Věžový jeřáb ( angl. Tower crane , francouzsky Grue à tour ) je otočný jeřáb výložníkového typu se šípem upevněným na vrcholu vertikálně umístěné věže [1] . Ve strojovém parku mobilních jeřábů je jejich podíl cca 18 % [2] .
První prototyp věžových jeřábů moderního typu se objevil v roce 1913 : jeřáb vytvořený Juliem Wolfem měl točnu umístěnou v horní části věže. O 15 let později, v roce 1928, byl navržen a vyroben první věžový jeřáb s trámovým výložníkem a v roce 1952 se zvedacím výložníkem [3] .
Věžové jeřáby se začaly na stavbách v zemi používat v letech prvních pětiletek. První sovětské věžové jeřáby byly vyrobeny v roce 1936 . Před Velkou vlasteneckou válkou byla flotila věžových jeřábů v SSSR asi 200 kusů a jejich roční produkce v těchto letech byla několik desítek [4] .
Po válce v SSSR bylo více než 75 % všech věžových jeřábů vyrobeno v továrnách Narkomstroydormash založených v únoru 1946 [4] .
Až do roku 1960 vyráběly jeřáby převážně nespecializované podniky, což vedlo k rozmanitému strojovému parku. V roce 1960 vyvinul hlavní průmyslový institut VNIIStroydormash místo 80 modelů věžových jeřábů, které tehdy existovaly, řadu unifikovaných jeřábů z osmi základních velikostí [4] .
Současně byla provedena plánovaná organizace výroby jednotných mechanismů ve specializovaných podnicích na výrobu jeřábů. Zároveň povolila:
Konstrukce jeřábů se neustále zdokonalovala, objevovaly se nové modely, zlepšoval se výkon a rozšiřovala se působnost věžových jeřábů [5] . Jestliže první jeřáby měly nosnost 0,5 tuny až 1,5 tuny , výšku zdvihu 20 až 30 m , pak v 80. letech minulého století existovaly jeřáby s nosností až 50 tun , s výškou zdvihu až 150 m [5] . V období 1976 až 1980 se objevily jeřáby páté a šesté velikostní skupiny ( KB-504 , KB-674 , KB-675 , KB-676 ), které měly vyšší technické vlastnosti [4] . V polovině 80. let začaly v zemi přípravy na vývoj řady modulových jeřábů (KBM-301, KBM-401 , KBM-571) [6] .
Na začátku 80. let 20. století bylo v zemi 28 specializovaných podniků na stavbu jeřábů [6] umístěných v RSFSR , Ukrajinské SSR a Gruzínské SSR [5] . Samostatné šarže jeřábů byly vyrobeny v Kazašské SSR [7] .
Každý rok na začátku 80. let vyrobily podniky vyrábějící jeřáby až 3 tisíce jeřábů [5] a v roce 1985 - asi 4 tisíce [6] . Poptávka stavebnictví navíc převyšovala objem produkce o tisíc jednotek [6] . Na území Sovětského svazu bylo v provozu asi 50 tisíc věžových jeřábů [5] [6] ze 120 různých modelů [8] .
S koncem perestrojky , kolapsem SSSR a začátkem ekonomických reforem zažili jak průmysl výroby jeřábů, tak stavebnictví těžké časy: některé jeřáby byly převezeny na skladiště, jiné byly zakonzervovány a další byly odeslány do šrotu . . Snížil se jak počet výrobců faucetů, tak objemy jejich výroby [6] .
Ze všech bývalých sovětských republik se věžové jeřáby v současnosti vyrábějí v Bělorusku, Rusku a na Ukrajině. Ve zbytku bývalých republik SSSR, jako je Kazachstán , dnes vlastní výroba věžových jeřábů neexistuje a všechny věžové jeřáby jsou dováženy ze zahraničí [9] .
Stabilní růst výroby věžových jeřábů v Ruské federaci byl nastíněn až po srpnové hospodářské krizi [10] . Od roku 2004 tedy v Rusku působilo osm výrobců. V následujícím roce sedm [10] a v roce 2007 se počet výrobců zvýšil na devět [11] .
V poslední době se zvýšil dovoz jeřábů do Ruska ze zahraničí ( Německo , Francie , Španělsko , Itálie , Čína atd.) [6] . V roce 2005 byl podíl dovezených jeřábů: na ruském trhu - 40 % (z toho čtvrtina nových) [10] . V Kazachstánu je ze všech věžových jeřábů dovezených do země v roce 2005 nejvíce (69,6 %) jeřábů z Číny, zatímco podíl ruských jeřábů na kazašském trhu činil 11,3 % [9] . Náklady na nový věžový jeřáb vyrobený v Ruské federaci jsou od 9 do 14 milionů rublů. Evropský jeřáb (podobné vlastnosti) je o 25-50% dražší. Náklady na jeřáby vyráběné v Číně se pohybují od 20 do 190 tisíc dolarů [9] .
Podle Gosgorpromnadzoru bylo na Ukrajině (k 1. lednu 2008 ) v provozu 5336 věžových jeřábů, z nichž většina byla vyrobena v sovětské éře [12] [13] . Na území Ruska bylo na počátku 20. století registrováno 24477 věžových jeřábů [14] . V Bělorusku (údaje z republikového Promatomnadzoru) v roce 2007 pracovalo 1100 věžových jeřábů, většina z nich dosloužila [15] .
Hlavním účelem věžového jeřábu je obsluhovat území stavenišť budov a staveb, skladů, skládek, nakládky a vykládky materiálů z dopravy - při provádění stavebních a montážních a nakládacích a vykládacích operací [16] [17] .
Věžový jeřáb přitom produkuje pracovní pohyby: změna dosahu, zvedání výložníku, otáčení a pohyb jeřábu [17] . Změna dosahu výložníku v závislosti na jeho typu se provádí buď zvednutím nebo spuštěním výložníku, nebo posouváním nákladního vozíku po výložníku [16] .
Zvedání břemen se provádí pomocí nákladního navijáku, nákladního lana a hákové spony. Otočná část jeřábu se otáčí vůči pevné části pomocí otočného mechanismu. Jsou spojeny otočným zařízením (zkr. OPU), které přenáší svislé a klopné zatížení z otočné části na neotočně-pojezdový rám [17] .
Hlavní mechanismy věžových jeřábů jsou vybaveny speciálními bezpečnostními zařízeními zvanými omezovače, které jsou vybaveny: mechanismem pro zvedání břemene, otáčení jeřábu, pohyb nákladního vozíku a zvedání výložníku. Ovládání těchto jeřábových mechanismů provádí jeřábník z řídicí kabiny [16] , která je zpravidla instalována v horní části konstrukce věže [17] .
Po domluvě rozlišujte:
Podle možnosti pohybu jsou:
Jako pojezdové zařízení v mobilních věžových jeřábech se používají:
Podle konstrukčních vlastností se také rozlišují dvě skupiny jeřábů: „klasické“ věžové jeřáby (s věžovou hlavou) a bezhlavé. Dále jsou vyráběny rychlomontovatelné věžové jeřáby , jejichž montáž probíhá v nejkratším možném čase, bez práce výškových věží a pomocných zařízení.
Každý věžový jeřáb se skládá z následujících částí:
Pro provádění základních operací je jeřáb vybaven příslušnými mechanismy : navijáky , kladkostroji a řetězovými kladkostroji [16] .
Jeřábová věž pro všeobecné použití má buď teleskopickou konstrukci, nebo příhradovou konstrukci, dvou typů: otočná a neotočná. Ve vysoké výšce může být postaven (shora) a vyrostl (zespodu). Jako hlavní manipulační těleso je použito hákové zavěšení. Takové jeřáby jsou z velké části vyráběny v mobilní verzi na kolejové dráze a jejich konstrukce umožňuje jejich rychlou montáž a demontáž a další přepravu do jiného zařízení [20] .
Jeřáby pro výškové stavby se vyrábí v připojeném provedení. Konstrukce takového jeřábu spočívá na zemi a na rámu rozestavěné budovy [20] (pomocí vzpěr) [21] .
Mezi jeřáby pro výškové stavby patří také jeřáby zvedákové, někdy nazývané také plazivé [20] . Jeřáb tohoto typu je instalován na konstrukce budované budovy a poté se pomocí vlastních mechanismů periodicky pohybuje svisle nahoru (o jedno nebo více podlaží) - jak budova roste [22] . V monolitických budovách ve výstavbě se zvedací jeřáb opírá o speciální okna ve stěnách výtahových šachet . Při výstavbě železobetonových prefabrikovaných budov jsou oporou pro jeřáb buňky (kovové nebo železobetonové) rámu budovy [23] . Jeřáb lze zvedat pomocí navijáku umístěného u paty věže, nebo speciálním hydraulickým výsuvným mechanismem. Výhody tohoto typu věžových jeřábů jsou: možnost práce na svazích a ve stísněných podmínkách a také možnost zajistit výstavbu budovy o složité konfiguraci (z hlediska) jedním jeřábem [23] . Jedním z hlavních omezení takového jeřábu (z hlediska výšky) je kapacita lana navijáku a hlavní nevýhodou je obtížná demontáž po dokončení stavby.
Nakládací jeřáby se provádějí na základě a za použití univerzálních jeřábových sestav [18] .
Pracovní šipkaJako pracovní výložník věžového jeřábu lze použít kladívkový (bezhlavý jeřáb) nebo závěsný výložník (s tuhým vyztužením samostatnými tyčemi nebo na pružném lanovém závěsu). Konstrukčně může být výložník nosníkový, zvedací [17] nebo kombinovaný kloubový, vyrobený z trubek (malého nebo velkého průměru), ohýbaného profilu nebo úhelníků. Jeřábové výložníky jsou vyráběny v sekcích, což zjednodušuje montáž a přepravu a také poskytuje univerzálnost provedení [17] .
Beam ArrowVýložník trámového typu je kovová konstrukce se čtvercovým, trojúhelníkovým nebo obdélníkovým průřezem [23] . Výložník se skládá ze dvou pásů, po jejichž spodních pásech (po celém výložníku) se pohybuje nákladní vozík. Výložník lze namontovat vodorovně nebo pod úhlem (mezi 30° a 45° [24] ). V případě montáže pod úhlem lze vozík posouvat po tětivách výložníku nebo na jeho konci pevně upevnit [5] .
Dosah takového šípu se mění posouváním vozíku se zavěšeným břemenem po vodicích trámech pevného výložníku [17] .
Zvedací výložníkZvedací (posunovací) výložník je prostorová kovová konstrukce [17] se čtvercovým, trojúhelníkovým nebo obdélníkovým průřezem [23] . Konstrukce je k věži připevněna pomocí nosného závěsu. Na konci ráhna jsou bloky, které lze rozložit pomocí vyvažovače, který se připojuje k hlavě ráhna. Náklad je přitom neustále zavěšen na blokech vybavených nákladními lany . Šipka tohoto typu je nastavena šikmo k horizontu. Pohybem s břemenem zavěšeným na tvárnicích se mění jeho dosah - o přípustný úhel sklonu [17] [23] .
Výhody tohoto typu šipek: jednoduchost provedení [4] . Ve srovnání s jeřáby vybavenými např. nosníkovými rameny vykazují zvedací ramena lepší manévrovatelnost ve stísněných prostorách a jsou technologicky vyspělejší a pohodlnější na výrobu a obsluhu. Při stejných vlastnostech je takový věžový jeřáb lehčí (až o 20 %) než jeřáb s trámovým výložníkem [23] .
Nevýhody: při změně dosahu nemá výložník schopnost pohybovat břemenem vodorovně a horizontální rychlost břemene bude nízká a nerovnoměrná. Výložníky této odrůdy navíc neumožňují pokrýt celou servisní plochu z jednoho jeřábového stojanu, např. v blízkosti věže samotného jeřábu [23] .
Kloubový výložníkŠipka patří k typu kombinované, má tvar lomené čáry [23] . Strukturálně se skládá ze dvou hlavních částí: hlavní (kořen) a hlavy. Hlavová část se nazývá husa. Jeřáb vybavený takovým šípem má dva závěsy háku. Dosah kloubového výložníku se mění buď zvednutím celého výložníku, nebo kombinací zvedacích pohybů s dalším pohybem po výložníku nákladního vozíku [5] . Šipky této odrůdy se používají ke zvýšení výšky jeřábu a dosahu háku [23] .
Věž a rotátorVěž jeřábu je teleskopická (trubková konstrukce z trubky velkého průměru), nebo příhradová konstrukce z rohů nebo trubek malého průměru [17] .
Věž jeřábu může být podle způsobu otáčení shora otočná (s pevnou věží a otočnou hlavou) a spodní točna (s točnou nebo točnou) [5] [20] .
Podle způsobu montáže lze jeřábové věže vyrábět nerozebírané, demontované na zemi (teleskopické i skládací), vyrůstat zespodu a stavět shora [5] .
Otočná věžOtočné zařízení spodně otočného jeřábu s točnou je umístěno níže, přímo na nosné části jeřábu nebo na portálu [16] .
Otočná část obsahuje: otočnou plošinu s na ní umístěnými pracovními jeřábovými mechanismy - nákladní a výložníkové navijáky, otočný mechanismus. Dále jsou na plošině instalovány desky protizávaží, věž s hlavicí, vzpěra a šíp [17] .
Pevná věžU jeřábů s horním otočným ramenem se plošina s nainstalovanou věží neotáčí. Otočné ložisko takového jeřábu je umístěno v horní části konstrukce věže. Pro možnost pohybu břemen po oblouku je na věži instalována otočná hlava, ke které je připevněna konzola protizávaží s protizávažím pro vyvážení výložníku. Ovládací mechanismy jsou namontovány na konzole protizávaží [16] [17] .
Moderní věžové jeřáby s pevnou věží mají nosnost více než 10 tun . Zvýšená nosnost a výška zdvihu břemene vedou k velké celkové hmotnosti, což znesnadňuje vytváření jeřábů s otočným zařízením ve spodní části stroje [19] .
Hlavní výhodou mobilních jeřábů s pevnou věží je možnost jejich přestavby na závěsné jeřáby [19] , které jsou univerzální a mohou fungovat jako samozdvižné i pojízdné - při malé výšce jsou mobilní, a když se zvětší, fungují jako stacionární příslušenství [19] .
PodvozekPřipojené věžové jeřáby nemají pojezd. Pohyb mobilních věžových jeřábů po obsluhovaném místě se provádí pomocí pojezdového zařízení převážně kolejového typu [4] .
Kolejový podvozek . Představuje ocelová pojezdová kola s přírubami na základě jeřábových drah , kombinovaná do pojezdových vozíků [16] [22] . V závislosti na zatížení lze podvozek kombinovat od čtyř do 32 kol. Pokud má věžový jeřáb osm (nebo více) pojezdových kol, pak se pomocí vyvažovačů spojí do vozíku, kterému se říká vyvažování . Zátěž z jeřábu je v tomto případě rovnoměrně rozložena mezi všechna kola [4] .
Podvozky se dělí na hnané a nepoháněné (vedoucí a hnané) [16] . Umístění hnacích vozíků může být buď jednostranné (oba na stejné kolejnici) nebo oboustranné (diagonálně) - na různých kolejích jeřábové dráhy [22] . V případě oboustranného uspořádání vozíků je pohyb jeřábu plynulejší. Oboustranné uspořádání má však nevýhodu: při jízdě po zakřivených úsecích kola pohybující se po vnitřní kolejnici prokluzují a rychleji se opotřebovávají [4] .
Chůze zařízení . Používá se u těžkých věžových jeřábů pracujících na měkkých půdách [22] . Takový pojezd v sobě spojuje jak prvky kolejového pojezdu, tak kráčivého: podpěrou takového jeřábu je válcová podpěrná botka spojená s pojezdovou plošinou a k pohybu slouží pojezdová kola [5] . Pohyb kráčejícího jeřábu spočívá ve střídavém přeskupování nosných částí ve směru pohybu [25] .
Pohyb kráčejícího jeřábu se provádí následovně [5] :
Nosné plochy vycházkových jeřábů mohou být vyrobeny i ve formě středové základní desky a dvou lyží. Pohyb jeřábu se v tomto případě provádí pomocí klikových mechanismů , případně hydraulických zvedáků [22] , jejichž táhla jsou kloubově spojena s nosnou botkou [25] .
Věžové jeřáby na automobilovém, pneumatickém kolovém a pásovém podvozku jsou vyráběny na bázi samohybných výložníkových jeřábů . Jako pracovní výložník se používají zařízení ve formě zvedacího výložníku nebo výložníku nosníkového typu, po kterém se pohybuje nákladní vozík [20] .
Charakteristiky moderních věžových jeřábů dosahují [20] :
| Nosnost , t : | 5–25 (až 75) |
| Odjezd, m : | 25–40 (až 80) |
| Výška zdvihu, m : | až 90 pro mobil (až 150-220 pro připojené) [26] |
| Rychlosti: | |
| zvedací zatížení, m / min : | 2-200 |
| rotace, otáčky : | 0,2-1,0 |
| pohyb jeřábu, m / min : | 10-30 |
Provedení v současnosti vyráběných jeřábů se spojuje do hromadných velikostních skupin - podle provedení a účelu. V každé ze skupin jsou spojovací montážní celky, přeměněné na unifikované blokové moduly. Mezi typy a schématy pohonů bylo dosaženo shody výkonových principů, což zajišťuje důsledné studium všech vazeb v konstrukci nosného systému, pracovních mechanismů, převodů výkonu, elektrických pohonů, hydraulických systémů, ovládacích zařízení, pracovních orgánů. , přístrojů a bezpečnostních zařízení [17] .
Stavební věžové jeřáby pro všeobecné účely se používají zejména v občanské (venkovské a městské), průmyslové a vodní výstavbě [20] , při montáži budov, konstrukcí a technologických zařízení a také pro dodávky stavebních materiálů [21] .
Stavební jeřáby pro výškové stavby se používají pro výstavbu vícepodlažních občanských a průmyslových budov a konstrukcí velké výšky (až 150 m a více) [19] . Při stavbě mrakodrapu komplexu Lakhta Center byly použity stavební věžové jeřáby Liebherr 710 HC-L 32/64 Litronic a Liebherr 357 HC-L 12/24 Litronic . Tvar objektu, opakující siluetu svíčky, vyžadoval speciální plánování projektu. Navrženo inženýry Renaissance Construction a Liebherr Tower Crane Solutions.
Věžové jeřáby pro stavbu lodí zajišťují montáž trupů na sklady loděnic a jejich kompletaci po spuštění. První se nazývají skluz a druhé - vybavení [27] .
V energetickém stavebnictví byly použity jeřáby Kroll. Věžové jeřáby se vyrábí ve dvou typech: polosamohybné (dle terminologie výrobce) a samohybné kolejové [16] .
Poloautomatický pohonJedná se o příhradovou kovovou konstrukci, jejíž věž je instalována na nízkém portálu. Portál jeřábu má rámové provedení. Jeřáb je vybaven příhradovým výložníkem, který je zavěšen na věži. V pracovní poloze stojí jeřáb na 4 šroubových podpěrách, které jsou trvale upevněny na portálu [16] .
Pohyb takového jeřábu se provádí na zadním dvojkolí, které je upevněno na rámu portálu. V tomto případě je vpředu nahrazen úzce umístěný pár kol s tažným nosníkem spojeným s tažným hákem tažného vozidla [16] .
Kolejnice s vlastním pohonemZ celé rodiny vyrobených jeřábů byl na území Sovětského svazu použit jeřáb značky K-10000 . Tento jeřáb se stal nejvýkonnějším ze všech samohybných kolejových jeřábů a instalatéři mu říkali jednoduše „Kroll“. Do USA byl poprvé dodán v roce 1979 pro stavbu jaderné elektrárny. V SSSR se K-10000 používal v energetické výstavbě - při výstavbě jaderných elektráren [16] .
Používají se k provádění nakládacích a vykládacích a skladovacích operací pro zvedání a přemisťování stavebních výrobků, konstrukcí a zboží v otevřených skladech, na skládkách stavebního průmyslu i na staveništích. Konstrukčně se od ostatních věžových jeřábů liší podhodnocenou věží. Výložník nakládacích jeřábů je nosníkový, s nákladním vozíkem [19] .
Instalace a demontáž se provádí v souladu s pokyny, bezpečnostními předpisy a SNiP . Kroky se mohou lišit pro různé typy věží a modely jeřábů.
Přeprava jeřábů se provádí: