Các Thành Phần Cần Thiết của Cần Cẩu Tăng Cường Hiệu Quả Xây Dựng

Những tòa nhà chọc trời vươn lên trời cao, những cây cầu bắc qua những dòng sông hùng vĩ—những công trình kiến trúc vĩ đại này có được là nhờ một người hùng thầm lặng trong xây dựng: cần cẩu tháp. Những người khổng lồ cơ khí này thực hiện nhiệm vụ Herculean là định vị chính xác vật liệu xây dựng ở những độ cao chóng mặt. Nhưng chính xác thì những cần cẩu này hoạt động như thế nào? Các thành phần quan trọng của chúng là gì? Bài kiểm tra này tiết lộ bảy bộ phận cơ bản khiến cần cẩu xây dựng không thể thiếu đối với các dự án kỹ thuật hiện đại.

Cần cẩu đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp bao gồm xây dựng, vận chuyển, khai thác mỏ, kỹ thuật dân dụng và hàng không. Trong các dự án xây dựng, chúng hoạt động như những cỗ máy chính để nâng, di chuyển và hạ vật liệu và mảnh vụn. Vì một số tải trọng vượt quá khả năng chịu tải thông thường, việc chọn cần cẩu phù hợp cho từng dự án trở nên quan trọng đối với cả an toàn và hiệu quả. Mặc dù có nhiều loại cần cẩu để cho thuê, nhưng hầu hết đều có các thành phần chung, dễ nhận biết. Dưới đây, chúng ta sẽ phân tích chi tiết bảy yếu tố thiết yếu này.

Có lẽ là bộ phận cần cẩu dễ thấy nhất, móc cẩu thường treo ở đầu cần. Được kết nối với hệ thống điều khiển bằng động cơ thông qua cáp thép, nó nắm và nâng vật liệu ở mặt đất. Trong quá trình di chuyển cần cẩu, móc cẩu duy trì việc gắn tải an toàn, thường có chốt an toàn để ngăn chặn việc nhả ra ngoài ý muốn.

Bề mặt bên trong cong của móc cẩu chịu được ứng suất tập trung lớn trong quá trình nâng. Do đó, các nhà sản xuất chế tạo chúng từ các vật liệu cực kỳ bền, bao gồm:

• Sắt rèn
• Thép hợp kim
• Thép carbon
• Thép crom

Những kim loại này thường trải qua quá trình xử lý nhiệt để tăng cường độ bền và tuổi thọ của chúng.

Cơ chế nâng tạo thành lõi nâng của cần cẩu—nếu không có nó, việc nâng theo chiều dọc sẽ không thể thực hiện được. Hệ thống này bao gồm hai yếu tố chính: cáp thép và cụm tời.

Kết nối móc cẩu với cấu trúc của cần cẩu, những sợi cáp này có cấu tạo bằng thép gia cường xoắn ốc để đảm bảo an toàn tối đa. Kiểu dệt độc đáo của chúng phân phối trọng lượng tải đều trên các sợi riêng lẻ, giảm thiểu sự tập trung ứng suất. Ngay cả khi một sợi bị hỏng, thiết kế này sẽ ngăn chặn sự mất ổn định tải đột ngột.

Hệ thống ròng rọc thủy lực hoặc điện tạo thành trung tâm hoạt động của tời. Ròng rọc cần cẩu (hoặc ròng rọc) làm tăng đáng kể khả năng chịu tải của móc cẩu. Hầu hết các cụm ròng rọc đều chứa nhiều cáp thép, giúp cân bằng hơn nữa việc phân phối trọng lượng và giảm nguy cơ đứt trong quá trình nâng. Cấu hình này chứng tỏ đặc biệt hiệu quả trong việc quản lý tải trọng lệch tâm.

Thông thường là bộ phận lớn nhất của cần cẩu, cần là một cánh tay thép dài kéo dài từ thân chính đến móc cẩu. Chức năng chính của nó liên quan đến việc định vị vật liệu gần hơn hoặc xa hơn so với chân đế của cần cẩu. Thiết kế cần khác nhau tùy theo loại cần cẩu.

Được chế tạo từ các thanh thép hàn tạo thành các mẫu "W" hoặc "V", cần giàn đạt được tỷ lệ cường độ trên trọng lượng đáng kể. Tuy nhiên, chiều dài cố định của chúng hạn chế khả năng mở rộng. Cần cẩu tháp và cần cẩu bánh xích thường sử dụng thiết kế này.

Cần thủy lực cung cấp chiều dài có thể điều chỉnh trong quá trình vận hành thông qua hai hệ thống chính:

• Cần ống lồng
• Cần gấp

Cả hai đều sử dụng bơm thủy lực chứa piston di chuyển dầu để kéo dài hoặc thu lại các phần cần.

Các mẫu ống lồng có các ống hình chữ nhật hoặc hình thang lồng vào nhau. Cơ chế thủy lực trượt các ống hẹp hơn vào/ra khỏi các ống rộng hơn để điều chỉnh chiều dài. Cần gấp kết hợp nhiều khớp nối để uốn/gập. Mặc dù yêu cầu thêm xi lanh thủy lực, nhưng tính di động lớn hơn của chúng phù hợp với không gian làm việc hạn chế cần vị trí tải chính xác.

Thường bị nhầm lẫn với cần, jib là một phần mở rộng có thể tháo rời được gắn ở cuối cần giàn. Nó làm tăng đòn bẩy và mở rộng khoảng cách giữa thân cần cẩu và tải. Có khả năng di chuyển theo chiều ngang, jib xử lý tải trọng dài hơn, cồng kềnh hơn trong khi ngăn chặn tác động của vật liệu vào cấu trúc chính.

Cần cẩu tháp thường sử dụng jib cùng với đối trọng. Một số phiên bản jib có đầu cố định, trong khi những phiên bản khác sử dụng thiết kế bản lề cho phép điều chỉnh theo chiều dọc để định vị tải chính xác.

Cần cẩu xây dựng sử dụng đối trọng có thể tháo rời để bù đắp ứng suất tải ở đầu trước và ngăn chặn việc lật. Được đặt ở phía sau cần cẩu, những trọng lượng này phải vượt quá khối lượng của tải để duy trì trạng thái cân bằng. Người vận hành điều chỉnh số lượng đối trọng dựa trên các yêu cầu tải cụ thể.

Những bộ phận đế có thể mở rộng này phân phối trọng lượng cần cẩu trên các diện tích bề mặt lớn hơn, ngăn ngừa sự mất ổn định trong quá trình nâng. Chân chống thủy lực tạo ra các nền tảng chắc chắn cho phép khả năng nâng tối đa. Tuy nhiên, chúng không thể bù đắp cho các điều kiện mặt đất không ổn định—các quy định của OSHA bắt buộc phải san lấp và thoát nước thích hợp trước khi lắp đặt cần cẩu.

Đế cần cẩu thích ứng với nhiều địa hình khác nhau thông qua các cấu hình khác nhau:

• Móng bê tông cố định cần cẩu tháp theo chiều dọc cho các dự án tầm cao
• Phao ngăn chặn việc chìm trong môi trường biển để khoan ngoài khơi, xây cầu và xây cảng
• Bánh xe tăng cường khả năng di chuyển trên địa hình gồ ghề—cần cẩu địa hình với cấu hình bốn bánh trở lên điều hướng sỏi, cát và nhựa đường một cách hiệu quả
• Bánh xích cung cấp độ ổn định vượt trội trên mặt đất mềm/lầy lội mặc dù tốc độ di chuyển chậm hơn

Khi quan sát cần cẩu đang hoạt động, việc xác định các thành phần này sẽ tăng cường sự hiểu biết về sự tinh vi về cơ học của chúng. Việc lựa chọn các loại cần cẩu phù hợp đòi hỏi phải xem xét cẩn thận các thông số kỹ thuật của dự án, điều kiện công trường và khả năng nâng cần thiết để đảm bảo cả an toàn và hiệu quả hoạt động.