Техническое описание к предложению

Портальный кран грузоподъемностью 16/32 тонны х 33/21 м,

с шириной колеи портала 10,5 м,

предназначенный для смешанного режима работы

с крюком и грейфером

Портальный кран г/п 16/32 т х 33/21 м

Общие сведения о портальном кране

Предлагаемый портальный кран по своему техническому исполнению соответствует результатам последних технических разработок специалистов фирмы «GANZ» и охватывает все те новейшие технические решения, которые достигнуты на фирме «GANZ» на основании многолетнего опыта строительства портальных кранов и которые в значительной мере оправдали себя на практике краностроения. Поскольку портальный кран по своей конструкции представляет собой довольно сложную подъемно-транспортную машину как по механическому так и по электрооборудованию, поэтому является особо важным, чтобы выбор использованных при строительстве портального крана компектующих частей оборудования также был основан на соответствующих референциях.

Проектирование узлов портального крана осуществляется в соответствии с действующими предписаниями «FEM», а изготовление его узлов и применяемые для строительства крана материалы соотвтетсвуют действующим нормам и стандартам «EURO» и «ISO». Благодаря этому, портальный кран во всех отношениях соответствует международным предписаниям, независимо от места его установки и монтажа.

Портальный кран, благодаря выбранным скоростям его механизмов, по сравнению с порядком основных его технических данных готов достигать высокой производительности по перегрузке грузов. Портальный кран, благодаря применяемой в его системе управления электрооборудованием современных бесконтактных регулируемых приводов в отношении всех крановых механизмов, работает при отсутствии возникающих обычно у подобных подъемно-транспортных устройств ударных нагрузок.

Система электропитания и отдачи излишней электроэнергии в сеть (система рекуперации) позволяет осуществить внутреннюю смену электроэнергии, что означает, что энергия торможения системой конвертируется для электрических приводов, благодаря чему потребуется взять гораздо меньше электроэнергии из питающей сети.

Благодаря всему этому срок службы портального крана значительно увеличивается, степень износа отдельных элементов крана сведена к минимуму, поскольку практически исключается механическое торможение отдельных механизмов крана. Такого рода конструкция портального крана позволяет его эксплуатировать весьма экономично, она обеспечивает также возможность удобного управления и обслуживания, при достижении высокой производительности по перегрузке грузов.

Наземный подкрановый путь портального крана состоит из обычных железнодорожных рельсов, в соответствии с выбранной шириной колеи портала.

Подвод электрического тока к портальному крану осуществляется, как обычно целесообразно, с береговой токопитающей колонки через питающий кабель крана длиной 50 метров, через кабельный барабан, снабженный устройством противовеса, что соответсвует возможности удаления механизма передвижения крана в общей сложности на 100 метров (или по 50 м в каждую сторону).

Технические данные портального крана

Геометрические размеры и технические его данные, в соответствии с конструктивными решениями технического исполнения крана содержатся на чертеже для предложения

Чертеж № D Аj- 807-1 46 0

Применяемый в механизме подъема портального крана редуктор обладает возможностью переключения скорости, благодаря чему он способен работать в двух режимах работы, с режимом 16 тонн до величин вылета 33 м, и в режиме грузоподъемности 32 тонны до величин вылета 21 м, естественно, при последнем значении грузоподъемности скорость подъема груза уменьшится в два раза.

Настоящий портальный кран предназначен для смешанного режима работы, то есть он предназначен как для крюкового так и для грейферного режима работы.

Режим работы при грузоподъемности 32 тонны относится только к крюковому режиму работы, при этом имеется возможность также для перегрузки кранов контейнеров, подвешенных на крюке на специальной раме для перегрузки контейнеров, перегрузки допускается осуществлять только в пределах указанной грузоподъемности.

В режиме работы с грейфером возможна эксплуатация крана с применением грейферов различного объема и производительности, в зависимости от того, перегрузку сыпучего и навалочного груза с каким объемным весом будут осуществлять при эксплуатации крана. (Например: при перегрузке гравия объем грейфера ок. 6 м3, при перегрузке угля – 8,5 м3, при перегрузке зерна – 10 м3).

Основные технические данные электрического портального крана:

Грузоподъемность 16 т при вылетах от 9 до 33 м

32 т при вылетах от 9 до 21 м

Высота подъема в крюковом режиме 24 м над уровнем головки рельсов

в грейферном режиме 22 м над уровнем головки рельсов

Глубина опускания 15 м ниже уровня головки рельсов

Ширина колеи портала 10,5 м

Напряжение питания крана 3х400 В, 50 Гц, + 0 провод или

заземление

Данные по отдельным механизмам крана

Мезанизм подъема 2х100 кВт, 60/30 м/мин, регулируется

от 0-вого до номинального значения,

Механизм изменения вылета 28 кВт, 50 м/мин, регулируется от

Механизм поворота 2х31 кВт, 1,5/мин, регулируется от

нулевого до номинального значения

Механизм передвижения 4х10 кВт, 26 м/мин, регулируется от

нулевого до номинального значения

Конструктивный вес портального крана 250 тонн

Вес применяемых противовесов 42 тонны

Полный вес портального крана 192 тонны

Металлическая конструкция крана

Несущая металлическая конструкция портального крана в основном сконструрована и строится из коробчатых (закрытых) элементов сварной конструкции, с применением катаной стали с хорошими качествами свариваемости, с временным сопротивлением разрыву 38 кП/мм2. Конструктивное оформления портала кран позволяет возможность прохода под порталом в соответствии с шириной колеи портала для двух железнодорожных вагонов, с учетом габарита приближения строений железнодорожного состава. Из верхней плоскости портала возвышается размещенная в середине так называемая неповоротная колонна крана. В головной части колонны размещается упорный подшипниковый венец, через который передаются все нагрузки с поворотной части крана и от груза, подвешенного на крюке. Так называемая поворотная колонна портального крана имеет аналогичное конструктивное оформление, на поворотной части крана размещается так называемый электрический блок, включающий в себе машинное отделение крана и электрооборудование.

К электрическому блоку примыкает кабина управления краном, в верхней части колонны крана размещаются полиспастная система крана и механизм изменения вылета крана.

Требующиеся на месте монтажа крана соединения узлов металлоконструкции осуществляются болтовыми соединениями. В части несущей конструкции для соединения узлов металлоконструкции применяются высокопрочные болтовые соединения, с соответствующей подготовкой соединяющихся поверхностей перед соединением узлов (достижение требующейся шероховатости поверхностей). Кроме того, часть узлов металлоконструкции крана, прежде всего у стрелового устройства крана, соединяется штифтовыми соединениями.

Конструкция стрелового устройства крана представляет собой также коробчатую конструкцию, по своему конструкцивному оформлению представляет собой шарнирный трехзвенник (шарнирно-сочлененную укосину). К металлоконструкции крана относятся трапы, площадки и лестницы, применяемые с целью удобств при уходе и обслуживании узлов портального крана, при конструктивном оформлении которых также были в значительной мере учтены нормы и станарты «EN» (европейские нормы), в соответствии с чем трапы, площадки и лестницы для прохода снабжены решетками для прохода в нескользящем исполнении, конструкция решеток позволяет также возможность отвода осадков и очистки от пыли.

Вся металлическая конструкуция крана снабжена соответствующей защитой от коррозии и покрыта коррозионностойкой краской, что также соответствует действующим нормам и станартам «EN» (европейские нормы), в соответствии с условиями эксплуатации узлов портального крана на открытом воздухе. Защита узлов от коррозии включает в себе предварительную подготовку поверхностей готовой металлоконструкции дробеструйной обработкой и с последующим нанесением немедленно слоя грунтовочной краски на основе цинковой пыли, нанесением промежуточного слоя краски на эпоксидной основе и нанесением двух слоев кроющей, окончательной краски. В общей сложности на элементы металлоконструкции крана наносятся слои красок толщиной всего в 220-240 микрон.

Механическое оборудование крана

Механическое оборудование портального крана сконструировано и изготовлено в соответствии с условиями эксплуатации и исходя из нагрузок, возникающих при эксплуатации отдельных механизмов портального крана, причем механическое оборудование, естественно, удовлетворяет действующим предписаниям FEM в отношении коэффициентов безопасности оборудования.

Механизм подъема крана размещается в машинном отделении крана. Между приводным электродвигателем механизма и редуктором установлен также отдельный дисковой тормоз, который предназначен обеспечивать дальнейшую безопасность при остановке движения механизма подъема. Канатные блоки механизма подъема снабжены также устройством от выскакивания каната из ручья блоков, что также рассматривается как дополнительное устройство безопасности механизма подъема. В

качестве дальнейшей защиты механизма подъема выступает электрический сигнал, снимаемый с конечного выключателя канатного барабана механизма подъема (так называемый „End Coder”), что обеспечивает остановку движения груза при работе механизма подъема при достижении крайнего конечного положения (применяется конечный выключатель, снабженный приводным устьройством).

Механизм поворота портального крана размещается и может быть обслуживан с площадки, примыкающей на уровне упорного подшипникового венца к неповоротной колонне, и снабжен приводным электродвигателем, встроенным вместе с тормозом. Зубчатый венец упорного подшипника в двух местах по диагонали приводится планетарной шестерней, закрепленной на валу редуктора, встроенного вместе с приводным электровигателем. Это является открытой передачей, позволяющей возможность для легкого доступа и контроля узла, в конструкции, естественно, предусмотрена также возможность настройки (регулировки) узла.

Механизм изменения вылета стрелы крана размещен в отдельном небольшом машинном отделении, находящемся в верхней части колонны, привод этого узла также осуществляется от редуктора, соединенного с приводным электродвигателем, встроенным вместе с тормозом. Сам механизм изменения вылета представляет собой зубчатую рейку, что обычно является хорошим, испытанным техническим решением в отношении портальных кранов «GANZ».

Механизмы передвижения размещаются под четырмя ногами портала крана и под каждой ногой портала имеется один приводной механизм. Коробчатая конструкция тележек крана через балансирное устройство соединена с ногами портала, обеспечивая тем самым возможность перенесение нагрузки с ног портала и ее равномерное распределение по колесам портала крана. Привод этого механизма также осуществляется от редуктора, соединенного с приводным электродвигателем, встроенным вместе с тормозом. В конструкции тележек крана установлены электрические рельсовые противоугонные захваты, которые относятся также к устройствам безопасности крана, поскольку они предотвращают возможность передвижения крана в его нерабочем состоянии.

Описание электрооборудования крана

Все приводные электродвигатели портального крана представляют собой трехфазные асинхронные крановые электродвигатели с короткозамкнутым ротором тяжелого режима работы.

Приводные механизмы портального крана представляют собой регулируемый привод переменного тока с применением частотных преобразователей . Частотный преобразователь преобразует трехфазный питающий ток в выпрямленный ток постоянного напряжения, достигаемый путем применения импульсно-частотной модуляции, и преобразует в трехфазное напряжение с регулируемыми напряжением и частотой для питания электродвигателей. В случае непрерывного основного сигнала, воспринимаемого от дистанционного датчика с потенциометром, встроенного в командоконтроллер, выходной сигнал частотного преобразователя и вместе с ним частота вращения соединенного с ним электродвигателя практически может быть установлена и настроена (регулирована) бесступенчато, практически между нулевым и номинальным значениями.

На кране применются типы частотного регулирования по системе как по замкнутому так и по открытому контуру. В механизме подъема, грейфера, поворота и изменения вылета крана благодаря обратной связи, осуществляемой установленным импульсным датчиком, осуществляется частотное регулирование независимо от нагрузки. В приводе механизма передвижения крана, используя собственное регулрование частотного преобразователя, осуществляется регулирование по открытому контуру.

При возможности регулирования частоты вращения без потерь, пуск и торможение всей системы механизмов крана осуществляется без возникновения токовых и механических ударов и толчков, благодаря чему увеличивается весь срок службы крана и его механизмов, данные по разгону и торможению, максимальные токовые нагрузки могут быть запрограммированы на значения оптимальных пределов.

У частотно-регулируемых приводных устройств крана применяется так называемая инверторная система управления, то есть все крановые приводные устройства регулируются через общую модуль входа и отдачи энергии обратно в сеть.

Вход модуля входа и отдачи энергии обратно в сеть, состоящая из двух частотных преобразователей большой мощности, через соответствующие устройства защиты и коммутации через дроссель получает трехфазное питающее напряжение, которое выпрямляется устройством и энергия так называемого промежуточного контура поглащается и хранится конденсаторами высокой мощности.

Напряжением выпрямленного постоянного тока, появляющимся на так называемом промежуточном контуре, питаются инверторные входы отдельных приводных устройств крана. Инверторные устройства, относящиеся к тому или иному механизму крана прерывают это постоянное напряжение, и преобразуют его для приводных электродвигателей в переменное напряжение с амплитудой и частотой, в соответствии с основным сигналом.

Через шины постоянного тока, соединяющие приводные устройства между собой, возможен тажке внутренний обмен энергией, таким образом при согласованной работе электрических приводных устройств, например привод в генераторном режиме способен питать электрические приводные устройства без снятия дополнительного напряжения из сети. Избыток электрической энергии, освобождающийся при торможении механизмов, через общий модуль входа и отдачи энергии в сеть может быть отведен обратно в питающую сеть. Полупроводниковые устройства приводных механизмов представляют собой мощные устройства, устойчивые против механических нагрузок, снабженные собственным кожухом устройства промышленного исполнения, и соответствующие достижениям уровня последних технических разработок.

На портальном кране применяются частотные преобразователи фирмы „CONTROL TECHNIQUES UNIDRIVE”, или частотные преобразователи аналогичногго технического уровня, которые в интересах достижения требующихся уровней мощности могут работать совместно и параллельно с уравновешанными токами.

Система управления модуля питания и отдачи энергии обратно в сеть – через примыкающий фильтр на 3 кГц – обеспечивает синусоидальную форму и ваттовский характер принимаемого из сети или отдаваемого в сеть тока. Это решение позволяет также достигать тормозного момента, превышающего момент разгона. С точки зрения питающей сети данное решение является идеальным. Особенно выгодным является в применении данной системы отсутствие критических тормозных сопротивлений.

Программирование и управление частотных преобразователей осуществляется через установленные в системе электрооборудования крана электронные устройства. Специальные настройки, требующиеся для отдельных приводных устройств крана в соотвтетствии с требованиями того или иного привода установлены и настроены на заводе-изготовителе поставщиком оборудования , поэтому изменять эти настройки во время эксплуатации крана уже нет необходимости. Сложную логическую систему управления крана обрабатывает программируемая электронная логическая система управления (PLC), содержащая в своей системе помимо аналоговых сигналов командоконтроллеров, цифровые сигналы слежения за параметрам блокировок и органичений крайних положений, и т. п., и система PLC выдает команды управления в соответствии с логическими связями, запрограммированными в ее памяти. Система PLC состоит из аналоговых и цифровых входных и выходных модулей, установленных на центральное устройство, из модуля питания, и переключающих реле. Карты input-output системы PLC обладают собственными индикаторами LED для поиска и ремонта неисправностей системы.

В системе применяются надежные компактные устройства, серийно выпускаемые фирмой Moeller, серии PS, или компактные устройства аналогичного технического уровня, в соответствии с принципами децентрализованной системы автоматизации.

Благодаря такой системе обеспечивается при достаточной комплекности системы простота в их обслуживании и при уходе, затраты на диагностику устройств сведены к минимуму. Такое построение системы предполагает возможность комуникации установленных элементов системы при помощи соединения высокой мощности, что в

применяемой системе осуществляется посредством системы коммуникации «BUS».

Компактные устройства управления, применяемые в качестве «MASTER» дополняются в качестве «SLAVE» внешними модулями и локальными дополнениями.

Для индикации данных режимов работы и индикации возможных ошибок системы специально для указанной системы PLC разработано сенсорное индикаторное устройство и операторская панель, которые установлены на кране, крепятся на консоли, прикрепленной к правому пульту управления, обеспечивая тем самым удобное обслуживание системы.

Кабина управления крана крепится к поворотной раме таким образом, чтобы обеспечивать крановщику отличный обзор обслуживаемой краном территории при выполнении грузоподъемных операций. Кабина управления имеет по всему кругу остекление, а также в нижней его части и отчасти на крыше кабины, что также улучшает видимость для крановщика.

В кабине управления краном размещается пульт управления, встроенный вместе с сидением крановщика, на пульте устройства управления размещены, исходя из условий удобного их обслуживания и хорошей обзорности. В пульте размещены также операторская панель и устройства системы PLC. Управление отдельными механизмами крана осуществляется рукояткой типа «joystick», управление отдельными движениями крана (направления и скорости движения) осуществляются в зависимости от установки рукоятки в положение под разными углами.

При установке рукоятки управления в нулевое положение всегда происходит электрическое торможение и установленный в двигателе тормоз выполняет функцию торможения и фиксации механизма. В соответствии с вышеуказанным управление портальным краном не вызывает физической нагрузки обслуживающего порсонала (крановщика), в то же время при удобном обслуживании и управлении отдельными крановыми механизмами обеспечивает возможность быстрого и легкого выполнения грузоподъемных операций.

Электропитание портального крана и его подсоединение к береговой токопитающей системе предполагает наличие береговой токопитающей колонки.

Требующееся напряжение питания крана: 3х400 В, 50 Гц, + нулевой провод

Ток в соответствии с электрической мощностью: 630 А, ток электропитания

Однорядный кабельный барабан размещается на портале крана, требующееся натяжение кабеля и конечные положения обеспечиваются конструкцией противовеса кабельного барабана. Однорядный кабельный барабан сам по себе обеспечивает возможность намотки кабеля на барабан в упорядоченном виде. Через токосъемное устройство кабельного барабана силовое напряжение питания крана попадает в электрический секционный шкаф, размещенный на портале, откуда через вращающийся кольцевой токосъемник напряжение передается для питания крана.

На кране имеется система освещения, сеть системы освещения через трансформаторы с двойной обмоткой присоединяются к системе электропитания крана.

Напряжение освещения крана: 220 В, 50 Гц

Система освещения крана сконструирована таким образом и аппараты расставлены так, чтобы обеспечивать хорошую освещенность электрооборудования, механического оборудования в машинных отделениях и на кране, и также обеспечивать внешней аппаратурой освещения удобные условия для прохода на кране, кроме того на кране применяются мощные прожекторы для освещения обслуживаемой краном территории.

Применяемые для соединения устройств электрооборудования крана кабели, укладываемые в фиксированном положении, выполнены в пластмассовой изоляции, а в условиях, где требуется гибкий переход, укладываются гибкие кабели с резиновой изоляцией. Для укладки кабелей применяется система открытых кабельных трасс из оцинкованного материала. Применяемые на кране кабели рассчитаны на изоляцию 1000 вольт, за исключением применяемых специальных кабелей. В предписанных местах устройств частотного регулирования применяются экранированные кабели. Такие же кабели применяются у элементов восприятия и чувствительности (импульсные датчики, силоизмерительные ячейки).

Система безопасности крана

Система ограничения грузоподъемности и измерения нагрузки

Для ограничения от перегрузок механизма подъема на кране применяется электронное устройство ограничителя грузоподлъемности. Функция подъема груза служит для целей информирования крановщика о параметрах процесса грузоподъемной операции.

Устройство ОГП состоит из следующих основных узлов:

Силооизмерительный элемент

Измерительный усилитель

Центральный блок обработки сигналов

Устройство индикации

Роль центрального блока обработки данных и устройства индикации выполняют система «PLC» и операторская панель.

На операторской панели обслуживающим кран персоналом (крановщиком) может быть непрерывно контролирована величина поднимаемого краном груза.

Ячейки восприятия нагрузки размещены таким образом, что действующие на них усилия всегда пропорциональны нагрузкам, возникающим в канатах крана.

Ограничитель грузоподъемности приводит в действие также оптическую и акустическую (звуковую) систему индикации.

Для оценки результатов измерений ограничителя грузоподъемности система снабжена думя компараторными выходами (приборами сравнения), уровень индикации которых может быть отдельно настроен.

Первый уровень снабжен программируемой системой настройки по времени срабатывания для исключения нежелаемых срабатываний вследствие раскачивания.

В случае достижения перегрузки система управления ОГП отключает все движения крановых механизмов, кроме возможности опускания груза на землю.

Для измерения давления ветра на кране установлено электронное устройство анемометра, снабженного лопастным устройством восприятия давления ветра, с возможностью настройки на выдачу оповещающего и командного сигнала двух уровней. На индикаторном устройстве прибора действительная величина давления ветра может быть проконтролирована.

В интересах безопасности эксплуатации портального крана на нем применены следующие устройства безопасности и сигнализации.

Механические защиты

Устройство электрического рельсового противоугонного захвата

Ограничитель от выскакивания каната из ручья канатных блоков

Устройства электрической защиты крана

Система защиты от прикосновения

Система защиты от перегрузок токов

Защита от токов короткого замыкания

Защита от нулевого напряжения

Внутренняя молниеотводная защита

Защита от перегрузки крана

Защита от нулевого положения командоконтроллеров

Аварийные выключатели

Защита от пуска в закрытом состоянии рельсовых противоугонных захватов

(механизм передвижения, портал)

Ограничители крайних положений

Конечные выключатели верхнего и нижнего конечных положений груза

Конечные положения наибольшего и наименьшего вылета стрелы

Ограничитель от столкновения двух кранов, перемещающихся на одних и тех же подкрановых путях

Применяемые на кране измерительные приборы

Вольтметр

Амперметры

Анемометр для измерения давления ветра

Измеритель нагрузки (ограничитель грузоподъемности)

Сигнализации на кране

Звуковая и световая сигнализация при перемещении крана

Сигнальный гудок

Сигнальная сирена

Индикаторное устройство (display) и операторская панель на пульте управления краном (для целей функции проверки режимов и параметров работы, индикации ошибок и неполадок системы).

Портальный кран – сложная подъёмно-транспортная машина, сложность конструкции которой определяется сложностью технологических операций и повышенных требований к точности исполнения и работы крана.

Рисунок 3.1 – Кран портальный. Общий вид.

1-ходовая тележка;

3-опорно поворотное устройство;

4-неподвижный противовес;

5-кабина управления;

6-кабина для механизмов;

7-механизм изменения вылета;

8-подвижный противовес;

10-жёсткая оттяжка;

12-сменное рабочее оборудование;

3.2 Классификация портальных кранов по их назначению

Портальные краны по функциональному назначению разделяются на: перегрузочные, монтажные, строительные, судостроительные (рис. 3.2)

Рисунок 3.2 – Блок-схема классификации портальных кранов

3.3 Перегрузочные портальные краны

Портовые краны. Грузоподъемность кранов, используемых в портах при погрузке массовых грузов, колеблется в пределах от 1,5 до 20 тонн. При грузоподъемности свыше 3 т. они обычно снабжаются сменным оборудованием - грейферами для работы с насыпными грузами и крюками для работы со штучными грузами. Для кранов грузоподъемностью до 3 т., включительно применение грейферов весьма ограничено, в основном они используются для снабжения углем каботажных и речных судов. Поэтому для упрощения подъемного механизма такие краны обычно изготовляются только с крюками. Для специализированных морских причалов при больших количествах насыпных грузов целесообразно применение грейферных кранов грузоподъемностью до25 т.

Портовые краны обычно имеют постоянную грузоподъемность на всех вылетах. В зависимости от ширины прикордонных складов и обслуживаемых судов портовые краны имеют максимальный вылет от 15 до 40 м (и 30 м обычно 25). Минимальный вылет принимается из конструктивных соображений. В целях обслуживания наибольшей площади с одной установки крана следует стремиться иметь этот вылет наименьшим. Ширина колеи портала (расстояние между осями подкрановых рельс зависит от количества железнодорожных путей, перекрываемых порталом. Обычно порталы выполняются однопутными, трехпутными двухпутными и. В некоторых случаях порталы заменяются Г-образными полупорталами, в которых горизонтальная рама металлоконструкции одной стороной опирается непосредственно на ходовые тележки, катающиеся по подкрановым рельсам, уложенным на несущих конструкциях зданий прикордонных складов (рис. 3.3) или на специальных эстакадах. В речных портах, имеющих откосные набережные, иногда применяются полупорталы специальной конструкции, которые перемещаются по рельсам, уложенным

Рисунок 3.3 – Полупортальный кран

на разных уровнях (рис. 3.4). Это позволяет приблизить ось вращения крана к разгружаемому судну, не прибегая к возведению дорогостоящих массивных стенок набережных. При больших колебаниях уровня воды в реке во время паводков ходовые тележки, идущие по нижнему рельсу, и часть металлической конструкции полупортала часто работают под водой.

Поворотная часть крана на однопутном портале устанавливается на середине его пролета, на двухпутном она иногда смещается к одному из подкрановых рельсов в зависимости от условий работы крана. Поворотная часть крана на трехпутном портале иногда выполняется передвижной, что увеличивает обслуживаемую площадь, но усложняет конструкцию крана.

Ввиду высокой стоимости сооружения подкрановых путей и набережных давление на ходовые колеса кранов обычно ограничивается 20-30 т. В зависимости от этого давления определяется число ходовых колес.

Рисунок 3.4 – Перегрузочный портальный крана на полупортале специальной конструкции

Возможности применения портальных кранов для выполнения широкого спектра операций:

▬ перевалки штучных грузов при помощи грузового крюка;

▬ работы с тяжелыми грузами;

▬ обработки навалочных грузов при помощи грейфера;

▬ работы с магнитом;

▬ перегрузки металлолома при помощи прямоугольного грейфера;

▬ обработки контейнеров при помощи спредера.

Краны с бункером (краны типа «кенгуру») на портале (рис. 5) применяют для выгрузки сыпучих грузов из судов при устойчивом грузопотоке.

Вращение исключено из рабочего цикла крана, тем самым повышается производительность. Движение грейфера из трюма к бункеру и обратно обеспечивают только механизмы подъема и изменения вылета. Из грейфера

Рисунок 3.5 – Портальные краны с бункером (типа «кенгуру»)

груз высыпается в бункер и доставляется на склад транспортерами, один или два из которых установлены на кране. Размеры бункера в плане, с учетом раскачивания грейфера на канатах, значительны. Для уменьшения раскачивания длина подвеса должна быть возможно меньшей. При передвижении крана вдоль судна бункер не должен выступать в сторону берегового рельса за габарит портала. В кране завода ПТО им. С. М. Кирова (рис. 3.5, а) бункер выполнен поворотным. При выгрузке груза из судна бункер устанавливают горизонтально, а при перемещениях крана вдоль пирса - вертикально; при этом бункер не задевает надстроек судна. В кране фирмы "Кампнагель" из тех же соображений бункер выполнен передвижным (рис. 5, б). Это позволяет уменьшить длину перемещения грейфера и массу стреловой системы.

Портальный кран - это оборудование для погрузочных работ, которое обладает большой грузоподъемностью. Массивная поворотная конструкция устанавливается на портал, который движется по рельсам. Такая техника используется на открытых площадках, поскольку имеет большой вес и крупные габариты. В зависимости от конструкции портальные краны имеют разное применение.

Использование портальных кранов

Маскус - портал по продаже техники, на котором вы можете найти разное оборудование для складских работ. В каталоге представлена различная техника для обработки контейнеров и другие складские машины, которые позволяют повысить эффективность работы. Новые и подержанные погрузчики для склада, укладчики и комплектовщики без наработки и бу можно приобрести и продать с помощью нашего портала.

Особенности портовых портальных кранов

Мобильные портовые краны используются для контейнеров и других тяжелых грузов. Среди их особенностей:

• грузоподъемность - 1,5-2 т;
• вылет - 15-40 м;
• наличие сменного оборудования.

Как правило, крюками для штучных грузов и грейферами оснащаются машины, грузоподъемность которых превышает 3 тонны. Грейферы применяются ограничено, большинство подъемников оснащаются только крюком. Грузоподъемность обычно остается постоянной на всех вылетах.

Среди современных мобильных кранов наиболее востребованы универсальные модели, которые подходят для любых портовых работ. Они отличаются высокой эффективностью и производительностью, справляются с большими нагрузками быстро и качественно.

Покупка и продажа спецтехники

Портовые краны относятся к сложному и дорогостоящему оборудованию, без которого не обойтись при работе в порту. Разные виды такого оборудования вы найдете на портале Mascus, где доступны и новые, и подержанные погрузчики. Предложения от частных лиц и от компаний помогут найти именно тот вариант, который вам подходит.

Вы можете выбрать оборудование по производителю, стоимости, местонахождению и другим параметрам. Сориентироваться в широком ассортименте поможет специальный фильтр. Доставку из других стран и по России осуществляют транспортные компании-партнеры. Выбирайте на портале Маскус выгодные предложения по покупке и продаже спецтехники!

3 ПОРТАЛЬНЫЕ КРАНЫ. ОПИСАНИЕ. ХАРАКТЕРИСТИКИ

3.1 Перегрузочные портальные краны.

Портальный кран – сложная подъёмно-транспортная машина, сложность конструкции которой определяется сложностью технологических операций и повышенных требований к точности исполнения и работы крана.

Рисунок 3.1 – Кран портальный. Общий вид.
1-ходовая тележка;

4-неподвижный противовес;

5-кабина управления;

6-кабина для механизмов;

7-механизм изменения вылета;

8-подвижный противовес;

10-жёсткая оттяжка;

12-сменное рабочее оборудование;

3.2 Классификация портальных кранов по их назначению

Портальные краны по функциональному назначению разделяются на: перегрузочные, монтажные, строительные, судостроительные (рис. 3.2)

Рисунок 3.2 – Блок-схема классификации портальных кранов
3.3 Перегрузочные портальные краны

Портовые краны. Грузоподъемность кранов, используемых в портах при погрузке массовых грузов, колеблется в пределах от 1,5 до 20 тонн. При грузоподъемности свыше 3 т. они обычно снабжаются сменным оборудованием - грейферами для работы с насыпными грузами и крюками для работы со штучными грузами. Для кранов грузоподъемностью до 3 т., включительно применение грейферов весьма ограничено, в основном они используются для снабжения углем каботажных и речных судов. Поэтому для упрощения подъемного механизма такие краны обычно изготовляются только с крюками. Для специализированных морских причалов при больших количествах насыпных грузов целесообразно применение грейферных кранов грузоподъемностью до25 т.

Портовые краны обычно имеют постоянную грузоподъемность на всех вылетах. В зависимости от ширины прикордонных складов и обслуживаемых судов портовые краны имеют максимальный вылет от 15 до 40 м (и 30 м обычно 25). Минимальный вылет принимается из конструктивных соображений. В целях обслуживания наибольшей площади с одной установки крана следует стремиться иметь этот вылет наименьшим. Ширина колеи портала (расстояние между осями подкрановых рельс зависит от количества железнодорожных путей, перекрываемых порталом. Обычно порталы выполняются однопутными, трехпутными двухпутными и. В некоторых случаях порталы заменяются Г-образными полупорталами, в которых горизонтальная рама металлоконструкции одной стороной опирается непосредственно на ходовые тележки, катающиеся по подкрановым рельсам, уложенным на несущих конструкциях зданий прикордонных складов (рис. 3.3) или на специальных эстакадах. В речных портах, имеющих откосные набережные, иногда применяются полупорталы специальной конструкции, которые перемещаются по рельсам, уложенным

Рисунок 3.3 – Полупортальный кран
на разных уровнях (рис. 3.4). Это позволяет приблизить ось вращения крана к разгружаемому судну, не прибегая к возведению дорогостоящих массивных стенок набережных. При больших колебаниях уровня воды в реке во время паводков ходовые тележки, идущие по нижнему рельсу, и часть металлической конструкции полупортала часто работают под водой.

Поворотная часть крана на однопутном портале устанавливается на середине его пролета, на двухпутном она иногда смещается к одному из подкрановых рельсов в зависимости от условий работы крана. Поворотная часть крана на трехпутном портале иногда выполняется передвижной, что увеличивает обслуживаемую площадь, но усложняет конструкцию крана.

Ввиду высокой стоимости сооружения подкрановых путей и набережных давление на ходовые колеса кранов обычно ограничивается 20-30 т. В зависимости от этого давления определяется число ходовых колес.

Рисунок 3.4 – Перегрузочный портальный крана на полупортале специальной конструкции
Возможности применения портальных кранов для выполнения широкого спектра операций:

▬ перевалки штучных грузов при помощи грузового крюка;

▬ работы с тяжелыми грузами;

▬ обработки навалочных грузов при помощи грейфера;

▬ работы с магнитом;

▬ перегрузки металлолома при помощи прямоугольного грейфера;

▬ обработки контейнеров при помощи спредера.

Краны с бункером (краны типа «кенгуру») на портале (рис. 5) применяют для выгрузки сыпучих грузов из судов при устойчивом грузопотоке.

Вращение исключено из рабочего цикла крана, тем самым повышается производительность. Движение грейфера из трюма к бункеру и обратно обеспечивают только механизмы подъема и изменения вылета. Из грейфера

Рисунок 3.5 – Портальные краны с бункером (типа «кенгуру»)
груз высыпается в бункер и доставляется на склад транспортерами , один или два из которых установлены на кране. Размеры бункера в плане, с учетом раскачивания грейфера на канатах, значительны. Для уменьшения раскачивания длина подвеса должна быть возможно меньшей. При передвижении крана вдоль судна бункер не должен выступать в сторону берегового рельса за габарит портала. В кране завода ПТО им. С. М. Кирова (рис. 3.5, а) бункер выполнен поворотным. При выгрузке груза из судна бункер устанавливают горизонтально, а при перемещениях крана вдоль пирса - вертикально; при этом бункер не задевает надстроек судна. В кране фирмы "Кампнагель" из тех же соображений бункер выполнен передвижным (рис. 5, б). Это позволяет уменьшить длину перемещения грейфера и массу стреловой системы.

3.4 Монтажные судостроительные и судоремонтные краны

Монтажные краны предназначены для работ с ответственными штучными грузами. Судостроительные и судоремонтные краны обычно устанавливаются на высоких порталах для лучшего обслуживания работ по монтажу и ремонту судов. Портальные краны, устанавливаемые на набережных судоверфей для достройки судов на плаву, называются достроечными кранами. Они применяются также при ремонте судов у ремонтных набережных и в сухих доках.

Портальные краны, применяемые для сборки судовых корпусов на стапелях, называются стапельными кранами (рис. 3.6). Современная технология постройки судов предусматривает сборку корпуса корабля крупными узлами, поэтому грузоподъемность стапельных и достроечных кранов достигает 80 т., и более.

Рисунок 3.6 – Стапельный кран

Высота подъема крюка над головкой подкрановых рельсов монтажных кранов (рис. 3.7) достигает 50 м. Обычно они устанавливаются на специальных высоких порталах (рис. 3.7) и, начиная с грузоподъемности 20 т., и более, снабжаются двумя крюками – главным и вспомогательным.

Часто монтажные краны имеют переменную грузоподъемность в зависимости от вылета. Скорости рабочих движений подобных кранов, в отличие от перегрузочных, назначаются небольшими.

Для удобства установки монтируемого оборудования механизм главного подъема, а иногда и другие механизмы крана имеют дополнительную малую (посадочную) скорость. Максимальные вылеты монтажных кранов иногда достигают 35-40 м.

Особую группу составляют устанавливаемые на бортах плавучих доков доковые краны (рис. 3.8, 3.9 и 3.10), которые служат для выполнения работы внутри доков. Они перемещаются вдоль стенки дока по путям с очень малой

Рисунок 3.7 – Монтажный кран

Рисунок 3.8 – Доковый кран со стрелой решётчатой конструкции
колеей-3.0 до 4.5 м. В связи с этим приходится принимать специальные меры для обеспечения устойчивости кранов. Устойчивость крана обеспечивают противовесами на поворотной части и при необходимости заливкой бетона в

Рисунок 3.9 – Доковый кран со стрелой коробчатого типа

Рисунок 3.10 – Применение доковых кранов на плавучих доках (Рижская судоверфь)
опоры портала. Помимо противоугонных захватов доковые краны снабжают противоопрокидывающими захватами (клещами-захватами) охватывающими постоянно головки подкрановых рельсов и предохраняющими кран от возможного опрокидывания при перегрузках и удерживающими кран при

боковом ураганном ветре. Подкрановые рельсы на доке должны быть при этом надежно закреплены для сопротивления отрывающим усилиям. Иногда стрелы доковых кранов должны укладываться в походное положение на время транспортирования в открытом море. Доковые краны проектируют с учетом крена и дифферента дока.

3.5 Строительные портальные краны

Строительные портальные краны используются для механизации строительных работ. Применение портальных кранов на строительстве вследствие их высокой стоимости целесообразно только при перегрузке больших количеств материалов, когда кран работает длительное время на одном месте.

Рисунок 3.11 – Строительные портальные краны на бетоновозной эстакаде
В настоящее время портальные краны широко применяются на постройках плотин, шлюзов и силовых зданий крупных гидростанций (рис.11) для укладки бетона, подаваемого в бадьях по бетоновозной эстакаде. Кран разгружает бадьи, подвозимые по эстакаде под порталом крана, и подает их в блоки, где бадьи опоражниваются и обратно грузятся на транспортные средства. При помощи портальных кранов подают и устанавливают опалубку (в виде щитов), арматурные фермы, плиты, оболочки, устанавливают закладные части затворов и турбин и т. д. В конце строительства эти краны используются для монтажа основного оборудования.

Строительные портальные краны обычно имеют грузоподъемность 10-20 т. В зависимости от вылета стрелы она может быть переменной. Величина максимального вылета этих кранов зависит от ширины плотин и достигает 50 м, высота подъема крюка над головой подкрановых рельсов, 36 м. Глубина опускания крюка ниже головки подкранового рельса зависит от высоты эстакады и достигает 70 м и более.

Для обеспечения высокой производительности при таких больших высотах подъема строительные краны имеют такие же высокие скорости подъема, как и перегрузочные краны. Однако скорости поворота и изменения

Рисунок 3.12 – Строительный портальный кран повышенной грузоподъёмности в порту г. Балтимор США
вылета у строительных кранов несколько меньше, чем у перегрузочных, вследствие необходимости уменьшения раскачивания груза, висящего обычно на длинных канатах. Строительные краны делаются только крюковыми. Порталы их имеют большую высоту, так как под ними могут перевозиться по эстакаде арматурные фермы и обечайки трубопроводов к турбинам (рис. 3.12).

При рассмотрении различных типов портальных кранов правильнее всего различать их по кинематическим схемам стрел, которые определяют как конструкцию крана в целом, так и его эксплуатационные качества.

Рисунок 3.13 – Простая подъёмная стрела
Простая подъемная стрела показана на (рис. 3.13) Такая стрела не обеспечивает горизонтального перемещения груза при изменении вылета.

Неуравновешенность веса стрелы и подъем или опускание груза при изменении вылета требуют весьма мощных механизмов изменения вылета, поэтому такие стрелы встречаются только в кранах старых типов. Краны с простыми стрелами обладают пониженной производительностью, так как на установку груза в нужное положение затрачивается большое время.

В настоящее время для портальных кранов применяются полностью или частично уравновешенные стрелы, обеспечивающие перемещение груза по траектории, горизонтали близкой к горизонтали. Мощность двигателей механизмов изменения вылета таких стрел расходуется только на преодоление трения в шарнирах стрелы, перекатывание канатов по блокам и преодоление ветровых и инерционных сопротивлений. Обычно незначительная часть мощности расходуется на небольшой подъем и опускание груза вследствие отклонения его траектории от точной горизонтальной линии и на преодоление неуравновешенной части момента от веса стрелы.

Рисунок 3.14 – Шарнирно-сочленённая стрела с профилированным хоботом и гибкой оттяжкой
Было предложено и выполнено большое число схем стрел с горизонтальным перемещением груза при изменении вылета. Ниже рассмотрены четыре схемы, получившие наибольшее распространение.

Первая схема - шарнирно-сочлененные стрелы с профилированным хоботом и гибкой оттяжкой (рис. 3.14). Стрела состоит из стрелы 3, 1 хобота и канатной оттяжки 2. Криволинейная часть хобота профилируется так, чтобы обеспечивалось перемещение груза по горизонтали. Траектория движения конца хобота зависит от положения грузового каната. Если канат параллелен оси стрелы, то конец хобота перемещается по горизонтали. С помощью такой стрелы возможно получить наибольшее приближение траектории перемещения груза к горизонтали при изменении вылета.

Вторая схема - шарнирно-сочлененные стрелы с прямолинейным хоботом (рис. 3.15) и с жесткой или с гибкой оттяжкой.

Жесткая оттяжка хобота, имеющая достаточную ширину в нижней части, значительно уменьшает скручивание стрелы под действием сил инерции, приложенных к концу хобота, и удерживает хобот от опрокидывания в случае обрыва груза. Благодаря этим свойствам жесткая оттяжка широко применяется в быстроходных портальных кранах и в кранах

Рисунок 3.15 – Шарнирно-сочленённая стрела с прямым хоботом и жёсткой оттяжкой.
с большой грузоподъемностью (75-100 т). Грузоподъемность плавучих кранов, оборудованных укосинами такого типа, достигает 350 т.

При гибкой оттяжке хобота уменьшается вес стрелы, но возрастает опасность скручивания стрелы и опрокидывания хобота.

Разработана конструкция стрелы с дополнительным шарниром, обеспечивающим вращение хобота в поперечном направлении. Оттяжка хобота в этой стреле сделана в виде одной ветви каната.

При возникновении поперечных сил на конце хобота последний поворачивается, не скручивая стрелу.

К недостаткам стрел с прямолинейным хоботом следует отнести большую длину хобота, большой вес и большую парусность при наличии жесткой оттяжки.

Третья схема - стрелы с уравнительными полиспастами. Такие стрелы обеспечивают перемещение груза по линии, близкой к горизонтали. Для уменьшения длины грузового каната иногда применяют укороченные уравнительные полиспасты (рис. 3.16).

Стрелы с уравнительными полиспастами легки, просты в изготовлении, удобны в монтаже и позволяют без затруднений осуществлять укладку их в походное положение.

Рисунок 3.16 – Стрела с укороченным уравнительным полиспастом
К недостаткам этих стрел относятся большая длина канатов от груза до головки стрелы при малых вылетах и, как следствие, большое раскачивание груза, а также повышенный расход грузовых канатов за счет их большой длины и дополнительного износа от перекатывания по блокам при изменении вылета.

Четвертая схема - стрелы с уравнительными блоками, расположенными на качающемся рычаге и оттягивающими грузовой канат при изменении вылета (рис. 3.17). Траектория движения груза таких стрел значительно отклоняется от горизонтали. Улучшение этой траектории обычно вызывает значительное усложнение стрелового устройства. Уравновешивание собственного веса стрел во всех четырех схемах достигается за счет подвижного противовеса , который располагается на качающемся рычаге-коромысле, соединенном жесткой тягой со стрелой, или на канатной подвеске, стрелой соединенной со стрелой.

Рисунок 3.17 – стрела с уравнительным блоком

3.7 Механизмы изменения вылета

Механизмы изменения вылета портальных кранов должны иметь жесткую кинематическую связь со стрелой, чтобы исключить самопроизвольные движения последней под действием горизонтальных сил (ветра, сил инерции, отклонения грузовых канатов от вертикали и т. п.).

Основными типами механизмов изменения вылета являются: реечный (рис. 3.18, а) с зубчатой ​​или цевочной рейками; винтовой с вращающейся гайкой (рис. 3.18, б) или с вращающимся винтом, гидравлический (рис. 3.18, в), секторный (рис. 3.18, г); секторно-кривошипный (рис. 3.18, д) и кривошипно-шатунный, у которого шатун соединяется непосредственно со стрелой или с коромыслом (рис. 3.18, е).

Рисунок 3.18 –Основные типы механизмов изменения вылета: а- реечный; б – винтовой; в – гидравлический; д – секторно-кривошипный; е – кривошипно-шатунный.

Из приведенных типов реечный механизм самый легкий по весу и простой в изготовлении и находит все большее применение у краностроительных фирм.

Винтовой механизм по весу не тяжелее реечного, но сложнее и дороже в изготовлении и требует тщательного ухода и наблюдения за состоянием резьбы гайки и винта во время эксплуатации кранов.

Гидравлический механизм может обеспечивать весьма плавные пуски и торможения механизма, но сложен и дорог в изготовлении. При эксплуатации требует квалифицированного ухода и наблюдения.

Секторный механизм громоздок, тяжел и сложен в изготовлении.

Секторно-кривошипный механизм является промежуточным между секторным и кривошипно-шатунным, он проще и легче секторного.

Кривошипно-шатунный механизм при условии, если крайние положения стрелы соответствуют мертвым точкам механизма, надежен и безопасен в эксплуатации, так как не требует концевых защит и исключает возможность падения или запрокидывания стрелы на кран при переходе ее за крайние положения. По весу это один из самых тяжелых механизмов.

3.8 Механизмы передвижения

3.8.1 Система передвижения на рельсовом ходу.

В подавляющем большинстве современных портальных кранов механизмы передвижения выполняются с индивидуальными приводами на каждую приводную тележку. Синхронизация приводов осуществляется не электрическим путем, а за счет жесткости порталов.

Число приводных колес составляет обычно 25-100% от общего числа ходовых колес. Небольшое число приводных ходовых колес допустимо только при передвижении крана по строго горизонтальному пути, уложенному на надежном основании, и при небольшой наветренной площади крана и груза. При несоблюдении этих условий может иметь место пробуксовывание колес малонагруженных опор крана.

Существует большое количество различных конструкций ходовых частей. Наиболее часто встречаются конструкции, имеющие по 16 ходовых колес - по 8 приводных и по 8холостых, но скомпонованы они могут быть по-разному. Первый вариант предполагает всего две приводные тележки, расположенные по диагонали на ногах портала. Двигатель каждой тележки приводит в движение четыре приводных колеса. Во втором варианте предусмотрено четыре приводные тележки, расположенные под всеми четырьмя ногами, двигатель каждой тележки приводит в движение два приводных колеса.

Установка двух двигателей большой мощности с соответствующей аппаратурой управления обходится дешевле, чем четырех двигателей такой же суммарной мощности, но при четырех приводных колесах от одного двигателя получается очень длинная кинематическая цепь (10 зубчатых колес и червячная пара). При двух приводных колесах от одного двигателя кинематическая цепь может быть значительно укорочена (3 зубчатых колеса и червячная пара) что в значительной мере компенсирует дополнительные затраты на установку четырех двигателей вместо двух.

При двух двигателях привод получается менее надежным, так как в случае выхода из строя одного из них кран передвигаться не может, в то время как временная работа на трех двигателях вместо четырех вполне возможна. При двух двигателях часто имеют место случаи перегрузки одного из двигателей при работе на неровных подкрановых путях, когда опора, на которой установлен другой двигатель, выключается из работы вследствие неравномерной осадки путей.

В тяжелых портальных кранах применяются ходовые тележки с большим числом ходовых колес. На рисунке 3.19 показана такая тележка 75 тонного портального крана завода ПТО им. Кирова на 10 колесах с двумя

Рисунок 3.19 – Ходовая тележка 75-тонного крана завода ПТО им С. М. Кирова
двигателями. Характерной особенностью этой тележки является доступность для осмотра или ремонта любого ходового колеса. Эти колеса установлены в съемных угловых буксах, каждая из которых присоединяется к раме двумя болтами. Для снятия любого колеса (тележки) необходимо с помощью гидравлического домкрата и специального приспособления освободить его от нагрузки , после чего достаточно приподнять колесо на 2-3 мм и выкатить его вбок.

3.8.2 Пневмоколёсная ходовая система.

Фирма «Kranbau Eberswalde» сделала свои краны мобильными. Процесс отхода от сковывающей системы на рельсовом ходу начался в рамках сотрудничества с фирмой «I-BAU» из Гамбурга с гусеничных механизмов передвижения балансирных кранов, с первых мобильных контейнерных перегружателей системы «FEEDER SERVER» в городе Хошимине и с выпуска двух мобильных конвейерных перегружателей. Теперь мобильность обеспечивается и для высокопроизводительного крана, поворотного крана с шарнирно-сочлененной стрелой «Articulated Harbour Crane AHC».

Конструкция крана AHC на рельсовом ходу с чрезвычайно высокой перегрузочной производительностью, безопасностью и надежностью адаптируется с учетом требований рынка на базе зарекомендовавшего себя оборудования механизма передвижения марки «Кирова».

Чтобы не мешать транспортному потоку в порту, сохраняются преимущества высокого портала. Оптимальная погрузка в вагоны возможна за счет охвата двух или более рельсовых путей. В распоряжении имеются два варианта ходовой части:

▬ для движения по прямой и небольшой частоты движения по кривой. Ходовая часть на базе модифицированной конструкции крана типа RTG (рис. 3.20).

Рисунок 3.20 – Пневмоколёсные ходовые тележки, обеспечивающие движение по прямой траектории
▬ для обеспечения полной гибкости, ходовая часть, предлагающая возможность вращаться на месте. Зарекомендовавшее себя оборудование арки Кирова, многократно используемое в области средств для транспортировки тяжелых грузов. Новинка в мировом масштабе - FEEDER сервер ". (Рис. 3.21).

Рисунок 3.21 – Ходовая система FEEDER SERVER, обеспечивает полную мобильность: а - вид спереди; б - вид сбоку
Преимущества системы FEEDER SERVER:

▬ Лёгкая стальная несущая конструкция и крановая тележка;

▬ Стандартизованные машинные узлы;

▬ Модульные узлы привода;

▬ Короткое время монтажа;

▬ Малые инвестиционные затраты;

▬ Невысокие эксплуатационные издержки;

▬ Мобильность;

▬ Высокая эффективность;

▬ Небольшой уровень шума;

▬ Универсальные возможности применения.

3.9 Конструкции порталов

Разнообразие конструкции порталов объясняется разнообразием требований к порталам и кранам, различием в традициях и опыте краностроительных предприятий и малой изученностью границ рационального применения структур порталов. Порталы различаются по типу присоединения опор к верхнему ригелю (шарнирное и жесткое) по числу соединений с частью (трех-и четырёхопорные) по способу образования конструкции (решетчатые, рамные (см. рис. 3.22 а, б) рамно-башенные (рис. 3.22, в), рамно-раскосные (рис. 3.22, г), по числу присоединений опор к верхнему ригелю: двух-(рис. 3.22, 6) и четырехстоечные (рис. 3.22, а) и т. д. На конструкцию портала влияет тип опорно-поворотного устройства: на многокатковом круге, на поворотной колонне и на шаровом опорно-поворотном круге.

Рисунок 3.22 – Порталы: а – рамный четырёхстоечный; б – рамный двухстоечный; в – рамно-башенный; г – рамно-раскосный
Четырехстоечные порталы по сравнению с двухстоечными более металлоемки, но менее подвержены деформациям, что важно для монтажных кранов. В конструкциях кранов, выпускаемых в последние годы, широко применяют рамно-башенные порталы, в которых цилиндрическая (рис. 3.22, в), цилиндроконическая или пирамидальная башня присоединена к рамной

Рисунок 3.23 – Схемы порталов: а – однопутного; б – двухпутного; в – трёхпутного

Рисунок 3.24 – Рамный четырёхстоечный портал коробчатой конструкции
конструкции. Согласно статистическим данным применение дзухстоечных и рамно-башенных порталов расширяется, а четырехстоечных сокращается.

3.10 Механизмы поворота

Механизм поворота портальных кранов состоит из опорно-поворотного устройства, поддерживающего и центрирующего поворотную часть, и привода, вращающего поворотную часть. В зависимости от типа опорно-поворотного устройства различают краны на колонне и на поворотном круге.

Опорно-поворотные устройства кранов на колонне.

Портальные краны на колонне применяются двух типов - с неповоротной или поворотной колонной (рис. 3.25).

В первом случае (рис. 3.25, а) колонна служит продолжением портала, а поворотная часть вращается вокруг нее. Вес поворотной части с грузом воспринимается упорным подшипником наверху колонны, а опрокидывающий момент – радиальными опорами наверху колонны и у ее основания.

В кранах с поворотной колонной (Рис. 3.25, б) последняя составляет одноцелое с поворотной частью. В этом случае вес поворотной части с грузом воспринимается подшипником , расположенным внизу колонны, а опрокидывающий момент-радиальными опорами внизу колонны и в верхней части портала. Краны с поворотной колонной получили наиболее широкое распространение.

Рисунок 3.25 – Схема опоры кранов на колонне: а – с неповоротной колонной; б - с поворотной колонной

Опорно-поворотные устройства кранов на поворотном круге.

Портальные краны на поворотном круге применяются двух типов: с колесными и с катковыми (или шаровыми) опорно-поворотными устройствами.

Колесное опорно-поворотное устройство обычно имеет четыре опоры, причем в зависимости от нагрузки в каждой опоре устанавливается либо одно колесо, либо двухколесная балансирная тележка.

Катковые опорно-поворотные устройства выполняются с коническими или с цилиндрическими катками (рис. 3.26). В первом случае оно представляет собой большой конический роликоподшипник, у которого оба кольца обработаны на конус так, что образующие этих конусов и оси вращения роликов пересекаются в одной точке на оси вращения поворотной части, при этом катки катятся по рельсам без скольжения. Во втором случае катки имеют цилиндрическую форму, поверхности колец представляют собой две плоскости и катки катятся со скольжением.

Шаровые опорно-поворотные устройства. Применяют шаровые опорно-поворотные устройства двух видов: воспринимающие только вертикальную нагрузку и воспринимающие вертикальную нагрузку, горизонтальные силы и опрокидывающий момент. Во всех случаях применения шаровых устройств для нормальной их работы необходимо обеспечить значительно большую жесткость оголовков, порталов и поворотных платформ, чем при Катковых и колесных устройствах.

Рисунок 3.26 – Схемы катковых опорно-поворотных устройств: а – с коническими катками; б – с цилиндрическими катками

3.11 Механизмы подъёма

В грейферных кранах наибольшее распространение имеют механизмы подъема, состоящие из двух независимых лебедок - подъемной и замыкающей, не имеющих ни механической, ни электрической связи, каждая из которых управляется своим командоконтроллером. Рукоятки командоконтроллеров этих лебедок установлены так, чтобы ими можно было управлять раздельно или совместно (одной рукой).

Лебедки изготовляются из отдельных унифицированных блоков (электродвигатель, тормоз, редуктор, барабан, коренной подшипник барабана, соединительные муфты), которые устанавливаются на общей раме. Такая конструкция лебедок обеспечивает их удобную сборку почти без подгоночных работ, а взаимозаменяемость отдельных блоков значительно упрощает организацию ремонтных работ.

Как видно из рисунка 3.27, оси электродвигателя, входного и выходного валов редуктора и барабана этих лебедок лежат на одной прямой. Такая так называемая соосная схема имеет ряд существенных преимуществ по сравнению со схемой с параллельными осями, а именно: меньшие габариты лебедки в плане, возможность установки двух лебедок рядом при сохранении удобного доступа ко всем их частям для обслуживания, значительно упрощенную конструкцию рам лебедок, редуктора уменьшение веса редуктора.

Рисунок 3.27 - Лебёдка подъёма грейферного крана

Механизмы подъёма крюковых кранов. На рисунках 3.28 и 3.29 показана лебедка 10 -тонного крюкового портального крана. Она состоит из таких же отдельных блоков, как и грейферная лебедка (рис. 3.27), но в отличие от нее здесь ось двигателя и ось барабана параллельны между собой. Регулирование скорости, необходимой для крюковых кранов, осуществляется электрическим методом.

Рисунок 3.28 Устройство лебёдки подъёма крюкового крана: 1 - тормоз, 2 - барабан, 3 - двигатель, 4 - редуктор.

Рисунок 3.29 – Кинематическая схема лебёдки с микроприводом

Для монтажных портальных кранов, применяемых в судостроении, при судоремонте, на строительно-монтажных работах и ​​в других аналогичных случаях, требуется более широкий диапазон регулирования скорости. В связи с этим широкое распространение на монтажных кранах получили лебедки с так называемым микроприводом (рис. 3.29).

3.12 Рабочее оборудование

К рабочему оборудованию относятся; спредеры, двухчелюстные грейферы, электромагниты, многочелючтные грейферы, крюковые подвески, траверсы.
а
б

в
г

Рисунок 3.30 – Рабочее оборудование: а – спредер; б – двухчелюстной грейфер; в – электромагнит; г – многочелюстной грейфер

а
б

Рисунок 3.31 – Рабочее оборудование: а – крюковая подвеска; б – траверса

3.13 Кабины

Кабины управления. Кабины управления портальных кранов (рис. 3.32 и 3.33) обычно располагаются на поворотной раме , в передней ее части. Для обеспечения хорошей видимости из кабины наиболее удобно, когда ось ее совпадает с осью симметрии крана.

В кабине управления устанавливается сиденье для крановщика и размещаются приборы управления и аппаратура для освещения крана (командо-контроллеры, трансформаторы, щит освещения и пр.) в задней части кабины управления помещается отопительно-вентиляционная

Рисунок 3.32 - Кабина управления крана ЗПТО им. С. М. Кирова

Рисунок 3.33 - Вариант исполнения кабины

управления
Электрооборудование, которое может являться источником тепловыделений (сопротивления, пускатели, коммутационная аппаратура), как правило, размещается в кабине механизмов. Пол кабины управления должен быть покрыт резиновым ковриком.

Кабины механизмов. Механизмы поворотной части портальных кранов располагаются в закрытых, водонепроницаемых, неотепленных кабинах (рис. 3.34). Механизм изменения вылета укосины часто устанавливается в специальной кабине, помещаемой на площадке над кабиной механизмов или

Рисунок 3.34 - Кабина механизмов крана ЗПТО им. С. М. Кирова

в верхней части каркаса, а в кранах с колонной - внутри последней. Кроме механизмов, в кабине размещают панели и сопротивления.

К каркасу перекрытия кабины механизмов обычно крепится на болтах двутавровая балка, по которой перемещается ручная тележка с талью для обслуживания механизмов и оборудования, кабине установленных в кабине.

3.14 Устройства безопасности

Главнейшим устройством безопасности портального крана является устройство ограничителя грузоподъемности, состоящее из силоизмерительной ячейки, измерительного усилителя и электронного устройства для восприятия получаемых сигналов, показывающее через индикаторное устройство (световое табло) значения поднимаемого портальным краном груза. Важнейшей задачей электронного устройства грузоподъемности крана является запрет перегрузки портального крана в случае возникновения подъема чрезмерных грузов, превышающих допускаемую грузоподъемность крана и позволяет всего лишь опустить на землю поднимаемый груз.

К числу других важных устройств безопасности крана относится анемометр, постоянно измеряющий и регистрирующий давления ветра. Принцип действия применяемого анемометра основан на лопастном устройстве измерения скорости ветра. При достижении настроенного в устройстве значения скорости ветра и при превышении допускаемого значения скорости ветра устройство анемометра сначала выдает оповещающий, предупреждающий сигнал, а потом выдает команду для остановки движений и отключения крана. В случае достижения давления ветра, превышающего значение давления, принятого в расчет при проектировании крана, устройство анемометра приводит в действие рельсовые противоугонные захваты и останавливает механизм передвижения крана.

Портальный кран обладает специальной системой электрической защиты применяемых электрических устройств и аппаратуры, что, в случае возникновения неполадок в сети служит для защиты электрических устройств и аппаратуры.

К числу дальнейших устройств защиты и безопасности крана следует отнести различные устройства блокировки, устройства механической защиты, конечные выключатели и ограничивающие выключатели, срабатывание которых происходит под действием и совместно с программируемой системой управления приводных устройств крана, они в основном выполняют роль защиты механизмов и узлов крана и в случае возникновения крайних или аварийных ситуаций ограничивают крайние положения или выдают сигнал запрета на выполнение той или иной функции.

В случае возникновения аварийной ситуации на портальном кране его работа может быть остановлена ​​также кнопкой аварийного выключения из кабины крановщика, что, в свою очередь также означает своего рода защитное мероприятие по защите устройств крана.

В интересах безопасности эксплуатации портального крана на нем применены следующие устройства безопасности и сигнализации:

Механические защиты:

▬ устройство электрического рельсового противоугонного захвата

Устройства электрической защиты крана:

▬ система защиты от прикосновения

▬ система защиты от перегрузок токов

▬ защита от токов короткого замыкания

▬ защита от нулевого напряжения

▬ внутренняя молниеотводная защита

▬ защита от перегрузки крана

▬ защита от нулевого положения командоконтроллеров

▬ аварийные выключатели

▬ защита от пуска в закрытом состоянии рельсовых противоугонных захватов (механизм передвижения, портал)

Ограничители крайних положений:

▬ Конечные выключатели верхнего и нижнего конечных положений груза

▬ Конечные положения наибольшего и наименьшего вылета стрелы

▬ Ограничитель от столкновения двух кранов, перемещающихся на одних и тех же подкрановых путях

Применяемые на кране измерительные приборы:

▬ вольтметр

▬ амперметры

▬ анемометр для измерения давления ветра

▬ измеритель нагрузки (ограничитель грузоподъемности)

Сигнализации на кране:

▬ звуковая и световая сигнализация при перемещении крана

▬ сигнальный гудок

▬ сигнальная сирена

▬ индикаторное устройство (дисплей) и операторская панель на пульте управления краном (для целей функции проверки режимов и параметров работы, индикации ошибок и неполадок системы).