Dźwig (maszyna)
Żuraw jest rodzajem maszyny , zwykle wyposażonej w linę podnoszącą , liny stalowe lub łańcuchy oraz krążki linowe , które mogą być używane zarówno do podnoszenia i opuszczania materiałów, jak i do przemieszczania ich w poziomie . Służy głównie do podnoszenia ciężkich przedmiotów i transportu ich w inne miejsca. Urządzenie wykorzystuje jedną lub więcej prostych maszyn w celu uzyskania przewagi mechanicznej , a tym samym przenoszenia ładunków poza normalne możliwości człowieka. Dźwigi są powszechnie stosowane w transporcie do załadunku i rozładunku towarów, w budownictwie do przemieszczania materiałów oraz w produkcji do montażu ciężkiego sprzętu .
Pierwszą znaną maszyną dźwigową był shaduf , urządzenie do podnoszenia wody, które zostało wynalezione w starożytnej Mezopotamii (współczesny Irak), a następnie pojawiło się w technologii starożytnego Egiptu . Dźwigi budowlane pojawiły się później w starożytnej Grecji , gdzie były napędzane przez ludzi lub zwierzęta (takie jak osły) i używane do budowy budynków. Większe dźwigi zostały później opracowane w Cesarstwie Rzymskim , wykorzystując ludzkie koła gąsienicowe , umożliwiające podnoszenie cięższych ciężarów. W późnym średniowieczu żurawie portowe zostały wprowadzone do załadunku i rozładunku statków oraz pomocy przy ich budowie - niektóre zostały wbudowane w kamienne wieże, aby uzyskać dodatkową wytrzymałość i stabilność. Najwcześniejsze dźwigi były zbudowane z drewna, ale żeliwo , żelazo i stal przejęły je wraz z nadejściem rewolucji przemysłowej .
Przez wiele stuleci energia była dostarczana dzięki wysiłkowi fizycznemu ludzi lub zwierząt, chociaż wyciągi w młynach wodnych i wiatrakach mogły być napędzane przez ujarzmioną energię naturalną. Pierwszą mechaniczną zapewniały silniki parowe , najwcześniejszy dźwig parowy został wprowadzony w XVIII lub XIX wieku, a wiele z nich pozostawało w użyciu aż do końca XX wieku. Nowoczesne dźwigi zwykle wykorzystują silniki spalinowe lub silniki elektryczne i układy hydrauliczne , aby zapewnić znacznie większy udźwig niż było to wcześniej możliwe, chociaż dźwigi ręczne są nadal używane tam, gdzie dostarczanie mocy byłoby nieopłacalne.
Istnieje wiele różnych typów żurawi, z których każdy jest dostosowany do określonego zastosowania. Rozmiary wahają się od najmniejszych żurawi, stosowanych wewnątrz warsztatów, do najwyższych żurawi wieżowych, używanych do budowy wysokich budynków. Minidźwigi są również wykorzystywane do wznoszenia wysokich budynków, aby ułatwić konstrukcje poprzez dotarcie do ciasnych przestrzeni. Duże dźwigi pływające są zwykle używane do budowy platform wiertniczych i ratowania zatopionych statków.
Niektóre maszyny podnoszące nie pasują ściśle do powyższej definicji dźwigu, ale są ogólnie znane jako dźwigi, takie jak układnice i żurawie przeładunkowe.
Etymologia
Żurawie nazwano tak od podobieństwa do długiej szyi ptaka , zob. starogrecki : γερανός , francuski grue .
Historia
Starożytny Bliski Wschód
Pierwszym typem maszyny dźwigowej był shadouf , który miał mechanizm dźwigniowy i służył do podnoszenia wody do nawadniania . Został wynaleziony w Mezopotamii (współczesny Irak) około 3000 pne. Shadouf pojawił się później w technologii starożytnego Egiptu około 2000 roku pne.
Starożytna Grecja
Dźwig do podnoszenia ciężkich ładunków został opracowany przez starożytnych Greków pod koniec VI wieku pne. Zapis archeologiczny wskazuje, że nie później niż ok. na kamiennych blokach greckich świątyń zaczynają pojawiać się charakterystyczne sadzonki zarówno do podnoszenia szczypiec, jak i żelazka Lewisa . Ponieważ otwory te wskazują na użycie urządzenia podnoszącego i znajdują się albo powyżej środka ciężkości bloku, albo w parach w równej odległości od punktu nad środkiem ciężkości, archeolodzy uważają je za pozytywne dowody wymagane na istnienie żurawia.
Wprowadzenie wciągarki i wciągnika pasowego wkrótce doprowadziło do powszechnego zastąpienia ramp jako głównego środka ruchu pionowego. Przez następne 200 lat greckie place budowy były świadkami gwałtownego zmniejszenia ciężaru, ponieważ nowa technika podnoszenia sprawiła, że użycie kilku mniejszych kamieni stało się bardziej praktyczne niż mniej większych. W przeciwieństwie do okresu archaicznego z jego wzorem stale rosnących rozmiarów bloków, greckie świątynie epoki klasycznej, takie jak Partenon, niezmiennie zawierały kamienne bloki ważące mniej niż 15–20 ton metrycznych. Praktycznie zrezygnowano również z praktyki wznoszenia dużych monolitycznych kolumn na rzecz stosowania kilku bębnów kolumnowych.
Chociaż dokładne okoliczności przejścia z technologii rampy na technologię dźwigową pozostają niejasne, argumentowano, że niestabilne warunki społeczne i polityczne w Grecji bardziej sprzyjały zatrudnianiu małych, profesjonalnych zespołów budowlanych niż dużych grup niewykwalifikowanej siły roboczej, uczynienie dźwigu lepszym od greckiego polis zamiast bardziej pracochłonnej rampy, która była normą w autokratycznych społeczeństwach Egiptu czy Asyrii .
Pierwszy jednoznaczny dowód literacki na istnienie układu złożonego koła pasowego pojawia się w Problemach mechanicznych ( Mech . 18, 853a32–853b13) przypisywanych Arystotelesowi (384–322 pne), ale być może skomponowanych nieco później. Mniej więcej w tym samym czasie rozmiary bloków w greckich świątyniach znów zaczęły dopasowywać się do ich archaicznych poprzedników, co wskazuje, że bardziej wyrafinowane koło pasowe musiało już wtedy trafić na greckie place budowy.
Imperium Rzymskie
Rozkwit żurawia w starożytności przypadł na okres Cesarstwa Rzymskiego , kiedy to działalność budowlana gwałtownie wzrosła, a budowle osiągnęły ogromne rozmiary. Rzymianie przyjęli greckiego żurawia i dalej go rozwijali. Jesteśmy stosunkowo dobrze poinformowani o ich technikach podnoszenia, dzięki dość obszernym relacjom inżynierów Witruwiusza ( De Architectura 10.2, 1–10) i Czapli z Aleksandrii ( Mechanica 3.2–5). Istnieją również dwie zachowane płaskorzeźby przedstawiające rzymskie żurawie kołowe , przy czym szczególnie szczegółowy jest nagrobek Haterii z końca I wieku naszej ery.
Najprostszy rzymski dźwig, trispastos , składał się z jednobelkowego wysięgnika, wyciągarki , liny i bloczka zawierającego trzy koła pasowe. Przy przewadze mechanicznej 3:1 obliczono, że jeden człowiek obsługujący wyciągarkę mógłby podnieść 150 kg (330 funtów) (3 koła pasowe x 50 kg lub 110 funtów = 150), zakładając, że 50 kg (110 funtów) reprezentują maksymalny wysiłek, jaki człowiek może wykonać w dłuższym okresie czasu. Cięższe typy dźwigów posiadały pięć kół pasowych ( pentaspastos ) lub, w przypadku największego, zestaw trzech na pięć kół pasowych ( Polyspastos ) i były wyposażone w dwa, trzy lub cztery maszty, w zależności od maksymalnego obciążenia. Polyspastos , obsługiwany przez czterech mężczyzn po obu stronach wciągarki, mógł z łatwością podnieść 3000 kg (6600 funtów) (3 liny x 5 kół pasowych x 4 mężczyzn x 50 kg lub 110 funtów = 3000 kg lub 6600 funtów) . Gdyby wyciągarkę zastąpiono kołem gąsienicowym, maksymalne obciążenie można by podwoić do 6000 kg (13 000 funtów) przy zaledwie połowie załogi, ponieważ koło gąsienicowe ma znacznie większą przewagę mechaniczną ze względu na większą średnicę. Oznaczało to, że w porównaniu do budowy piramid egipskich , gdzie do przeniesienia 2,5 tony potrzeba było około 50 ludzi [ co? ] kamiennego bloku w górę rampy (50 kg (110 funtów) na osobę), udźwig rzymskiego polyspastosa okazał się 60 razy większy (3000 kg lub 6600 funtów na osobę).
Jednak liczne zachowane rzymskie budynki, w których znajdują się znacznie cięższe kamienne bloki niż te obsługiwane przez polyspastos, wskazują , że ogólna zdolność udźwigu Rzymian znacznie przekraczała możliwości jakiegokolwiek pojedynczego dźwigu. Na przykład w świątyni Jowisza w Baalbek bloki opaski ważą do 60 ton każdy, a jeden blok gzymsu narożnego nawet ponad 100 ton, wszystkie wzniesione na wysokość około 19 m (62,3 stopy). W Rzymie główny blok Kolumny Trajana waży 53,3 tony, który trzeba było podnieść na wysokość około 34 m (111,5 stopy) (patrz budowa Kolumny Trajana ).
Przyjmuje się, że inżynierowie rzymscy podnieśli te niezwykłe ciężary dwoma miarami (patrz rysunek poniżej dla porównywalnej techniki renesansowej): Najpierw, zgodnie z sugestią Heron, ustawiono wieżę podnoszącą, której cztery maszty ułożono na kształt czworoboku z równoległymi boki, podobnie jak wieża oblężnicza , ale z kolumną pośrodku konstrukcji ( Mechanica 3.5). Po drugie, na ziemi wokół wieży umieszczono wiele kabestanów, ponieważ chociaż miały niższy współczynnik dźwigni niż koła gąsienicowe, kabestany mogły być ustawione w większej liczbie i obsługiwane przez większą liczbę ludzi (a ponadto przez zwierzęta pociągowe ) . To użycie wielu kabestanów jest również opisane przez Ammianusa Marcellinusa (17.4.15) w związku z podniesieniem obelisku Lateranense w Circus Maximus (ok. 357 rne). Maksymalny udźwig pojedynczego kabestanu można ustalić na podstawie liczby żelaznych otworów Lewisa wywierconych w monolicie. W przypadku bloków opaski Baalbek, które ważą od 55 do 60 ton, osiem zachowanych otworów sugeruje naddatek 7,5 tony na żelazo Lewisa, czyli na kabestan. Podnoszenie tak dużych ciężarów w skoordynowanej akcji wymagało dużej koordynacji między grupami roboczymi przykładającymi siłę do kabestanów.
Średniowiecze
W okresie późnego średniowiecza żuraw kołowy został ponownie wprowadzony na dużą skalę po tym, jak technologia ta wyszła z użycia w Europie Zachodniej wraz z upadkiem Cesarstwa Zachodniorzymskiego . Najwcześniejsza wzmianka o bieżni ( magna rota ) pojawia się ponownie w literaturze archiwalnej we Francji około 1225 r., a następnie iluminowane przedstawienie w rękopisie prawdopodobnie również francuskiego pochodzenia, datowanym na 1240 r. Najwcześniejsze zastosowania żurawi portowych w żegludze są udokumentowane dla Utrechtu w 1244, Antwerpia w 1263, Brugia w 1288 i Hamburg w 1291, podczas gdy w Anglii bieżnik nie jest odnotowany przed 1331.
.jpg)
Ogólnie rzecz biorąc, transport pionowy mógłby być wykonywany bezpieczniej i taniej za pomocą dźwigów niż tradycyjnymi metodami. Typowymi obszarami zastosowań były porty, kopalnie, a zwłaszcza place budowy, gdzie dźwig kołowy odegrał kluczową rolę w budowie wyniosłych gotyckich katedr . Niemniej jednak zarówno archiwalne, jak i obrazowe źródła z tamtych czasów sugerują, że nowo wprowadzone maszyny, takie jak koła gąsienicowe czy taczki , nie zastąpiły całkowicie bardziej pracochłonnych metod, takich jak drabiny , hody i taczki. Raczej stare i nowe maszyny nadal współistniały na średniowiecznych placach budowy iw portach.
Oprócz kół gąsienicowych średniowieczne przedstawienia przedstawiają dźwigi napędzane ręcznie za pomocą wind kotwicznych z promieniującymi szprychami , korbami , a do XV wieku także za pomocą wind kotwicznych w kształcie koła okrętowego . Wiadomo, że koła zamachowe były używane już w 1123 r., aby wygładzić nieregularności impulsu i pokonać „martwe punkty” w procesie podnoszenia .
Dokładny proces ponownego wprowadzenia żurawia kołowego nie jest odnotowany, chociaż jego powrót na place budowy należy niewątpliwie postrzegać w ścisłym związku z równoczesnym powstaniem architektury gotyckiej. Ponowne pojawienie się dźwigu z gąsienicą mogło wynikać z rozwoju technologicznego windy kotwicznej , z której ewoluowało strukturalnie i mechanicznie koło bieżni. Alternatywnie, średniowieczne koło bieżnikowe może stanowić celowe ponowne wynalezienie swojego rzymskiego odpowiednika zaczerpniętego z De architectura Witruwiusza , który był dostępny w wielu bibliotekach klasztornych . Jego ponowne wprowadzenie mogło być również zainspirowane obserwacją oszczędzających pracę właściwości koła wodnego, z którym wczesne koła gąsienicowe miały wiele podobieństw konstrukcyjnych.
Struktura i rozmieszczenie
Średniowieczne koło bieżnikowe było dużym drewnianym kołem obracającym się wokół centralnego wału z chodnikiem wystarczająco szerokim, aby dwóch robotników szło obok siebie. Podczas gdy wcześniejsze koło z ramieniem kompasu miało szprychy wbijane bezpośrednio w centralny wałek, bardziej zaawansowane koło z ramieniem zaciskowym miało ramiona ułożone jak cięciwy do obręczy koła, co dawało możliwość zastosowania cieńszego wału, a tym samym zapewniało większą przewaga mechaniczna.
stosowanych wówczas niezwykle lekkich rusztowaniach , ani na cienkich ścianach gotyckich kościołów, które nie były w stanie utrzymać ciężaru zarówno maszyny podnoszącej, jak i ładunku. Raczej dźwigi były umieszczane w początkowej fazie budowy na ziemi, często w budynku. Gdy ukończono nową kondygnację i połączono ze ścianami masywne belki stropowe, żuraw został zdemontowany i ponownie zmontowany na belkach stropowych, skąd był przenoszony z przęsła do przęsła podczas budowy sklepień. W ten sposób żuraw „rósł” i „wędrował” wraz z budynkiem, w wyniku czego wszystkie istniejące dziś żurawie budowlane w Anglii znajdują się na wieżach kościelnych nad sklepieniem i pod dachem, gdzie pozostały po budowie do wniesienia materiału do naprawy w górę .
Rzadziej na średniowiecznych iluminacjach pojawiają się także dźwigi mocowane na zewnątrz murów z podstawą maszyny przymocowaną do kłód.
Mechanika i działanie
W przeciwieństwie do współczesnych dźwigów, średniowieczne dźwigi i podnośniki — podobnie jak ich odpowiedniki w Grecji i Rzymie — były przede wszystkim zdolne do podnoszenia pionowego i nie były używane do przenoszenia ładunków na znaczną odległość również w poziomie. W związku z tym praca dźwigowa była zorganizowana w miejscu pracy w inny sposób niż obecnie. Na przykład w budownictwie przyjmuje się, że dźwig podniósł kamienne bloki albo z dołu bezpośrednio na miejsce, albo z miejsca naprzeciw środka ściany, skąd mógłby dostarczać bloki dla dwóch zespołów pracujących na każdym końcu ściana. Dodatkowo mistrz żurawia, który zwykle wydawał polecenia robotnikom z koła bieżni spoza żurawia, mógł manipulować ruchem poprzecznym za pomocą małej liny przymocowanej do ładunku. Dźwigi obrotowe, które umożliwiały obracanie ładunku, a tym samym szczególnie nadawały się do pracy w dokach, pojawiły się już w 1340 r. Podczas gdy bloki ciosów były podnoszone bezpośrednio przez zawiesie, lewis lub diabelski zacisk (niemiecki Teufelskralle ), inne przedmioty umieszczano wcześniej w pojemnikach takich jak palety , kosze , drewniane skrzynie lub beczki .
Warto zauważyć, że średniowieczne dźwigi rzadko były wyposażone w zapadki lub hamulce zapobiegające cofaniu się ładunku. Ta dziwna nieobecność jest wyjaśniona dużą siłą tarcia wywieraną przez średniowieczne koła bieżnika, która normalnie zapobiegała niekontrolowanemu przyspieszeniu koła.
Korzystanie z portu
Według nieznanego w starożytności „obecnego stanu wiedzy”, stacjonarne żurawie portowe uważane są za nowe osiągnięcie średniowiecza. Typowy dźwig portowy był konstrukcją obrotową wyposażoną w podwójne koła jezdne. Dźwigi te były umieszczane na nabrzeżach do załadunku i rozładunku towarów, gdzie zastępowały lub uzupełniały starsze metody podnoszenia, takie jak huśtawki , wciągarki i stocznie .
Można zidentyfikować dwa różne typy żurawi portowych o różnym rozmieszczeniu geograficznym: podczas gdy suwnice bramowe, które obracały się na centralnej osi pionowej, były powszechnie spotykane na wybrzeżu flamandzkim i holenderskim, w niemieckich portach morskich i śródlądowych zazwyczaj występowały żurawie wieżowe, w których winda kotwiczna i koła gąsienicowe znajdowały się w solidnej wieży, z obracającym się tylko ramieniem wysięgnika i dachem. Dźwigi portowe nie zostały przyjęte w regionie śródziemnomorskim i wysoko rozwiniętych portach włoskich, gdzie władze nadal polegały na bardziej pracochłonnej metodzie rozładunku towarów za pomocą ramp poza średniowieczem.
W przeciwieństwie do dźwigów budowlanych, w których prędkość pracy była określana przez stosunkowo powolny postęp murarzy, żurawie portowe były zwykle wyposażone w podwójne koła gąsienicowe, aby przyspieszyć załadunek. Dwa koła bieżne, których średnicę szacuje się na 4 m lub więcej, zostały przymocowane do każdej strony osi i obracały się razem. Ich ładowność wynosiła 2–3 tony, co najwyraźniej odpowiadało zwyczajowym rozmiarom ładunków morskich. Według jednego z badań, obecnie w całej Europie nadal istnieje piętnaście żurawi portowych z bieżnikiem z czasów przedindustrialnych. Niektóre żurawie portowe specjalizowały się w montowaniu masztów na nowo budowanych żaglowcach, np. w Gdańsku , Kolonii i Bremie . Oprócz tych stacjonarnych żurawi, dźwigi pływające , które można było elastycznie rozmieścić w całym basenie portowym.
Wczesna epoka nowożytna
Wieża podnosząca, podobna do tej, którą używali starożytni Rzymianie, została wykorzystana z wielkim skutkiem przez renesansowego architekta Domenico Fontanę w 1586 r. do przeniesienia w Rzymie ważącego 361 ton ciężkiego obelisku watykańskiego . Z jego raportu wynika, że koordynacja podnoszenia między różnymi zespołami ciągnącymi wymagała znacznej koncentracji i dyscypliny, ponieważ gdyby siła nie była przykładana równomiernie, nadmierne naprężenie lin spowodowałoby ich zerwanie.
Dźwigi były również używane w kraju w tym okresie. Dźwig kominowy lub kominkowy służył do przerzucania garnków i kociołków nad ogniem, a wysokość regulowano za pomocą drętwy .
- Przykłady wczesnych nowożytnych żurawi
Wzniesienie obelisku watykańskiego w 1586 roku za pomocą wieży podnoszącej
Zdjęcie XV-wiecznego żurawia z 1868 r. Na niedokończonej wieży południowej katedry w Kolonii
Dźwig kominkowy
Rewolucja przemysłowa
Wraz z nadejściem rewolucji przemysłowej w portach zainstalowano pierwsze nowoczesne dźwigi do załadunku towarów. W 1838 roku przemysłowiec i biznesmen William Armstrong zaprojektował napędzany wodą dźwig hydrauliczny . Jego projekt wykorzystywał tłok w zamkniętym cylindrze, który był wciskany w dół przez płyn pod ciśnieniem wpływający do cylindra, a zawór regulował ilość wlotu płynu w stosunku do obciążenia dźwigu. Ten mechanizm, hydrauliczny jigger , następnie pociągnął za łańcuch, aby podnieść ładunek.
W 1845 r. uruchomiono plan dostarczania wody wodociągowej z odległych zbiorników do gospodarstw domowych w Newcastle . Armstrong był zaangażowany w ten plan i zaproponował Newcastle Corporation, aby nadciśnienie wody w dolnej części miasta mogło być wykorzystane do zasilania jednego z jego dźwigów hydraulicznych do załadunku węgla na barki na nabrzeżu . Twierdził, że jego wynalazek wykona zadanie szybciej i taniej niż konwencjonalne dźwigi. Korporacja zgodziła się na jego sugestię, a eksperyment okazał się tak udany, że na nabrzeżu zainstalowano jeszcze trzy dźwigi hydrauliczne.
Sukces jego żurawia hydraulicznego skłonił Armstronga do założenia w 1847 roku zakładu Elswick w Newcastle , w którym produkowano jego maszyny hydrauliczne do dźwigów i mostów. Jego firma wkrótce otrzymała zamówienia na dźwigi hydrauliczne od Edinburgh and Northern Railways oraz Liverpool Docks , a także na maszyny hydrauliczne do bram doków w Grimsby . Firma rozrosła się od 300 pracowników i rocznej produkcji 45 dźwigów w 1850 r. Do prawie 4000 pracowników produkujących ponad 100 dźwigów rocznie na początku lat sześćdziesiątych XIX wieku.
Armstrong spędził kilka następnych dziesięcioleci na ciągłym ulepszaniu swojego projektu żurawia; jego najbardziej znaczącą innowacją był akumulator hydrauliczny . Tam, gdzie ciśnienie wody nie było dostępne na miejscu do użycia dźwigów hydraulicznych, Armstrong często budował wysokie wieże ciśnień, aby zapewnić dopływ wody pod ciśnieniem. Jednak dostarczając dźwigi do użytku w New Holland nad ujściem rzeki Humber , nie był w stanie tego zrobić, ponieważ fundamenty składały się z piasku. W końcu wyprodukował akumulator hydrauliczny, żeliwny cylinder wyposażony w tłok podtrzymujący bardzo duży ciężar. Tłok byłby powoli podnoszony, zasysając wodę, aż siła skierowana w dół ciężarka była wystarczająca, aby wepchnąć wodę pod nim do rur pod dużym ciśnieniem. Wynalazek ten umożliwił przetłaczanie znacznie większych ilości wody przez rury pod stałym ciśnieniem, co znacznie zwiększyło udźwig żurawia.
Jeden z jego dźwigów, zamówiony przez włoską marynarkę wojenną w 1883 roku i używany do połowy lat pięćdziesiątych XX wieku, nadal stoi w Wenecji , gdzie obecnie jest w złym stanie.
Zasady mechaniczne
Przy projektowaniu żurawi uwzględnia się trzy główne kwestie. Po pierwsze, dźwig musi być w stanie unieść ciężar ładunku; po drugie, dźwig nie może się przewrócić; po trzecie, dźwig nie może pęknąć.
- Przykłady zasad mechaniki
Ruchy żurawia
Zepsuty dźwig w stoczni Sermetal, dawny Ishikawajima do Brasil – Rio de Janeiro . Przyczyną wypadku był brak konserwacji i niewłaściwe użytkowanie sprzętu.
Dźwigi mogą montować wiele różnych narzędzi, w zależności od obciążenia (po lewej). Żurawie mogą być zdalnie sterowane z ziemi, co pozwala na znacznie dokładniejsze sterowanie, ale bez widoku, który zapewnia pozycja na szczycie żurawia (po prawej).
Stabilność
Aby zapewnić stabilność, suma wszystkich momentów wokół podstawy żurawia musi być bliska zeru, aby żuraw się nie przewrócił. W praktyce wielkość ładunku, który można podnieść (zwana w USA „obciążeniem znamionowym”) jest o pewną wartość mniejszą niż ładunek, który spowoduje przewrócenie się żurawia, zapewniając w ten sposób margines bezpieczeństwa.
Zgodnie ze standardami Stanów Zjednoczonych dotyczącymi żurawi samojezdnych, obciążenie znamionowe żurawia gąsienicowego o ograniczonej stabilności wynosi 75% obciążenia destabilizującego. Obciążenie znamionowe ograniczone stabilnością żurawia samojezdnego wspartego na wysięgnikach wynosi 85% obciążenia destabilizującego. Wymagania te, wraz z dodatkowymi aspektami konstrukcji żurawi związanymi z bezpieczeństwem, zostały ustalone przez Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierów Mechaników w tomie ASME B30.5-2018 Żurawie mobilne i lokomotywy .
Normy dotyczące żurawi montowanych na statkach lub platformach wiertniczych są nieco bardziej rygorystyczne ze względu na dynamiczne obciążenie żurawia spowodowane ruchem statku. Dodatkowo należy wziąć pod uwagę stateczność statku lub platformy.
W przypadku stacjonarnych żurawi montowanych na cokole lub słupie królewskim moment wytwarzany przez wysięgnik, wysięgnik i ładunek jest przenoszony przez podstawę cokołu lub słupek królewski. Naprężenie w podstawie musi być mniejsze niż granica plastyczności materiału, w przeciwnym razie żuraw ulegnie awarii.
typy
mobilny
Istnieją cztery główne typy żurawi samojezdnych: montowane na ciężarówkach, terenowe, gąsienicowe i pływające.
Montowany na ciężarówce
Najbardziej podstawową konfiguracją żurawia montowanego na ciężarówce jest „ciężarówka z wysięgnikiem” lub „ładowarka do samochodów ciężarowych”, która obejmuje zamontowany z tyłu obrotowy żuraw teleskopowy z wysięgnikiem zamontowanym na podwoziu komercyjnej ciężarówki.
Większe, cięższe, specjalnie skonstruowane żurawie „montowane na ciężarówkach” są zbudowane z dwóch części: nośnika, często nazywanego dolnym , oraz elementu podnoszącego, który zawiera wysięgnik, zwany górnym . Są one połączone ze sobą za pomocą obrotnicy, dzięki czemu cholewka może się kołysać z boku na bok. Te nowoczesne hydrauliczne żurawie samochodowe są zwykle maszynami jednosilnikowymi, z tym samym silnikiem napędzającym podwozie i żuraw. Górna jest zwykle zasilana hydrauliką przechodzącą przez obrotnicę z pompy zamontowanej na dolnej. W starszych konstrukcjach modeli hydraulicznych żurawi samochodowych występowały dwa silniki. Jeden na dole pociągnął dźwig w dół drogi i uruchomił pompę hydrauliczną dla wysięgników i podnośników. Ten w górnej części prowadził górną część przez własną pompę hydrauliczną. Wielu starszych operatorów preferuje system dwusilnikowy ze względu na nieszczelne uszczelki w obrotnicy starzejących się żurawi o nowszej konstrukcji. Hiab wynalazł pierwszy na świecie hydrauliczny żuraw samochodowy w 1947 roku. Nazwa Hiab pochodzi od powszechnie używanego skrótu nazwy Hydrauliska Industri AB, firmy założonej w Hudiksvall w Szwecji w 1944 roku przez Erica Sundina, producenta nart, który znalazł sposób na wykorzystanie silnika ciężarówki do zasilania żurawi przeładunkowych za pomocą hydrauliki.
Ogólnie rzecz biorąc, te żurawie mogą poruszać się po autostradach, eliminując potrzebę stosowania specjalnego sprzętu do transportu żurawia, chyba że obowiązują ograniczenia dotyczące masy lub rozmiaru, takie jak lokalne przepisy. W takim przypadku większość większych żurawi jest wyposażona albo w specjalne przyczepy, które pomagają rozłożyć ładunek na więcej osi, albo w możliwość demontażu w celu spełnienia wymagań. Przykładem są przeciwwagi. Często za dźwigiem podąża inna ciężarówka ciągnąca przeciwwagi, które są zdejmowane na czas transportu. Dodatkowo niektóre żurawie są w stanie zdjąć całą cholewkę. Jednak zwykle jest to problem tylko w przypadku dużego dźwigu i najczęściej dotyczy konwencjonalnego żurawia, takiego jak Link-Belt HC-238. Podczas pracy w miejscu pracy wysięgniki są wysuwane poziomo z podwozia, a następnie pionowo, aby wypoziomować i ustabilizować żuraw podczas postoju i podnoszenia . Wiele żurawi samochodowych ma możliwość powolnego przemieszczania się (kilka mil na godzinę) podczas zawieszania ładunku. Należy bardzo uważać, aby nie odchylać ładunku na boki od kierunku jazdy, ponieważ większość stabilności zapobiegającej wywróceniu zależy od sztywności zawieszenia podwozia. Większość żurawi tego typu ma również ruchome przeciwwagi do stabilizacji poza tą zapewnianą przez wysięgniki. Ładunki zawieszone bezpośrednio na rufie są najbardziej stabilne, ponieważ większość ciężaru żurawia działa jak przeciwwaga. Fabrycznie obliczone wykresy (lub zabezpieczenia elektroniczne ) są wykorzystywane przez operatorów dźwigów do określania maksymalnych bezpiecznych obciążeń dla pracy stacjonarnej (z wysięgnikiem), a także obciążeń (na gumie) i prędkości jazdy.
Dźwigi samochodowe mają udźwig od około 14,5 ton amerykańskich (12,9 długich ton ; 13,2 t ) do około 2240 ton amerykańskich (2000 długich ton; 2032 ton). Chociaż większość obraca się tylko o około 180 stopni, droższe żurawie samochodowe mogą obracać się o pełne 360 stopni.
- Przykłady żurawi samochodowych
Żuraw samochodowy Wojsk Kolejowych Rosji
Żuraw samochodowy Liebherr buduje most
Żuraw samochodowy Grove w konfiguracji do jazdy po drogach
Model dźwigu przewożonego przez ciężarówkę z platformą
Trudny teren
Żuraw terenowy ma wysięgnik zamontowany na podwoziu na czterech gumowych oponach, który jest przeznaczony do operacji podnoszenia i przenoszenia w terenie . Wysięgniki służą do poziomowania i stabilizacji żurawia podczas podnoszenia.
Te żurawie teleskopowe to maszyny jednosilnikowe, z tym samym silnikiem napędzającym podwozie i żuraw, podobnie jak żuraw gąsienicowy. Silnik jest zwykle montowany w podwoziu, a nie w górnej części, jak w przypadku żurawia gąsienicowego. Większość z nich ma napęd na 4 koła i 4 koła skrętne do pokonywania węższego i bardziej śliskiego terenu niż standardowy żuraw samochodowy, przy mniejszym przygotowaniu terenu.
Gąsienica
Żuraw gąsienicowy ma wysięgnik zamontowany na podwoziu wyposażonym w zestaw gąsienic, które zapewniają zarówno stabilność, jak i mobilność. Żurawie gąsienicowe mają udźwig od około 40 do 4000 długich ton (44,8 do 4480,0 ton amerykańskich; 40,6 do 4064,2 ton).
Główną zaletą żurawia gąsienicowego jest jego łatwa mobilność i użyteczność, ponieważ żuraw jest w stanie działać na placach budowy przy minimalnych ulepszeniach i stabilny na swoich torach bez podpór. Szerokie gąsienice rozkładają ciężar na dużym obszarze i znacznie lepiej niż koła radzą sobie z pokonywaniem miękkiego podłoża bez zapadania się. Żuraw gąsienicowy może również podróżować z ładunkiem. Jego główną wadą jest waga, przez co transport jest trudny i kosztowny. Zazwyczaj duży gąsienicowy musi zostać rozłożony co najmniej na wysięgnik i kabinę i przetransportowany ciężarówkami, wagonami kolejowymi lub statkami do następnej lokalizacji.
Ruchomy
Dźwigi pływające są używane głównie do budowy mostów i portów , ale są również używane do okazjonalnego załadunku i rozładunku szczególnie ciężkich lub nieporęcznych ładunków na statkach i poza nimi. Niektóre dźwigi pływające są montowane na pontonach , inne to wyspecjalizowane barki dźwigowe o udźwigu przekraczającym 10 000 ton amerykańskich (8929 długich ton ; 9072 ton ) i były używane do transportu całych odcinków mostów. Dźwigi pływające były również używane do ratowania zatopionych statków .
Statki dźwigowe są często używane w budownictwie offshore . Największe żurawie obrotowe można znaleźć na SSCV Thialf , który ma dwa dźwigi o udźwigu 7100 ton (7826 ton amerykańskich ; 6988 ton długich ) każdy. Przez 50 lat największym takim dźwigiem był „ Herman Niemiec ” w Stoczni Marynarki Wojennej w Long Beach , jeden z trzech zbudowanych przez nazistowskie Niemcy i zdobytych podczas wojny. Żuraw został sprzedany do Kanału Panamskiego w 1996 roku, gdzie jest obecnie znany jako Titan .
Inne rodzaje
Wózek wysokiego składowania
Reach stacker to pojazd służący do obsługi kontenerów ładunków intermodalnych w małych terminalach lub portach średniej wielkości. Reach stackery są w stanie bardzo szybko przetransportować kontener na krótkie odległości i układać go w różne rzędy w zależności od jego dostępu.
Terenowy
Żuraw terenowy to hybryda łącząca właściwości drogowe żurawia montowanego na ciężarówce i manewrowość żurawia terenowego. Może zarówno poruszać się z dużą prędkością po drogach publicznych, jak i manewrować w trudnym terenie w miejscu pracy, korzystając z funkcji kierowania wszystkimi kołami i kierowania krabem.
AT mają 2–12 osi i są przeznaczone do podnoszenia ładunków do 2000 ton (2205 ton amerykańskich ; 1968 ton długich ).
Wybierz i przenieś
Żuraw typu pick and carry jest podobny do żurawia samojezdnego, ponieważ jest przeznaczony do poruszania się po drogach publicznych; jednak żurawie typu pick and carry nie mają nóg stabilizujących ani wysięgników i są przeznaczone do podnoszenia ładunku i przenoszenia go do miejsca przeznaczenia w niewielkim promieniu, a następnie umożliwienia dojechania do następnego zadania. Żurawie typu pick and carry są popularne w Australii, gdzie między miejscami pracy występują duże odległości. Jednym z popularnych producentów w Australii była Franna, która od tego czasu została kupiona przez firmę Terex, a teraz wszystkie żurawie typu pick and carry są powszechnie nazywane „Frannas”, mimo że mogą być produkowane przez innych producentów. Prawie każda średnia i duża firma dźwigowa w Australii ma co najmniej jedną, a wiele firm ma flotę takich dźwigów. Zakres udźwigu wynosi od dziesięciu do czterdziestu ton (9,8 do 39,4 długich ton; 11 do 44 ton amerykańskich) jako maksymalne udźwig, chociaż jest to znacznie mniej, gdy ładunek znajduje się dalej od przodu żurawia. Żurawie typu pick and carry wyparły pracę wykonywaną zwykle przez mniejsze żurawie samochodowe, ponieważ czas ustawiania jest znacznie krótszy. Wiele stoczni zajmujących się produkcją stali korzysta również z dźwigów typu pick-and-carry, ponieważ mogą one „chodzić” po prefabrykowanych profilach stalowych i umieszczać je tam, gdzie jest to wymagane, ze względną łatwością.
Podnośnik boczny
Dźwig boczny to ciężarówka lub naczepa poruszająca się po drogach , zdolna do podnoszenia i transportu kontenerów zgodnych ze standardem ISO . Podnoszenie kontenerów odbywa się za pomocą równoległych wciągników podobnych do dźwigów, które mogą podnosić kontener z ziemi lub z pojazdu szynowego .
Noś pokład
Żuraw pokładowy to mały dźwig czterokołowy z wysięgnikiem obracającym się o 360 stopni umieszczonym pośrodku i kabiną operatora umieszczoną na jednym końcu pod tym wysięgnikiem. W tylnej części znajduje się silnik, a obszar nad kołami to płaski pokład. Bardzo amerykański wynalazek, platforma Carry może podnieść ładunek w ograniczonej przestrzeni, a następnie załadować go na przestrzeń wokół kabiny lub silnika, a następnie przenieść w inne miejsce. Zasada Carry Deck jest amerykańską wersją żurawia typu pick and carry i obie umożliwiają przemieszczanie ładunku za pomocą dźwigu na krótkie odległości.
Ładowarka teleskopowa
Ładowarki teleskopowe to wózki podobne do wózków widłowych , które mają zestaw wideł zamontowany na wysuwanym teleskopowo wysięgniku jak dźwig. Wczesne ładowarki teleskopowe podnosiły się tylko w jednym kierunku i nie obracały się; jednak kilku producentów zaprojektowało ładowarki teleskopowe, które obracają się o 360 stopni na stole obrotowym, a maszyny te wyglądają prawie identycznie jak żuraw terenowy. Te nowe modele ładowarek teleskopowych/żurawów obracających się o 360 stopni mają wysięgniki lub nogi stabilizujące, które należy opuścić przed podniesieniem; jednak ich konstrukcja została uproszczona, aby można je było szybciej wdrożyć. Maszyny te są często używane do przenoszenia palet z cegłami i montażu kratownic ramowych na wielu nowych placach budowy i znacznie osłabiły pracę małych teleskopowych dźwigów samochodowych. Wiele sił zbrojnych na świecie zakupiło ładowarki teleskopowe, a niektóre z nich to znacznie droższe typy w pełni obrotowe. Ich zdolność do jazdy w terenie i wszechstronność na placu budowy w zakresie rozładunku palet za pomocą wideł lub podnoszenia jak dźwig czynią z nich cenną maszynę.
Port
Dźwigi do przewozu ładunków masowych lub kontenerowych zwykle w rejonach zatok lub na wodach śródlądowych.
Winda podróżna
Podnośnik podróżny (zwany także suwnicą bramową do łodzi lub dźwigiem do łodzi) to dźwig z dwoma prostokątnymi panelami bocznymi połączonymi pojedynczą belką rozpiętą na górze jednego końca. Żuraw jest mobilny z czterema grupami kierowanych kół, po jednym w każdym rogu. Dźwigi te umożliwiają wyciąganie z wody łodzi z masztami lub wysokimi nadbudówkami i transportowanie ich po dokach lub przystaniach. Nie należy mylić urządzenia mechanicznego służącego do przenoszenia statku między dwoma poziomami wody, zwanego także podnośnikiem do łodzi .
Popędzać
Dźwig kolejowy ma koła kołnierzowe do użytku na kolei. Najprostszą formą jest dźwig montowany na platformie . Bardziej wydajne urządzenia są budowane specjalnie. Różne typy dźwigów są używane do prac konserwacyjnych , operacji odzyskiwania i załadunku towarów na placach towarowych i obiektach przeładunku złomu.
Antenowy
Dźwigi powietrzne lub „dźwigi powietrzne” to zwykle helikoptery przeznaczone do podnoszenia dużych ładunków. Helikoptery są w stanie podróżować i podnosić w obszarach, do których trudno dotrzeć konwencjonalnymi dźwigami. Dźwigi śmigłowcowe są najczęściej używane do podnoszenia ładunków na centra handlowe i wysokie budynki. Mogą podnieść wszystko, co mieści się w ich udźwigu, takie jak klimatyzatory, samochody, łodzie, baseny itp. Pomagają również w usuwaniu klęsk żywiołowych po klęskach żywiołowych, a podczas pożarów są w stanie przenosić ogromne wiadra z wodę do gaszenia pożarów.
Niektóre dźwigi powietrzne, głównie koncepcyjne, wykorzystywały również samoloty lżejsze od powietrza, takie jak sterowce .
Żuraw wspinaczkowy
Zamiast ustawiać duży dźwig do budowy wieży turbiny wiatrowej , mniejszy dźwig wspinaczkowy może pomóc zbudować wieżę, wspiąć się z nim na szczyt, podnieść obudowę generatora na szczyt, dodać łopaty wirnika, a następnie zejść w dół. Zostało to wprowadzone przez Lagerwey Wind i Enercon . [ potrzebne cytaty ]
Przewoźnik okrakiem
Przewoźnik Straddle przemieszcza i układa w stosy kontenery intermodalne .
Naprawił
Zamieniając mobilność na możliwość przenoszenia większych ciężarów i osiągania większych wysokości dzięki zwiększonej stabilności, tego typu żurawie charakteryzują się tym, że ich główna konstrukcja nie przemieszcza się w okresie użytkowania. Jednak wiele z nich nadal można montować i demontować. Konstrukcje są w zasadzie zamocowane w jednym miejscu.
Pierścień
Żurawie pierścieniowe to jedne z największych i najcięższych żurawi lądowych, jakie kiedykolwiek zaprojektowano. Tor w kształcie pierścienia podtrzymuje główną konstrukcję nośną, umożliwiając przenoszenie ekstremalnie ciężkich ładunków (nawet do tysięcy ton).
Wieża
Żurawie wieżowe to nowoczesna forma żurawi bilansowych, które składają się z tych samych podstawowych części. Zamocowane do podłoża na płycie betonowej (a czasami przymocowane do boków konstrukcji), żurawie wieżowe często zapewniają najlepszą kombinację wysokości i udźwigu i są wykorzystywane przy budowie wysokich budynków. Podstawa jest następnie mocowana do masztu, który nadaje dźwigowi wysokość. Ponadto maszt jest przymocowany do jednostki obrotowej (przekładni i silnika), która umożliwia obracanie się żurawia. Na jednostce obrotowej znajdują się trzy główne części, którymi są: długi wysięgnik poziomy (ramię robocze), krótszy przeciwwysięgnik oraz kabina operatora.
Optymalizacja lokalizacji żurawia wieżowego na placach budowy ma istotny wpływ na koszty transportu materiałów w projekcie.
Długi wysięgnik poziomy to część żurawia, która przenosi ładunek. Przeciw-wysięgnik niesie przeciwwagę, zwykle z bloków betonowych, podczas gdy wysięgnik zawiesza ładunek do i od środka żurawia. Operator dźwigu albo siedzi w kabinie na szczycie wieży, albo steruje żurawiem za pomocą pilota radiowego z ziemi. W pierwszym przypadku kabina operatora znajduje się najczęściej na szczycie wieży przymocowanej do obrotnicy, ale może być zamontowana na wysięgniku lub częściowo w dół wieży. Hak podnoszący jest obsługiwany przez operatora dźwigu za pomocą silników elektrycznych w celu manipulowania linami stalowymi przez system krążków linowych. Hak znajduje się na długim poziomym ramieniu do podnoszenia ładunku, który zawiera również jego silnik.
Aby zaczepiać i odczepiać ładunki, operator zwykle współpracuje z sygnalistą (zwanym „dogger”, „rigger” lub „swamper”). Najczęściej są w kontakcie radiowym i zawsze używają sygnałów ręcznych. Rigger lub dogger kieruje harmonogramem podnoszenia dźwigu i jest odpowiedzialny za bezpieczeństwo takielunku i ładunków.
Żurawie wieżowe mogą osiągnąć wysokość pod hakiem ponad 100 metrów.
- Przykłady żurawi wieżowych
Żuraw wieżowy na szczycie Mont Blanc
Kabina żurawia wieżowego
Żuraw wieżowy z wysięgnikiem „wychylnym”.
Żuraw wieżowy obraca się wokół własnej osi przed opuszczeniem haka podnoszącego.
składniki
Żurawie wieżowe są szeroko stosowane w budownictwie i innych gałęziach przemysłu do podnoszenia i przenoszenia materiałów. Istnieje wiele rodzajów żurawi wieżowych. Chociaż różnią się typem, główne części są takie same, jak następuje:
- Maszt : główna wieża nośna żurawia. Wykonany jest ze stalowych profili kratownicowych, które są łączone ze sobą podczas montażu.
- Jednostka obrotowa : jednostka obrotowa znajduje się na szczycie masztu. Jest to silnik, który umożliwia obracanie się żurawia.
- Kabina operatora : w większości żurawi wieżowych kabina operatora znajduje się tuż nad zespołem obrotowym. Zawiera elementy sterujące, system wskaźnika ruchu ładunku (LMI), wagę, anemometr itp.
- Wysięgnik : wysięgnik lub ramię robocze wystaje poziomo z żurawia. Wysięgnik „wychylony” może poruszać się w górę iw dół; stały wysięgnik ma wózek na kółkach, który porusza się wzdłuż spodu, aby przenosić towary w poziomie.
- Wysięgnik przeciwwagi : zawiera przeciwwagi, silnik wciągnika, bęben wciągnika i elektronikę.
- Wciągarka : zespół wciągarki składa się z wciągarki (silnik, przekładnia, bęben wciągnika, lina wciągnika i hamulce), sterownika silnika wciągnika i elementów wspierających, takich jak platforma. Wiele żurawi wieżowych ma przekładnie o dwóch lub więcej prędkościach.
- Hak : hak (lub haki) służy do łączenia materiału z dźwigiem. Jest zawieszony na linie wciągnika albo na końcu, w przypadku żurawi wychylnych, albo w dnie liny wciągnika pod wózkiem w przypadku żurawi młotowych.
- Obciążniki : Duże, ruchome betonowe przeciwwagi są montowane w kierunku tylnej części kontrpokładu, aby zrekompensować ciężar podnoszonych towarów i utrzymać środek ciężkości nad wieżą podtrzymującą.
.JPG)
Montaż
Żuraw wieżowy jest zwykle montowany za pomocą teleskopowego żurawia (mobilnego) o większym zasięgu (patrz także „samomontujący się żuraw” poniżej), a w przypadku żurawi wieżowych, które podniosły się podczas budowy bardzo wysokich drapaczy chmur, mniejszego żurawia (lub żurawia ) będą często podnoszone na dach ukończonej wieży w celu późniejszego demontażu żurawia wieżowego, co może być trudniejsze niż instalacja.
Żurawie wieżowe mogą być obsługiwane zdalnie, co eliminuje konieczność siedzenia operatora żurawia w kabinie na szczycie żurawia.
Operacja
Każdy model i charakterystyczny styl żurawia wieżowego ma z góry określony schemat podnoszenia, który można zastosować do dowolnego dostępnego promienia, w zależności od jego konfiguracji. Podobnie jak żuraw samojezdny, żuraw wieżowy może podnieść obiekt o znacznie większej masie bliżej środka obrotu niż przy maksymalnym promieniu. Operator manipuluje kilkoma dźwigniami i pedałami, aby sterować każdą funkcją żurawia.
Bezpieczeństwo
Gdy żuraw wieżowy jest używany w pobliżu budynków, dróg, linii energetycznych lub innych żurawi wieżowych, stosowany jest system antykolizyjny żurawia wieżowego . Ten system wspomagania operatora zmniejsza ryzyko niebezpiecznej interakcji między żurawiem wieżowym a inną konstrukcją.
W niektórych krajach, takich jak Francja, systemy antykolizyjne żurawi wieżowych są obowiązkowe.
Samowznoszące się żurawie wieżowe
Ogólnie rzecz biorąc, samowznoszące się żurawie wieżowe obsługiwane przez pieszego są transportowane jako pojedyncza jednostka i mogą być montowane przez wykwalifikowanego technika bez pomocy większego dźwigu samojezdnego. Są to żurawie dolnoobrotowe, które stoją na wysięgnikach, nie mają wysięgnika przeciwwagi, mają przeciwwagę i balast u podstawy masztu, nie mogą się wspinać, mają mniejszy udźwig w porównaniu ze standardowymi żurawiami wieżowymi i rzadko mają kabinę operatora.
W niektórych przypadkach mniejsze samowznoszące się żurawie wieżowe mogą mieć osie zamontowane na stałe w sekcji wieży, aby ułatwić manewrowanie żurawiem na miejscu.
Żurawie wieżowe mogą również wykorzystywać hydraulicznie napędzaną ramę podnośnika do podnoszenia się w celu dodawania nowych sekcji wieży bez dodatkowych innych dźwigów pomagających poza początkowym etapem montażu. W ten sposób może urosnąć do niemal dowolnej wysokości potrzebnej do zbudowania najwyższych drapaczy chmur, gdy jest przywiązany do budynku, gdy budynek się podnosi. Maksymalna nieobsługiwana wysokość żurawia wieżowego wynosi około 265 stóp. Aby obejrzeć film przedstawiający rosnący żuraw, zobacz „Crane Building Itself” na YouTube.
Aby zobaczyć inną animację takiego żurawia w użyciu, zobacz „SAS Tower Construction Simulation” na YouTube. Tutaj dźwig służy do wznoszenia rusztowania, które z kolei zawiera suwnicę do podnoszenia sekcji iglicy mostu.
Teleskopowy
Dźwig teleskopowy ma wysięgnik, który składa się z wielu rur umieszczonych jedna w drugiej. Cylinder hydrauliczny lub inny napędzany mechanizm wysuwa lub wsuwa rury w celu zwiększenia lub zmniejszenia całkowitej długości wysięgnika. Tego typu wysięgniki są często używane w krótkoterminowych projektach budowlanych, akcjach ratowniczych, podnoszeniu łodzi z wody iz wody itp. Względna kompaktowość wysięgników teleskopowych sprawia, że można je dostosować do wielu zastosowań mobilnych.
Chociaż nie wszystkie żurawie teleskopowe są żurawiami samojezdnymi, wiele z nich jest montowanych na ciężarówkach.
Teleskopowy żuraw wieżowy ma teleskopowy maszt i często nadbudowę (wysięgnik) na górze, dzięki czemu działa jak żuraw wieżowy. Niektóre teleskopowe żurawie wieżowe mają również wysięgnik teleskopowy.
Hammerhead
„Hammerhead” lub gigantyczny żuraw wspornikowy to żuraw o stałym wysięgniku składający się ze stalowej wieży, na której obraca się duży, poziomy, podwójny wspornik ; przednia część tego wspornika lub wysięgnika podtrzymuje wózek podnoszący, wysięgnik jest wysunięty do tyłu w celu utworzenia podparcia dla maszyny i przeciwwagi. Oprócz ruchów podnoszenia i obracania, zapewniony jest tak zwany ruch „regałowy”, za pomocą którego wózek podnoszący z zawieszonym ładunkiem może być wsuwany i wysuwany wzdłuż wysięgnika bez zmiany poziomu ładunku. Taki poziomy ruch ładunku jest wyraźną cechą późniejszej konstrukcji żurawia. Dźwigi te są zazwyczaj budowane w dużych rozmiarach i mogą ważyć do 350 ton [ co? ] .
Projekt Hammerkrana rozwinął się po raz pierwszy w Niemczech na przełomie XIX i XX wieku i został przyjęty i opracowany do użytku w brytyjskich stoczniach w celu wsparcia programu budowy pancerników w latach 1904-1914. Zdolność dźwigu młotowego do podnoszenia ciężkich ciężarów była przydatna podczas instalowania duże fragmenty pancerników , takie jak płyta pancerna i lufy dział . Gigantyczne dźwigi wspornikowe zostały również zainstalowane w stoczniach marynarki wojennej w Japonii i Stanach Zjednoczonych . Rząd brytyjski zainstalował również gigantyczny dźwig wspornikowy w w Singapurze (1938), a później kopię żurawia zainstalowano w stoczni Garden Island Naval Dockyard w Sydney (1951). Żurawie te zapewniały wsparcie naprawcze flocie bojowej operującej daleko od Wielkiej Brytanii .
W Imperium Brytyjskim firma inżynieryjna Sir William Arrol & Co. była głównym producentem gigantycznych dźwigów wspornikowych; firma zbudowała łącznie czternaście. Spośród sześćdziesięciu zbudowanych na świecie niewielu pozostało; siedem w Anglii i Szkocji około piętnastu na całym świecie.
Titan Clydebank jest jednym z czterech szkockich żurawi na rzece Clyde i jest zachowany jako atrakcja turystyczna.
Luffing na poziomie
Zwykle żuraw z wysięgnikiem na zawiasach będzie miał tendencję do poruszania się haka w górę i w dół, gdy wysięgnik się porusza (lub lików przednich ). Żuraw wychylny poziomo to żuraw o tej wspólnej konstrukcji, ale z dodatkowym mechanizmem utrzymującym hak na tym samym poziomie podczas wychylenia.
Nad głową
Suwnica pomostowa , znana również jako suwnica pomostowa, jest rodzajem suwnicy, w której mechanizm hakowo-linowy biegnie wzdłuż poziomej belki, która sama biegnie wzdłuż dwóch szeroko rozstawionych szyn. Często znajduje się w długim budynku fabrycznym i biegnie wzdłuż szyn wzdłuż dwóch długich ścian budynku. Jest podobny do suwnicy bramowej . Suwnice pomostowe zwykle składają się z konstrukcji z pojedynczą lub podwójną belką. Można je budować przy użyciu typowych belek stalowych lub bardziej złożonego typu dźwigara skrzynkowego. Na zdjęciu po prawej suwnica z pojedynczym dźwigarem skrzynkowym z wciągnikiem i systemem obsługiwanym za pomocą kasety sterowniczej. Mosty dwudźwigarowe są bardziej typowe, gdy potrzebne są systemy o większej nośności od 10 ton [ co? ] i powyżej. Zaletą konfiguracji typu dźwigara skrzynkowego jest system, który ma mniejszą masę własną, a jednocześnie większą ogólną integralność systemu. W zestawie znalazłby się również podnośnik do podnoszenia przedmiotów, most, który obejmuje obszar objęty dźwigiem, oraz wózek do poruszania się po moście.
Najczęstszym zastosowaniem suwnic jest przemysł stalowy . Na każdym etapie procesu produkcyjnego, aż do opuszczenia fabryki jako gotowy produkt, stal jest przenoszona przez suwnicę. Surowce są wlewane do pieca za pomocą dźwigu, gorąca stal jest przechowywana w celu schłodzenia za pomocą suwnicy, gotowe kręgi są podnoszone i ładowane na ciężarówki i pociągi za pomocą suwnicy, a wytwórca lub stempel używa suwnicy do przenoszenia stali w jego fabryka. Przemysł samochodowy wykorzystuje suwnice do przenoszenia surowców. Mniejsze stanowiskowe obsługują lżejsze ładunki w obszarze roboczym, takim jak frezarka CNC lub piła.
Prawie wszystkie papiernie używają suwnic mostowych do regularnej konserwacji wymagającej usunięcia ciężkich walców prasujących i innego sprzętu. Suwnice pomostowe są wykorzystywane przy początkowej budowie maszyn papierniczych, ponieważ ułatwiają montaż ciężkich żeliwnych bębnów suszących papier i innych masywnych urządzeń, czasem ważących nawet 70 ton.
W wielu przypadkach koszt suwnicy pomostowej można w dużej mierze zrekompensować oszczędnościami wynikającymi z niewynajmu suwnic samojezdnych przy budowie obiektu, w którym wykorzystuje się dużo ciężkiego sprzętu procesowego.
Elektryczna suwnica pomostowa
Jest to najpopularniejszy typ suwnicy, spotykany w wielu fabrykach. Żurawie te są obsługiwane elektrycznie za pomocą kasety sterowniczej, pilota zdalnego sterowania radiowego/na podczerwień lub z kabiny operatora przymocowanej do żurawia.
Suwnica
Suwnica bramowa ma wciągnik w stałej maszynowni lub na wózku poruszającym się poziomo po szynach, zwykle montowanych na jednej belce (monodźwigar) lub na dwóch belkach (dwudźwigar). Rama żurawia wsparta jest na systemie bramowym z belkami wyrównawczymi i kołami, które poruszają się po szynie bramowej, zwykle prostopadle do kierunku jazdy wózka. Dźwigi te są dostępne we wszystkich rozmiarach, a niektóre z nich mogą przenosić bardzo ciężkie ładunki, w szczególności bardzo duże egzemplarze używane w stoczniach lub instalacjach przemysłowych. Specjalną wersją jest dźwig kontenerowy (lub dźwig „Portainer”, nazwany przez pierwszego producenta), przeznaczony do załadunku i rozładunku kontenerów przewożonych na statkach w porcie.
Większość żurawi kontenerowych jest tego typu.
Pokład
.jpg)
Umieszczone na statkach i łodziach są używane do operacji ładunkowych lub rozładunku i odzyskiwania łodzi, gdy nie są dostępne urządzenia do rozładunku na lądzie. Większość z nich to silniki Diesla-hydrauliczne lub elektryczno-hydrauliczne.
Wysięgnik
Żuraw to rodzaj żurawia, w którym element poziomy ( wysięgnik lub wysięgnik ), podtrzymujący ruchomy wciągnik, jest przymocowany do ściany lub do słupa mocowanego do podłogi. Żurawie są stosowane w obiektach przemysłowych oraz na pojazdach wojskowych. Wysięgnik może obracać się po łuku, aby zapewnić dodatkowy ruch boczny lub być zamocowany. Podobne dźwigi, często nazywane po prostu wciągnikami, montowano na najwyższych piętrach budynków magazynowych, aby umożliwić podnoszenie towarów na wszystkie piętra.
Obsługa masowa
Dźwigi do przeładunku towarów masowych są od samego początku projektowane do przenoszenia chwytaka do muszli lub łyżki, zamiast używania haka i zawiesia. Stosowane są do ładunków masowych, takich jak węgiel, minerały, złom itp.
Ładowarka
Żuraw przeładunkowy (zwany także żurawiem przegubowym lub żurawiem przegubowym ) jest hydraulicznie napędzanym ramieniem przegubowym montowanym na ciężarówce lub przyczepie i służy do załadunku/rozładunku ładunku pojazdu. Liczne przegubowe sekcje można złożyć do niewielkiej przestrzeni, gdy żuraw nie jest używany. Jedna lub więcej sekcji może być teleskopowa . Często żuraw będzie miał pewien stopień automatyzacji i będzie w stanie samodzielnie rozładować lub schować bez instrukcji operatora.
W przeciwieństwie do większości żurawi, operator musi poruszać się po pojeździe, aby móc zobaczyć swój ładunek; w związku z tym nowoczesne żurawie mogą być wyposażone w przenośny przewodowy lub radiowy system sterowania, który uzupełnia hydrauliczne dźwignie sterujące zamontowane na żurawiu.
W Wielkiej Brytanii i Kanadzie ten typ żurawia jest często nazywany potocznie „ Hiab ”, częściowo dlatego, że ten producent wynalazł żuraw załadunkowy i jako pierwszy wszedł na rynek brytyjski, a częściowo dlatego, że charakterystyczna nazwa była umieszczona w widocznym miejscu na ramieniu wysięgnika .
Żuraw przeładunkowy to żuraw przeładunkowy zamontowany na podwoziu z kołami. To podwozie może jeździć na przyczepie. Ponieważ dźwig może poruszać się na przyczepie, może to być lekki dźwig, więc przyczepa może przewozić więcej towarów.
układarka
Dźwig z mechanizmem typu wózek widłowy stosowany w zautomatyzowanych (sterowanych komputerowo) magazynach (tzw. automatyczny system składowania i wyszukiwania (AS/RS)). Dźwig porusza się po torze w alejce magazynu. Widły można podnosić lub opuszczać do dowolnego poziomu regału magazynowego i można je wysuwać do regału w celu przechowywania i wyjmowania produktu. Produkt może w niektórych przypadkach być tak duży, jak samochód . Układnice są często używane w dużych mroźniach producentów mrożonek. Dzięki tej automatyzacji operatorzy wózków widłowych nie muszą codziennie pracować w temperaturach poniżej zera.
Żuraw do układania bloków
Żuraw do ustawiania bloków jest formą dźwigu. Służyły one do wbijania dużych bloków kamiennych służących do budowy falochronów , kretów i kamiennych pomostów .
Zwiększenie wydajności suwnic
Żywotność istniejących dźwigów wykonanych ze spawanych konstrukcji metalowych można często wydłużyć o wiele lat poprzez obróbkę spawów. Podczas rozwoju żurawi poziom obciążenia (udźwigu) można znacznie zwiększyć, uwzględniając zalecenia IIW, prowadząc w większości przypadków do zwiększenia dopuszczalnego udźwigu, a tym samym do wzrostu wydajności.
Podobne maszyny
Ogólnie przyjęta definicja dźwigu to maszyna do podnoszenia i przemieszczania ciężkich przedmiotów za pomocą lin lub lin zawieszonych na ruchomym ramieniu. W związku z tym maszyna podnosząca, która nie wykorzystuje lin lub zapewnia jedynie ruch w pionie, a nie w poziomie, nie może być ściśle nazywana „dźwigiem”.
Rodzaje dźwigowych maszyn podnoszących obejmują:
Bardziej zaawansowane technicznie typy takich maszyn podnoszących są często nazywane „dźwigami”, niezależnie od oficjalnej definicji tego terminu.
Specjalne przykłady
-
Finnieston Crane , znany również jako Stobcross Crane
- - wpisany na listę kategorii A przykład żurawia „hammerhead” (wspornikowego) w dawnych dokach Glasgow , zbudowany przez firmę William Arrol.
- - 50 m (164 stóp) wysokości, 175 ton (172 długie tony; 193 ton amerykańskich), pojemność, zbudowany 1926
- Taisun
-
Kockums Crane
- – żuraw stoczniowy dawniej w Kockums w Szwecji .
- - 138 m (453 stóp) wysokości, 1500 ton (1500 długich ton; 1700 ton amerykańskich), od czasu przeniesienia do Ulsan w Korei Południowej
-
Samson i Goliath (dźwigi)
- – dwie suwnice bramowe w stoczni Harland & Wolff w Belfaście zbudowane przez firmę Krupp
- – Goliath ma 96 m (315 stóp) wysokości, Samson ma 106 m (348 stóp)
- – rozpiętość 140 m (459 stóp), winda -wysokość 70 m (230 stóp), pojemność 840 ton (830 długich ton; 930 ton amerykańskich) każdy, 1600 ton (1600 długich ton; 1800 ton amerykańskich) łącznie
-
Breakwater Crane Railway
- - samobieżny dźwig parowy, który dawniej kursował wzdłuż falochronu w Douglas .
- – prowadził po torze o szerokości 10 stóp ( 3048 mm ), najszerszym na Wyspach Brytyjskich
- Liebherr TCC 78000
Operatorzy dźwigów
.jpg)
Operatorzy dźwigów to wykwalifikowani pracownicy i operatorzy ciężkiego sprzętu .
Kluczowe umiejętności potrzebne operatorowi dźwigu obejmują:
- Zrozumienie, jak używać i konserwować maszyny i narzędzia
- Dobre umiejętności pracy w zespole
- Dbałość o szczegóły
- Dobra orientacja przestrzenna.
- Cierpliwość i umiejętność zachowania spokoju w sytuacjach stresowych
Zobacz też
- Certyfikat akredytowanego operatora żurawia
- Bankier
- Zbieracz wiśni
- Dawis
- Pływająca gładka noga
- Suwnica
- Urządzenia podnoszące z jedną, dwiema i trzema nogami:
- Dźwig pomostowy
- Paleta
- Winda pacjenta
- Podnośnik boczny
- Łopata parowa
- Taisun
- Ładowarka teleskopowa
Źródła
Historia żurawi
- Coulton, JJ (1974), „Podnoszenie we wczesnej architekturze greckiej”, The Journal of Hellenic Studies , 94 : 1–19, doi : 10.2307/630416 , JSTOR 630416 , S2CID 162973494
- Dienel, Hans-Liudger; Meighörner, Wolfgang (1997), „Der Tretradkran”, Publikacja Deutsches Museum (seria Technikgeschichte) (wyd. 2), Monachium
- Lancaster, Lynne (1999), "Budowa kolumny Trajana", American Journal of Archeology , 103 (3): 419–439, doi : 10.2307/506969 , JSTOR 506969 , S2CID 192986322
- Matheus, Michael (1996), "Mittelalterliche Hafenkräne", w Lindgren, Uta (red.), Europäische Technik im Mittelalter. 800 bis 1400. Tradition und Innovation (wyd. 4), Berlin: Gebr. Mann Verlag, s. 345–348, ISBN 3-7861-1748-9
- Matthies, Andrea (1992), „Średniowieczne koła gąsienicowe. Poglądy artystów na budownictwo” , Technologia i kultura , 33 (3): 510–547, doi : 10.2307/3106635 , JSTOR 3106635
- O'Connor, Colin (1993), Roman Bridges , Cambridge University Press, s. 47–51, ISBN 0-521-39326-4
- Ten artykuł zawiera tekst z publikacji znajdującej się obecnie w domenie publicznej : Pitt, Walter (1911). „ Żurawie ”. W Chisholm, Hugh (red.). Encyklopedia Britannica . Tom. 7 (wyd. 11). Wydawnictwo Uniwersytetu Cambridge. s. 368–372.
| Kontrola władz : Biblioteki narodowe |
|---|
