Особенности эксплуатации короткобазного крана и приемы работы на нем
Подготовка крана к работе
Устойчивость крана
Наиболее часто встречающийся вид аварий, происходящих с кранами, это опрокидывание (рис. 1). Оператор должен четко знать, от чего зависит устойчивость крана. Причинами опрокидывания кранов являются: неправильная установка крана, выполненная не по рекомендациям производителя, превышение допустимой грузоподъемности, указанной в грузовысотной характеристике, и слабый грунт.
При установке крана (рис. 2) перед выполнением подъема оператор должен ознакомиться с инструкцией по эксплуатации крана, в которой могут быть специальные рекомендации.
Стрела с грузом на конце представляет собой рычаг, стремящийся нарушить устойчивость крана, то есть опрокинуть машину. Ось, вокруг которой происходит поворот, А совпадает с линией, на которой стоят аутригеры или колеса крана. Пока произведение силы на плечо рычага В выше, чем произведение силы на плечо противоположной стороны С, кран стоит надежно. Если же произведение силы на плечо рычага С станет больше, кран опрокинется. Из схемы видно, что величина произведения силы на плечо В зависит от того, стоит кран на колесах или опирается на аутригеры. Когда кран стоит на колесах, произведение намного меньше, чем в случае, когда установлены аутригеры. Расстояние, на которое выдвинуты аутригеры (полностью, на 50%), также влияет на величину произведения силы на плечо. Произведение силы на плечо С зависит от величины проекции по горизонтали от оси вращения до линии приложения веса груза и от веса груза. При увеличении расстояния по горизонтали и/ или веса груза увеличивается и произведение веса на плечо. Расстояние по горизонтали от точки А до линии действия веса груза увеличивается при опускании стрелы и/ или удлинении (телескопировании) стрелы.
Когда кран близок к опрокидыванию, он начинает отрываться от земли, и оператор может интуитивно почувствовать это. Ощущается неустойчивость машины, и как только оператор это почувствует, он должен немедленно остановить работу и опустить груз.
Грузовысотная характеристика
Множество аварий с короткобазными кранами происходит из-за незнания операторами допустимых пределов работы крана. Ведущие производители короткобазных кранов определяют допустимую грузоподъемность и пределы прочности конструкций своих машин путем многочисленных испытаний. На основании результатов испытаний строятся грузовысотные характеристики. Схема «рабочих зон» указывает ограничения по подъему грузов при определенных положениях стрелы относительно шасси крана.
Опрокидывание не единственная опасность, которая подстерегает короткобазный кран, если он работает за пределами грузовысотной характеристики. Из-за чрезмерных нагрузок могут повредиться элементы конструкции. Однако в отличие от опрокидывания прогиб или растрескивание стрелы обычно мало заботит операторов. К тому же в момент, когда готовы согнуться или сломаться элементы конструкции, явных признаков перегрузки не бывает. Чаще всего компонент ломается внезапно, и это очень опасно. К сожалению, нет никаких современных приборов, которые могли бы предупредить оператора об опасной перегрузке в подобном случае.
Следует учитывать, что в реальной эксплуатации условия подъема грузов порой хуже, чем при лабораторных испытаниях на заводе. Например, на заводе поднимают бетонные кубы, а в рабочих условиях приходится поднимать грузы самой разной формы и плотности. Конечно, электронные приборы безопасности, ограничивающие нагрузки, помогают операторам избежать опасных перегрузок, но на них нельзя полагаться на все 100% – бывает, что прибор неверно откалиброван и не блокирует работу крана при превышении допустимой нагрузки. Правда, системы ограничения нагрузки становятся все более совершенными. Однако это лишь вспомогательный прибор. Человеческий фактор пока никто не отменял.
Перед началом работы крановщик должен знать вес груза и величину вылета стрелы, а также высоту, на которую он должен поднять и доставить груз. Полная нагрузка на кран (рис. 3) состоит из веса самого груза и веса всего грузоподъемного оборудования: крюковой подвески, блоков, тросов и т. д. Об этом нельзя забывать при расчете допустимой грузоподъемности крана. Следует подсчитать полный вес груза со всем грузоподъемным оборудованием, максимальный вылет и максимальную высоту подъема по траектории перемещения груза и убедиться, что они не превышают значений, допускаемых грузовысотной характеристикой. В характеристике указываются углы подъема для стрелы с грузом, поэтому, поднимая стрелу без груза, следует прибавить к рассчитанному по таблице углу еще 2°. Когда на стреле появится груз, она опустится примерно на 2°. Чем ближе кран сможет находиться к месту установки груза, учитывая положение полностью выдвинутых аутригеров, тем меньше будет плечо действия груза по опрокидыванию крана.
Оператор обязан хорошо знать и уметь использовать грузовысотные характеристики. По грузовысотной характеристике можно предварительно определить возможности крана и не планировать кран на такую работу, которую он выполнить не сможет.
Аутригеры
Без аутригеров короткобазные краны могут быть очень неустойчивыми при подъеме тяжелых грузов или подъеме стрелы на большие углы. Рекомендуется всегда выполнять подъем грузов с установленными аутригерами. На некоторых кранах аутригеры могут выставляться частично и полностью, для каждого положения существует отдельная грузовысотная характеристика. У других кранов, особенно старых моделей, аутригеры не имеют промежуточных положений. Подъем грузов при частично выдвинутых аутригерах без соблюдения ограничений соответствующей грузовысотной характеристики может привести к аварии. Если подъем выполняется краном, опирающимся на аутригеры, колеса крана не должны касаться земли. Категорически запрещается устанавливать аутригеры с отклонением от горизонтали.
Независимо от характеристик грунта под пяту каждого аутригера следует положить подкладку. Установка подкладок (рис. 4) существенно увеличивает уровень безопасности работы. Чем больше площадь подкладки, тем меньше давление на грунт и в конечном итоге меньше вероятность опрокидывания крана. Размер подкладок зависит от плотности (то есть несущих свойств) грунта. Сами подкладки должны быть достаточно прочными, чтобы выдержать действие нагрузки от пяты аутригера.
Запрещается сооружать подставки под балки аутригеров (рис. 5). Такие подставки увеличивают рычаг действия веса груза и, следовательно, повышают вероятность опрокидывания крана.
Надежный грунт
Надежная опора – один из наиболее важных факторов для работы короткобазного крана. Грунт, на котором стоит кран и в который упираются аутригеры, может быть недостаточно плотным. Оператор должен проверить состояние опорного грунта, прежде чем начать работать. Ненадежный грунт является частой причиной случаев опрокидывания кранов. Когда стрела с грузом поворачивается, давление на пяты аутригеров изменяется. Учтите, что наибольшее давление на данную опору приходится, когда стрела расположена непосредственно над пятой аутригера (рис. 6). Как видно из рис. 6, наибольшая нагрузка приходится на аутригеры(-ер), со стороны которых располагается стрела с грузом. Если подъем выполняется неправильно, вся нагрузка может прийтись на один аутригер и допустимая величина нагрузки будет превышена. Или же, если подъем выполняется без аутригеров, на колесах, а грунт окажется слабым и начнет проседать, колеса могут погрузиться в грунт. В обоих описанных случаях кран может наклониться и опрокинуться.
Чтобы предотвратить подобные аварии, руководители строительных объектов должны обследовать состояние грунта на площадке, выявить места с насыпным (а значит, неплотным) грунтом (например, возле фундаментов зданий грунт часто бывает слабо уплотнен) и зоны, где проходят подземные коммуникации, например, короба оптоволоконных кабелей или дренажные трубы (рис. 5). Соответственно в местах, где грунт слабый, следует по возможности избегать устанавливать кран и его опоры или, по крайней мере, подложить под него дополнительные маты или деревянные брусья, чтобы уменьшить давление на грунт аутригеров или шин крана.
Выравнивание крана по горизонтали
Выравнивание крана может занять всего несколько минут, но это очень важная работа. Короткобазные краны обычно оборудованы пузырьковым уровнем, установленным в кабине, по которому выполняется выравнивание. В случае отсутствия штатного пузырькового уровня можно воспользоваться обычным строительным уровнем, который устанавливается на поворотной платформе. Инструмент следует прикладывать и спереди, и сзади, и в поперечном направлении, чтобы гарантированно добиться выравнивания машины во всех плоскостях.
Другой способ выровнять кран – использовать трос крана в качестве строительного отвеса. Это очень точный способ выравнивания, показанный на схеме (рис. 7). Стрела должна быть поднята вертикально, трос с крюком опускается почти до земли. Работник, стоящий на земле, указывает оператору в кабине, какие аутригеры поднять или опустить до тех пор, пока трос не повиснет параллельно стреле. Затем повернуть надстройку со стрелой назад и снова выровнять кран так, чтобы трос повис параллельно стреле. Наконец, повернуть стрелу на боковую сторону и так же выровнять кран.
Грузоподъемное оборудование
Трос. Трос в процессе эксплуатации должен регулярно смазываться. Эксплуатационная смазка должна быть совместима с типом смазки, наносимой в процессе изготовления, которая указана в сертификате на трос. Перед нанесением свежего слоя смазки необходимо очистить его от посторонних элементов, таких как пыль, песок, кусочки породы
и т. д. Тип и способ нанесения смазки должны обеспечивать равномерное покрытие всех проволок троса тонким слоем. Не допускается использование неочищенных или бывших в употреб-лении смазок, так как они могут быть загрязнены спекшимися частицами или кислотами, что также может иметь отрицательное воздействие на трос.
Концы оборванных в процессе эксплуатации наружных проволок необходимо удалить из троса, сгибая их вперед-назад плоскогубцами до тех пор, пока проволоки не сломаются глубоко в зазоре между двумя наружными прядями.
Выпадение троса из ручья блоков приводит к перетиранию его об острые края металлоконструкций, обрыву и падению груза или стрелы. Трос может выпадать из-за того, что отогнулись ограждающие устройства, трос косо натянут по отношению к блоку или неправильно запасован. В последнем случае трос, заклиниваясь между ребордой и ограждением, отгибает его. При косом направлении троса происходит односторонний износ боковой поверхности реборд блоков. Чтобы предупредить это, следует избегать работ, вызывающих косое натяжение троса, оттяжек груза, подъема крюковой подвески до предела. Заедание тросов на блоках может происходить в том случае, если заклиниваются подшипники блока либо трос задевает за ограждающее устройство блока. Ввиду того, что эти неисправности в условиях абразивной среды (пыль, песок) приводят к интенсивному износу ручья блоков и троса, их необходимо немедленно устранять. Особенно быстро вырабатываются блоки при малом угле охвата их тросом, так как сила давления троса оказывается недостаточной для вращения блока. Если погнуто ограждение, его следует выправить или разогнуть, обеспечив свободный проход троса. Подшипники блоков необходимо прочистить и заполнить чистой смазкой или заменить новыми. Если забились смазочные отверстия, их необходимо прочистить.
Стропы (рис. 8). Все стропы должны регулярно осматриваться, результаты осмотра записываться в специальный журнал. Каждый строп должен иметь маркировочную бирку, на которой указываются грузоподъемность, дата испытания и другие сведения. Стропы без маркировки и дефектные следует изъять из работы и направить в ремонт. Самостоятельный ремонт стропов запрещен.
Стальные канатные стропы (рис. 9) не допускаются к использованию при выявлении: обрыва одной или более прядей каната; уменьшении первоначального диаметра наружных проволок в результате износа или коррозии на 40% и более; корзинообразной деформации; выдавливания сердечника, прядей или их расслоения; местного увеличения или уменьшения диаметра каната; раздавленных участков; перекручивания, заломов и перегибов каната; повреждений, появившихся в результате температурных воздействий или электрического дугового разряда; деформированных коушей или их износа с уменьшением первоначальных размеров сечения более 15%; трещин на опрессовочных втулках или изменения размера трещин более 10% от первоначального; признаков смещения каната в заплетке или втулках; поврежденных оплеток.
Не допускается использование текстильных стропов, имеющих порезы и сквозные отверстия от ударов, серьезные потертости, узлы, места, прожженные огнем, распустившиеся петли в материале и т. д. Текстильные стропы могут повредиться об острые углы или выступающие части груза.
Длина новых цепных стропов должна быть зафиксирована, и затем при регулярных проверках они должны измеряться, чтобы выявить растяжение стропа вследствие перегрузки. Цепной строп не допускается к использованию при выявлении: разности длины ветвей стропа во время свободного провиса более 15 мм; удлинения звена цепи, соединительных звеньев и подвесок более чем на 5% от первоначального их размера (если есть какие-либо отклонения, необходимо заменить износившееся звено во избежание разрушения цепи); уменьшения в результате износа диаметра сечения звеньев цепи или соединительных звеньев более чем на 8%, перекручивания цепи.
На конструкционных элементах стропов (скобы, крюки, кольца, петли, соединительные звенья и т. д.) недопустимы трещины любых размеров, расслоения, надрывы и волосовины; износ поверхности и вмятины, которые приводят к уменьшению площади поперечного сечения элементов стропа на 10% и более; деформации, приводящие к изменению размеров элемента стропа более чем на 5%; повреждения креплений элементов и резьбовых соединений; отсутствие предохранительных замков.
Следует использовать такелажные серьги и скобы только соответствующей грузоподъемности. На рисунке (рис. 10) приведены примеры дефектов скоб: деформации серьги или запорного болта, износ и т. д.
С уменьшением угла отклонения (девиации) стропа (рис. 11) от горизонтали напряжения в стропе и сжимающие нагрузки на груз возрастают. Рис. 12 иллюстрирует, как напряжение в стропе увеличивается с уменьшением угла отклонения стропа от горизонтали. Идеальный угол наклона стропа – 60°, при нем напряжения в стропе и сжимающие силы, действующие на груз, минимальные.
Способ определения величины напряжения в стропе (рис. 13) очень прост: зная вес груза, измерьте длину стропа (L) и расстояние по вертикали от крюка до груза (H). Разделить первое значение на второе (L на H) и умножить результат на вес груза, который приходится на данный строп (вес груза разделить на число стропов). В результате получится напряжение, действующее на строп.
