Macara turn ( Eng. Tower crane , franceză Grue à tour ) este o macara rotativă de tip braț cu o săgeată fixată în vârful unui turn situat vertical [1] . În parcul de mașini al macaralelor mobile, ponderea acestora este de aproximativ 18% [2] .
Primul prototip de macarale turn de tip modern a apărut în 1913 : macaraua, creată de Julius Wolf, avea o placă turnantă situată în vârful turnului. Cincisprezece ani mai târziu, în 1928, a fost proiectată și construită prima macara turn cu braț cu grinzi, iar în 1952 cu braț de ridicare [3] .
Macaralele turn au început să fie folosite pe șantierele din țară în anii primilor planuri cincinale. Primele macarale turn sovietice au fost fabricate în 1936 . Înainte de Marele Război Patriotic, flota de macarale turn din URSS era de aproximativ 200 de unități, iar producția lor anuală în acei ani era de câteva zeci [4] .
După războiul din URSS, peste 75 % din toate macaralele turn au fost produse de fabricile Narkomstroydormash înființate în februarie 1946 [4] .
Până în 1960, macaralele au fost produse în principal de întreprinderi nespecializate, ceea ce a condus la un parc de mașini divers. În 1960 , în locul celor 80 de modele de macarale turn care existau la acea vreme, institutul industriei cap VNIIStroydormash a dezvoltat o serie de macarale unificate din opt dimensiuni de bază [4] .
În același timp, a fost realizată o organizare planificată pentru producția de mecanisme unificate la întreprinderile specializate în construcția de macarale. Ea a permis în același timp:
Proiectele macaralelor au fost îmbunătățite constant, au apărut noi modele, performanța s-a îmbunătățit și s-a extins domeniul de aplicare al macaralelor turn [5] . Dacă primele macarale aveau o capacitate de ridicare de 0,5 tone până la 1,5 tone , o înălțime de ridicare de 20 până la 30 m , atunci până în anii 1980 existau macarale cu o capacitate de ridicare de până la 50 de tone , cu o înălțime de ridicare de până la 150 m [5] . În perioada 1976-1980 au apărut macarale din grupele de mărime a cincea și a șasea ( KB-504 , KB-674 , KB-675 , KB-676 ), care aveau caracteristici tehnice mai înalte [4] . La mijlocul anilor 1980, în țară au început pregătirile pentru dezvoltarea unui număr de macarale modulare (KBM-301, KBM-401 , KBM-571) [6] .
Până la începutul anilor 1980 , în RSFSR , RSS Ucraineană și RSS Georgia [5] existau 28 de întreprinderi specializate în construcția de macarale [6] . Loturi separate de macarale au fost produse în RSS Kazah [7] .
În fiecare an, la începutul anilor 1980 , întreprinderile de construcție de macarale au produs până la 3 mii de macarale [5] , iar în 1985 - aproximativ 4 mii [6] . Mai mult, cererea industriei construcțiilor a depășit volumul producției cu o mie de unități [6] . Aproximativ 50 de mii de macarale turn [5] [6] din 120 de modele diferite [8] erau în funcțiune pe teritoriul Uniunii Sovietice .
Odată cu sfârșitul perestroikei , prăbușirea URSS și începutul reformelor economice , atât industria producătoare de macarale, cât și industria construcțiilor au trecut prin vremuri dificile: unele macarale au fost aduse la baze de depozitare, altele au fost eliminate , iar altele au fost trimise la fier vechi . . Atât numărul producătorilor de robinete, cât și volumele lor de producție au scăzut [6] .
Dintre toate fostele republici sovietice, macaralele turn sunt fabricate în prezent în Belarus, Rusia și Ucraina. În restul fostelor republici ale URSS, precum Kazahstan , nu există astăzi producție proprie de macarale turn și toate macaralele turn sunt importate din străinătate [9] .
Creșterea constantă a producției de macarale turn în Federația Rusă a fost conturată abia după criza economică din august [10] . Deci, din 2004, opt producători operau în Rusia. În anul următor, șapte [10] , iar în 2007 numărul producătorilor a crescut la nouă [11] .
Recent, au crescut importurile în Rusia de macarale din străinătate ( Germania , Franța , Spania , Italia , China , etc.) [6] . În 2005, ponderea macaralelor importate era: pe piața rusă - 40 % (din care un sfert sunt noi) [10] . În Kazahstan, dintre toate macaralele turn importate în țară în 2005, cele mai multe (69,6%) sunt macarale din China, în timp ce ponderea macaralelor rusești pe piața din Kazahstan a fost de 11,3% [9] . Costul unei noi macarale turn realizate în Federația Rusă este de la 9 la 14 milioane de ruble. Macaraua europeană (similară ca caracteristici) este cu 25-50% mai scumpă. Costul macaralelor produse în China variază de la 20 la 190 de mii de dolari [9] .
Potrivit lui Gosgorpromnadzor , în Ucraina (de la 1 ianuarie 2008 ) erau în funcțiune 5336 de macarale turn, majoritatea fiind fabricate în epoca sovietică [12] [13] . Pe teritoriul Rusiei , la începutul anilor 2000, erau înregistrate 24477 de macarale turn [14] . În Belarus (date de la republicanul Promatomnadzor) în 2007 au funcționat 1100 de macarale turn, majoritatea și-au slujit timpul [15] .
Scopul principal al unei macarale turn este de a deservi teritoriul șantierelor de construcții și structuri, depozite, depozite de deșeuri, încărcarea și descărcarea materialelor din transport - la efectuarea operațiunilor de construcție și instalare și de încărcare și descărcare [16] [17] .
În același timp, macaraua turn produce mișcări de lucru: schimbarea razei, ridicarea brațului, întoarcerea și deplasarea macaralei [17] . Modificarea brațului, în funcție de tipul acestuia, se face fie prin ridicarea sau coborârea brațului, fie prin deplasarea căruciorului de marfă de-a lungul brațului [16] .
Ridicarea sarcinilor se realizează cu ajutorul unui troliu de marfă, a unei frânghii de marfă și a unei cleme cu cârlig. Partea pivotantă a macaralei se rotește în raport cu partea fixă cu ajutorul unui mecanism de pivotare. Acestea sunt conectate printr-un dispozitiv de rotire (abreviar OPU), care transferă sarcinile verticale și răsturnate de la partea pivotantă către cadrul ne-rotativ [17] .
Principalele mecanisme ale macaralelor turn sunt echipate cu dispozitive speciale de siguranță numite limitatoare, care sunt echipate cu: mecanismul de ridicare a sarcinii, rotirea macaralei, deplasarea căruciorului de marfă și ridicarea brațului. Controlul acestor mecanisme de macara este efectuat de către operatorul de macara din cabina de comandă [16] , care, de regulă, este instalată în partea superioară a structurii turnului [17] .
Prin programare distingeți:
În funcție de posibilitatea de mișcare, există:
Ca dispozitiv de rulare în macaralele turn mobile sunt utilizate:
După caracteristicile lor de proiectare, se disting și două grupe de macarale: macarale turn „clasice” (cu cap de turn) și cele fără cap. În plus, sunt produse macarale turn cu montare rapidă , a căror asamblare se realizează în cel mai scurt timp posibil, fără lucrări de cric și echipamente auxiliare.
Orice macara turn este formată din următoarele părți:
Pentru efectuarea operațiunilor de bază, macaraua este echipată cu mecanisme adecvate : trolii , blocuri și palanuri cu lanț [16] .
Turnul cu macara de uz general are fie o structură telescopică, fie o structură cu zăbrele, de două tipuri: pivotantă și nerotibilă. La o înălțime mare, poate fi construit (de sus) și crescut (de jos). O suspensie cu cârlig este utilizată ca corp principal de manipulare a sarcinii. Astfel de macarale, în cea mai mare parte, sunt realizate într-o versiune mobilă pe o cale ferată, iar designul lor le permite să fie rapid asamblate și demontate și transportate în continuare într-o altă unitate [20] .
Macaralele pentru construcții înalte sunt realizate în design atașat. Proiectarea unei astfel de macarale se sprijină pe sol și pe cadrul clădirii în construcție [20] (cu ajutorul bretelelor) [21] .
Macaralele pentru construcții înalte includ și macarale cu cric, uneori numite macarale târâtoare [20] . O macara de acest tip este instalată pe structurile clădirii care se ridică și apoi, folosind propriile mecanisme, se deplasează periodic vertical în sus (unul sau mai multe etaje) - pe măsură ce clădirea care se ridică crește [22] . În clădirile monolitice aflate în construcție , macaraua de ridicare se bazează pe ferestre speciale prevăzute în pereții puțurilor lifturilor . În timpul construcției clădirilor prefabricate din beton armat , suportul macaralei îl constituie celulele (metalice sau din beton armat) ale cadrului clădirii [23] . Macaraua poate fi ridicată printr-un troliu situat la baza turnului, sau printr-un mecanism special de extensie hidraulică. Avantajele acestui tip de macarale turn sunt: capacitatea de a lucra pe pante și în condiții înghesuite, precum și capacitatea de a asigura construirea unei clădiri cu o configurație complexă (din punct de vedere) cu o singură macara [23] . Una dintre principalele limitări ale unei astfel de macarale (din punct de vedere al înălțimii) este capacitatea de frânghie a troliului, iar principalul dezavantaj este dificultatea demontării după finalizarea construcției.
Macaralele de încărcare sunt executate pe baza și folosind ansambluri de macara de uz general [18] .
Săgeată de lucruCa braț de lucru al unei macarale turn, poate fi utilizat un braț în formă de ciocan (macara fără cap) sau suspendat (cu o contravântuire rigidă a tijelor separate sau pe o suspensie de cablu flexibil). Structural, brațul poate fi o grindă, de ridicare [17] sau combinată articulată, realizată din țevi (diametru mic sau mare), profil îndoit sau unghiuri. Brațurile macaralei sunt realizate în secțiuni, ceea ce simplifică asamblarea și transportul și oferă, de asemenea, versatilitate a proiectelor [17] .
Beam ArrowUn braț de tip grindă este o structură metalică cu o secțiune transversală pătrată, triunghiulară sau dreptunghiulară [23] . Brațul este format din două curele, de-a lungul benzilor inferioare ale cărora (de-a lungul întregului braț) se deplasează un cărucior de marfă. Brațul poate fi montat orizontal sau înclinat (între 30° și 45° [24] ). În cazul instalării în unghi, căruciorul poate fi deplasat de-a lungul coardelor brațului, sau fixat rigid la capătul său [5] .
Întinderea unei astfel de săgeți este modificată prin deplasarea căruciorului cu o sarcină suspendată de-a lungul grinzilor de ghidare ale unui braț fix [17] .
Braț de ridicareBrațul de ridicare (de manevrare) este o structură metalică spațială [17] cu o secțiune transversală pătrată, triunghiulară sau dreptunghiulară [23] . Structura este atașată de turn prin intermediul unei balamale de susținere. La capătul brațului se află blocuri care pot fi explodate folosind un echilibru care se conectează la capul brațului. În același timp, încărcătura este suspendată constant de blocuri echipate cu funii de marfă . O săgeată de acest tip este așezată oblic față de orizont. Deplasându-l cu o sarcină suspendată de blocuri, extinderea sa se modifică - după unghiul de înclinare admisibil [17] [23] .
Avantajele acestui tip de săgeți: simplitatea designului [4] . În comparație cu macaralele echipate, de exemplu, cu brațe cu grinzi, brațele de ridicare demonstrează o mai bună manevrabilitate în spații înguste și sunt mai avansate din punct de vedere tehnologic și mai convenabil de fabricat și exploatat. Cu caracteristici egale, o astfel de macara turn este mai ușoară (până la 20%) decât o macara cu braț cu grinzi [23] .
Dezavantaje: atunci când se schimbă raza de acțiune, brațul nu are capacitatea de a deplasa sarcina pe orizontală, iar viteza orizontală a încărcăturii va fi scăzută și neuniformă. În plus, brațele din această varietate nu permit acoperirea întregii zone de serviciu de la un stand de macara, de exemplu, lângă turnul macaralei în sine [23] .
Boom articulatSăgeata aparține tipului de combinat, are forma unei linii întrerupte [23] . Din punct de vedere structural, este format din două părți principale: principalul (rădăcină) și capul. Partea capului se numește gâscă. O macara echipată cu o astfel de săgeată are două suspensii cu cârlig. Întinderea unui braț articulat este modificată fie prin ridicarea întregului braț, fie printr-o combinație de mișcări de ridicare cu mișcare ulterioară de-a lungul brațului căruciorului de marfă [5] . Săgețile din acest soi sunt folosite pentru a crește înălțimea macaralei și atingerea cârligului [23] .
Turelă și rotatorTurnul macaralei este o structură telescopică (structură tubulară dintr-o țeavă de diametru mare), sau o structură cu zăbrele formată din colțuri sau țevi de diametru mic [17] .
După metoda de rotație, turnul macaralei poate fi rotit de sus (cu un turn fix și un cap de rotire) și de jos (cu o placă turnantă sau un turnant) [5] [20] .
După metoda de asamblare, turnurile de macara pot fi realizate nedemontate, demontate pe sol (telescopice și pliabile), crescute de jos și construite de sus [5] .
Turnul de întoarcereDispozitivul de rotire al unei macarale cu rotire inferioară cu plată rotativă se află dedesubt, direct pe partea de susținere a macaralei sau pe portal [16] .
Partea rotativă include: o platformă rotativă cu mecanisme de macara de lucru plasate pe ea - trolii de marfă și braț, un mecanism de rotire. În plus, pe platformă sunt instalate plăci de contragreutate, un turn cu un cap, o bară și o săgeată [17] .
Turn fixLa macaralele cu rotire superioară, platforma cu turnul instalat pe ea nu se rotește. Rulmentul de rotire al unei astfel de macarale este situat în partea superioară a structurii turnului. Pentru posibilitatea deplasării sarcinilor de-a lungul unui arc, pe turn este instalat un cap pivotant, la care este atașată o consolă de contragreutate cu contragreutate pentru a echilibra brațul. Mecanismele de acționare sunt montate pe o consolă de contragreutate [16] [17] .
Macaralele turn moderne cu turn fix au o capacitate de ridicare de peste 10 tone . Capacitatea de încărcare crescută și înălțimea de ridicare a încărcăturii conduc la o masă totală mare, ceea ce face dificilă crearea macaralelor cu dispozitiv de rotire în partea inferioară a mașinii [19] .
Principalul avantaj al macaralelor mobile cu turn fix este posibilitatea conversiei lor în macarale atașate [19] , care sunt universale și pot acționa ca autoelevatoare și mobile - la înălțime mică sunt mobile, iar atunci când crește, ele. acționează ca atașamente staționare [19] .
Tren de rulareMacaralele turn atașate nu au tren de rulare. Deplasarea macaralelor turn mobile de-a lungul amplasamentului deservit se realizează cu ajutorul unui dispozitiv de rulare, în principal de tip șină [4] .
Tren de rulare feroviar . Reprezintă roți de rulare din oțel cu flanșe bazate pe piste de rulare a macaralei , combinate în cărucioare de rulare [16] [22] . În funcție de sarcină, trenul de rulare poate combina de la patru până la 32 de roți. Dacă o macara turn are opt (sau mai multe) roți de rulare, atunci acestea sunt combinate cu ajutorul balansoarelor într-un cărucior, care se numește echilibrare . În acest caz, sarcina de la macara este distribuită uniform între toate roțile [4] .
Trenurile de rulare sunt împărțite în antrenate și neacționate (conduse și conduse) [16] . Amplasarea cărucioarelor de antrenare poate fi fie unilaterală (ambele pe aceeași șină) fie cu două fețe (în diagonală) - pe șine diferite ale căii macaralei [22] . În cazul amenajării pe două fețe a cărucioarelor, mișcarea macaralei este mai lină. Cu toate acestea, aranjamentul cu două fețe are un dezavantaj: atunci când se conduce de-a lungul secțiunilor curbe, roțile care se deplasează de-a lungul șinei interioare alunecă și se uzează mai repede [4] .
Dispozitiv de mers pe jos . Se folosește la macaralele turn grele care funcționează pe soluri moi [22] . Un astfel de tren de rulare combină atât elementele unui tren de rulare pe șină, cât și ale unuia de mers: suportul unei astfel de macarale este un pantof de sprijin cilindric conectat la platforma de rulare, iar roțile de rulare sunt folosite pentru deplasare [5] . Mișcarea macaralei rulante constă în rearanjarea alternativă a pieselor de susținere în sensul deplasării [25] .
Mișcarea macaralei rulante se realizează după cum urmează [5] :
Suprafețele de sprijin ale macaralelor de mers pot fi realizate și sub forma unei plăci de bază centrală și a două schiuri. În acest caz, deplasarea macaralei se realizează cu ajutorul unor mecanisme cu manivelă , sau cricuri hidraulice [22] , ale căror tije sunt articulate de sabotul suport [25] .
Macaralele turn montate pe șasiu de automobile, cu roți pneumatice și omidă sunt realizate pe baza macaralelor autopropulsate de tip braț . Ca echipament cu braț de lucru, dispozitivele sunt utilizate sub formă de braț de ridicare sau braț de tip grindă, cu un cărucior de marfă care se deplasează de-a lungul acestuia [20] .
Caracteristicile macaralelor turn moderne ajung la [20] :
| Capacitate de transport , t : | 5-25 (până la 75) |
| Plecare, m : | 25-40 (până la 80) |
| Înălțimea de ridicare, m : | până la 90 pentru mobil (până la 150-220 pentru atașat) [26] |
| Viteze: | |
| sarcina de ridicare, m / min : | 2-200 |
| rotatie, rpm : | 0,2—1,0 |
| mișcarea macaralei, m / min : | 10-30 |
Modelele de macarale produse în prezent sunt combinate în grupuri de dimensiuni de masă - în funcție de execuție și scop. În cadrul fiecăreia dintre grupuri există unități de asamblare conectate, transformate în module bloc unificate. Între tipurile și schemele de acționări, s-a realizat o comună a principiilor de performanță, care asigură un studiu consecvent al tuturor legăturilor în proiectarea sistemului de transport, mecanisme de lucru, transmisii de putere, acționări electrice, sisteme hidraulice, echipamente de control, corpuri de lucru , instrumente și dispozitive de siguranță [17] .
Macaralele turn pentru construcții de uz general sunt utilizate în principal în construcții civile (rurale și urbane), industriale și hidraulice [20] , în timpul instalării clădirilor, structurilor și echipamentelor tehnologice, precum și pentru furnizarea de materiale de construcție [21] .
Macaralele de construcție pentru construcții înalte sunt utilizate pentru construcția clădirilor civile și industriale cu mai multe etaje și a structurilor de înălțime mare (până la 150 m sau mai mult) [19] . Macarale turn pentru construcții Liebherr 710 HC-L 32/64 Litronic și Liebherr 357 HC-L 12/24 Litronic au fost folosite la construcția zgârie-norilor complexului Lakhta Center . Forma obiectului, repetând silueta unei lumânări, a necesitat o planificare specială a proiectului. Proiectat de inginerii Renaissance Construction și Liebherr Tower Crane Solutions.
Macarale turn pentru constructii navale asigura montarea carenelor pe stocurile santierelor navale si finalizarea acestora dupa lansare. Primele sunt numite slipway, iar a doua - echipament [27] .
În construcțiile energetice s-au folosit macarale Kroll. Macaralele turn sunt produse în două tipuri: semiautopropulsate (conform terminologiei producătorului) și autopropulsate pe șină [16] .
SemiautopropulsatSunt o structură metalică cu zăbrele, al cărei turn este instalat pe un portal jos. Portalul macaralei are un cadru. Macaraua este echipată cu un braț de tip zăbrele, care este articulat pe turn. În poziţia de lucru, macaraua stă pe 4 suporturi cu şuruburi, care sunt fixate permanent pe portal [16] .
Mișcarea unei astfel de macarale se realizează pe setul de roți din spate, care este fixat pe cadrul portalului. În acest caz, se înlocuiește în față o pereche de roți situată îngust cu o grindă de tracțiune, conectată la cârligul de tracțiune al vehiculului tractor [16] .
Sine autopropulsatăDin întreaga familie de macarale fabricate, pe teritoriul Uniunii Sovietice a fost folosită o macara marca K-10000 . Această macara a devenit cea mai puternică dintre toate macaralele autopropulsate și a fost numită pur și simplu „Kroll” de către instalatori. A fost livrat pentru prima dată în SUA în 1979 pentru construcția unei centrale nucleare. În URSS, K-10000 a fost folosit în construcția de energie - în construcția de centrale nucleare [16] .
Sunt utilizate pentru efectuarea operațiunilor de încărcare și descărcare și depozitare pentru ridicarea și mutarea produselor de construcție, structurilor și mărfurilor în depozite deschise, depozite de gunoi din industria construcțiilor, precum și șantiere. Din punct de vedere structural, ele diferă de alte macarale turn printr-un turn subestimat. Brațul macaralelor de încărcare este o grindă, cu un cărucior de marfă [19] .
Instalarea și demontarea se efectuează în conformitate cu instrucțiunile, reglementările de siguranță și SNiP . Pașii pot diferi pentru diferite tipuri de turnuri și modele de macarale.
Transportul macaralelor se realizează: