Współczesne budownictwo wielkokubaturowe nie mogłoby istnieć bez żurawi wieżowych. Te precyzyjne, potężne urządzenia stały się nieodzownym elementem każdej inwestycji, w której konieczne jest przenoszenie ciężkich ładunków na znaczne wysokości i odległości. Choć konstrukcyjnie żuraw wieżowy może wydawać się prosty, jego praca opiera się na zaawansowanej mechanice, przemyślanej logistyce i nowoczesnych systemach bezpieczeństwa. Poniżej prezentujemy szczegółowe spojrzenie na zasadę działania, budowę i praktyczne zastosowania tej kluczowej maszyny budowlanej, ze szczególnym uwzględnieniem innowacyjnych rozwiązań z napędem elektrycznym.
Rola żurawi wieżowych w budownictwie
Żuraw wieżowy to niezwykle istotny element w branży budowlanej, będący symbolem nowoczesnych projektów budowlanych. Jest to duża maszyna, która pozwala na podnoszenie i przenoszenie ciężkich ładunków na placach budowy. Żurawie wieżowe są powszechnie stosowane przy budowie wysokich budynków, mostów, wiaduktów oraz innych dużych struktur. Różnią się wielkością i specyfikacją w zależności od potrzeb projektu, mogą mieć zasięg ramienia sięgający kilkudziesięciu metrów i zdolność podnoszenia ciężarów ważących nawet kilkadziesiąt ton.
Porównanie żurawi wieżowych i samojezdnych
Zarówno żurawie samojezdne, jak i wieżowe są chętnie wykorzystywane podczas prac budowlanych. Istnieją jednak między nimi znaczące różnice i podobieństwa. Oba rodzaje żurawi przenoszą przede wszystkim ciężkie ładunki i pracują zarówno w pionie, jak i w poziomie, doskonale sprawdzając się na placach budowy. Ich udźwig można zmniejszyć wtedy, kiedy zwiększy się długość ramienia.
Dźwig samojezdny to mobilny sprzęt dźwigowy, napędzany silnikiem spalinowym, ale o napędzie elektrycznym, mechanicznym oraz hydraulicznym. Składa się z wychylnego wysięgnika (znajdującego się na pomoście obrotowym) oraz wyciągarki. Kabina żurawia samojezdnego znajduje się przy ziemi, a pracę wykonuje ramię. Dźwig samojezdny można postawić niemal w każdym miejscu i na różne sposoby przestawiać.
Żuraw wieżowy to stacjonarne urządzenie przeznaczone do transportu poziomego i pionowego na placu budowy. Operator żurawia wieżowego ma widok na prace z góry, a praca jest możliwa dzięki wózkowi, który zlokalizowany jest na wysięgniku. Obsługiwany obszar zależy od długości ramienia.
Budowa i mechanizmy działania żurawia wieżowego
Każdy żuraw wieżowy opiera się na kilku głównych podzespołach konstrukcyjnych. Działanie żurawia wieżowego opiera się na zasadzie dźwigni oraz wykorzystaniu sił mechanicznych do podnoszenia i przenoszenia ładunków.
Elementy konstrukcyjne
- Fundament: Zazwyczaj betonowy, zapewnia stabilność.
- Maszt: Pionowa kratownicowa wieża, na której opiera się cały żuraw. Na szczycie masztu znajduje się obrotnica, umożliwiająca rotację ramienia wokół osi pionowej. Maszt może być montowany jako sekcyjny (górnoobrotowy) lub zintegrowany (dolnoobrotowy). Wysokość operacyjną uzyskuje się poprzez dodawanie kolejnych segmentów lub system wspinania (tzw. klatki wspinającej), który pozwala żurawiowi rosnąć razem z budynkiem.
- Ramię (wysięgnik): Długie ramię, które wychodzi od wieży i może się obracać wokół jej osi. Może być poziomy (z wózkiem transportowym) lub wychylny - podnoszony pod kątem, co ułatwia pracę w gęstej zabudowie miejskiej.
- Przeciwwysięgnik: Krótsze ramię, na którym umieszczona jest przeciwwaga.
- Kabina operatora: Miejsce, z którego operator steruje żurawiem, umieszczona na szczycie masztu lub przy wysięgniku.
Mechanizmy działania
Najważniejszym ruchem żurawia jest podnoszenie i opuszczanie ładunku. Odbywa się ono za pomocą stalowej liny nawlekanej na bęben wciągarki, która znajduje się zazwyczaj w części przeciwwagi. Silnik elektryczny napędza ten bęben, a przez układ bloczków i kół linowych energia przekładana jest na hak roboczy.
W żurawiach z poziomym wysięgnikiem dodatkowo funkcjonuje wózek, który porusza się po długości ramienia i zmienia zasięg podnoszenia. W modelach z wysięgnikiem wychylnym ten efekt uzyskuje się poprzez zmianę kąta ramienia. Cała górna część żurawia może się obracać o 360° dzięki mechanizmowi obrotowemu sterowanemu przez operatora - to zapewnia żurawiowi wszechstronny dostęp do całego obszaru roboczego.
Każdy z mechanizmów posiada oddzielny napęd - zazwyczaj silnik elektryczny z przekładnią i hamulcem bezpieczeństwa. Operator ma do dyspozycji pulpity sterownicze, joysticki i cyfrowe wskaźniki. W nowoczesnych jednostkach operatorzy wspomagani są przez sensory, systemy kontroli obciążenia, czujniki wiatru oraz ograniczniki stref pracy.
Rola przeciwwagi i bezpieczeństwo pracy
Równowaga całego żurawia opiera się na precyzyjnie dobranej przeciwwadze. Są to betonowe bloki montowane na przeciwwysięgniku, których masa musi kompensować siły działające na wysięgniku z podnoszonym ładunkiem. Ich niedobór lub zły montaż może prowadzić do krytycznych przechyłów lub utraty stateczności. Dlatego przeciwwagi zawsze dobierane są zgodnie z tabelą obciążeń producenta.
Bezpieczeństwo zapewnia nie tylko sprzęt, ale i procedury. Żuraw może pracować wyłącznie w określonym zakresie siły wiatru (zazwyczaj do 15 m/s). W przypadku silnych podmuchów operator musi zatrzymać pracę, a żuraw powinien być ustawiony w tryb swobodnego obrotu, by wysięgnik mógł ustawiać się "z wiatrem" (tzw. weathervaning). Regularne przeglądy techniczne, badania UDT i książka konserwacji są niezbędne dla każdej jednostki.
Jak żurawie wieżowe budują się same
Żuraw wieżowy z silnikiem elektrycznym: Innowacje i ekologia
Rewolucja klimatyczna, która nabiera tempa, wymusza stosowanie w budownictwie koncepcji napędów, które ograniczają emisje gazów cieplarnianych. Nowoczesne żurawie wieżowe wykorzystują zaawansowane technologie, które zwiększają ich efektywność i bezpieczeństwo, w tym energooszczędność.
Krupiński Cranes i projekty unijne
Przedsiębiorstwo Krupiński Cranes Sp. z o.o., działające od 2018 roku, jest najnowocześniejszym producentem żurawi wieżowych w Polsce. Firma dostarcza wysokiej jakości dźwigi, stosując sprawdzone, niezawodne i nowoczesne rozwiązania. Krupiński Cranes realizuje projekty Unii Europejskiej, które umożliwią wprowadzenie na rynek nowoczesnego żurawia i wykorzystanie innowacyjnych technologii. Fundusze unijne pozwalają przetestować kilka nowych funkcji w warunkach laboratoryjnych i na prototypie, zapewniając pełną niezawodność produktu, zanim trafi on do Klientów.
Firma Krupiński Cranes zrealizowała również projekt współfinansowany przez NCBiR, którego wynikiem jest żuraw wieżowy z silnikiem elektrycznym i magnesem trwałym. Zastosowanie tego typu napędu pozwoliło na znaczne zmniejszenie zużycia energii elektrycznej oraz zmniejszenie emisji hałasu.
Przedmiot i cele projektu
Przedmiotem projektu jest zaprojektowanie, skonstruowanie i przetestowanie żurawia wieżowego - demonstratora technologii:
- Z silnikami elektrycznymi z magnesami trwałymi i odzyskiem energii.
- Zasilanego z napięcia 230 V i o maksymalnym momencie obciążenia 220 Tm.
W celu osiągnięcia celów projektu, został on podzielony na dwa etapy: zaprojektowanie, skonstruowanie i testy na wieży testowej oraz zaprojektowanie, skonstruowanie i testowanie żurawia. Wieża testowa pozwala na testowanie napędu w warunkach laboratoryjnych, aby zbadać ilość energii, jaką realnie można odzyskać, oraz sprawdzić ilość energii potrzebną do doładowania ze źródła zewnętrznego. Po tym etapie znana będzie wielkość napędu, jego gabaryty i wielkość baterii, co pozwala uniknąć przeprojektowywania i zmiany konstrukcji żurawia, zanim odpowiedni zespół napędowy zostanie wytestowany i dobrany. W następnym etapie zostanie zaprojektowany, skonstruowany i ostatecznie przetestowany żuraw na realnym placu budowy.
Grupy docelowe
Spółka Krupiński Cranes sp. z o. o. będzie prowadzić sprzedaż bezpośrednią żurawi wieżowych. Klientami spółki będą firmy budowlane, deweloperzy oraz przede wszystkim firmy zajmujące się wypożyczaniem dźwigów.
Innowacje Liebherr w żurawiach samojezdnych
Kompaktowy żuraw Liebherr LTC 1050-3.1 o udźwigu 50 ton został wyposażony w dodatkową elektryczną jednostkę napędową. Dzięki temu funkcje żurawia mogą być napędzane silnikiem spalinowym lub elektrycznym, oferując pełną wydajność nawet w trybie elektrycznym. Liebherr, chcąc zaspokoić potrzeby klientów i zapotrzebowanie na bardziej ekologiczny sprzęt, pracuje nad alternatywnymi jednostkami napędowymi, które będą idealnie dopasowane do zastosowania i lokalizacji maszyny, jednocześnie nie skupiając się na jednej technologii.
Nowy kompaktowy żuraw samojezdny LTC 1050-3.1 z zakładu Liebherr w Ehingen oprócz konwencjonalnego silnika spalinowego wyposażony jest w silnik elektryczny. Dzięki temu ruchy żurawia mogą być opcjonalnie zasilane elektrycznie. Kompaktowy 50-tonowy żuraw, w nowej wersji, pomaga zredukować emisję CO2 i spełnia wymagania dotyczące pracy w miejscach o zerowej emisji. Firma Liebherr opracowała elektryczną jednostkę napędową dla LTC 1050-3.1 zgodnie z hasłem „Zero emisji, pełna moc”.
Żuraw LTC 1050-3.1 nadal ma konwencjonalny silnik spalinowy, napędzany olejem napędowym lub HVO, do jazdy po drogach i do obsługi operacji dźwigowych. Jednak jako alternatywę posiada również agregat elektryczny do operacji dźwigowych, dzięki czemu generuje „Zerową emisję”. Oznacza to, że wszystkie znane właściwości użytkowe żurawia zostaną zachowane, niezależnie od tego, czy operacje żurawia są napędzane silnikiem elektrycznym, czy silnikiem spalinowym.
Maksymalna elastyczność i ekologiczne korzyści
Nowa jednostka napędowa dla żurawia LTC 1050-3.1 zapewnia najlepszą możliwą kombinację ekologicznych korzyści dla klientów. Na drogach i w terenie żuraw wyposażony w konwencjonalny, niskoemisyjny silnik spalinowy, który spełnia wymogi emisji Stage V i rozwija moc 243 kW (326 KM). Silnik spalinowy może być zasilany uwodornionym olejem roślinnym (HVO) bez żadnych ograniczeń, co pozwala zredukować emisję CO2 nawet o 90% w porównaniu z zasilaniem zwykłym olejem napędowym.
W zależności od warunków pracy można wybrać opcję pracy żurawia w trybie z silnikiem spalinowym lub elektrycznym. Ten ostatni redukuje do minimum zarówno emisję spalin, jak i hałasu. Oznacza to również, że maszyna nadaje się do użytku w obszarach wrażliwych na hałasu oraz w „obszarach o zerowej emisji”.
Prosta i sprytna koncepcja silnika elektrycznego
Nowo opracowana jednostka napędowa z silnikiem elektrycznym rozwija moc 72 kW i dzięki temu umożliwia eksploatację żurawia bez ograniczeń, oferując taką samą wydajność jak przy użyciu 6-cylindrowego silnika. Silnik elektryczny wykorzystuje istniejącą pompę hydrauliczną, która jest zamontowana bezpośrednio na skrzyni biegów Powershift w konwencjonalnym żurawiu LTC 1050-3.1, do przenoszenia mocy do odbiorników na platformie dźwigu.
Do konwencjonalnego modelu LTC 1050-3.1 należy dodać tylko silnik elektryczny i przekładnię rozdzielczą oraz wymagane urządzenia sterujące, aby przekształcić go w wersję elektryczną. Przekładnia rozdzielcza znajduje się bezpośrednio między pompą dźwigu a przekładnią Powershift. To sprytne, ale proste rozwiązanie umożliwia operatorowi elastyczne przełączanie między mocą diesel hydrauliczną a mocą elektrohydrauliczną. Do osiągnięcia pełnej wydajności wymagany jest prąd w miejscu instalacji 125 A, ale żuraw działa również bardzo dobrze przy zasilaniu 63 A. Ewentualnie żuraw może działać przy użyciu zewnętrznego, konwencjonalnego zestawu akumulatorów, jeśli obiekt, w którym pracuje, nie został wyposażony w odpowiednią infrastrukturę elektryczną.
Liebherr dostarcza elektryczny model LTC 1050-3.1 w wersji z 36-metrowym wysięgnikiem teleskopowym TELEMATIK. Dla nowego żurawia dostępna jest również opcja RemoteDrive do zdalnie sterowanej jazdy oraz podnoszona kabina z regulacją wysokości. Prototyp z jednostką elektryczną jest obecnie poddawany intensywnym testom, a Liebherr planuje dostarczyć pierwsze modele w 2023 roku.
Mobilne żurawie wieżowe Liebherr serii MK 88
Liebherr MK 88 to mobilny żuraw wieżowy na podwoziu samochodowym - hybryda, która łączy zalety wieży z klasycznym transportem ciężarowym. Kabina kierowcy, pionowa wieża i wysięgnik składany jak scyzoryk sprawiają, że idealnie sprawdza się na miejskich placach budowy, w centrach miast przy nocnych robotach, montażu prefabrykatów czy instalacjach dachów, takich jak kolektory słoneczne, systemy wentylacyjne czy prace renowacyjne.
Według producenta, mobilny żuraw wieżowy łączy zalety żurawia samochodowego (czyli dużą mobilność i szybkość przemieszczania) z ergonomią klasycznego żurawia wieżowego, który oferuje szeroki zakres zastosowań i pełny obrót. Należy do serii wieżowych dolnoobrotowych z wysięgnikiem, których parametry i inne dane techniczne pozwalają optymalnie dobrać sprzęt do konkretnego zadania.
Ten mobilny żuraw budowlany wjeżdża na śródmiejską działkę, rozstawia się na małym placu i radzi sobie z montażem w gęstej zabudowie. Pionowa wieża pozwala ustawić sprzęt niemal przy ścianie budynku. 45 metrów zasięgu i wysokość haka do 59 metrów wystarczą w większości prac montażowych: od klimatyzatorów, przez stalowe dźwigary, po lekkie konstrukcje dachowe.
Model samochodu ciężarowego Liebherr MK 88-4.1 zalicza się do nowoczesnych żurawi wieżowych dolnoobrotowych z wysięgnikiem wodzakowym mocowanym na ciężarówce. Ten model idealnie sprawdza się w ciasnej zabudowie miejskiej, przy pracach prowadzonych nocą, montażu prefabrykatów, elementów dachowych, a także przy zastosowaniach specjalistycznych - np. renowacjach, instalacjach wentylacyjnych czy montażu kolektorów słonecznych.
Maszyna MK 88 może działać w nocy, w pobliżu mieszkań, przy szkołach, czy w strefach zeroemisyjnych. W trybie Eco zużywa mniej paliwa, nie generuje zbędnego hałasu i daje większy komfort operatorowi. Nie potrzebujesz dodatkowego pojazdu z balastem ani całego dnia na montaż. W wielu przypadkach żuraw kończy pracę szybciej, niż się tego spodziewasz. Dlatego ten model wybierają kierownicy budów, którzy pracują na kilku lokalizacjach dziennie i potrzebują pewności, że sprzęt zadziała wszędzie, gdzie trzeba. Liebherr MK 88 Plus daje jeszcze więcej możliwości - m.in. zwiększoną wysokość podnoszenia przy ustawieniu wysięgnika pod kątem.
Zastosowanie i rodzaje żurawi wieżowych w praktyce
W budownictwie mieszkaniowym i komercyjnym najczęściej spotyka się stacjonarne żurawie górnoobrotowe z poziomym wysięgnikiem. Zapewniają duży zasięg i precyzyjny transport materiałów. Żurawie z wysięgnikiem wychylnym dominują w centrach miast - tam, gdzie przestrzeń w poziomie jest ograniczona. Dla inwestycji krótkoterminowych idealne są żurawie samomontujące. Te mobilne jednostki rozstawiają się samodzielnie w kilka godzin, mogą być przewożone między placami budowy i sprawdzają się przy domach jednorodzinnych czy małych obiektach usługowych.
Niezależnie od typu, każdy żuraw pełni kluczową rolę w logistyce budowy - pozwala zredukować liczbę transportów pionowych, przyspiesza prace montażowe i zwiększa bezpieczeństwo operacyjne. Na większych inwestycjach pracuje równolegle kilka żurawi - ich praca jest koordynowana przez kierownika robót oraz specjalistyczne systemy antykolizyjne.
Montaż, obsługa i bezpieczeństwo żurawi wieżowych
Bezpieczeństwo operacji żurawiem wieżowym jest kluczowym aspektem w branży budowlanej. Montaż: Żuraw wieżowy jest montowany na placu budowy w kilku etapach. Najpierw ustawia się podstawę, a następnie wieżę z segmentów, aż do osiągnięcia żądanej wysokości. Podnoszenie ładunków: Operator żurawia za pomocą wciągarki podnosi ładunek przyczepiony do haka. Przenoszenie ładunków: Mechanizm obrotowy pozwala na obrót ramienia z ładunkiem wokół wieży. Nowoczesne żurawie wieżowe wykorzystują zaawansowane technologie, które zwiększają ich efektywność i bezpieczeństwo.
Czas montażu
Czas montażu zależy od rodzaju żurawia, jego wysokości roboczej, długości wysięgnika oraz dostępności sprzętu pomocniczego. Dla żurawi stacjonarnych górnoobrotowych, montaż zajmuje zwykle 1-3 dni robocze, z udziałem dźwigu pomocniczego i zespołu montażowego. Żurawie samomontujące, rozkładane hydraulicznie, mogą być gotowe do pracy nawet w ciągu kilku godzin, bez użycia dodatkowego dźwigu, co znacząco obniża koszty i czas przygotowania placu budowy.
Odporność na wiatr
Każdy żuraw ma określony przez producenta dopuszczalny zakres pracy przy wietrze. Zazwyczaj maksymalna prędkość wiatru dla bezpiecznego podnoszenia ładunków wynosi 10-15 m/s. Powyżej tej wartości praca jest wstrzymywana, a żuraw zostaje ustawiony w tzw. tryb swobodnego obrotu (weathervaning), co pozwala mu ustawić się z wiatrem i zminimalizować opór aerodynamiczny. W stanie postoju, konstrukcje są odporne nawet na znacznie silniejsze podmuchy - zgodnie z normą PN-EN 14439.
Szkolenie i uprawnienia operatorów
Obsługę żurawia wieżowego może prowadzić wyłącznie osoba posiadająca aktualne uprawnienia operatora UDT w kategorii IŻ (żurawie wieżowe). Operator musi być osobą pełnoletnią, ukończyć kurs teoretyczno-praktyczny zakończony egzaminem państwowym i posiadać aktualne badania lekarskie dopuszczające do pracy na wysokości. Dodatkowo wymagane jest przeszkolenie stanowiskowe z zakresu procedur bezpieczeństwa na danym placu budowy.
Niezbędne jest posiadanie Świadectwa Kwalifikacyjnego UDT dla urządzeń dźwigowych (kategoria IŻ), wydawanego przez Urząd Dozoru Technicznego. Uprawnienie to ma formę bezterminową, lecz operator musi przestrzegać obowiązku regularnych szkoleń BHP i okresowych badań lekarskich.
Inspekcje i konserwacja
Regularne inspekcje techniczne i konserwacja są niezbędne do zapewnienia sprawności i bezpieczeństwa żurawia. Żurawie wieżowe muszą spełniać międzynarodowe i lokalne normy dotyczące konstrukcji, eksploatacji i bezpieczeństwa. Systemy sterowania: Żurawie wieżowe są wyposażone w nowoczesne systemy komputerowe, które ułatwiają sterowanie maszyną i monitorowanie jej parametrów pracy.
tags: #zuraw #wiezowy #z #silnikiem #elektrycznym