Строительные машины и основы автоматизации

СТРОИТЕЛЬНЫЕ ПОДЪЕМНИКИ

Строительные подъемники предназначены для подъема (опуска­ния) в грузонесущих органах строительных грузов и людей на этажи и крыши зданий и сооружений при выполнении строительно-мон­тажных, отделочных и ремонтных работ. Грузонесущие органы строительных подъемников (клеть, кабина, платформа, ковш, крюк, бункер, бадья, захваты и т. д.) движутся, как правило, по вертикаль­ным жестким направляющим.

Строительные подъемники классифицируют по назначению, способу установки, конструкции направляющих, типу грузонесуще - го органа и механизма подъема, способу монтажа и степени мобиль­ности. Подъемники различают:

по назначению — грузовые, предназначенные только для транспортирования грузов, и грузопассажирские — для транспорти­рования грузов и людей;

по способу установки — передвижные (самоходные и несамоходные), способные перемещаться относительно здания в процессе работы, и стационарные, которые могут быть приставны­ми, прикрепляемыми к зданию, и свободностоящими — без крепле­ния к зданию. Передвижные подъемники на рельсовом или пневмо - колесном ходу используют сравнительно редко.

По конструкции направляющих грузонесу - щего органа — с подвесными (гибкими) и жесткими направ­ляющими.

Подъемники с жесткими направляющими бывают мачтовыми, скиповыми и шахтными. Тип грузонесущего органа подъемника оп­ределяется его назначением. Грузопассажирские подъемники обору­дуются кабинами, грузовые — выдвижными и невыдвижными, по­воротными и неповоротными платформами, выдвижными рамами, выкатными консолями, монорельсами и направляющими с подвес­ной клетью, а также саморазгружающимися ковшами. Механизмы подъема подъемников разделяют на канатные и бесканатные. В ка­натных механизмах подъема используются канатно-блочная систе­ма и лебедка, в бесканатных — зубчато-реечные или цевочно-рееч­ные механизмы модульного типа.

По способу монтажа подъемники делят на мобильные, перевозимые с объекта на объект в собранном виде, и немобильные.

разбираемые при демонтаже на секции и перевозимые в таком виде к месту монтажа.

Подъемники не имеют единой системы индексации.

Главным параметром подъемников является грузоподъем­ность — максимально допустимая масса груза, поднимаемая подъ­емником. К основным параметрам относятся: наибольшая высота подъема груза (расстояние по вертикали от уровня земли до нижне­го уровня груза, находящегося в крайнем верхнем положении); ско­рость подъема и опускания груза; величина перемещения груза по горизонтали (максимальное расстояние от оси мачты подъемника до конца платформы, введенной в оконный проем, или до оси крю­ка, на котором подвешен груз); величина вертикального перемеще­ния груза, введенного в здание (максимальное расстояние по верти­кали между крайними верхним и нижним положениями груза); скорость подачи груза (скорость горизонтального перемещения гру­за); для передвижных подъемников колея (расстояние между осями рельсов или между колесами, расположенными на одной оси) и база (расстояние между осями крайних ходовых колес, расположенных на одном рельсе или одной стороне подъемника); установленная мощность; конструктивная и общая масса подъемника; шаг настен­ных опор (расстояние, по вертикали между соседними креплениями подъемника к стене здания или сооружения); производительность и т. д.

Грузовые подъемники выпускают мачтовыми и шахтными. Шахтные подъемники применяют при возведении кирпичных труб высотой до 120 м.

Мачтовые подъемники наиболее распространены в городском строительстве и предназначены для подъема и поэтажной подачи через оконные и дверные проемы зданий различных строительных материалов и деталей при санитарно-технических, отделочных, ре­монтных и других работах. Различают грузовые и грузопассажир­ские мачтовые подъемники. Последние применяют для подъема не только грузов, но и людей при строительстве многоэтажных зданий. Мачтовый подъемник состоит из опорной рамы, вертикальной на­правляющей мачты, подъемной грузовой платформы (у грузовых) или кабины (у грузопассажирских), механизма подъема платформы (кабины), органов управления и предохранительных устройств. В механизмах подъема используются реверсивные лебедки с элек­троприводом. По конструкции мачты различают подъемники с од­ной направляющей мачтой (одностоечные) и с двумя направляющи­ми мачтами (двухстоечные). Одностоечные и двухстоечные подъемники оснащаются жесткими и выдвижными грузонесущими органами. Подъемники с жестким грузонесущим органом имеют од­но рабочее движение — подъем груза, с выдвижным два рабочих движения — подъем груза и горизонтальное его перемещение внутрь здания через проем.

Грузовой мачтовый подъемник (рис. 3.6, а) состоит из опорной рамы 3, реверсивной грузовой лебедки 4, канатно-блочной системы, вертикальной мачты 7, в направляющих которой перемещается грузо - несущий орган (стрела, платформа, монорельс) 7, системы управления и предохранительных устройств. В мобильных подъемниках, перево­зимых в прицепе к автомобилю, предусмотрены колеса на пневмоши­нах 5, которые во время работы подъемника вывешиваются винтовыми опорами (аутригерами) 6. Мобильные свободностоящие подъемники имеют неразборную на отдельные секции мачту высотой до 12 м, жесткую платформу и применяются на строительстве зданий

б)

Рис. 3.7. Схемы устройств для выдвижения грузонесущих органов мачтовых

подъемников

малой этажности. Монтаж—демонтаж подъемника осуществляется с помощью грузовой лебедки в течение 10... 15 мин. Грузоподъемность мобильных грузовых подъемников — 320 кг.

Приставные грузовые подъемники имеют секционно-разборную мачту и выдвижной грузонесущий орган. Подача груза внутрь здания после подъема осуществляется выдвижением платформы 1 с грузом вдоль жесткой подъемной рамы 2 (рис. 3.7, я), изменением угла накло­на и перемещением шарнирно-сочлененной стрелы 3 с гуськом 4 (рис. 3.7, б) или перемещением монорельса 5 с грузом относительно мачты (рис. 3.7, в). Наличие таких органов обеспечивает высокую безопасность работы, так как отпадает необходимость выхода рабо­чего на грузовую платформу подъемника для ее разгрузки.

Мачты подъемников представляют собой решетчатые конструк­ции прямоугольного и треугольного сечения с одной или двумя на­правляющими для роликов грузонесущего органа. Мачты крепят к зданию настенными опорами. Мачты подъемников для многоэтаж­ного строительства выпускают разборными, состоящими из взаимо­заменяемых секций длиной 1,5...3 м. Вдоль мачты с помощью канат­но-блочной системы или реечного зацепления перемещаются жесткие или подвижные в пространстве грузонесущие органы. К же­стким органам относят вертикально перемещаемые платформы.

В грузовых подъемниках с канатным механизмом подъема (рис. 3.8, а) грузовая платформа 4 перемещается по вертикали с по­мощью прикрепленного к ней каната 2, сходящего с барабана 1 и огибающего нижний 5 и верхний 3 направляющие блоки мачты.

В конструкциях подъемников с канатными механизмами подъе­ма груза используют одно - (рис. 3.9, а) или двухбарабанные (рис. 3.9, б) реверсивные лебедки, состоящие из электродвигателя 1, соединительных муфт 6, тормозов 2, цилиндрического 3 или червяч­ного 5 редуктора и барабанов 4. В двухбарабанной лебедке имеется открытая зубчатая передача 7, приводящая в действие поочередно

(по необходимости) грузовой или монтажный барабаны. Управле­ние включением осуществляется рычагом 10 через кулачковые муф­ты 9. Чтобы предотвратить вращение барабанов в момент переклю­чения, в конструкции имеются подпружиненные фиксаторы 8.

В последнее время все большее распространение получают гру­зовые мачтовые подъемники с бесканатным механизмом подъема. Бесканатный реечный механизм подъема монтируется непосредст­венно на грузонесущем органе и включает электродвигатель, тормоз и редуктор, на выходном валу которого закреплена шестерня, вхо­дящая в зацепление с зубчатой или цевочной рейкой, установленной по всей длине мачты. При своем вращении шестерня перемещается поступательно вдоль рейки, увлекая за собой платформу. Реечные подъемные механизмы включают один или два подъемных модуля.

По сравнению с подъемниками с канатным механизмом подъе­ма, подъемники с реечным механизмом более надежны и безопасны в эксплуатации и имеют более высокие технико-эксплуатационные показатели.

Подъемники устанавливают параллельно или перпендикулярно стене здания или сооружения. При этом, когда ось платформы па­раллельна зданию, в проем подаются малогабаритные грузы, а при перпендикулярном положении платформы могут подаваться и длин­номерные грузы.

Управление подъемниками осуществляется машинистом с пуль­та управления (или переносного пульта на этаже адресования) или непосредственно из кабины с автоматическими остановками на эта­жах по адресованным вызовам.

Грузоподъемность приставных грузовых мачтовых подъемников с канатным механизмом подъема — 500 кг, с реечным механиз­мом — 600...800 кг, высота подъема груза подъемников с канатным подъемным механизмом до 75 м (скорость подъема груза 0,4... 0,5 м/с) с реечным механизмом до 150 м (скорость подъема груза 0,55...0,6 м/с).

Грузопассажирские подъемники представляют собой приставные немобильные (разбираемые при демонтаже) машины, которые по конструкции жестких направляющих разделяют на шахтные и мач­товые. Шахтные подъемники имеют ограниченное применение и ис­пользуются для строительства кирпичных и монолитных железобе­тонных дымовых труб. Мачтовые грузопассажирские подъемники широко применяют в строительном производстве. Составными час­тями каждого грузопассажирского мачтового подъемника являются решетчатая мачта прямоугольного или треугольного сечения, опор­ная рама, грузонесущий орган — кабина для размещения грузов и людей, противовес и механизм подъема. Мачты подъемников кре­пят к зданию настенными опорами. На мачтовых грузопассажир­ских подъемниках применяют подъемные механизмы двух типов — канатные и бесканатные (реечные). В канатных механизмах подъема используют реверсивные барабанные лебедки (рис. 3.9, а) и лебедки с канатоведущим шкивом (рис. 3.9, в).

В механизмах подъема с барабанными лебедками кабина 8 со­единена с балансирной подвеской 7, к которой крепятся два каната 2, сходящие с одного барабана 1 и огибающие отводные блоки 3, расположенные на головке 6 мачты. Подвеска служит для выравни­вания неравномерного натяжения канатов. На барабане канаты рас­полагаются в винтовых канавках на его поверхности, имеющих ле­вую и правую нарезку. В зависимости от направления вращения барабана канаты попарно навиваются на него или разматываются. При использовании лебедки с канатоведущим шкивом кабина под­вешивается на трех канатах.

Грузопассажирский подъемник (см. рис. 3.6. о) грузоподъемно­стью 1000 кг с канатным механизмом подъема состоит из решетча­той мачты 7, установленной на опорной раме 3, кабины 1, противо­веса 5, машинного отделения 4 с механизмом подъема и
ограждением 11. Через отводные блоки головки 9 мачты запасова - ны три грузовых каната, на одних концах которых через балансир­ную подвеску подвешена кабина, а на других — противовес с тремя резервными барабанами для сматывания излишков каната при ма­лой высоте мачты. Кабина по мачте перемещается на ходовых роли­ках и снабжена входной и выходной дверями и откидным трапом 2 для высадки пассажиров на этажах. Мачта крепится к зданию 13 на­стенными опорами 12. Механизм подъема включает канатно-блоч - ную систему (рис. 3.8, в) и лебедку 9 с канатоведущим шкивом. От двухскоростного электродвигателя 1 (рис. 3.9, в) лебедки через гло - боидный редуктор 5 приводятся во вращение монтажный барабан 4 и канатоведущий шкив II, которые сидят на валу свободно и вклю­чаются с помощью водила и фиксирующих болтов. Выходной вал редуктора соединен с валом шкива и барабана зубчатой муфтой 6. Лебедка снабжена автоматическим колодочным тормозом 2.

Канатоведущий шкив с тремя кольцевыми ручьями на поверхно­сти огибают три грузовых каната, располагаемые в ручьях. Канаты прижимаются к поверхности ручьев за счет натяжения, создаваемо­го весом кабины и противовеса. Тяговое усилие каждому канату со­общается за счет трения между контактирующими поверхностями каната и ручья шкива.

Монтаж подъемника осуществляют методом наращивания сверху секции с помощью монтажного барабана лебедки, монтажного кана­та и самоподъемной монтажной головки с наклоняющейся стрелой 10 (см. рис. 3.6, 6) и собственным механизмом перемещения головки по мачте. Подъемник можно монтировать также с помощью башенного крана, монтажного блока, каната и вспомогательной лебедки.

При наращивании мачты во время монтажа грузовые канаты, запасованные на максимальную высоту подъема кабины, постепен­но сматываются с резервных барабанов.

Подъемником управляет один машинист. Безопасность работы подъемника обеспечивается ограничителем скорости, установлен­ным на каретке, и ловителями, срабатывающими при ослаблении натяжения или обрыве подъемного каната. ■

Максимальная высота подъема — 150 м, скорость подъема — 0,7 м/с.

Грузопассажирские подъемники с бесканатным механизмом подъема используют на строительстве зданий высотой 70... 150 м. Их грузоподъемность составляет 580... 1000 кг.

Возвратно-поступательное движение кабины обеспечивается ре­ечным приводным устройством, состоящим из двух унифицирован­ных моноблочных приводных модулей закрытого типа. Каждый мо­дуль включает (рис. 3.10) электродвигатель 4 со встроенным дисковым тормозом 3 и червячный редуктор 5 на выходном валу ко­торого закреплена ведущая шестерня 2, входящая в зацепление с
рейкой 1 мачты. Модули смонти­рованы в кабине, роликовые баш­маки которой охватывают на­правляющие стойки мачты с трех сторон. Кабина снабжена центро­бежным фрикционно-дисковым узлом безопасности с постоянным усилием торможения. Узел безо­пасности растормаживается при неработающем механизме подъе­ма вручную за 20...30 с с помощью ручного привода. Уравновешива­ние кабины обеспечивается про­тивовесом, подвешенным на канатах, огибающих блоки оголовка мачты. Скорость подъема составляет 0,5...0,65 м/с.

Обеспечение безопасной эксплуатации мачтовых подъемников осуществляется автоматически действующими клиновыми и эксцен­триковыми ловителями, останавливающими и удерживающими платформу или кабину в случае превышения номинальной скорости ее опускания (при обрыве, ослаблении грузового каната или при вы­ходе из строя механизма подъема бесканатного типа — реечного за­цепления), а также концевыми выключателями, звуковыми и свето­выми сигнализаторами, блокировочными выключателями замков на двери нижнего ограждения и входной двери кабины, блокиро­вочными выключателями слабины канатов противовеса и перепус­ка, путевыми выключателями точной остановки и т. п.

Эксплуатационная производительность строительных подъем­ников (т/ч)

Я3 = nQkrkB, (3.17)

где Q — номинальная грузоподъемность, т; кг - 0,6-Ю,8 — коэффици­ент использования подъемника по грузоподъемности; кв - 0,5-^-0,9 — коэффициент использования подъемника по времени; п — число цик­лов в час; п - 3600ltu, tu — продолжительность одного цикла, с:

tu = + гР, (3.18)

где? м — машинное время, затрачиваемое на вертикальное и горизон­тальное перемещение грузонесущего органа, с; tP — время, затрачи­ваемое на ручные операции, включающие погрузку и разгрузку, с.

Для подъемников с жестким грузонесущим органом

Гм = 2hlv, (3.19)

с выдвижным

гм = (2 /г/v) + (2L/vr), (3.20)

где h и г — высота (м) и скорость (м/с) подъема и опускания груза; L и >'i— длина пути (м) и скорость (м/с) перемещения груза в проем.

Самоподъемные вышки, люльки и подмости широко применяют в городском строительстве на монтажных, отделочных и ремонтных работах с незначительными объемами. Они предназначены для подъема одного или нескольких рабочих с инструментом и неболь­шим количеством материалов на определенную высоту.

В вышках люлька или площадка, установленная в верхней части телескопических (рис. 3.11. а) или рычажных (рис. 3.11, б) подъемни­ков. перемещается только по вертикали, а в рычажно-шарнирных (рис. 3.11, «), телескопических шарнирных (рис. 3.11, г) и телескопи­ческих рычажно-шарнирных (рис. 3.11, д) автогидроподъемниках они могут перемещаться в пространстве (и по вертикали и по гори­зонтали). а также ниже уровня стоянки машины, охватывая значи­тельную зону обслуживания.

Автомобильный подъемник (рис. 3.12, а) состоит из базового ав­томобиля У, коленчатой стрелы 3, шарнирно установленных одной или двух люлек 4, опорной стойки 2, поддерживающей стрелу при перебазировках, пульта управления 5, поворотной платформы 6, гидродилиндра подъема стрелы 7 и выносных гидравлических опор 8, используемых при работе. Зона, обслуживаемая подъемником, показана на рис. 3.12, б. Перемещение телескопических секций вышек и секций стрелы подъемников осуществляется с помощью гидроцилиндров, с использованием канатно-блочных систем (поли­спастов) и комбинированным способом. Стрелы автогидроподъем­ников состоят из двух-трех шарнирно соединенных между собой управляемых секций, а телескопические вышки имеют до пяти сек­ций в мачте. Известны комбинированные конструкции, состоящие из двухколенной стрелы с нижним трехсекционным телескопиче­ским коленом и верхним, перемещаемым в пространстве. Перемеще­ние стрелы в пространстве осуществляется с помощью поворотного

устройства, шарниров и телескопических устройств, управление подъемниками — с пульта управления, расположенного на поворот­ной раме и сдублированного с пультом в люльке. Для связи между рабочими, расположенными на высоте и на земле, устанавливается двустороннее переговорное устройство. Рабочие площадки имеют различную конструкцию и состоят из рифленого металлического пола, сплошного бокового ограждения по высоте не менее 100 мм для предотвращения падения инструмента и материалов, а также безопасного ограждения для рабочего. Горизонтальное ориентиро­вание пола площадок осуществляется рычажными и канатно-блоч­ными следящими системами.

Телескопические вышки имеют высоту подъема 12...26 м при грузоподъемности люльки 0,15...0,35 т, а автомобильные подъемни­ки — высоту подъема до 37 м при грузоподъемности до 0,4 т. Неко­торые подъемники можно использовать как стреловые краны, так

как на оголовке нижнего колена стрелы предусмотрена установка крюка грузоподъемностью 1 т.

В период строительства многоэтажных зданий высотой более 16 этажей, а также при их эксплуатации возникает необходимость выполнения работ, включающих в себя уплотнение и заделку швов и трещин, очистку стекол и стен, окраску фасадов и т. д. Для выпол­нения этих работ применяют самоподъемные подвесные на канатах люльки (рис. 3.13), состоящие из огороженной площадки 4 с установ­ленными на ней ручными или реверсивными электролебедками 2, ловителями 1 и электрооборудованием 3. Люльки обычно подвеши­вают на двух предохранительных и двух грузовых канатах. Грузо­вые канаты наматываются на один или два синхронно работающих барабана, поднимающих люльку с помощью блоков, установленных на рычагах, которые закреплены на крыше здания. Ловители надеж­но удерживают люльку от падения при возможном внезапном обры­ве грузового каната. Эти люльки, имея длину платформы до 3,5 м, легко перемещаются на колесах вдоль фасада здания на новый уча­сток работы. Грузоподъемность люлек до 300 кг при высоте подъе­ма до 100 м и мощности электродвигателя до 1 кВт.

Однако рычаги и балласт противовеса приходится переносить вдоль крыши и с объекта на объект. Поэтому на зданиях большой высоты устанавливают передвижные подъемники (рис. 3.14), на опорной раме которых монтируют стрелу 1, грузовую и стрелоподъ­емную лебедки. На стреле подвешена люлька 2, рассчитанная на

Рис. З Л 4. Передвижной подъемник

подъем и работу в ней двух человек. Перемещение лебедки по пло­ской крыше осуществляется с помощью механизма передвижения по рельсам или на пневмоколесах. Изменение вылета позволяет регули­ровать расстояние от люльки до фасада при возможных углублени­ях и выступах на здании. Управление лебедками осуществляется из люльки через пульт управления. После окончания работы люлька поднимается на максимальную высоту и устанавливается за счет по­воротного устройства или поворотных блоков на конце стрелы на крышу здания.

Подмости представляют собой открытую, установленную на оп­ределенной высоте или вертикально перемещающуюся площадку для производства отделочных и монтажных работ в основном во внутренних помещениях общественных, производственных и других зданий. Их изготовляют в виде сборно-разборной или неразборной конструкции. Они могут быть неподвижными и выдвижными, ста­ционарными и передвижными (самоходными и несамоходными). Передвижные самоподъемные подмости (рис. 3.15) состоят из опор­
ной рамы 7, на которой установлен гидропривод 2 (электродвига­тель, гидронасос, масляный бак и т. п.), рычажного устройства 4 и рабочей площадки 6. Подъем на высоту до 8 м и опускание площад­ки осуществляются телескопическими гидроцилиндрами 5. Устой­чивость подмостей обеспечивается винтовыми опорами 3. Грузо­подъемность составляет 300 кг.