-100 |
Технически характеристики на крана PRK-100
| Най-висока товароносимост, ts: | |
| на основната кука | 100 |
| на спомагателна кука | 30 |
| Полезен обхват на стрелата (от страната на буталото), м: | |
| заредени 100 T: най-малък | 3 |
| . заредени 100 T: най-голям | 10 |
| . зареден 30 T: най-малък | 5 |
| . зареден 30 T: най-голям | 22 |
| Височина на повдигане на куката от повърхността на водата, при напускане 10 м, м | 30 |
| Скорост на повдигане (на основната / спомагателната кука), м/мин | 1,7 / 3 |
| Скорост на въртене на крана с товар 30 Tна куката об/мин | 0,11 |
| Скоростта на движение на крана с папилонни лебедки, об/мин | 5 |
| Тяга (по време на работа на крана), м | 1,6 |
| Теглото на надстройката (без овни), T | 215 |
плаващ кран- това е кран, монтиран постоянно на специален плавателен съд, както самоходен, така и несамоходен, и предназначен за извършване на операции по повдигане и обработка.
2.1.1. Главна информация
За разлика от други видове кранове, плаващите кранове са снабдени с жилищни помещения за екипажа (постоянен екипаж), ремонтни и такелажни работилници, столови, допълнително корабно оборудване, палубни механизми и собствени електроцентрали, позволяващи на крана да работи автономно далеч от кораба. бряг. Механизмите на плаващите кранове по правило са с дизел-електрическо задвижване. Възможно е захранване и от брега. Като витла се използват витла или лопаткови витла. Последните не изискват кормилно устройство и могат да движат крана напред, назад, настрани (лаг) или да се разгръщат на място.
В зависимост от водните пътища, плаващите кранове са под юрисдикцията на Руския морски регистър на корабоплаването или Руския речен регистър.
В съответствие с изискванията на Морския регистър плаващите кранове трябва да бъдат оборудвани с всички устройства, предвидени за корабите, т.е. трябва да има калници (дървени греди, стърчащи по външната част на надводния борд на кораба непрекъснато или на части, предпазващи бордовата обшивка от удари в други кораби и конструкции), кабстани (корабни механизми под формата на вертикални врати за повдигане и освобождаване на котви, повдигане на тежести , теглене на котви и др.), кнехтове (сдвоени кнехтове с обща плоча на палубата на кораба, предназначени за закрепване на кабели към тях), котви и котвени лебедки, както и светлинна и звукова сигнализация, радиокомуникации, картерни помпи и живот -спестяващо оборудване. По време на работа плаващият кран трябва да има запас от прясна вода, храна, гориво и смазочни материали в съответствие със стандартите за времето на автономна навигация. Основните изисквания към понтоните на плаващи кранове са структурна здравина, плаваемост и стабилност.
В случай на транспортиране по вътрешни водни пътища общата височина на крана в прибрано състояние трябва да отговаря на GOST 5534 и да се определя, като се вземат предвид размерите на скелето и възможността за преминаване под въздушни електропроводи.
По предназначение крановете могат да бъдат класифицирани, както следва:
Трансферни кранове(с общо предназначение), предназначени за масови манипулации (описанието им е представено в разработките). Съгласно GOST 5534 товароподемността на претоварните плаващи кранове е 5, 16 и 25 тона, максималният обхват е 30 ... 36 m, минималният е 9 ... 11 m, височината на повдигане на куката над нивото на водата е 18,5 ... в трюма на кораба) - не по-малко от 11 ... 20 m (в зависимост от товароносимостта), скорост на повдигане 1,17 ... 1,0 m / s (70 ... 45 m / min), скорост на промяна на отклонението 0,75 ... 1,0 m / s (45 ... 60 m / min), скорост 0,02 ... 0,03 s -1 (1,2 ... 1,75 rpm) . Това са кранове като, например, Ganz, произведени в Унгария (фиг. 2.1.), Домашни кранове (фиг. 2.2).
Кранове със специално предназначение(голяма товароносимост) - за претоварване на тежкотоварни, строителни, монтажни, корабостроителни и спасителни операции.
Плаващите кранове, предназначени за монтажни работи, се използват при изграждането на хидротехнически съоръжения, за работа в корабостроителни и кораборемонтни верфи.
Кранът на немската фирма "Demag" с товароподемност 350 тона е използван при реконструкцията на ленинградските мостове, по време на монтажа
80-тонни портални кранове, при прехвърляне на портални кранове от една пристанищна зона в друга и др.
Кран завод ги PTO. С. М. Киров с товароносимост 250 тона е направен за инсталиране на петролни платформи в Каспийско море.
Кранове "Черноморец" с товароподемност 100 тона и "Богатир" с товароподемност 300 тона (фиг. 2.3) бяха удостоени с Държавната награда на СССР.
Ориз. 2.2. Трансферни плаващи кранове с товароподемност 5 тона ( А) и 16 тона ( b): 1 - грабване при най-дълъг обхват; 2 - багажника; 3 - стрелка в прибрано положение; 4 - акцент; 5 - стрелка по работен начин; 6 - понтон; 7 - захващане при най-малък обхват; 8 - кабина; 9 - грамофон; 10 - колона; 11 - балансиращо устройство, комбинирано с механизма за промяна на отклонението; 12 - противотежест
Ориз. 2.3. Плаващ кран "Богатир" с товароподемност 300 тона (севастополски завод на името на С. Орджоникидзе): 1 - понтон; 2 - стрелка в прибрано положение; 3 - спомагателно повдигащо окачване; 4 - окачване на главния асансьор; 5 - стрелка
Кранът Vityaz (фиг. 2.4) с товароподемност 1600 тона се използва при работа с тежки товари, например при монтиране на мостови конструкции през река върху опори, монтирани на брега. В допълнение към основния подемник, този кран разполага със спомагателен подемник с товароподемност 200 тона. Отпътуване на главния подемник 12 м, спомагателния 28,5 м. Има плаващи кранове и по-голяма товароподемност.
Специални кранове, които извършват претоварване на тежки товари в пристанища, монтажни и строителни работи по време на строителството на кораби, кораборемонт и изграждане на водноелектрически централи, аварийно-спасителни операции, имат напълно завъртащи се горни части. Товароподемност - от 60 (астрахански кран) до 500 тона, например: Черноморец - 100 тона, Севастопол - 140 тона (фиг. 2.5), Богатир - 300 тона, Богатир-М - 500 тона , На фиг. 2.6 показва крановете "Bogatyr" с различни модификации на стрелите и съответните графики на товароносимост, променливи в обхвата.
Специализираните кранове за повдигане на кораби и спасителни операции и монтаж на големи тежки конструкции, като правило, са фиксирани.
Ориз. 2.5. Плаващ кран "Севастополец" с товароподемност 140 тона (севастополски завод на името на С. Орджоникидзе): 1 - понтон; 2 - стрелка в прибрано положение; 3 - стрелка по работен начин
|
Ориз. 2.6. Плаващи кранове: А- "Богатир"; b- "Богатир-3" с допълнителна стрела; V- "Богатир-6" с удължена допълнителна стрела; Q– допустима товароносимост при изтичане Р; з- височина на повдигане
Примери за такива кранове са: "Волгар" - 1400 тона; "Vityaz" - 1600 тона (фиг. 2.4), повдигането на товар с тегло 1600 тона се извършва с помощта на лебедка от три палубни подемника, "Magnus" (Magnus, Германия) с товароподемност от 200 до 1600 тона (фиг. 2.7). ), "Balder" (Balder , Холандия) с товароносимост от 2000 до 3000 тона (фиг. 2.8).
нефтено находище.Корабите с кранове за доставка на офшорни петролни полета и изграждане на офшорни нефтени и газови съоръжения обикновено имат въртящи се горни части, значителен обхват и височина на повдигане и могат да обслужват стационарни сондажни платформи. Такива кранове включват например "Якуб Казимов" - с товароподемност 25 тона (фиг. 2.9), "Kerr-ogly" - с товароподемност 250 тона. Във връзка с развитието на континенталния шелф се наблюдава тенденция към увеличаване на параметрите на кранове от тази група (товароподемност - до 2000 ... 2500 тона и повече).
Ориз. 2.7. Плаващ кран "Магнус" с товароподемност 800 тона (HDW, Германия): 1 - понтон; 2 - стрелка в прибрано положение; 3 – палубна лебедка; 4 – лебедка за накланяне на стрелата; 5 - скоба; 6 - стрелка; 7 - гъска; 8 - окачване на главния асансьор; 9 - спомагателно повдигащо окачване
Ориз. 2.8. Плаващ кран "Balder" с товароподемност 3000 тона ("Gusto", Холандия - ( А) и график за промяна на допустимата товароносимост Qот тръгване Р (b)):
1 - понтон; 2 - грамофон; 3 - стрелка; I ... IV - окачвания на куки
Ориз. 2.9. Кораб кран "Якуб Казимов": 1 - понтон; 2 - стрелка в прибрано положение; 3 - изравняващ верижен подемник; 4 - кабина; 5 - рамка на въртящата се част
В зависимост от мореходните качества, крановете могат да бъдат класифицирани, както следва:
1) пристанище (за извършване на операции по претоварване в пристанища и пристанища, затворени водни тела и крайбрежни морски (крайбрежни) и речни зони, в корабостроителни и кораборемонтни вериги);
2) мореходни (за работа в открито море с възможност за дълги самостоятелни преходи).
Домашната кранова индустрия се характеризира с желанието да се създадат универсални кранове, а за чуждестранните - високоспециализирани кранове.
2.1.2. Плаващи кранове
Плаващите кранове се състоят от надстройка (самият кран) и понтон (специален или кранов съд).
Надстройка на плаващ кран, кранов кораб и др.- повдигаща конструкция, монтирана на открита палуба, предназначена да носи повдигащо устройство и товар.
понтони, подобно на корпусите на корабите, те се състоят от напречни (рамки и палубни греди) и надлъжни (кил и килсони) елементи, обвити с листова стомана.
Кадър -извита напречна греда на корпусния комплект на кораба, осигуряваща здравина и устойчивост на бордовете и дъното.
Лъч- напречна греда, свързваща десния и левия клон на рамката. Върху гредите се полага палуба.
кил- надлъжна връзка, установена в диаметралната равнина на съда близо до дъното, простираща се по цялата му дължина. Килът на големи и средни кораби (вътрешен вертикален) е лист, монтиран в диаметралната равнина между двойната дънна настилка и дънната обшивка. За да се намали накланянето, страничните килове са монтирани нормално към външната обшивка на плавателния съд. Дължината на страничния кил е до 2/3 от дължината на плавателния съд.
килсън- надлъжна връзка на кораби без двойно дъно, монтирана по дъното и свързваща долните части на рамките за тяхната съвместна работа.
Формата на понтоните е паралелепипед със заоблени ъгли или имат корабни контури. Понтоните с правоъгълни ъгли имат плоско дъно и разрез в задната (или носовата) част (фиг. 2.10). Понякога кранът е монтиран на два понтона (кран катамаран). В тези случаи всеки понтон има повече или по-малко изразен кил и форма, подобна на формата на корпусите на обикновените кораби. Понтоните на плаващите кранове понякога се правят непотопяеми, т.е. снабдени с надлъжни и напречни прегради. За увеличаване на устойчивостта на плаващ кран, т.е. способността да се върне от отклонено положение в равновесно положение след отстраняване на товара, е необходимо да се намали неговият център на тежестта, ако е възможно. За целта трябва да се избягват високите надстройки, а жилищните помещения за екипа на крана и складовете трябва да се поставят вътре в понтона. На палубата се изнасят само рулевата рубка (корабна кабина за управление), камбуз (корабна кухня) и трапезария. Вътре в понтона, по стените му, има резервоари (цистерни) за дизелово гориво и прясна вода.
Плаващите кранове могат да бъдат самоходни и несамоходни. Ако кранът е предназначен да обслужва няколко пристанища или да пътува на дълги разстояния, тогава той трябва да бъде самоходен. В този случай се използват понтони с корабни контури. Морските кранове имат понтони с контури на кораби, редица тежки кранове използват понтони на катамаран (Ker-ogly с товароподемност 250 тона; кран от Vartsila, Финландия, с товароподемност 1600 тона и др.).
Според дизайна на горната конструкцияПлаващите кранове могат да бъдат класифицирани като невъртящи се, пълновъртящи се и комбинирани.
фиксирани(мачта, портал, с люлеещи се (накланящи се) стрелки). Мачтовите кранове (с фиксирани мачти) имат проста конструкция и ниска цена. Хоризонталното движение на товара се извършва при преместване на понтона, така че производителността на такива кранове е много малка.
Ориз. 2.10. Схема на понтона на плаващ кран
За работа с тежки тежести са по-подходящи плаващи кранове с накланящи се стрели. При променлив обсег тяхната производителност е по-голяма от тази на мачтовите. Тези кранове имат проста конструкция, ниска цена и голяма товароподемност. Стрелата на крана се състои от два стълба, които се сближават към върха под остър ъгъл и са шарнирно закрепени в носа на понтона. Стрелата се повдига с твърд прът (хидравличен цилиндър, зъбна рейка или винтово устройство) или с помощта на верижен механизъм за повдигане (например на кран Vityaz). Стрелата в транспортно положение е фиксирана върху специална опора (фиг. 2.3). За извършване на тази операция се използва стрела и спомагателна лебедка.
Плаващият портален кран е конвенционален портален кран, монтиран на понтон. Мостът на крана е разположен по надлъжната ос на понтона, като единствената му конзола излиза извън контурите на понтона на разстояние, понякога наричано външен обхват. Външният обхват обикновено е 7…10 м. Товароподемността на плаващите портални кранове достига 500 тона. Но поради големия металоемкост у нас не се произвеждат плаващи портални кранове.
Пълен оборот(универсални) кранове идват с въртяща се маса или колона. Понастоящем широко се използват въртящи се кранове с накланяща се стрела. Те са най-продуктивни. Техните стрели не само се накланят, но и се въртят около вертикална ос. Капацитетът на повдигане на въртящите се кранове варира в широки граници и може да достигне стотици тонове.
Пълновъртящите се кранове включват кран Bogatyr с товароподемност 300 тона и външен обхват 10,4 m с височина на повдигане на основната кука (кука) над морското равнище 40 m, както и офшорен транспортен и монтажен кораб Ilya Муромец. Последният има товароподемност 2 × 300 тона при външен обхват от 31 м. Височината на кораба с кран с повдигната стрела е 110 м. Тези кранове са в състояние да пресекат морето с буря от 6 ... 7 точки и вятър от 9 бала. Автономност на навигацията 20 дни. Скоростта на крана "Богатир" е 6 възела, а скоростта на кораба-кран "Иля Муромец" е 9 възела. И двата съда са оборудвани с набор от механизми и устройства, които осигуряват високо ниво на механизация на основните и спомагателните процеси. В транспортно положение стрелите на двата описани съда са поставени върху специални опори и фиксирани.
Комбиниран. Те включват например плаващи портални кранове, по моста на които се движи въртящ се кран.
Преобладаващият тип разположение на стрелата на плаващите кранове е права стрела с изравняващ верижен повдигач; по-рядко се използват устройства с шарнирна стрела, но тяхното използване е свързано с трудности при полагане в прибрано положение.
За да се предотврати накланянето на правите стрели на морските кранове по време на вълни, под действието на инерция и сили на вятъра, както и при счупване и изпускане на товара, стрелите са оборудвани с предпазни устройства под формата на ограничители или специални системи за балансиране . При кранове Magnus стрелата с товара се държи от твърда подпора.
С развитието на конструкциите на стрелите беше направен преход от решетъчни и неукрепващи стрели към стрели с плътни стени (с форма на кутия, по-рядко тръбни) стрели в греди или въжени конструкции. На кранове от последните години на производство по-често се използват стрели с форма на листова кутия. Известни са обаче решетъчни стрели на някои чуждестранни кранове с много голяма товароподемност (кран Balder, виж фиг. 2.8). При надграждане на кранове базовите стрели често се разширяват с допълнителни въжени стрели (виж фиг. 2.6), което позволява значително увеличаване на максималния обхват и височина на повдигане и в същото време осигурява широка унификация с базовия модел.
Основните видове въртящи се лагери за плаващи кранове са въртящи се и невъртящи се колони, многоролков въртящ се кръг, въртящ се пръстен под формата на двуредов ролков лагер. Има тенденция към използване на въртящи се кръгове под формата на ролкови лагери на кранове с товароподемност до 500 тона. При по-тежки кранове все още се използват многоролкови въртящи се кръгове, работи се за създаване на сегментирани ролкови лагери за такива кранове.
Подемните механизми, използвани при плаващите кранове, са лебедки за захващане с независими барабани и диференциални превключватели. Съгласно GOST 5534 се осигурява намалена скорост на кацане на грайфера върху товара, която е 20 ... 30% от основната скорост. Има възможност за замяна на грайфера с окачване на кука.
Механизмите за завъртане (един или два) често имат предавки със спирални конусни предавателни кутии с многоплокови съединители с ограничаващ въртящ момент и отворена предавка или зъбно колело.
Механизъм за смяна на заминаване - секторен с монтиране на сектори на лоста на противотежестта или хидравличен с хидравличен цилиндър, свързан към платформата, и прът, свързан към лоста на противотежестта. Известни са кранове с винтов механизъм за промяна на отклонението. Конструкциите на механизмите за промяна на обхвата са представени в раздел 1 "Портални кранове".
Плаващите мидови кранове в речните и морските пристанища се експлоатират много интензивно. За механизмите за повдигане стойностите на PV достигат 75 ... 80%, механизмите за завъртане - 75%, механизмите за смяна на заминаването - 50%, броят на включванията на час - 600.
2.1.3. Характеристики на изчисление
Геометрия на понтона.При проектирането и изчисляването понтонът се разглежда в три взаимно перпендикулярни равнини (виж фиг. 2.10). Основната равнина е хоризонталната равнина, допирателна към дъното на понтона. Една от вертикалните равнини, така наречената диаметрална равнина, минава по понтона и го разделя на равни части. Линията на пресичане на основната и диаметралната равнина се приема като ос х. Друга вертикална равнина е изчертана през средата на дължината на понтона и се нарича равнина на рамката на средната част на кораба или средна секция. Линията на пресичане на главната и средната равнина на сечението се приема като ос Y, а линията на пресичане на средната и диаметралната равнини - зад оста З.
Равнината, успоредна на равнината на средното сечение и минаваща през оста на въртене на въртящия се кран, се нарича медиална. Линиите на пресичане на повърхността на корпуса на понтона с равнини, успоредни на равнината на средната част на кораба, се наричат рамки (това е и името на напречните елементи на кораба, които образуват рамката на неговия корпус). Линиите на пресичане на повърхността на корпуса на понтона с равнини, успоредни на основната равнина, се наричат водни линии. Същото име има следа от повърхността на водата върху тялото на понтона.
Тъй като понтонът, разположен на водата, може да се накланя, получената водолиния се нарича текуща. Равнината на текущата водолиния, която не е успоредна на равнините на другите водолинии, разделя понтона на две части: надводна и подводна. Водолинията, съответстваща на положението върху водата на кран без товар, балансиран по такъв начин, че основната му равнина да е успоредна на повърхността на водата, се нарича главна водолиния.
Наклонът на кораба към носа или кърмата се нарича диферент, а наклонът на кораба към десния или левия борд се нарича крен. Ъгъл ψ (виж фиг. 2.10) между текущата и главната водолиния в диаметралната равнина се нарича ъгъл на диферент, а ъгълът θ между същите линии в средната равнина - ъгълът на накланяне. Когато се подстриже до носа и когато се навие към стрелата, ъглите ψ И θ се считат за положителни.
Дължина Лпонтонът обикновено се измерва по главната водолиния, очакваната ширина бпонтон - в най-широката точка на понтона по водолинията и очакваната височина зстрани - от основната равнина до страничната линия на палубата (виж фиг. 2.10). Разстоянието от основната равнина до текущата водолиния се нарича газене Tпонтон, което има различни значения в носа на понтона T Hи на кърмата Т К. Разлика в стойността T H – T Kнаречена подстригване. Разлика между височина и газене H-Tнаречена височина fнадводен борд. Ако формата на понтона не е паралелепипед, т.е. има гладки контури, след което за изчисленията съставят така наречения теоретичен чертеж, който определя външната форма на корпуса (няколко секции по рамките). При правоъгълни понтони няма нужда да се изготвя такъв чертеж.
Сила на звука Vподводната част на понтона се нарича обемно изместване. Центърът на тежестта на този обем се нарича център на величината и се означава с CV. Маса вода в обем Vнаречено изместване на масата Д.
Устойчивост на плаващи кранове.Устойчивост - способността на кораба да се върне в положение на равновесие след прекратяване на силите, които го карат да се накланя.
Характеристиките на изчисляване на стабилността на плаващи кранове до голяма степен се свеждат до отчитане на влиянието на ролката и тапицерията. Кран без товар трябва да бъде подрязан до кърмата, а с товар - до носа. Ако стрелата е разположена в средната равнина без товар, кранът трябва да се търкаля към противотежестта, а с товара - към товара. Промяната в излитането, дължаща се на накланяне или наклоняване, може да бъде няколко метра. За очакваното заминаване вземете заминаването, което има кран с хоризонтално положение на понтона.
За кран с товар, въртящата се част на крана с противотежест създава момент, който частично балансира товарния момент и се нарича балансиращ момент (виж фиг. 2.10): M Y \u003d G K y K ,Където Г К- тегло на надстройката; y K- разстояние от оста на въртене на крана до центъра на тежестта на надстройката (включително противотежести).
За кранове с подвижни противотежести балансиращият момент се определя като сума от моментите от тежестите на надстройката и противотежестите.
Момент на натоварване M G = GR,Където G-тегло на товара с окачване на кука; Р- полет на стрела. Съотношението на балансиращия момент към момента на натоварването се нарича фактор на балансиране φ = M U / M G.
За да определите моментите на наклон и подстригване, разгледайте фиг. 2.11, която показва понтона и стрелата в план. Теглото на въртящата се част на крана с товар Г Кприлага се от разстояние дизвън оста О 1въртене на стрелата. Действие на тежестта Г Кна рамото дможе да се замени с вертикална сила Г Кв точката О 1и момент G K eв равнината на стрелката. Понтонна тежест с баласт G0прикрепен в точката O2. В допълнение, вертикалният момент от натоварването от вятъра действа върху крана, който има компоненти спрямо съответните оси M INИ M BY. След това моментът на наклон се определя от зависимостта на формата M K = M X = G K e cos φ + M BX, и моментът на подрязване M D \u003d M Y \u003d G K eгрях φ + M към Y.
За да определите момента на възстановяване, разгледайте фиг. 2.12, който показва разрез на понтона по средата на равнината на кораба в позиции преди и след прилагане на кренящия момент. Посочен е центърът на тежестта на кран с понтон DH. Кран в покой е подложен на вертикални сили, имащи резултатна сила н, и плаващата сила D = Vρg, Където V- изместен обем; ρ - плътност на водата; ж- ускорение на гравитацията. Според закона на Архимед, D=N.
В състояние на баланс на силите нИ ддействат по една вертикална линия, минаваща през центъра на тежестта и центъра на величината и се нарича навигационна ос. В този случай ъгълът на въртене може да бъде от известно значение. θ (виж фиг. 2.10).
Ориз. 2.11. Схема за определяне на моментите на наклон и диферент
Ориз. 2.12. Схема на разположение на понтона до ( А) и след ( b) приложения на момент на наклон
Да приемем, че към крана е приложен статичен момент на наклон М К, причинени например от теглото на товара Жв края на стрелата на крана. В този случай центърът на величината се измества. Смяна на силите дИ Жв сравнение с равновесното състояние може да се пренебрегне, тъй като теглото на товара е значително по-малко от теглото на крана. След това сила дв наклонено положение на крана ще се прилага в точката CV(фиг. 2.12, b). В този случай ще има момент на възстановяване на силите дИ N=Dна рамото l θравна на кренящия момент М К, т.е. , където е напречната метацентрична височина, т.е. разстояние от метацентъра до центъра на тежестта.
Метацентърът е точката Епресичане на оста на навигация с линията на действие на силата д, а метацентричният радиус е разстоянието от метацентъра Екъм центъра на величината.
При подстригване под ъгъл ψ
моментът на възстановяване е равен на момента на подрязване М Д, т.е. 
, където е надлъжната метацентрична височина; а- разстоянието между центровете на тежестта и величината. Продуктите на и се наричат коефициенти на статична устойчивост.
Нека дефинираме метацентричните радиуси и . От теорията на кораба е известно следното:
1) при малки ъгли на петата θ и подстригване ψ позиция на метацентъра Енепроменен, а центърът на величината се движи по дъгата на окръжност, описана около метацентъра;
2) метацентричен радиус R=J/V, Където Дж- инерционният момент на зоната, ограничена от водолинията, спрямо съответната ос, около която е наклонен кранът.
За кран в покой зоната, ограничена от водолинията, е БЛ.
За правоъгълен понтон (с изключение на контурите и скосяванията), моментите на инерция спрямо главните оси J X \u003d L B 3 / 12; J Y = B L 3 / 12, и изместения обем вода V = B L T. В този случай метацентричните радиуси ; 
.
По този начин ъглите на накланяне и диферент, в зависимост от моментите на наклон и диферент, се определят от изразите
; 
.
|
Ориз. 2.13. Диаграми на устойчивост на плаващ кран: А– статичен М ВК(q); б -динамичен А Б(р)
За въртящи се кранове с въртяща се стрела тези ъгли са променливи както по отношение на обхвата, така и по ъгъла на въртене.
Възстановяващите моменти по време на търкаляне и тримиране се определят по формули от вида:
; (2.1)
При ъгли на въртене, по-големи от 15 °, формулата (2.1) не е приложима и моментът на възстановяване М ВКв зависимост от ъгъла θ промени според диаграмата на статичната устойчивост (фиг. 2.13). С постепенно увеличаване на кренящия момент до стойност, равна на максималната стойност на възстановяващия момент М ВК max на диаграмата, ъгълът на петата достига θ М , и кранът ще бъде нестабилен, тъй като всеки случаен наклон в посоката на ролката ще доведе до преобръщане. Прилагане на моменти на наклон M θ ³ M VK max е невалиден. Точка ДА СЕ(залез на диаграмата) характеризира ограничаващия ъгъл на накланяне θ П , над които М ВК< 0 и кранът се преобръща. Диаграмата на статичната устойчивост е включена в задължителната документация на крана; конструкцията му по чертежа на понтона или по приблизителни формули е дадена в работата.
С внезапно (или за време, по-малко от половин период на естествени трептения) прилагане на динамичен момент към ненаклонен понтон М Д(виж фиг. 2.13, А), който остава постоянен в бъдеще, в началния период на хвърлянето M D > M VKи корабът ще се търкаля с ускорение, натрупвайки кинетична енергия. Достигане на ъгъл на статично накланяне р(точка IN), корабът ще се наклони още повече до ъгъла на динамичния наклон q D, когато запасът от кинетична енергия се изразходва за преодоляване на работата на възстановяващия момент и съпротивителните сили (точка СЪС, съответстваща на равенството на площите OABИ CBE). При q D £ 10…15 O(фиг. 2.13, А) може да се обмисли q D = 2р(като се вземе предвид водоустойчивостта q D= 2 хр, Където х- фактор на затихване ( х" 0,7); при наличие на начален ъгъл на наклон ± q0динамичен ъгъл на наклон q D = ± q0+ 2р. Преобръщащ се динамичен момент М Д.ОПРи ъгъл на наклон q E.ODAопределен чрез намиране на линията AE, който отрязва равни площи на диаграмата на статична стабилност OABИ WME(фиг. 2.13, b).
Диаграмата на динамичната стабилност (виж фиг. 2.13) е графика на зависимостта на работата на възстановяващия момент А Б= дот ъгъла на преобръщане ( l q- рамото на възстановяващия момент по време на преобръщане (виж фиг. 2.12); тя е интегрална крива по отношение на диаграмата на статичната стабилност; величина d B = A B / D= наречено рамото на динамичната стабилност. Работа на наклонен момент A K = M D q D = D d K, Където d K = A K / D D = M D q D / D– специфична работа на кренящия момент. График А К (q D) има права линия НА, преминаване през точки ОИ Ес координати (1 rad, М Д); Точка Ркръстовища (виж фиг. 2.13, А) или докоснете (вижте фиг. 2.13, b) диаграми на динамична устойчивост с права линия НАопределя динамичния ъгъл на наклон q D (А) или ъгъл на преобръщане с динамично накланяне q E.ODA (b).
Динамично преобръщане (или подстригване) възниква, когато товарът е рязко нагоре или когато товарът се счупи. На фиг. 2.14 показва позицията на водното огледало спрямо понтона за ненатоварен кран (равновесно положение 1 под наклон q0) и зареден със статична ролка (позиция 2 под наклон р). За нормална работа на крана е желателно да има равенство на абсолютните стойности на ъглите на ролката за натоварен и празен кран. Когато товарът се счупи, кранът ще се люлее около равновесното положение 1 с амплитуда Δ р(виж фиг. 2.14), достигайки позицията 3 при динамичен ъгъл на наклон q DIN = q 0+ Δ р. Стойностите на последните са по-точни, ако се вземе предвид водоустойчивостта, съгласно формулата
q DIN= q0+ (0,5 – 0,7) ∆ р.
Ориз. 2.14. Схема на понтон за определяне на динамичния крен
Определяне на момента на преобръщане и ъгъла на динамично накланяне в работно състояние, когато товарът е счупен съгласно диаграмата на динамична стабилност, както и проверка на стабилността на крана по време на преход, теглене, в неработно състояние; определянето на преобръщащия момент в прибрано състояние и максималния възстановителен момент в неработно състояние са разгледани подробно в работата.
Натоварвания на ротационния механизъм и промени в заминаването.На фиг. 2.15, Апоказано напречно (в равнината Y) и надлъжно (в равнината х)част от понтона след наклон под ъгъл ри ъгъл на подрязване ψ .
Тегло Г Квъртящата се част на крана с товара има компоненти СИ S X, действащи в равнината на въртене и определени от зависимости на формата S Y \u003d G Kгрях рИ S X \u003d G Kгрях ψ .
За плаващ кран допълнителният момент, причинен от търкаляне и подреждане и действащ върху механизма за въртене (фиг. 2.11), се определя по формулата
Този израз може да бъде изследван максимално M φ. По-специално, ако компонентът на момента на подрязване M ψ \u003d G K a - G 0 b \u003d 0(балансиран понтон), след това максимумът M φпостигнато при φ = 45o.
Сили S XИ Симат компоненти, действащи в равнината на въртене на стрелата и перпендикулярни на нея. Компонентите, действащи перпендикулярно на равнината на въртене на стрелата, създават момент, който натоварва ротационния механизъм, изразът за който е получен по-горе. Обща сила Tсъставни сили S XИ Св равнината на люлеене на стрелата се определя от израз на формата T \u003d S Xгрях φ + S Y cos φ = G K (грях ргрях φ – грях ψ cos φ).
Тази сила действа в равнината на люлеене на стрелата и е насочена по протежение на понтона. На фиг. 2.15, bпоказано разлагане на теглото Г Кза сила Р, перпендикулярна на основната равнина на понтона и взета предвид при изчисленията на механизма за промяна на надвеса, и върху силата T, успоредна на надлъжната ос на понтона и създаваща допълнително натоварване, причинено от крен и диферент. По този начин, в центъра на тежестта на всеки възел на въртящата се част на крана (стрела, багажник и др.) Претегляне G iвъзниква сила T iпричинени от търкаляне и подстригване. Допълнителен момент М, механизмът за зареждане за промяна на заминаването се определя от формулата .
Натоварвания от инерционни сили, въздействащи върху крана при напречно и надлъжно килене на съда, са подробно представени в разработките.
Непотопяемост- способността на кораба да поддържа минимално необходимата плаваемост и устойчивост след наводняване на едно или повече отделения на корпуса. Изчислението на непотопяемостта е представено подробно в работата.