Верхне- или нижнеповоротный: выбор не очевиден?
Сравнение башенных кранов различных типов

Одним из главных этапов при возведении зданий и сооружений является монтаж технологического оборудования и конструкций. Главными критериями выбора монтажных механизмов являются максимальное соответствие параметров выбранного оборудования и конкретных условий выполнения строительно-монтажных работ на возводимом объекте и в конечном итоге обеспечение эффективной деятельности строительной фирмы.

Почему именно башенные?

Сегодня, учитывая сложную экономическую ситуацию в стране, как никогда, возрастает значение рационального выбора монтажной техники из всего диапазона оборудования, предлагаемой рынком. И лучше башенных кранов с задачами монтажа не сможет справиться, пожалуй, ни один вид стройтехники.

В гражданском и промышленном строительстве башенные краны задействованы при строительстве как малоэтажных, так и высотных зданий. Строительные башенные краны отличаются тем, что могут обслуживать огромные подкрановые пространства. Высота подъема груза может значительно превышать 100-метровые отметки, среди лидеров в высотных работах – башенный кран Liebherr 4000 HC 100, который в свободном положении способен поднимать груз массой до 100 т на высоту в 67,6 м, а при максимальном вылете стрелы, а это 96 м, перемещает грузы массой до 22,5 т. Башенные краны монтируются в непосредственной близости от строящегося объекта, и приближение ограничивается лишь габаритами основания крана.

Нижнеповоротная «классическая» схема

Одним из аспектов, который необходимо учитывать покупателю при выборе башенного крана, является конструкция крана с точки зрения расположения механизма вращения стрелы в горизонтальной плоскости. Если опорно-поворотное устройство размещено внизу, непосредственно на портале или на ходовой части крана, то в этом случае поворотная часть объединяет стрелу, башню с оголовком и распоркой, поворотную платформу, на которой размещаются грузовая и стреловая лебедки, механизм поворота и плиты противовеса. Кран с подобной схемой расположения поворотного механизма называют нижнеповоротным, или краном с поворотной башней.

 

Нижнеповоротные краны широко используются в строительной практике, прежде всего благодаря повышенной устойчивости: центр тяжести в кранах этого типа находится очень низко, поскольку большинство механизмов крана, а также балласт размещаются у основания крана. Машины с поворотной башней также легко монтируются либо демонтируются, так как низкое расположение центра тяжести позволяет делать конструкции стрелы максимально облегченными. К преимуществам нижнеповоротных кранов можно отнести и то, что их относительно просто монтировать, опять же благодаря облегченным конструкциям этих машин. В связи с поворотной башней кранов отсутствует возможность пристегивания к зданию и дальнейшего их наращивания в процессе увеличения высоты возводимых сооружений – то есть в данном случае высота подъема башенных кранов с нижним поворотным устройством ограничена показателем высоты свободного стояния.

При этом с ростом грузоподъемности, увеличением высоты подъема груза, удлинением стрел возрастает нагрузка на нижнее опорно-поворотное устройство, и производство массивных кранов с поворотной башней является экономически неоправданным. Поэтому сегодня многие ведущие производители используют принцип нижнего расположения поворотного устройства при создании легких быстромонтируемых башенных кранов.

Значительных успехов в области выпуска таких кранов достигла упомянутая ранее компания Liebherr. Краны мод. L1-24 с высотой подъема крюка в 19 м и вылетом стрелы в 25 м с максимальной грузоподъемностью (г/п) 2,5 т предназначены для выполнения крановых работ в очень стесненных условиях. При этом оператор управляет краном с пульта дистанционного управления (ДУ). Пульт ДУ также используют операторы быстромонтируемых кранов Liebherr 32 H. Максимальный вылет стрелы этой модели составляет 30 м, максимальная высота под крюком – 22 м, а максимальная г/п – 4 т. При этом на конце стрелы кран 32 H может работать с грузами весом до 1,1 т.

Нижнеповоротная башня также была предусмотрена инженерами Liebherr в моделях 13 HM.1 и 22 HM, относящихся к линейке мобильных быстромонтируемых кранов. Модельный ряд HM дополняет линейку кранов H. При этом они монтируются на колесные оси и могут перемещаться по дорогам общего пользования в виде прицепа. Модель 13 HM.1 обеспечивает максимальную г/п 1,5 т, а модель 22 HM – 2 т. Максимальная высота подъема этих кранов составляет 16 м и 19 м соответственно.

В нижнеповоротных быстромонтируемых кранах Liebherr серии К предусмотрено изменение рабочей высоты подъема за счет регулировки угла наклона стрелы и изменения длины решетчатой башни за счет телескопирования и наращивания дополнительных секций. Вместе с тем регулировка угла подъема стрелы позволяет более гибко использовать эти краны в условиях ограниченного пространства. Серия К охватывает шесть моделей. В результате заказчики могут выбрать кран с максимальной высотой подъ­ема крюка от 26 до 54,8 м и максимальным вылетом стрелы от 33 до 50 м. Управление кранами серии К осуществляется либо с помощью пульта ДУ, либо из кабины оператора, устанавливаемой на башне.

Официальный представитель компании SÁEZ в России компания SÁEZ Rus предлагает строительным компаниям 5 моделей самомонтируемых кранов. Наиболее компактная модель – H 24 с максимальной г/п 1,6 т, вылетом стрелы в 24 м и высотой подъема крюка 18 м при горизонтальной и 23,7 м при наклонной стреле. Более габаритной моделью является быстромонтируемый кран SÁEZ H 40, который в свою очередь отличается увеличенным до 40 м рабочим вылетом стрелы и максимально возможной высотой подъема в 27,7 м. Наилучшими же показателями грузовысотных характеристик в линейке самомонтируемых кранов SÁEZ обладает модель HT 4213, которая помимо вылета в 42 м может подавать груз весом 1,3 т на высоту 35,5 м, а при наклонной 36-метровой стреле – груз весом 900 кг на высоту до 49 м. Краны этого вида от SÁEZ собираются в рабочее состояние и складываются в транспортное положение с помощью гидравлики буквально после нескольких команд оператора. В кранах применяются подъемные 3-скоростные двигатели либо двигатели с инвертором, 2-скоростные двигатели передвижения или также двигатели с инвертором, сам поворотный механизм оснащен также двигателем с инвертором.

Неповоротная башня набирает популярность

В верхнеповоротных кранах, или кранах с неповоротной башней, поворот стрелы над стройплощадкой производится опорно-поворотным устройством, размещенным на вершине башни, в месте установки кабины. Поворотная часть крана при этой схеме вращения – это стрела с оголовком или без него, а также противовесная консоль с закрепленными на ней лебедками, механизмом поворота и противовесом, который нужен для уравновешивания крана при эксплуатации.

Недостатком верхнеповоротного крана по сравнению с нижнеповоротным является, как уже отмечалось, большая металлоемкость: башня верхнеповоротной машины испытывает намного более мощные деформирующие усилия, чем те, что действуют на башню в нижнеповоротном варианте, и для прочности конструкции, а также для уменьшения раскачивания груза при выполнении крановых работ башню приходится дополнительно усиливать.

Недостатком верхнеповоротных кранов можно посчитать и необходимость использования при монтаже мобильного крана. При монтаже нижнеповоротного крана привлекать другие краны не требуется.

К достоинствам этого вида подъемного оборудования относятся высокая грузоподъемность и возможность работы с грузами на большой высоте. Более того, кран с неповоротной башней легко может превращаться в приставной путем пристегивания к зданию, что позволяет наращивать высоту башни вместе с ростом строящегося объекта. Башня приставного крана фиксируется в вертикальном положении либо с помощью жестких тяг, закрепленных на перекрытиях возводимого строения и на башне крана, либо в очень редких случаях с помощью гибких тросовых растяжек, один конец которых крепится к площадке, на которой кран установлен, а другой конец закреплен на башне крана.

Верхнеповоротные краны универсальны, они могут выступать в качестве и самоподъемных, и передвижных. Там, где работы ведутся на небольшой высоте, верхнеповоротные краны выступают в роли передвижных, а при выполнении строительных заданий на значительной высоте верхнеповоротные краны могут применяться в качестве приставных стационарных. Высота башни приставного крана увеличивается путем добавления дополнительных секций (длиной от 1,2 до 6 м) в верхней части башни крана.

Верхнеповоротные краны выпускают практически все ведущие производители кранов, в качестве примера продукции действительно высокого качества можно привести башенные краны компании Terex.

Верхнеповортные краны Terex представлены в трех сериях. Это прежде всего серия SK, в которую включены башенные краны с «классической» конструкцией уравновешенной стрелы с максимальной г/п 16–32 т и длиной стрелы до 80 м. Краны этой серии эффективны на строительстве высотных объектов, где требуется повышенная г/п.

Серия верхнеповоротных кранов Terex CTL объединяет краны с подъемной, или маховой, стрелой. Краны CTL могут работать там, где моделям других конструкций не хватает места для разворота. В серии около 15 моделей, рассчитанных на подъем грузов массой от 8 т (мод. CTL 140-8 TS) до 45 т (мод. CTL 650L). Для повышения производительности краны линейки могут иметь фиксированный или подвижный противовес.

В серию СТТ вошли набирающие все большую популярность краны без оголовка (flat-top). В серии более 30 моделей, модельный ряд охватывает диапазон максимальной г/п от 1,5 т в мод. FC 6.24H до 40 т в мод. CTT 721-40. Вылет стрелы в кранах серии СТТ – от 24 до 84 м.

Схожие по конструкции безоголовочные верхнеповоротные башенные краны марки Sàez производятся испанской промышленной группой компаний GrÚas SÁEZ на протяжении уже 50  лет, присутствуют более чем в 30 странах мира и в настоящее время набирают широкую популярность в России. Причиной высокого спроса на краны SÁEZ в нашей стране являются их высокие показатели грузовысотных характеристик, малые габариты конструкции стрел и башни, низкое энергопотребление и высокая скорость работы, что в совокупности с прочным болтовым соединением башни из высокопрочной легированной стали и механизмами крупнейших европейских производителей (Leroy Somer, Schneider, Telemecanique) позволяет им конкурировать наравне с такими зарекомендовавшими себя на рынке крановой техники заводами, как Liebherr и Potain.

Итальянская компания Rai­mondi Cranes также успешно поставляет в Россию верхнеповоротные краны. Raimondi предлагает нашим строителям широкий ассортимент крановой техники, кроме кранов без оголовка в арсенале компании верхнеповоротные башенные приставные модели с высотой башни до 280 м и вылетом стрелы в 76 м.

Большое внимание выпуску верхнеповоротных кранов без оголовка уделяет и испанская компания Linden Comansa, хорошо знакомая российским строителям. Компания поставляет на отечественный рынок более 40 моделей безоголовочных кранов серии LC и больше 14 моделей верхнеповоротных кранов с маховой стрелой серии LCL.

  

Качество исполнения кабины – важный фактор при выборе крана

Эволюционные процессы в башенном краностроении происходят как с основными конструкциями, так и со всеми иными компонентами, включая кабину. Ведь кабина – это основное место нахождения оператора крана, предназначенное не только для создания комфорта при работе, но также оснащенное панелью управления, которая позволяет управлять рабочими механизмами крана и системами безопасности машины.

В башенных кранах используется два типа кабин. Первый – это кабины, интегрированные в конструкцию башни, их еще называют закрытыми кабинами. Установка таких кабин процесс довольно трудоемкий. Корпус кабины, сваренный из листов, помещается внутри башни и приваривается к угловым стойкам и диагональным и горизонтальным соединениям. Главной проблемой при проектировании подобных кабин является обеспечение их продолжительной эксплуатации вопреки динамическим воздействиям, передающимся на детали кабины от несущей конструкции башни.

В сварных соединениях кабины с башней могут возникать трещины, чувствительными к деформациям являются и элементы остекления кабины. В современных закрытых кабинах стекла крепятся в рамах с помощью резиновых уплотнителей, компенсирующих деформации. Положительным фактором использования резиновых уплотнений является и простота замены поврежденных стекол в условиях стройки.

Вход в кабину, как правило, происходит через люк в полу. При этом кресло оператора обычно располагается над люком-входом и поэтому отодвигается, освобождая вход. Недостатком такого конструкторского решения могут стать проблемы при необходимости эвакуации крановщика, ведь в этом случае вход в кабину затруднен, особенно учитывая высотное расположение кабины. Помощь могут оказать только службы МЧС со спецтехникой, предназначенной для работы на высоте.

Еще один недостаток «встроенной» схемы расположения кабины – это повышенный шумовой фон, изолировать кабину в условиях тесного контакта с деталями башни и стрелы практически невозможно. Однако этот недостаток имеет и положительную составляющую: крановщик оперативно может отреагировать на изменяющийся тон или громкость рабочего шума, свое­временно принять меры по поиску и устранению дефектов, вызывающих, например, скрежет или удары.

Доступ к приводам крана возможен только через крышу кабины, что, конечно, затрудняет ежедневный осмотр и обслуживание механизмов крана. Впрочем, размеры большей части кабин и способ доступа в них зависят от размеров и модели крана.

Второй тип кабин – навесные, или открытые, используется в большинстве современных кранов. Эти кабины различаются между собой внешней формой, но все являются самонесущими конструкциями, расположение кабины зависит от типа и габаритов крана. Бóльшая часть производителей кранов монтирует кабины с правой стороны, если смотреть в направлении стрелы. Серьезным недостатком открытых кабин является необходимость их демонтажа при транспортировке крана с объекта на объект. «Минусом» навесной конструкции также можно считать то, что в основном закрытые кабины имеют бóльшую площадь, чем открытые.

Вход в открытые кабины происходит через дверь, вырезанную в задней стенке кабины. Доступ через двери удобен в случае оказания помощи оператору крана, а также для обслуживания агрегатов машины.

Надо отметить, что условия работы крановщиков в кабинах постоянно улучшаются. В 1970-х гг. оснащение кабины было довольно примитивным, нередко встречались деревянные сиденья в роли кресла оператора. Отопление, если и было, представляло собой нерегулируемый нагреватель, вентиляция же вообще была редкостью. Рычаги управления перемещались с ощутимым сопротивлением, и это приводило к быстрой утомляемости крановщика.

Кардинальное улучшение условий труда связано с меняющимися тенденциями на рынке труда: все труднее найти квалифицированных работников, согласных работать в примитивных условиях. В настоящее время оснащение кабин у различных производителей примерно одинаково. Кресла крановщиков имеют амортизаторы, используют и другие приемы повышения эргономичности. Управление механизмами крана с помощью джойстиков и кнопок очень простое и легкое. Кабины оборудуют жалюзи и солнцезащитными шторами. Обогрев значительно усилен по сравнению с моделями прошлых лет, используются тепловентиляторы, работает приточно-вытяжная вентиляция. По желанию покупателя в кабине может быть установлен кондиционер. Кстати, выпуском кабин занимаются сегодня в основном специализированные предприятия, а краностроители выступают в роли заказчиков и покупателей кабин.

Одной из наиболее актуальных проблем является сохранение нормального температурного режима в кабине. В зимний период работать крановщикам приходится при –40 °С, а летом тоже при 40 °С, только со знаком плюс.

Ведущие производители кранов оснащают открытые кабины двойными и тройными слоями стекол, вклеиваемыми в вырезанные оконные проемы кабины. И это отлично регулирует тепловой баланс кабины, сохраняя постоянство температуры внутри. В качественных кабинах, изготовленных для работы на Севере, комфортные условия работы машинисту обеспечиваются даже при температуре наружного воздуха –60 °С.

К важнейшим эргономическим требованиям, предъявляемым к кабине, относятся ее обзорность и виброзащита крановщика. Требования обзорности решает остекление кабины, расположение и количество окон в кабине, а вот степень виброзащиты крановщика в основном зависит от конструкции и материала сиденья крановщика.

Одними из лучших кабин в мире по уровню комфорта, эргономики и функциональности являются кабины Ultra View, которыми комплектует свои краны компания Potain. Блок управления, установленный в Ultra View, оснащен информационной системой CSS, которая позволяет достигать высоких характеристик г/п и работать с максимальной скоростью перемещения рабочих органов.

Дополнительная функция Potain Plus в сочетании с работой CSS повышает точность выполнения перемещений, ограничивая воздействие динамических эффектов путем автоматической подстройки скорости и учета внешних погодных явлений. Кроме использования революционной системы CSS, выполняющей самоконтроль и гарантирующей нормальную работу крана, а также блокирующей работу крана при отсутствии крановщика в кресле, в системе управления действует программа диагностики, которая облегчает контроль настроек крана, операций и сервисного обслуживания, и это заметно сокращает затраты на обслуживание крана, уменьшает время простоя при ТО. Использование стандартизированной кабины ускоряет в случае необходимости приобретение запасных частей.

Инновационные кабины устанавливаются на все краны Potain линеек MDT, MD и MR, что, безусловно, упрощает эксплуатацию и обслуживание кранов Potain, позволяет сэкономить время и упростить обучение крановщиков.

Итак, рациональное использование кранов при сооружении различных объектов возможно лишь при правильном выборе крана той конструкции и с теми характеристиками, которые оптимально соответствовали бы характеру выполняемых работ. Расположение поворотного узла и комфорт в кабине – это важные характеристики, но далеко не последние. О других аспектах выбора башенных кранов поговорим в следующих статьях.