Приспособления и захватные устройства

Лекция 1. Приспособления и захватные устройства.

1.1 Виды перевозимых грузов и применяемая тара
При строительстве зданий и сооружений используют различные материалы, изделия и конструкции. На рабочее место их подают грузоподъемными механизмами в общей и специальной таре или непосредственно грузозахватными приспособлениями. К первой группе относят: каменные материалы, бетонные смеси и растворы, мелкоштучные, сыпучие гидро- и теплоизоляционные материалы и др.
Ко второй группе - сборные конструкции, изделия из дерева, металла конструкции и технологическое оборудование.
При подъеме строительных грузов стропальщику крайне важно знать отдельные характеристики строительных материалов, изделий и конструкций: их плотность и прочность.
Плотность - это масса единицы объема материала (или конструкции) в естественном состоянии. Плотность определяют по формуле:

m - масса материала, конструкции, кг;
v - объем материала, конструкции, м³.

Зная плотность основных строительных материалов и объем груза, стропальщик может определить массу изделия (груза), предназначенного для подъема.
Другой важной характеристикой материалов и изделий является их прочность.
Прочность - это свойство материалов сопротивляться разрушению под действием напряжений, возникающих от нагрузок, температуры, атмосферных условий и других факторов.
Для перемещения штучных, сыпучих, полужидких и других видов грузов в строительстве применяют специальные приспособления, называемые тарой. Наиболее распространенным видом тары для доставки штучных и тарно-штучных грузов являются контейнеры и средства пакетирования.


1.2 Контейнер
Контейнер - это инвентарное съемное многооборотное замкнутое приспособление, вместимостью более 1 м³, в котором можно перемещать грузы в облегченной таре, заводской упаковке, а также поштучно или навалом.
Применяют также универсальные и специализированные контейнеры. Универсальные контейнеры большой вместимостью, как правило, применяют для доставки различных грузов на прирельсовые склады строительных материалов, кирпичных заводов. Для доставки грузов на объекты строительства применяют специализированные контейнеры технологического назначения.

1.3 Поддон, бадьи, ящики
Поддон - это инвентарное приспособление, применяется для перевозки грузов укрупненными партиями. Различают поддоны трех типов: ящичные, стоечные и плоские.

Поддон ящичного типа имеет боковые стенки. Стоечный поддон выполнен в виде надстройки с вертикальными стойками, расположенными по четырем углам. Плоские поддоны выполнены в виде ровной прямоугольной площадки, на поверхности которой формируется пакет. Плоские поддоны бывают двухзаходными и четырехзаходными. Первые приспособлены для захвата погрузчиками только с двух сторон, а в четырехзаходные поддоны, можно вилки погрузчика внедрять с четырех сторон.
Для доставки различных видов кирпича: глиняного обыкновенного кирпича, пустотелого кирпича силикатного, камней керамических и других видов строительных материалов широко применяют захваты и поддоны. Способы укладки кирпича и камней на поддоны указаны на рисунке.
Для транспортирования бетонных и растворных смесей при выполнении каменных, бетонных, монтажных и других видов работ применяют бадьи, ящики и др. емкости.

В соответствии с требованиями Госгортехнадзора тара должна ежемесячно подвергаться осмотру. Такелажники должны знать, что тара, не прошедшая техническое освидетельствование, а также не имеющая маркировки для использования не допускается.

1.4 Канаты
Канаты используют в качестве тяговых органов в грузоподъемных машинах и механизмах. При монтажных работах применяют канаты пеньковые, из синтетических материалов и стальные.
Пеньковые канаты, служащие для расчалок, оттяжек при подъеме конструкции, выпускают двух типов - бельные и пропитанные различными смазочными составами. Пропитка предохраняет канат от загнивания и потери прочности при промокании. Диаметр канатов 10 - 112 мм.

Канаты из синтетических материалов отличаются высокой прочностью и надежностью, в последнее время их все чаще применяют вместо пеньковых.
Стальные канаты изготавливают из круглой проволоки диаметром 2 - 5 мм. Их используют в основном для оснастки грузоподъемных механизмов, приспособлений, расчалок, вантов, а также в качестве тяг при перемещении грузов и конструкций. Стальные канаты изготавливают из светлой или оцинкованной проволоки. Для монтажных работ чаще применяют более прочные канаты из светлой проволоки.

Канаты характеризуют по следующим признакам:

• форме поперечного сечения - на круглые и плоские (форма поперечного сечения близка к прямоугольнику);
• конструкции - на канаты одинарной, двойной и тройной свивки. Канаты одинарной свивки состоят из отдельных проволок, свитых по спирали, при двойной свивке сначала свивают проволоки в пряди, а затем из прядей свивают канат. Канаты двойной свивки бывают одно-, двух- и трехслойными: канаты тройной свивки получают из нескольких канатов двойной свивки, между прядями (стренгами) каната проходит сердечник;
• материалу сердечника - на канаты с органическими сердечниками (ОС), с металлическими мягкими сердечниками из проволоки (МСМ), с сердечником из искусственного материала (ПС). Наличие сердечника из пеньки придает канату гибкость, удерживает смазку, предохраняющую его от коррозии;
• виду свивки - на раскручивающиеся (Р) и нераскручивающиеся (Н). В первом случае проволоки и пряди не сохраняют своего положения в канате и стремятся выпрямиться, если с концов каната снять перевязки. Нераскручивающиеся канаты свивают из проволок и прядей, которым перед свивкой придают форму, соответствующую их положению в канате: проводки таких канатов не раскручиваются;
• сочетанию направлений свивки каната в целом и его элементов для канатов двойной свивки: одностороннюю (О), крестовую (не обозначается) и комбинированную (К) свивки.

В канатах односторонней свивки направление навивки проволок в прядях и прядей в канате одно и то же; при крестовой свивке направление свивки канатов и направление свивки стренг или прядей, входящих в этот канат, противоположны.
Стальные канаты крепят к грузоподъемным механизмам и поднимаемым грузам различными способами, чаще всего петлей. Чтобы канат не перегибался и не перетирался, внутрь петли устанавливают коуш-стальное кольцо желобчатого сечения. Концы каната, завязанного петлей, или соединенные между собой концы канатов скрепляют сжимами различных конструкций: обыкновенные, клиновые и др. Число сжимов и расстояние между ними (шаг) определяют расчетом. Шаг между сжимами должен быть не меньше 6 диаметров каната, а длина сращивания - не менее 20 диаметров каната.

В процессе эксплуатации под влиянием нагрузки стальные канаты вытягиваются, поэтому их соединения проверяют через каждые 10 дней работы, а через три месяца снимают и осматривают состояние каната в месте сращивания.
В тех случаях, когда необходимо обеспечить быстрое крепление и освобождение концов каната, применяют клиновые зажимы с литым или составным корпусами.

1.5 Виды грузозахватных устройств
Грузозахватные устройства - это приспособления, навешиваемые на крюк грузоподъемного механизма и являющиеся промежуточным звеном между рабочим органом крана и грузом.
Грузоподъемные устройства классифицируют по ряду признаков: по пространственной жесткости, по способу управления грузом. По пространственной жесткости грузозахватные приспособления делятся на гибкие и жесткие.
Гибкие изготовляют из каната, а жесткие - из уголков, труб, двутавров.
По области применения они бывают универсальные и специализированные: универсальные используют при подъеме разнотипных конструкций, специализированные - только для подъема определенного вида элементов.
По способу управления применяют дистанционно управляемые (с земли или из кабины машиниста) и неуправляемые приспособления, которые отцепляют вручную.
По принципу работы грузозахватные приспособления подразделяются на механические, электрические, вакуумные.
Грузозахватные приспособления всех видов должны обладать необходимой прочностью, не допускать самопроизвольного отцепления, легко и быстро крепиться к грузу и освобождаться от него, а также быть безопасными в работе. С этой целью все грузозахватные приспособления находящиеся в эксплуатации, подлежат техническому осмотру в определенные сроки.

1.6 Стропы
Стропы, изготовленные из кусков каната или цепей подразделяют на простейшие, кольцевые, одноветвевые, многоветвевые (двух-, трех - и четырехветвевые), инвентарные и полотенчатые.
В строительстве применяют следующие типы канатных стропов. СКК - строп канатный кольцевой (универсальный); СКП - строп канатный двухпетлевой (облегченный); 1 СК, 2 СК, 3 СК, 4 СК - стропы канатные одно-, двух-, трех- и четырехветвевые.
Универсальные стропы СКК выполняют в форме замкнутой цепи определенной длины; их концы соединяют заплеткой, равной 40 диаметрам каната или зажимами.
Простейший строп представляет собой кусок каната, которым поднимаемый груз обвязывают и прикрепляют к крюку грузоподъемного механизма. Простейшие стропы применяют при подъеме тяжелых грузов, когда грузоподъемность других стропов недостаточна.
Кольцевые стропы в виде замкнутой петли длиной 1 - 30 м изготовляют из канатов диаметром 6,3-60 мм.
Одноветвевые стропы изготовляют из куска каната диаметром до 30 мм. Их широко применяют для подъема элементов массой до 5 т. На концах канатов заделывают коуши или петли. Назначение коуша, выполненного в виде стальной планки и уложенного в петли стропа - предохранение каната от перетирания. Облегченный строп находит широкое применение при строповке грузов массой до 5 т. На концах облегченных стропов делают заплетки или устанавливают зажимы.

Многоветвевые стропы используют для подъема грузов за две, три или четыре точки.
Такие стропы комплектуют из одноветвевых стропов с навесными и грузозахватными звеньями.
При подъеме грузов ветви стропа должны быть равномерно натянуты. Распределение усилий в стропе зависит от угла их наклона. Для обеспечения надежной работы стропа между его ветвями должно быть не более 90°. Грузоподъемность стропов общего назначения указывают при угле между ветвями в 90°.
Универсальные многоветвевые уравновешивающие балансирные стропы используют при монтаже крупноразмерных плит покрытий, лестничных маршей и других конструкций. С помощью таких стропов поднимаемый элемент можно перевести из горизонтального положения в вертикальное и наоборот.
Полуавтоматические стропы в отличие от обычных имеют дополнительные устройства, позволяющие выполнить расстроповку поднятого груза с земли (перекрытия). Для монтажа строительных конструкций применяют несколько конструкций полуавтоматических стропов. В качестве примера рассмотрим полуавтоматический строп с замком. Замок выполнен в виде скобы из круглой стаж, с вваренной в нее распоркой. На обоих концах есть проушины для запорного штифта.

Для дистанционного освобождения стропа, необходимо ослабить натяжение стропа и при помощи тягового каната переместить запорный штифт в правое крайнее положение, при котором петля стропа освобождается.

1.7 Траверсы
Траверсы - это грузозахватные приспособления, которые воспринимают сжимающие или растягивающие усилия или работают на изгиб. Основное назначение траверс - предохранить поднимаемые крупногабаритные элементы (конструкции) от воздействия сжимающих усилий, возникающих в них при наклоне стропов. В зависимости от конструктивного решения траверсы подразделяют на плоскостные и пространственные.
Для строповки балок, стеновых панелей, ферм, листового металла применяют плоскостные траверсы, а пространственные - для строповки объемных конструкций, технологического оборудования и т. п. Плоскостные траверсы выполняют в виде балок или ферм. Для крепления стропов в балке делают отверстие или приваривают к ней листы, в которых делают проушины (рис.30). Решетчатые фермы обычно изготовляют в виде ферм треугольной формы. На крюк крана траверсы навешивают при помощи пальца, косынки, проушины или тяг.
Для подъема грузов, у которых точки захвата расположены на разных уровнях или различных расстояниях от центра тяжести применяют балансирные траверсы. В такой траверсе канатные стропы опираются на ролики, закрепленные в траверсе. Для подъема грузов двумя кранами различной грузоподъемности применяют уравновешивающие балансирные траверсы с передвижными обоймами. Такая траверса состоит из балки трубчатого сечения с двумя грузовыми обоймами с подвесками для строп, передвигающимися по балке и двух растяжек. На крюке крана универсальная траверса навешивается при помощи треугольной скобы. Траверсу оснащают крюками, подвешенными на рамках, и цепными стропами с петлями на концах. Траверсами к коромыслами, на концах которых закреплены цепные стропы с крюками, можно одновременно поднимать несколько плит.

1.8 Захваты
Захваты предназначаются для подъема конструкций, не имеющих монтажных петель. Наибольшее распространение получили захваты с механическим приводом. Применяют также электрические и вакуумные, а в зависимости от конструктивного решения штыревые, фрикционные, рамочные, клещевые, вилочные, клиновые захваты.
Штыревые захваты применяют для подъема колонн и ферм. Для этого при изготовлении колонн в них оставляют отверстия, в которые заводят штырь (запорный палец). При строповке ферм палец подводят под верхний пояс возле узла. В рабочем положении палец удерживается пружиной, расположенной внутри приваренной к замку трубки.
Полуавтоматический штыревой захват для монтажа колонн представляет собой раму П-образной формы с жестко приваренной к ней коробкой, на которой размешен электродвигатель с редуктором, обеспечивающим перемещение запорного пальца в отверстие колонны. С балочной траверсой рама соединяется с помощью тяговых канатов. Захватом управляет машинист крана непосредственно из кабины, куда протянут кабель, или монтажники с дистанционного пульта управления. Длину электрического кабеля подбирают с учетом максимальной высоты подъема и опускания захвата. Грузоподъемность захвата - 2,5 - 20 т.
Фрикционные захваты удерживают монтирующий элемент за счет сил трения, возникающих под действием его силы тяжести. Такие захваты применяют для монтажа колонн массой до 10 т. Захват снимают после закрепления ко лонны на фундаменте, опустив крюк крана.

Рамочный захват для подъема колонны - разновидность фрикционного захвата. Преимущество рамочного захвата в том, что его расстроповывают на уровне человеческого роста. Захват состоит из траверсы, двух стропов для подъема, верхней и нижней рамок, двух стропов, соединяющих верхнюю и нижнюю рамки. Основным захватным органом является нижняя рамка, состоящая из двух балок, соединяемых двумя стяжками. Конструкция верхней рамки, а также расположение стропов, соединяющих верхнюю рамку с нижней, позволяют поднимать как консольные, так и гладкие колонны. Колонну расстроповывают, отвинтив гайки.
Клещевые захваты представляют собой рычажные системы в виде ножниц, рычаги которых имеют свободные загнутые концы, охватывающие поднимаемый элемент. С помощью таких захватов поднимают балки, рельсы, плиты, конструкции с отверстиями. Для подъема длинномерных конструкций к траверсе закрепляют несколько захватов. Для монтажа металлических стропильных ферм из широкополочных двутавров, спаренных уголков, стальных подкрановых балок используют автоматический захват клещевого типа.
Консольные захваты используют при монтаже плит-настилов. В раскрытом положении захват поднимают краном и опускают на монтируемую конструкцию, наводя оттяжками.
Клиновой захват представляет собой тягу с клиновидным наконечником 2 и клиновидными кулачками 3, которые вводят в монтажное отверстие 1 сборного элемента. При подъеме кулачки раздвигаются и своими выступами врезаются в бетон изделия, удерживая его. Клиновые захваты применяют при подъеме фундаментных и дорожных плит покрытия, стеновых блоков и др. Для подъема и установки лестничных маршей и плит настилов, не имеющих петель, и отверстий применяют вилочные захваты.

1.9 Домкраты и лебедки
Домкраты - переносные грузоподъемные механизмы, которые предназначены для подъема конструкций и оборудования на высоту 200 - 500 мм.
Они находят применение при выполнении вспомогательных работ, а также для перемещения грузов по горизонтали и выверке конструкций при их установке. Помимо вспомогательных работ домкраты применяют и на основных монтажных работах при подъеме грузов массой 1000 т и более.
По конструкции домкраты бывают реечные, винтовые, гидравлические. Реечный домкрат состоит из стального корпуса, в направляющих которого перемещается односторонняя зубчатая рейка. В верхней части рейки расположена грузовая головка, а внизу - лапа для подъема низко расположенных грузов. Для подъема и опускания рейки вращают рукоятку, которая с рейкой соединена системой шестерен. На высоте груз удерживается с помощью грузоподъемного тормоза, установленного на одной из шестерен. Реечными домкратами можно поднимать грузы массой до 10 т на высоту до 0,4 м.
Винтовой домкрат состоит из металлического корпуса, винта с грузовой головкой и рукоятки с трещоткой. Вверху корпуса находится гайка с нарезкой, по которой при вращении перемещается винт.

    При повороте винта возвратно-поступательным движением рукоятки груз поднимается. Грузоподъемность винтовых домкратов до 50 т, высота подъема - 0,5 м. Электромеханические винтовые подъемники, применяемые для подъема перекрытий строящихся зданий, имеют грузоподъемность до 100 т.

    По сравнению с реечными винтовые домкраты более удобны, так как они за счет самоторможения удерживают груз на заданной высоте. По принципу винтовых домкратов устроены винтовые стяжки (фаркопфы) и распорные домкраты.

    Фаркопфы служат для изменения положения конструкции в процессе их установки в проектное положение, а распорные домкраты - для горизонтального перемещения грузов и конструкций на расстояние до 130 мм. В корпусе такого домкрата размещены два винта: один с левой, другой с правой резьбой. Винты выдвигаются вращением рукоятки. Отличительной особенностью распорных домкратов является одновременное выдвижение левого и правого винтов.

    Гидравлические домкраты применяют для подъема конструкций и оборудования больших габаритных размеров и массы (до 500 т). Эти домкраты бывают двух типов: первый тип - резервуар с насосом и домкрат объединены в единый агрегат, второй - домкрат состоит только из корпуса с поршнем, а насос и резервуар для жидкости устанавливают отдельно. В обоих случаях груз поднимается выдвижением поршня. Для этого жидкость из резервуара насосом перекачивают в цилиндр. При опускании поршня, а вместе с ним и груза, наоборот, жидкость опускается в резервуар. Для этого изменяют положение вентиля, установленного на маслопроводе.

    Кроме описанных домкратов одиночного действия на монтажных работах применяют домкраты двойного действия (реверсивные). В них поршень опускается под действием пружин, установленных на цилиндре. Чтобы поршень не опустился во время подъема груза, под ним устанавливают временные опоры или под головку укладывают полукольца. Для контроля давления гидравлические домкраты снабжают опломбированным манометром. Домкраты испытывают не реже одного раза в год.

    Лебедки предназначены для подъема и перемещения конструкций с помощью каната, навиваемого на барабан. Привод лебедок бывает ручной или электрический.

    По назначению лебедки бывают подъемные, тяговые и поворотные. Первые предназначены для подъема грузов, вторые - для перемещения груза по горизонтальной или наклонной поверхности, третьи - для вращения кранов.

Вместе с этой лекцией читают "19 Принципы работы основных узлов и агрегатов тепловоза".

    По способу установки лебедки подразделяются на передвижные и стационарные.

    Основные параметры, характеризующие эксплуатационные качества лебедок: тяговое усилие на последнем слое навивки барабана, (скорость наматывания на барабан каната м/мин), канатоемкость барабана (длина каната, наматываемого на барабан, м).

    Лебедки с ручным приводом применяют в тех случаях, когда не требуется большой скорости подъема; тяговое усилие таких лебедок 5, 10, 20, 30, 50 кН.

Для подъема и перемещения груза такими лебедками вращают рукоятку, закрепленную на конце первого (рабочего) вала. Чтобы поднимаемый груз произвольно не опускался, на рабочем валу закрепляют храповое кольцо с "собачкой". Опускается груз при вращении рукоятки в обратную сторону, при этом "собачка" не выводится из зацепления с храповым колесом. Безопасность работы обеспечивает автоматический грузоупорный тормоз. Чтобы канат правильно наматывался на барабаны, лебедку устанавливают на выравненное основание. При этом ось барабана должна располагаться перпендикулярно направлению каната. Для подъема грузов массой до 3 т на небольшую высоту применяют ручные рычажные лебедки с тяговым усилием 5 - 30 кН.
В лебедках с электрическим приводом вращение на барабан передается от электродвигателя посредством зубчатых колес редуктора. В рабочем положении лебедку прикрепляют к якорям, воспринимающим наибольшее усилие от натяжения каната лебедки. Достоинства лебедок с электрическим приводом: безопасность подъема груза, надежность спуска порожнего крюка, простота управления, компактность. Недостаток электрореверсивных лебедок - относительно малая скорость опускания груза.
Лебедки, у которых вращающий момент передается фрикционными муфтами или ленточными фрикционами, называют фрикционными. Применение таких лебедок на монтажных работах для подъема конструкций запрещено: их можно использовать только для подтаскивания грузов.