Стальные руки | ТМ 1938-08/09

Инж. Б. ЖДАНОВ

Люди издавна стремились всячески облегчить свою работу при подъеме и переноске различных тяжестей. Известно, что еще в глубокой древности, при сооружении египетских пирамид, состоящих из отдельных громадных камней, строители применяли рычаги. Употребление рычагов позволяло поднимать большие камни, используя при этом мускульную силу нескольких сот рабочих, приложенную к длинному концу неравноплечего рычага.

С развитием техники совершенствовались и типы грузоподъемных механизмов. Появились всем известные из физики полиспастные блоки, домкраты, вороты и пр. Все эти механизмы, обладая достаточной грузоподъемностью, все же очень медленны в работе и не особенно поворотливы и подвижны. Техническая мысль напряженно работала над усовершенствованием и изобретением новых грузоподъемных механизмов с тем, чтобы они быстро, точно и послушно выполняли требования того или иного производства. Так возникли всякого рода краны, подъемники, транспортеры.

Старинное подъемное устройство для поднятия огромных бочек.

С ростом грузоподъемности механизмы не могли уже приводиться в движение силой людей. На них стали устанавливать сперва паровые, тепловые, гидравлические двигатели, а затем и электрические. Электромотор занимает мало места, быстроходен и может работать в любых условиях. Применение его сразу подняло производительность и маневроспособность грузоподъемных механизмов.

Наиболее распространенный представитель грузоподъемных механизмов — кран. Грузоподъемный кран можно с полным правом сравнить со стальными руками сказочного великана, который, покоряясь воле человека, беспрекословно выполняет самые тяжелые работы.

Сейчас в Москве воздвигается Дворец Советов — грандиознейшее сооружение нашей эпохи. Строительство должно быть закончено в 1942 г. Высота Дворца — более 400 м. На эту высоту надо поднимать материалы: части железного каркаса, плиты перекрытий, бетон, отделочные материалы. Как это сделать? Если строить по старинке, то нужно собрать несколько сотен тысяч рабочих и тащить на плечах материалы по нескончаемым подмостям. При такой «механизации» Дворец объемом в 6500 тыс. куб. м в течение пяти лет построить невозможно.

В наше время на помощь строителям приходит кран. На строительстве Дворца Советов будет установлено несколько кранов типа «деррик». Такой кран представляет собой стальную ажурную мачту высотой более 100 м, у основания которой на шарнире укреплена ажурная укосина, могущая вращаться вокруг мачты. Длина укосины достигает 100 м. Верхушка ее соединена стальными тросами с верхушкой мачты, и, кроме того, к укосине на тросах подвешен блок с крюком для подъема тяжестей. Кран получает движение от электромотора. Если такой кран установить рядом со строящимся зданием, то он сможет брать с земли материалы, расположенные вокруг него в радиусе 50—70 м, и поднимать их на высоту до 100 м.

Монтаж железного каркаса многоэтажного здания с помощью строительного крана.

После того как высота здания Дворца Советов станет приближаться к 100 м, кран разберут и соседним «дерриком» поднимут его на стену строящегося Дворца. Там он снова будет собран и начнет поднимать материалы с земли уже на высоту 200 м. В то же время он окажет взаимную услугу своему соседу и, подав ему стальную руку, поможет взойти на стену Дворца. Так «деррики» будут поднимать один другого до тех пор, пока не закончится постройка Дворца Советов. После этого они всей компанией спустятся вниз и дружно пойдут работать на другое строительство.

Краны «деррик» делаются и передвижными. Они устанавливаются, например, на палубах баржей и используются для погрузки на баржи различных тяжестей, расположенных на берегах.

По типу «дерриковых» кранов строятся и передвижные сухопутные краны, состоящие из одной укосины. Такие краны снабжаются гусеничным ходом и могут передвигаться по любому грунту. Они приводятся в движение двигателями внутреннего сгорания. Подобный кран легко может быть приспособлен к выполнению различных работ.

Если на укосине укрепить крюк, то кран может поднимать и передвигать с места на место большие, громоздкие предметы. Если кран снабдить особым раскрывающимся ковшом, называемым грейфером, он будет поднимать и транспортировать сыпучие материалы. Управление грейфером весьма несложно: стоит лишь дернуть за трос, и ковш раскроет широко свои челюсти. В таком виде он опускается на тросе в кучу сыпучего материала. Достаточно включить механизм, и трос, поддерживающий грейфер, начнет наматываться на барабан. Через несколько секунд грейфер сомкнет свои стальные челюсти и начнет подниматься, унося при этом из кучи 2—3 куб. м материала.

Если к укосине такого крана привесить стальной ковш в виде лопаты, соединив его цепью с экипажной частью крана, то кран заменит собой не один десяток землекопов. Допустим, нужна земля для постройки шоссе. Кран, вооруженный ковшом-лопатой, приезжает к месту работы. Лопата с большой скоростью падает на землю и врезается в почву, подкапывая земляной слой. А затем лопата цепью подтягивается к основанию укосины, попутно загребая землю. Остается поднять ковш, что и делается при помощи тросов. В таком положении кран подъезжает к месту разгрузки, снова приводятся в движение тросы, открывая дно ковша, и содержимое высыпается.

Но вот при захвате земли встретился пень. Как быть? Для крана это нестрашно. Достаточно пень привязать к лопате и потянуть ее вверх. Под действием силы в 3—5 т пень моментально будет с корнями вырван из земли.

Этот же передвижной кран используется и для транспортировки лесных материалов. Для этого он снабжается особым схватом типа грейферного ковша. Схват имеет как бы две руки. При помощи тросов эти руки широко раздвигаются и, подобно человеку, берущему из штабеля хворост, забирают в свои «объятия» тяжелые бревна.

Тот же самый подвижной кран на машиностроительных заводах может использоваться, например, и для погрузки в вагоны металлической стружки. В этом случае он снабжается грейфером не со сплошными челюстями, а с челюстями в виде острых клыков. Клыки легко проникают в кучи стружки и при своем смыкании захватывают значительное ее количество.

Грузоподъемность описанных выше кранов колеблется в пределах 5—10 т. Но есть подвижные краны, которые поднимают и 50—80 т груза. Они могут переставить с места на место целый паровоз.

Совместная работа двух кранов для подъема огромных тяжестей.

На портовых работах в большом ходу плавучие краны с грузоподъемностью в 100 и более тонн. Это уже огромная машина. В свое время для Панамского канала были построены два крана грузоподъемностью по 250 т. Они предназначались для обслуживания строительных работ и для подъема затонувших судов.

Портовый плавучий кран у причала.

Оригинально выглядят передвижные краны, служащие для перегрузки материалов. Они делаются в виде мостов, покоящихся на высоких ногах, которые опираются своими катками на железнодорожный путь. Прокладывая рельсовые пути по всей территории склада или пристани, можно заставить перегружатель обслуживать площадь в несколько десятков и сотен тысяч квадратных метров. На мосту перегружателя также уложены рельсы, по которым передвигается тележка, снабженная крюком.

Если требуется разгрузить баржу, доставившую уголь, то на крюк тележки навешивается грейфер. «Ноги» перегружателей ставятся обычно на некотором расстоянии от концов моста. Благодаря этому тележка перегружателя может стать над поверхностью воды и свободно черпать уголь из трюма парохода, ссыпая его на берегу либо в штабель, либо сразу на железнодорожные платформы. Если разгружается какой-нибудь штучный материал, который должен быть размещен по различным отделениям склада, то, взяв соответствующий груз, мост на своих «ногах» переходит в определенный пункт склада и там бережно опускает этот груз. Подобные перегружатели имеют длину в 100 и более м, а высоту — до 20 м. Управление перегружателем сосредоточено в будке, передвигающейся вместе с тележкой.

Разнохарактерны по своему устройству краны, работающие в металлургической промышленности. В каждом цехе — свои условия работы, свои задачи, и применительно к ним каждый кран имеет свою оригинальную конструкцию. Вот склад сырья, которым питаются мартены. Тут чугун в чушках и в виде лома, лом стальной, металлическая стружка и другие отходы. Все это прибывает к складу на железнодорожных платформах и требует быстрой разгрузки. На помощь приходит магнитногрейферный кран. Он останавливается у платформы, и на нее опускается электромагнит. Нажимается кнопка, включается ток — и электромагнит притягивает к себе металл. Тросы поднимают электромагнит, а с ним и 5—10 т металла. Кран отъезжает к бункеру. Вторичное нажатие кнопки — и ток из электромагнита выключен. Потеряв свою притягательную силу, электромагнит не может удерживать металл, и тот с грохотом валится в бункер.

Передвижной кран при помощи электромагнита разгружает баржу от стального лома.

А вот платформа со стружкой. Стружка — материал объемистый, но легкий. Брать стружку электромагнитом невыгодно: он не сможет много захватить, и разгрузка затянется. В работу пускается многочелюстной грейфер-полип, который запускает свои клыки глубоко в груды стружки и уносит с платформы несколько кубометров этого материала.

Грейфер с зубьями поднимает стружку.

Доставка металлического лома в мартен производится в особых ящиках, называемых мульдами. В большинстве случаев отдельные куски идущего в мартен металла очень велики, и они не укладываются в мульду. Раньше такие куски отбирались при разгрузке платформы, и их дробили под копром. Теперь поступают иначе: в работу пускают тот же магнитно-грейферный кран. Электромагнитом берется стальной шар весом в несколько тонн, и высоко поднимается над бункером, в котором лежит раздробляемый материал. Когда ток из электромагнита выключается, шар стремительно летит в бункер, дробя находящийся в нем лом. После этого «оживленный» током электромагнит опускается на шар и вновь уносит его на высоту, чтобы с новой силой обрушить на раздробляемый металл.

На складе подготовлено сырье для мартена. Его нужно подать в цех. Эту работу выполняет мульдо-магнитный кран. Электромагнит крана грузит лом в мульды. а особый схват крана берет несколько мульд и удерживает их, пока кран идет в цех. В цехе мульды ставятся на приготовленное для них место, высвобождаясь от «объятий» схвата. Мульдо-магнитный кран уходит, взамен его появляется кран завалочный. Он снабжен длинным хоботом, который может вращаться в любом направлении. Кран вставляет свой хобот в специальное отверстие мульды и несет ее к дверям мартена. Двери растворяются, и мульда вместе с хоботом проникает внутрь печи. Хобот поворачивается вокруг своей оси, высыпая при этом содержимое мульды, затем выходит из печи, чтобы поставить порожнюю мульду и взять вместо нее груженую.

При плавке чугуна в вагранках применяется кран, подобный завалочному. Он носит название «шаржирного». Шаржирный кран также имеет хобот, но более короткий, чем у завалочного крана. Шаржирный кран начинает свою работу с шихтового двора, где в бадьях, имеющих отъемное дно, заранее приготовлены чугун и кокс для вагранки. Подъемный крюк забирает одну из бадей и втягивает ее в хобот. Попав в полость хобота, бадья удерживается там своими закраинами за особые щеколды. В таком положении она остается до тех пор, пока кран не придет в литейный зал и не вдвинет свой хобот в верхнюю дверь вагранки. После этого дно бадьи посредством троса несколько приоткрывается, и чугун с коксом летят в вагранку, а кран уходит на шихтовый двор, где освобождает пустую бадью и берет наполненную новой порцией чугуна и кокса.

Металл расплавлен, и его надо разлить по формам. Эту работу выполняет разливочный кран. Он подходит к мартену, неся с собой массивный стальной ковш, выложенный внутри огнеупорным материалом. В ковш выпускается из мартена жидкий металл, который и транспортируется затем к формам. Разливка металла по формам производится тем же разливочным краном. Для этого механизм крана несколько наклоняет ковш, и расплавленный металл выливается через специальный нос ковша.

Ближайший «родственник» подъемных кранов — экскаватор.

Схват передвижного крана, поднимающий лесоматериал.

Многочелюстной грейфер-полип схватывает кусковой чугун.

*

Свое движение краны получают в большинстве случаев от электромоторов. Исключение составляют передвижные краны, которые снабжаются двигателями внутреннего сгорания или паровыми машинами. Управление электрифицированными кранами осуществляется из будок, где сосредоточена вся аппаратура, служащая для включения и выключения тока. Здесь можно встретить и контроллеры, подобные тем, которые установлены на площадках вагонов трамвая; здесь есть и контакторы, которыми снабжены троллейбусы, тут и ряд кнопок, служащих для передачи тех или иных приказаний отдельным механизмам.

Все это сложное оборудование доверено крановожатому. Вот он включил электромотор, и мост крана двинулся по рельсам. Прошло несколько секунд, мост подъехал уже к концу рельсов. Еще мгновение — и тяжелый кран сорвется с большой высоты. Опасения излишни! Кран снабжен рядом предохранительных устройств. Ток из электромотора будет вовремя выключен ограничительным ходом, если крановожатый почему-либо не успеет этого сделать. Аналогичный же ограничитель хода не даст электромагниту или грейферу подняться выше, чем это допускает конструкция крана.

Так послушно работают на человека стальные руки созданных им сказочных великанов.