Промышленность этих кранов не выпускает.

Вантово-мачтовые стреловые краны состоят из вертикально установленной стойки (мачты) и соединенной с ней шарниром стрелы, второй конец которой стреловым полиспастом подвешивается к верхнему концу мачты. На конце стрелы крепится грузовой полиспаст. Вертикальное положение мачты обеспечивается вантами (расчалками).

Простейшей конструкцией мачтового крана является кран с неповоротной мачтой и закрепленной на ней переносной монтажной стрелой. В настоящее время такие краны встречаются крайне редко и только небольшой грузоподъемности.

Чаще применяют мачтовые краны, у которых поворот стрелы в плане осуществляется одновременно с мачтой. Низ мачты в этом случае опирается на шаровой шарнир, а верх удерживается вантами, закрепленными к поворотному оголовку-«пауку».

Стрела крана может быть установлена в различных по высоте точках мачты. В кранах большой грузоподъемности стрела располагается у нижней опоры. Такой кран обычно называют вантовым дерриком. В кранах для подъема грузов на большую высоту стрелу располагают ближе к оголовку. Такие краны называют мачтовыми.

Рис. 1. Схема мачтового крана средней грузоподъемности
1 — мачта; 2 —стрела; 3 —ванта; 4 — грузовой полиспаст; 5 — стреловой полиспаст

В некоторых случаях на мачте с разных сторон устанавливают одновременно две стрелы на разных отметках. Такой кран называется совмещенным вантово-стреловым краном.

Для подъема груза, стрелы и поворота крана применяют электрические лебедки, которые располагают в машинном помещении около опорной балки крана.

Мачта крана выполняется из нескольких секций решетчатой конструкции с поясами из угловой стали. Средние секции квадратного сечения, концевые — пирамидальные. Ближайшая к стреле грань мачты выполняется вертикальной, противоположная ей очерчивается ломаной линией. Ось вращения крана в этом случае проходит ближе к прямой грани, что уменьшает минимальный вылет стрелы и момент в мачте. В оголовке мачты заделывается вертикальная ось, на которой свободно устанавливается «паук» — толстый лист с отверстиями для крепления вант. «Паук» крепят на оси стопорным кольцом. При повороте крана «паук» остается неподвижным, вращается мачта с осью, проходящей внутри «паука». Для уменьшения трения между осью и «пауком» ставят бронзовую втулку.

Рис. 2. Узлы мачтового крана
а — узел крепления стрелового полиспаста и вант; б — оголовок стрелы; в — опорный узел стрелы; 1 — ванта; 2— коуш; 3— сжимы; 4— паук; 5 — мачта; 6 — поворотное ухо; 7 —подвеска; 8 — отводной ролик; 9 — канат стрелового полиспаста; 10 — стрела; 11 — стреловой полиспаст; 12 — грузовой блок; 13—грузовой полиспаст; 14 — отводные ролики; 15 — опорный столик; 16 — поворотный шкворень; 17 — ось стрелы; 18 — сбегающая нитка грузового полиспаста

В верхней части мачты устанавливаются отводные ролики — для пропуска ходовых ниток полиспастов по оси мачты и фасонки — для крепления верхнего блока стрелового полиспаста. Если кран имеет две стрелы, фасонки ставятся с двух сторон мачты. Ходовые нитки полиспастов проходят по оси мачты и через опору и отводные ролики идут на лебедки. В нижней секции мачты имеются фасонки для закрепления опорного шарнира стрелы.

Рис. 3. Общий вид совмещенного вантово-стрелового крана
а _стреловой полиспаст дополнительной стрелы; б — грузовой полиспаст дополнительней стрелы; в— стреловой полиспаст основной стрелы; г — грузовой полиспаст основной стрелы; д —- полиспаст клюва; е —запасовка каната поворота грузовая и стреловая лебедка вспомогательной стрелы; 2 — грузовая лебедка; 3 — стреловая лебедка; 4 — поворотная лебедка; 5 — тяга клюва

Если кран имеет стрелу, закрепленную к средним секциям мачты, то горизонтальный шарнир, на котором крепится стрела, заделывается в швеллеры, охватывающие секции мачты.

Секции мачты взаимозаменяемы и соединяются фасовками и стыковыми уголками на болтах повышенной точности. Взаимозаменяемость секций позволяет собирать мачты различной высоты.

В мачтовых кранах большой грузоподъемности мачта усиливается шпренгелем. Жесткая стойка шпренгеля закрепляется на шарнире в уровне стрелы с обратной стороны мачты. Растянутые элементы выполняются из канатов и предварительно натягиваются фаркоп-фом в нижнем элементе.

Опора мачты является одним из наиболее сложных и ответственных узлов, воспринимающим все нагрузки, действующие на кран: весподнимаемого груза, вес конструкций самого крана и усилия от натяжения вант.

Рис. 4. Геометрическая форма мачты деррика

Рис. 5. Паук Байтового крана
1 — корпус; 2 — ось; 3 — серьги для крепления вант; 4 — опорное кольцо; 5 — мачта крана; 6 — бронзовая втулка

В вантовых кранах грузоподъемностью 40 т суммарная нагрузка на опору достигает 100 тс, при этом шарнир должен обеспечить легкий поворот мачты вокруг оси, а также возможность наклона мачты из-за податливости вант при подъеме груза.

Сферическая опора (пята) по своей конструкции не отличается от опоры поворотной части башенных кранов с поворотным оголовком. Она обеспечивает центральную передачу нагрузки на опорную балку. Нижняя часть сферической опоры (чаша) закреплена на опорной балке. Верхняя часть («гриб» со втулками) соединяется с торцом нижней секции крана. Для того чтобы верхняя часть опоры не могла отделиться от нижней, края чаши закрываются крышкой из двух половинок, которые ставятся после монтажа крана и заводки гриба в чашу.

Для пропуска канатов внутри по оси гриба есть отверстие. Канаты проходят обязательно по оси вращения крана, так как иначе при вращении мачты они будут закручиваться. При наклонах мачты гриб поворачивается внутри чаши. Конструкция опоры допускает наклон мачты до 10°. Для уменьшения трения применяют роликовые подшипники.

На рис. 6 показаны наиболее распространенные конструкции опоры.

Стрела крана имеет переменное прямоугольное сечение и состоит из концевых и средних стандартных секций решетчатой конструкции из угловой стали.
В оголовке стрелы имеются фасонки для крепления тяг грузового и стрелового полиспастов и отводного ролика для ходовой нитки грузового полиспаста. Ходовая нитка идет от отводного ролика на оголовке стрелы к отводному ролику у нижнего конца мачты и далее через опорную пяту на лебедку. Для того чтобы поддержать ходовую нитку, на верхней плоскости стрелы устанавливают поддерживающие валики. В нижней секции стрелы предусмотрены отверстия, с помощью которых осуществляется ее крепление на горизонтальном шарнире к мачте. Для уменьшения усилий в стреле при повороте предусмотрены расчалки из каната с натяжными муфтами, которые крепят к поворотному кругу, закрепленному к нижней секции мачты. Стрела подвешена стреловым полиспастом к оголовку мачты. Ходовая нитка полиспаста отводится по оси мачты на лебедку.

Поворот крана производят поворотной лебедкой. Канат поворота два раза огибает поворотный круг и закрепляется к нему концами. Инерционные усилия, возникающие при повороте крана, передают подкосами, поддерживающими поворотный круг, на мачту.

Краны, предназначенные для передвижения, имеют салазки и устанавливаются на рельсовый путь с шагом шпал 0,5 м.

Опорная часть мачты устанавливается на опорную балку крана.

Опорная балка имеет коробчатое сечение, внутри ее установлены отводные ролики, через которые канаты грузового и стрелового полиспаста проходят на лебедки. Сверху балки крепят ролики для направления канатов поворота на лебедки.

Машинное помещение представляет собой металлическую раму, на которую установлены лебедки. Каждый полиспаст обслуживается своей лебедкой. Обычно применяются электролебедки грузоподъемностью 3—5 т, с большой канатоемкостью.

Рис. 6. Поворотный круг и опорная балка
1 — мачта; 2 — шаровая опора; 3 — поворотный круг; 4 — опорная балка; 5 — продольные салазки; 6 — поперечные салазки; 7— жесткие подвески

При выборе лебедки для крана большой грузоподъемности и с большой высотой подъема следует проверить, достаточна ли канатоемкость барабана.

Ванты крана крепят к якорям. Усилия в вантах определяют по величине опрокидывающего момента от груза и веса стрелы, когда стрела находится в плоскости ванты. Сечение вант подбирают с запасом прочности 3,5, Для передвижных вантовых кранов в ванты включают полиспасты, ходовые нитки которых идут на лебедки.

Байтовые краны могут быть оборудованы вспомогательной стрелой или только ею в том случае, когда сооружение не может быть смонтировано стрелой, закрепленной внизу мачты. Совмещать подъем па главной и вспомогательной стреле не разрешается.

Стрела крана может быть также оборудована клювом, что позволяет монтировать объемные конструкции. Клюв устанавливается на оголовке стрелы на шарнире, что позволяет менять положение клюва в вертикальной плоскости. В заданном положении клюв удерживается тягами, закрепленными одним концом к его хвостовой части, а другим — к корню стрелы. Изменение длины тяг производится фаркопфами, включенными в них.

Рис. 7. Общий вид размещения механизмов Байтового- крана
1 — новоротная лебедка; 2 — грузовая лебедка; 3 — стреловая лебедка; 4 и 5 — лебедки вспомогательного подъема; 6 — грузовая и стреловая

Кран-мачтой называется вантовый кран, у которого поворотная часть, аналогичная поворотной части башенных кранов, охватывает верхнюю часть мачты, расположенную выше вант. Таким образом, кран имеет неподвижную мачту и более простую конструкцию.

Устройство узлов поворотной части кран-мачты грузоподъемностью 4 т показано на рис. 10.

Момент, создаваемый при подъеме груза, передается на мачту парой горизонтальных сил, действующих на верхнюю пяту, и в уровне нижней опоры поворотной части на горизонтальные катки.

С мачты момент передается также парой горизонтальных сил на ванты и нижнюю опору мачты. Стрела крана может поворачиваться на 360° поворотным кругом с канатной тягой, закрепленным внизу поворотной части, и ручными лебедками. Концы поворотных канатов, закрепленных на поворотном круге, огибают его и через отводные ролики на мачте идут вниз на лебедки, установленные на земле. Скорость вращения поворотной части обычно около 1 об 1 мин.

Рис. 8. Схемы закрепления вант к оголовку мачты и якорю
а — первый способ; б — второй способ; 1 — тяга якоря; 2 — строп для крепления клинового зажима; 3 — строп для крепления натяжного полиспаста; 4 — клиновой зажим; 5 —ванта; 6 — блок натяжного полиспаста; 7 — канат натяжного полиспаста; 8 — сжимы; 9 — деревянные подкладки; 10 — серьги; 11 — паук; 12 — мачта крана

Для уменьшения изгибающего момента, передающегося на верх мачты, к поворотной части крепят контргруз, создающий постоянный изгибающий момент, обратный моменту от подъема груза, а по величине, равной примерно половине момента от груза, при этом напряжения от изгиба в мачте будут наименьшие.

Рис. 9. Схема установки клюва на оголовке стрелы

Стрела и узлы крепления полиспастов не отличаются от других стреловых кранов.

Монтаж мачтово-стреловых кранов производится несколькими способами. У кранов небольшой высоты мачта может быть установлена передвижным, гусеничным, автомобильным или пневмо-колесным краном или с помощью легкой монтажной мачты. Монтаж кранов большой высоты и грузоподъемности (20 и 40 т) выполняют следующим, весьма распространенным способом подъема.

Устанавливают опорную балку и рядом с ней вдоль направления подъема укладывают и собирают мачту крана. В одно отверстие нижней части мачты вставляют ось стрелы, а в другое—ось, соединяющую мачту с монтажным башмаком, установленным на опорной балке крана. Стрелу крана собирают сверху уложенной мачты.

Рис. 10. Кран-мачта
1 — опорный шарнир; 2 — мачта; 3 — поворотная часть; 4 — стрела; 5 — стреловой полиспаст; 6 — контргруз; 7— распорка контргруза; 8 — тяга контргруза; 9 — ванты крана; 10— поворотный круг; 11 — грузовой полиспаст

После установки на место блоков и запасовки полиспастов производят подъем стрелы методом поворота, для чего используют грузовой полиспаст стрелы. Для первоначального подъема у балки крана устанавливают монтажную мачту высотой 10—15м. При подъеме стрелу удерживают от разворота две боковые расчалки. После подъема стрелы поднимают мачту с заранее укрепленными в ее «пауке» вантами. Для подъема используют стреловой полиспаст монтируемого крана. Перед началом подъема прочность сечений мачты и стрелы проверяют на монтажные нагрузки.

Рис. 11. Схема монтажа вантового крана
1 — опорная балка; 2 — шпальные клетки; 3—-мачта; 4 — стрела; мачта; 6 — тяга; 7 — подъемный полиспаст

—

За рубежом, особенно в США, широко используются мач-тово-стреловые краны. В нашей стране в связи с созданием более совершенных моделей башенных и стреловых самоходных кранов применение мачтово-стреловых кранов сократилось. В настоящее время они еще используются в промышленном строительстве на монтажных работах, складах и в гидротехническом строительстве. Достоинствами этих кранов являются сравнительная простота конструкции, что позволяет изготавливать и монтировать их силами монтажной организации, а также малая металлоемкость и большая грузоподъемность. Указанные качества позволяют рекомендовать эти краны для выполнения монтажных работ при возведении сооружений, отдельные элементы которых имеют большой вес, а занимаемая сооружением площадь может быть обслужена краном без перемещения его.

Байтовые мачтово-стреловые краны позволяют обслуживать значительные площади и перемещать грузы весом до 75 т на высоту до 50 м.

Рис. 12. Конструктивные схемы вантовых мачтово-стреловых кранов
а — кран с гуськом; 6 — кран с гуськом и дополнительной стрелой

На рис. 12, а показана схема Байтового крана. Решетчатая мачта устанавливается шаровой пятой на опорную балку и удерживается в вертикальном положении вантами, которые крепятся к пауку, надетому на цилиндрический шип в верхней части мачты. Стрела укреплена шарнирно к основанию мачты. В некоторых кранах кроме основной стрелы имеется и вспомогательная.

Положение стрелы крана изменяется в вертикальной плоскости с помощью стрелового полиспаста, а в горизонтальной — путем поворота мачты. В основании мачты крепится поворотный круг, который огибается тросом поворотной лебедки. К стреле подвешивается грузовой полиспаст, свободный конец которого проходит внутри стрелы через основание мачты, а затем, огибая отводной блок, направляется на барабан грузовой лебедки. Конец троса стрелового полиспаста проходит внутри мачты, и также огибая отводной блок у ее основания, направляется на барабан стреловой лебедки. Кроме вспомогательной стрелы некоторые вантовые краны имеют еще одно дополнительное устройство—клюв (гусек), который увеличивает вылет и высоту подъема груза, что бывает необходимо при монтаже прогонов, связей, а также высоких цилиндрических сосудов.

Рис. 13. Жестконогий мачтово-стреловой кран

Жестконогие мачтово-стреловые краны отличаются от вантовых тем, что их мачты удерживаются в вертикальном положении не вантами, а двумя жесткими подкосами. Различают краны стационарные, применяемые на складах, и передвижные для выполнения строительно-монтажных работ.

Основание мачты, к которому шарнирно прикреплена стрела, несет на себе поворотный круг шаровой пятой мачта опирается на специальную раму треугольной или четырехугольной формы. На раме монтируются три лебедки: грузовая, стреловая и поворотная. Подкосы крепятся одним концом к оголовку. Наличие жестких подкосов, расположенных в плане под углом 90°, ограничивает поворот мачты со стрелой углом в 270°. Остальные узлы жестконогих мачтово-стреловых кранов весьма схожи с ранее рассмотренными узлами вантовых кранов. Грузоподъемность жестконогих мачтово-стреловых кранов 0,75—27 тс высота подъема крюка до 25 м. При необходимости подъема конструкций на большую высоту применяются специальные башни, постаменты или порталы. Имеются мачтово-стреловые краны, в которых совмещаются конструктивные особенности вантовых и жестконогих кранов.

—

Мачтово-стреловые краны применяются для монтажных работ в промышленном и гидротехническом строительстве, а также на сборке пролетных строений мостов и путепроводов.

В зависимости от способа закрепления мачты жесткими подкосами или вантами мачтово-стреловые краны разделяются на жестконогие, неполноповоротные и вантовые, имеющие, как правило, полноповоротные стрелы.

Жестконогий мачтово-стреловой кран состоит из мачты, удерживаемой в вертикальном положении двумя жесткими подкосами. Мачта опирается на подпятник, установленный на вершине треугольной опорной рамы. Подкосы нижним концом связаны с опорной рамой, а верхним концом — с оголовком, через который проходит -верхняя цапфа мачты. Стрела крана шарнирно соединена с проушинами у основания мачты и удерживается в наклонном положении канатным полиспастом. Изменение наклона сщелы осуществляется стрелоподъемной лебедкой. Грузоподъемный механизм состоит из лебедки и полиспаста.

Рис. 14. Мачтово-стреловой кран

Поворот мачты вокруг вертикальной оси осуществляется реверсивной лебедкой, разнонаправленные канаты которой опоясывают поворотный круг во встречном направлении и закрепляются на нем. Угол поворота обычно не превышает 240°.

При стационарной установке рама крана опирается на фундамент; при использовании в качестве переставной рама оборудуется салазками или лыжами для перемещения по конструкциям сооружения. Рама крана может быть оборудована также катками для передвижения по путям.

Рис. 15. Узел механизма поворота мачтово-стрелового крана.

Горизонтальное перемещение крана осуществляется подтягиванием при помощи собственной лебедки и якоря. Грузоподъемность жестконогих кранов составляет 5—40 г; вылет стрелы до 70 м, а высота подъема крюка достигает 50 м. Крюк может опускаться ниже основания крана на 95 м.

Преимущество жестконогих кранов заключается в простоте и надежности конструкции, недостаток—в неполноповоротности и малой подвижности.

Байтовый мачтово-стреловой кран состоит из следующих основных узлов: мачты, стрелы, канатных оттяжек и лебедок с канатными полиспастами.

Мачта устанавливается на опорную раму фундамента при помощи шаровой пяты и удерживается в вертикальном положении канатными оттяжками (вантами), концы которых присоединяются к проушинам оголовка мачты, а нижние — к якорям, врытым в землю.

Стрела крепится шарнирно у основания мачты и удерживается в наклонном положении стреловым полиспастом. Лебедки — грузовая, стреловая и поворота, а также кабина машиниста расположены на специальной площадке рядом с опорной рамой. Для увеличения вылета стрела может быть оснащена гуськом.

Преимущество мачтово-стрелового вантово-го крана заключается в простоте и надежности конструкции, недостаток — в невозможности перемещения по фронту работ.

Грузоподъ е мность вантовых кранов обычно составляет 25—60 г, вылет стрелы до 30 м, угол поворота 360°.

Рис. 16. Мачтово-стреловой вантовый кран
а — общий вид; б – шаровая пята; в — верхний оголовок