Винтовые (струбцинные) захваты

Скорее всего, среди всех металлических изделий не встретишь такого, которое превосходило бы самую обыкновенную трубу из металла, как по ширине своего использования, так и по сложности изготовления. Для чего только не используются. В прошлом люди использовали трубы из самых разных материалов от керамики до бамбука. Но только металл позволил строить достаточно длинные и надёжные трубопроводы, чтобы можно было по ним поставлять горячую и холодную воду на огромные расстояния. И не только воду. Некоторые виды металлических труб можно использовать также для перекачки по ним нефтепродуктов, природного раза и других газообразных веществ.

Иногда такие трубы используются даже для того, чтобы передвигать различные сыпучие материалы при помощи пневмотранспорта . Всё это возможно благодаря соединению повышенной прочности, способности упруго деформироваться, термостойкости, долговечности металлических труб, а так же возможности их соединять без потери герметичности. Конечно не все металлические трубы можно использовать для транспортировки абсолютно всех веществ. Для того, чтобы с применение таких труб не было проблем нужно тщательно изучать документацию и применять их только в том случае, для которого они предназначены.

Вместе с тем, транспорт - не единственная функция таких труб. Труба сама по себе является уникальным изделием с конструктивной точки зрения. Толстостенная стальная труба практически не отличается по возможности воспринимать продольные нагрузки от сплошного стержня того же сечения, при том что гораздо легче того. Да и в качестве усиления для бетона применяется очень часто. Всё это делает такие трубы совершенно незаменимыми в строительстве как  элементы, на которых держится вся конструкция. А возможность сваривать их с другими металлическими изделиями позволяет применять их в составе сложных цельнометаллических пространственных конструкций. Да и в машиностроении подобные трубы используются очень часто для самых различных целей.

Трубопроводный транспорт России — вид транспорта в России. Самыми важными  транспортируемыми грузами являются сырая нефть, природный и попутный газ. Транспортировка нефтепродуктов, жидких и газообразных химикатов перспективно, но в настоящее время продуктопроводы не получили большого распространения.
Действует крупная сеть нефте- и газопроводов, снабжающая углеводородами экономику России, а также Западную Европу, Турцию, Юго-Восточную Азию.
В России преобладают трубопроводы большого диаметра (1220 и 1420 мм) и большой протяженности в широтном направлении.

Перспективные технологические возможности трубопроводного транспорта в основном определены. К ним можно отнести: традиционные способы транспортировки жидких или газообразных продуктов; транспортировку твердых продуктов в смеси с водой или другой жидкостью (гидротранспорт), а также в смеси с газом (пневмотранспорт); капсульные или контейнерные способы транспортирования сыпучих порошкообразных или гранулированных продуктов, не допускающих контакта с жидкостями. Эти технологические возможности в настоящее время экспериментально проверяются с тем, чтобы в ближайшие годы трубопроводный транспорт шире использовался для доставки многих новых грузов.

Наряду с трубопроводами для транспортирования жидких углеводородов и природного газа расширяется сооружение трубопроводов для перекачки ряда других грузов. В их числе этилен, жидкий аммиак, раствор поваренной соли.

Небольшие по протяженности трубопроводы используются для транспортировки в виде пульпы твердых веществ: угля, руды, нерудных материалов. Однако создание таких трубопроводов ещё представляет серьезную проблему.

Транспортирование массовых сыпучих и пылящих грузов, включая зерно, цемент, известь и другие, осуществляется часто в потоке воздуха. Эти пневмопроводы имеют небольшое протяжение и используются для загрузки и разгрузки вагонов, судов, автомобилей в пунктах производства и потребления названных продуктов.



Любой тип стальных изделий рассчитан на определенные условия эксплуатации. Трубы большого диаметра стальные незаменимы во многих отраслях, включая прокладывание коммуникаций под шоссе и мостами, в сельском хозяйстве и промышленном производстве. Широкие заготовки применяются реже изделий небольшого сечения, но трубы малого диаметра не подходят для выполнения различных технических задач, где нужен большой просвет и внушительная пропускная способность


Для магистралей, транспортирующих большие объемы рабочей среды, применяют трубы больших диаметров.

Трубы большого диаметра выпускаются из разных материалов:

Металлы.

Полимеры.

Диаметр – весомый показатель размера стального трубного изделия, и он является определяющим при выборе изделий для особых условий эксплуатации. Наряду с толщиной стенок и шириной просвета, это важнейшая характеристика для определения их предназначения.

Стандартизация диаметров труб из черного металла регламентируются нормами ГОСТа 10704-91, где очерчена основная классификация изделий:

среднего диаметра (от 114 до 530мм);

стальные трубки малого диаметра (в пределах 114мм);

большого диаметра (свыше 508мм).

Согласно ТУ и ГОСТу, также оговорены и прописаны в таблицах другие показатели:

Наружный диаметр (определяет габариты).

Внутренний диаметр (просвет).

Толщина стенки.

Условный и номинальный диаметр, которые определяют основной сортамент, пропускную способность труб и их массу.



Изделия также бывают:

бесшовные (цельные);

сварные (со швом, изготовленные из листов проката)




Изделия больших диаметров могут быть сварными или бесшовными



Первые, более дорогие, рассчитаны на повышенное давление и большую внешнюю нагрузку. Вторые предназначены для обычных условий. В свою очередь, трубы бывают:

тонкостенные;

толстостенные;

стандартные.

По способу выпуска различаются горячекатаные изделия и модели холодного деформирования. Для их изготовления используется сталь разных марок





Антикоррозийное покрытие – еще одна важная характеристика при выпуске труб и выборе изделий для тех или иных целей. Оцинковка или другое покрытие наносится:

снаружи;

внутри;

с обеих сторон.




Трубы с покрытием из цинка обладают высокой устойчивостью к коррозии



Наиболее распространенный вид изделий из металла – стальные трубы разного сечения. Их выпускают с просветом разной формы, преимущественно круглой. Диаметр определяет предназначение изделий.



1. Металлические трубы небольшого и малого диаметра:



защита кабеля от повреждений;

прокладывание водопровода;

система отопления;

газопровод;

паропровод.



2. Трубы в пределах 273 мм – 325 мм:



для нефтегазовой отрасли;

водоснабжение

энергетика и транспортировка газа;

коммуникации всех разновидностей;

химическая промышленность;

коммунальное хозяйство;

теплоцентрали и котельные.





3. Стальные трубы в пределах 426 мм – 530 мм используются в тех же отраслях народного хозяйства и в промышленной сфере, но когда требуется трубопровод с большей пропускной способностью. Они применяются и для строительства разных конструкций – в качестве каркаса или опор.

4. Изделия большого диаметра в числе наиболее распространенных труб, их использование в разных сферах:

промышленность и тяжелое машиностроение;

теплоцентрали;

мостостроение (опоры);

судостроение;

водоотводы и канализация;

дорожное строительство;

бурильные скважины и пр.



5. Трубы больших диаметров (в пределах 720 мм – 1020 мм):

коммуникации с повышенной пропускной способностью;

магистральные нефтепроводы;

транспортировка газа на большие расстояния;

крупные строительные объекты.

6. Самые большие трубы (1420мм – 2020мм) – это изделия для подземной эксплуатации, которые надежно защищены от коррозии специальным покрытием:

системы подачи воды в больших объемах, включая колодцы, дренажи и канализационные стоки;

тоннели и скрытые русла рек под трассой.



Одним из самых трудных для перевозки типов грузов считаются трубы большого диаметра. Как и любые трубы, они имеют значительную длину, что создает определенные неудобства и вынуждает заказчика перевозки использовать технику для транспортировки негабаритных грузов. Но если трубы маленького и среднего диаметра вполне можно перевозить при помощи специально оборудованного длинномера (стальной лист, защищающий кабину и передний край бортового кузова) в пучках или даже в скатах, то с большим диаметром дела обстоят намного сложнее. Перевозка труб большого диаметра подразумевает использование специального крепежного и транспортировочного оборудования. Каким бы ни был материал, из которого изготовлены трубы большого диаметра, сталь или чугун в такой форме и размерах — это огромная масса. Вес таких труб в первую очередь создает проблемы при транспортировке. Помимо трудностей с погрузкой и разгрузкой, создаются определенные сложные условия при динамичном движении. Большая масса — большая инерция, большое влияние на направление и устойчивость движения автомобиля. По этой причине перевозка тяжелых труб требует как специального технического оснащения, так особых навыков вождения. Водитель, который ответственен за транспортировку, должен иметь обширный опыт управления нагруженными тягачами с большой грузоподъемностью. Что же касается технического оснащения, то, как любые другие трубы, данный тип груза требует тщательного и максимально надежного закрепления. 

Из-за своей круглой формы трубы постоянно перемещаются при движении транспорта, а это может привести к созданию аварийно опасной ситуации. Необходимо полностью исключить перемещение данного груза. Используются специальные затяжные крепления с блочными замками, вбиваются деревянные клинья. Если диаметр трубы очень большой, то для ее транспортировки используют специальный подвижной прицепной механизм, который представляет собой последовательно соединенные тележки с V-образными блокирующими креплениями. Такие «трубовозы» всегда двигаются в сопровождении крана и вспомогательного транспорта на низкой скорости. Также при перевозке любых труб длины большей, чем кузов транспортного средства, соблюдается ряд мер безопасности. Такой негабаритный груз в обязательном порядке маркируется, если имеет специальное покрытие, на конце труб размещаются сигнальные элементы, которые отчетливо видны и привлекают внимание других водителей как в дневное, так и в ночное время. 

Исходя из вышеуказанной информации становиться понятно, что перевозка труб большого диаметра — задача не из легких, которую можно доверить только профессиональным транспортным компаниям и подрядчикам.



Грузозахваты — это съемные грузозахватные приспособления различных видов и конструкций, предназначенные для фиксации груза в определенном положении для последующего его подъема и перемещения.

В широком смысле, к грузозахватам можно отнести и стропы, крюки, такелажные точки и прочие приспособления, поскольку они также выполняют задачу фиксации и подъема грузов. Однако чаще всего под словом «грузозахват» подразумевают механическое приспособление, навешиваемое на крюк грузоподъемного механизма (крана, тали, лебедки и т. д.) призванное сократить трудоемкость ручных операций при проведении подъемно-транспортных работ.

В зависимости от принципа действия захвата можно выделить несколько их видов:

1)клещевые (зажимные)
2)вилочные (лапчатые)
3)эксцентриковые
4)винтовые (струбцинные)
5)штырево-строповые
6)коромысловые
7)клиновые
8)магнитные
9)вакуумные

Современные грузозахватные приспособления довольно сложно отнести только к одному из этих видов, все чаще используются нестандартные решения при конструировании захватов. В связи с постоянным повышением требований безопасности, комбинированные грузозахваты, в работе которых реализованы несколько типов фиксации груза, теперь далеко не редкость. Однако описанные выше виды приспособлений в значительной степени отличаются друг от друга, поэтому мы остановимся на каждом из них более подробно.







Клещевые захваты



Клещевые (зажимные) грузозахватные приспособления в зависимости от исполнения конструкции могут работать с грузами различной геометрической формы. Захват представляет собой рычажную систему, фиксация груза осуществляется за счет обхвата свободными концами рычагов выступающих элементов груза, например головку рельса, полку балки, закраины бочки или непосредственно сам груз.

Разновидностью клещевых захватов являются фрикционно-зажимные приспособления. Удержание груза при их использовании осуществляется за счет силы трения, возникающей при сжатии груза или распора его изнутри прижимными элементами (лапами).

Захваты клещевого типа часто применяются для подъема и перемещения труб, бетонных блоков и сортового проката.

Вилочные захваты



Вилочные (лапчатые) грузозахватные приспособления предназначены для подхвата груза лежащего на подкладках и поддонах, имеющего специальные технологические отверстия, монтажные петли или полости. Особенностью захватов данного вида является положение груза при его подъеме и перемещении — центр тяжести груза должен находится на одной вертикали с точкой подвеса захвата на крюк грузоподъемного механизма, это обязательное условия для предотвращения самопроизвольного падения груза с лап. Для выравнивания центра тяжести используют противовесы, автоматически или вручную перемещаемые точки подвеса захвата, демпферные устройства и т. д.

Вилочные захваты применяют для компактного размещения пакетированных грузов, грузов на поддонах, а так же перемещения строительных материалов в горизонтальном положении (например бетонные кольца, бухты проволоки, лестничные пролеты и т. д.).

Эксцентриковые захваты



Эксцентриковые грузозахватные приспособления предназначены для захвата и перемещения плоских грузов в вертикальном или горизонтальном положении. Принцип действия захватов данного типа состоит в преобразовании эксцентриком подъемной силы в зажимающее усилие. Рабочие элементы груза создают значительную контактную нагрузку, поэтому их применение ограничивается работой с грузами с относительно твердой поверхностью. Наиболее часто эксцентриковые захваты применяются для подъема и перемещения листов металла различной толщины как по отдельности, так и стопками.

Современные эксцентриковые захваты выполняются как самозатягивающиеся (с принудительным подведением эксцентрика к поверхности груза при его подъеме), однако существуют так же захваты при работе с которыми необходим ручной первоначальный зажим груза с небольшим усилием.

Более подробно об эксцентриковых захватах говорится в ранее опубликованных статьях.







Винтовые (струбцинные) захваты



Струбцины в традиционном понимании это приспособления для крепежа различных деталей и максимально плотного соединения их между собой. Для винтовых приспособлений применяемых при проведении подъемно-транспортных работ основной функцией стали перемещение и кантование грузов.

Фиксация грузов осуществляется с помощью винтовой передачи вручную, при этом создается контактная нагрузка, которая за счет силы трения не позволяет грузу выскользнуть. Так как создаваемая нагрузка велика, применение струбцин обычно ограничивают использованием с грузами имеющими твердую поверхность, как правило это листы металлы и сортовой прокат. Для более бережного обращения изделия с грузами на рабочие органы захвата устанавливают накладки а также увеличивают их площадь, такое решение было реализовано при разработке захвата для сэндвич-панелей.

Штырево-строповые захваты.



О данном виде захватов мы писали ранее на примере захвата «замок Смаля», поэтому просто кратко напомним о принципе работы таких приспособлений.

Штыревые захвата используются только совместно со стропами и служат для удобной дистанционной расстроповки грузов. Конструкций захватов данного вида довольно много, отличительной особенностью захватов является наличие подвижного штыря, посредством оттяжки которого и производится удаленная расстроповка. Приспособление применяется при подъеме стальных, железобетонных конструкций и технологического оборудования способом строповки «на удавку».

Коромысловые захваты



Коромысловые грузозахватные приспособления применяются при работе с грузами имеющими сквозные отверстия, под которыми можно разместить поворотный, вокруг вертикальной или горизонтальной оси, несущий элемент (коромысло), воспринимающий вес груза. Как правило такое приспособление состоит из коромысла и гибкого элемента (канатного или цепного стропа), так же возможна реализация приспособления с жесткой металлической тягой. В случае если отверстие груза имеет небольшой диаметр или само коромысло имеет большой вес и не способно повернуться вокруг своей оси при установке/извлечении, применяют тросик для поворота коромысла снаружи.

Коромысловые приспособления используются при работе с железобетонными панелями и плитами перекрытий, бетонными кольцами, бобинами и кабельными барабанами, а так же аналогичными грузами имеющими технологические отверстия.

Клиновые захваты



Клиновые грузозахватные приспособления предназначены для подъема и перемещения грузов, имеющих полость (как правило это круглое отверстие) для взаимодействия с распорными элементами захвата. Конструкция захвата состоит из подвижных в горизонтальной плоскости распорных элементов и конусообразного клина.

Захваты данного типа сейчас применяются крайне редко, однако они могут быть хорошей альтернативой для работы с грузами не имеющими монтажных петель. Для подъема груза клиновой захват вводится в глухое или сквозное технологическое отверстие, при подъеме клин раздвигает распорные элементы и их зубья врезаются в стенки отверстия. Это происходит до тех пор, пока не наступит состояние равновесия, когда внутренние силы сопротивления растяжению (раскалыванию) будут равны внешней силе — весу груза, после чего происходит его подъем.

Магнитные захваты



Для работы с ферромагнитными грузами широко применяются электромагниты и захваты на основе постоянных магнитов. Магнитные захваты приспособлены для перегрузки стальных и частично чугунных изделий любой формы, при этом от формы груза и воздушного зазора зависит и грузоподъемность приспособления.

Для работы электромагнитов требуется подведение питания, которое, как правило, подводится от бортовой сети крана. Подвод электроэнергии к магниту осуществляется шланговым кабелем. При небольших высотах подъема кабель закрепляется петлеобразно, и при изменении высоты подъема изменяется его провис, при больших высотах подъема грузов на кране устанавливают кабельные барабаны, автоматически поддерживающие кабель с необходимым натяжением.

При работе с относительно небольшими по массе плоскими грузами более целесообразно использовать захваты на основе постоянных магнитов. Основным их преимуществом является независимость от внешних источников питания. Фиксация груза осуществляется посредством активации магнитного поля в момент нахождения захвата на поверхности груза. Активация магнитных силовых линий происходит с помощью ручки-переключателя или автоматического механизма.

Вакуумные захваты



Одним из наиболее современных грузозахватных приспособлений являются вакуумные захваты. Принцип работы захватов заключается в следующем — в установленной на поверхности груза камере создается область разреженного воздуха (вакуум), под действием атмосферного давления возникает сила взаимодействия (притяжения) между грузом и захватом. Для работы данным захватом есть ограничение — груз должен быть выполнен из относительно воздухонепроницаемого материала с гладкой поверхностью (стекло, прокат металла, полированный мрамор и т. д.).

Вакуумные захваты удобны для работы с грузами не имеющими точек крепления, при этом позволяют быстро произвести его захват и высвобождение, захват бережно относится к поверхности поднимаемого груза и осуществляет подъем не повреждая её. Конструкция захватов данного вида и характер их использования зависит от способа создания разрежения в вакуумной камере и методов её девакуумизации.

В условиях комплексно-механизированных грузовых работ грузозахватные устройства являются неотъемлемым и весьма существенным элементом перегрузочных машин, поэтому дальнейшее развитие этих средств находится в прямой зависимости от характера и степени решения общетранопортных проблем.



Совершенно очевидно, что наряду с совершенствованием кранов и погрузчиков существенное влияние на развитие грузозахватных устройств окажет внедрение пакетного и контейнерного способов перевозки грузов. Эти факторы обеспечат лучшие условия взаимодействия грузозахватных устройств с перегружаемыми грузами, что позволит изменить их конструкцию, параметры и, главное, сократить число типоразмеров.

Немаловажное влияние на конструкцию и параметры грузозахватных устройств, учитывая, что ими непосредственно осуществляется формирование или расформирование штабеля груза в трюме, вагоне и складе, должно оказать совершенствование характеристик и конструкции транспортных средств........................