Грузоподъёмное устройство

Грузоподъёмное устройство — это техническое средство, предназначенное для подъёма, перемещения и удержания грузов в пространстве. Относится к классу подъёмно-транспортного оборудования. Ключевыми характеристиками являются грузоподъёмность (максимальная масса поднимаемого груза), высота подъёма, скорость рабочих движений и тип привода (ручной, электрический, гидравлический, пневматический). Грузоподъёмные устройства подразделяются на стационарные и передвижные, а также на устройства периодического (цикличного) и непрерывного действия.

История

Прообразы современных грузоподъёмных устройств известны с древности. В Древнем Египте при строительстве пирамид использовались наклонные плоскости, рычаги и катки. В Древней Греции и Риме применялись вороты, блоки и полиспасты, описанные Архимедом. В Средние века для строительства замков и соборов использовались подъёмные краны с ручным приводом, представлявшие собой деревянные конструкции с колесом, внутри которого шёл человек (беличье колесо).

Значительный прогресс произошёл в XVIII—XIX веках с развитием промышленной революции. В 1761 году английский инженер Джеймс Уатт применил паровой двигатель для привода подъёмника. В 1827 году в США был запатентован первый гидравлический подъёмник. В 1854 году Элиша Отис изобрёл ловитель — устройство, предотвращающее падение кабины лифта при обрыве каната, что стало ключевым моментом для развития безопасных пассажирских лифтов. В конце XIX века с появлением электродвигателей началось массовое внедрение электрических кранов, лебёдок и тельферов. В XX веке развитие получили гидравлические и пневматические подъёмники, а также автоматизированные системы управления.

Классификация

Грузоподъёмные устройства классифицируются по нескольким основным признакам.

По принципу действия

• Устройства периодического (цикличного) действия — подъём и перемещение груза осуществляется отдельными циклами (захват, подъём, перемещение, опускание, освобождение). К ним относятся краны, лебёдки, тали, домкраты, лифты.
• Устройства непрерывного действия — груз перемещается непрерывным потоком. К ним относятся конвейеры (ленточные, пластинчатые, скребковые), элеваторы, пневматические и гидравлические транспортёры.

По типу привода

• Ручной — мускульная сила человека (ручные лебёдки, тали, домкраты). Применяется для малых грузов или в условиях отсутствия энергоснабжения.
• Электрический — наиболее распространённый тип, использующий электродвигатели (краны, лифты, тельферы, электрические тали).
• Гидравлический — используется сила жидкости под давлением (гидравлические домкраты, автокраны, гидравлические подъёмники).
• Пневматический — используется сжатый воздух (пневматические подъёмники, подъёмные столы).

По конструкции и назначению

• Краны — устройства для подъёма и перемещения грузов в пространстве. Подразделяются на мостовые, козловые, башенные, портальные, стреловые (автомобильные, гусеничные, железнодорожные).
• Лебёдки — устройства для подъёма или перемещения груза с помощью гибкого элемента (каната, цепи). Бывают ручные и электрические.
• Тали — компактные подъёмные механизмы, обычно подвешиваемые к монорельсу или крану. Различают ручные (шестерённые, рычажные) и электрические (тельферы).
• Домкраты — устройства для подъёма груза на небольшую высоту (обычно до нескольких метров). Бывают винтовые, реечные, гидравлические, пневматические.
• Лифты — стационарные подъёмники для вертикального перемещения людей и грузов в кабине или на платформе. Подразделяются на пассажирские, грузовые, больничные, гидравлические.
• Подъёмники — устройства для подъёма людей или грузов на ограниченную высоту (строительные подъёмники, автогидроподъёмники, подъёмные столы).
• Конвейеры — устройства непрерывного действия для перемещения сыпучих, штучных или кусковых грузов.

Устройство и основные элементы

Несмотря на разнообразие конструкций, большинство грузоподъёмных устройств содержат общие элементы:

• Грузозахватное устройство — элемент, непосредственно взаимодействующий с грузом (крюк, грейфер, магнит, захват, вилы, стропы).
• Грузовой орган — элемент, воспринимающий вес груза (канат, цепь, лента, винт).
• Привод — источник механической энергии (электродвигатель, гидроцилиндр, пневмоцилиндр, ручной механизм).
• Тормозное устройство — обеспечивает остановку и удержание груза в заданном положении.
• Металлоконструкция — несущая часть устройства (рама, стрела, мост, колонна), обеспечивающая жёсткость и прочность.
• Система управления — механическая, электрическая, гидравлическая или электронная (пульты, контроллеры, датчики, автоматика).

Применение

Грузоподъёмные устройства широко применяются во всех отраслях промышленности, строительства, транспорта, сельского хозяйства, складского хозяйства и в быту.

• Промышленность — мостовые и козловые краны на заводах, тельферы в цехах, конвейеры на производственных линиях.
• Строительство — башенные краны, строительные подъёмники, автокраны, домкраты для монтажа конструкций.
• Транспорт — портальные краны в портах, контейнерные перегружатели, автокраны на стройплощадках, лифты в зданиях.
• Сельское хозяйство — зернопогрузчики, стогометатели, подъёмники для скота.
• Складское хозяйство — штабелёры, подъёмные столы, конвейеры, кран-балки.
• Бытовое применение — ручные лебёдки, автомобильные домкраты, подъёмники для инвалидов.

Безопасность

Эксплуатация грузоподъёмных устройств сопряжена с повышенной опасностью. В Российской Федерации требования безопасности регламентируются Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъёмные сооружения» (утверждены Ростехнадзором). Основные требования включают:

• Обязательная регистрация подъёмных сооружений в органах Ростехнадзора.
• Проведение технического освидетельствования (первичного, периодического, внеочередного).
• Наличие у обслуживающего персонала удостоверений на право управления (крановщики, стропальщики, лифтёры).
• Применение приборов и устройств безопасности (ограничители грузоподъёмности, концевые выключатели, ловители, сигнализаторы).
• Соблюдение правил строповки и складирования грузов.

Интересные факты

• Самый мощный в мире башенный кран — Kroll K-10000 (Дания) — имеет грузоподъёмность 120 тонн при вылете стрелы 78 метров.
• Самый высокий в мире лифт находится в башне «Шанхайская башня» (Китай) — высота подъёма 578 метров, скорость 20,5 м/с (73,8 км/ч).
• Первый в мире гидравлический домкрат был изобретён в 1795 году английским инженером Джозефом Брамой.
• В России первый паровой лифт был установлен в 1867 году в Санкт-Петербурге в доме купца Елисеева.
• Грузоподъёмность самого мощного в мире автомобильного крана (Liebherr LTM 11200-9.1) составляет 1200 тонн.

Источники

• Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъёмные сооружения» (утв. Ростехнадзором).
• Александров М. П. «Грузоподъёмные машины». — М.: Машиностроение, 2000.
• Анурьев В. И. «Справочник конструктора-машиностроителя». — М.: Машиностроение, 2006.
• «Подъёмно-транспортные машины» / Под ред. В. И. Сероштана. — М.: Машиностроение, 1988.
• ГОСТ 27555-87 (ИСО 4306-1-85) «Краны грузоподъёмные. Термины и определения».