Портально-стреловые краны. Портовой кран: назначение, описание, модификации Кран портальный перегрузочный
Кран портальный имеет вид особого подъемного крана, поворачиваемая платформа которого установлена на высоком пьедестале, а сам механизм перемещения движется по рельсам. Такого рода приспособления зачастую используются на судостроительных заводах, а также в портах и судовых доках. Основной принцип работы кранов заключается в захвате и перемещении масштабных грузов. Непосредственно сам кран портальный состоит из ног, а также оголовка. Кран в порту способен поднимать и перемещать масштабные грузы весом от 5 до 300 тонн.
Устройство портального крана
Кран портальный имеет основание с движущим механизмом, способное вращаться вокруг своей оси. Так как этот вид подъемника способен выполнять разнообразные функции, а именно перемещение различных видов грузов, то он може быть оборудован различными типами захватов, такими как крюк или же грейферный захват. В зависимости от места их расположения и выполняемых функций краны могут быть строительными и монтажными. Такого рода оборудование имеет массу положительных характеристик, а также легко перемещается с места на место.
Виды портальных кранов
Кран портальный бывает нескольких типов и разновидностей, у каждого из них есть свое целенаправленное предназначение.
Доковый кран в сравнении с подобными моделями кранов имеет довольно низкую грузоподъемность, что во многом не соответствует его прямому предназначению. Этот кран защищен от непредвиденного опрокидывания, а также он обладает функцией противоугловых захватов.
Перегрузочный кран способен поднимать больший вес в сравнении с предыдущим, а именно порядка 30 тонн. В некоторых случаях такой подъемник может быть оборудован специальным магнитом (для поднятия металлических деталей), а также крюком или грейфером (для перемещения сыпучего груза). На таком кране в большинстве случаев присутствует лебедка или несколько для страховки перемещаемого груза.
Монтажный кран используют в портах, а также на судоремонтных или судостроительных предприятиях. Внешне такой кран практически идентичен предыдущему, только он способен поднимать грузы, масса которых может достигать 160 тонн, для страховки также применяются несколько лебедок.
Характеристики подъемных кранов
Кран, расположенный в порту, имеет, как правило, несколько рабочих механизмов. Передвижной механизм крана представляет собой установочную функцию, а все остальные - это рабочие механизмы. В зависимости от места установки краны делятся на разнообразные типы по их применению, они могут выполнять как функцию перегрузки, так и функцию поддержки и захвата масштабного груза. Передвижной механизм представляет собой совокупность тележек, которые, в свою очередь, могут быть приводного и неприводного видов. Краны, используемые в порту, очень легкие и экономичные, они также способны выдерживать максимально низкие температуры, а именно до -45 градусов. Независимо от их прямого назначения и названия такие краны зачастую используют в нефтегазовой области, а также в лесной и угольной промышленности. Вылет стрелы портального крана может достигать 40 метров.
Характеристики портальных кранов отражаются в непосредственном наименовании данного крана. К примеру, портальный кран "Ганц 5/6-30-0,5" имеет такие характеристики:
- грузоподъемность крюком, в зависимости от вылета, плавно меняется от 5 до 6 т;
- максимальный вылет - 30 м;
- колея портала 0,5 м.
Этот подъемник целесообразно будет использовать в строительстве и сельском хозяйстве, так как его грузоподъемность не такая большая.
Типы портальных кранов
В зависимости от условий использования краны делятся на два типа - это плавучие и береговые. Плавучие краны используются непосредственно на воде и представляют собой то же судно, только с грузоподъемным механизмом. Портальные краны, технические характеристики которых предполагают устранение поломок и аварий, произошедших на водном пространстве, а также вблизи суши, относятся к плавучим.
К береговым кранам относятся все те, которые располагаются на суше, независимо от того, находятся они в порту, доке или судоремонтном заводе. Используют такие краны для поднятия всех типов грузов, достигающих веса в 300 тонн.
Это грузоподъемное оборудование с поворотной частью, установленной на передвижной металлоконструкции, ездящей по рельсам и способной пропускать под собой ЖД вагоны и другой транспорт. Портальные краны нашли широкое применение в области строительства силовых зданий, шлюзов, плотин, гидростанций и других важных объектов. Они активно используются в судовых доках и на прикордонных складах, при работе с массовыми, ответственными штучными, сыпучими грузами.
Устройство портального крана
В общем случае состоит из следующих механизмов:
Нога – элемент с тележкой внизу (холостая или моторная), обеспечивающий перемещение по крановому пути. Количество ног разнится в зависимости от модели и может быть равно как 3 или 4 (классический вариант), так и 8 или даже 16. Все тележки при этом оборудованы противоугонным захватом, у каждой есть индивидуальный привод (если они моторные), а крайние обязательно буферные.
Оголовок – площадка соединения ног, квадратной или круглой формы. Помимо окончательного формирования портала, с величиной проезда 10,5 м (стандарт на 2 пути) или какой-то другой, также является узлом соединения электрооборудования – всех приводов тележек. Плюс, оголовок – это еще и опорный элемент, принимающий нагрузки от поворотного устройства.
Токоподвод – кабель, гибкий или на барабане, который прикреплен к одной из ног или к соединительному ригелю, и сматывается/разматывается при движении крана. Также ток может подводиться при помощи троллея, но это достаточно затратный вариант, использующийся только тогда, когда на рабочем объекте нецелесообразно прокладывать кабель из-за высокой вероятности его обрыва или повреждения.
Поворотное устройство – колонна или круг на катках, контактирующих с оголовком. Поддерживает и центрирует привод, обеспечивающий вращение крана-портала. Передает нагрузки и вертикальное давление на оголовок.
Стреловое устройство – с захватным механизмом, выполняющее операции вертикального и горизонтального (если вылет может изменяться) перемещения грузов. Оборудовано системой подвижных противовесов, благодаря которой во время работы достигается равновесие по отношению к оси качания.
Классификация портальных кранов
По назначению выделяют:
По типу (схеме) стрелы выделяют:
- прямые – вылет остается неизменным;
- шарнирно-сочлененные – с гибкой или жесткой оттяжкой, прямолинейным или профилированным хоботом, уравнительными блоками или полиспастами – все это направлена на изменение вылета;
По конструкции портала краны классифицируют на:
- решетчатые – каждая нога представляет собой отдельную конструкцию;
- рамные – ноги соединяются попарно и таким образом крепятся к ригелю через оголовок;
- рамно-башенные – аналогичные предыдущим, но доходят только до оголовка;
- рамно-раскосные – каждая нога шарнирно присоединена к ригелю.
По числу опор (ног) выделяют:
- трех-
- четырех-
- многоопорные.
По количеству соединения ног с верхним ригелем портал-краны:
- двух-
- четырех-
- многостоечные.
При этом характер соединения ног с верхним ригелем может быть:
- жестким – ноги не двигаются;
- шарнирным – опоры могут менять свое положение (после оголовка).
По ходовому устройству портальные краны бывают:
- на рельсах – передвигаются исключительно по проложенному пути;
- пневмоколесные – более мобильные, возможны даже их повороты на месте.
Думаем, стоит начать с правильного наименования: часто приходится слышать выражение "портовые краны", что является в корне не правильным, так как в порту могут использоваться краны и перегружатели различных типов и систем. Правильное название - портальные краны, берущее свое начало от основной конструктивной особенности таких машин - ПОРТАЛА. При этом стрела крана может быть абсолютно любого типа - горизонтальная с тележкой, как на башенных кранах, (широко применялась на стапельных кранах в период 30 - 50-х годов XX века) изменяемого наклона (подъемная), фиксированного наклона с дополнительным механизмом изменения вылета (шарнирно-сочлененная стрела). Например, часто встречающийся на заводах ЖБИ кран КП-300 по сути является портальным краном, хотя и похож на недоставленный башенный кран. Так как такие краны больше подходят для раздела «башенные», то рассматривать их не будем, а посмотрим на то, что стоит в портах, на складах массовых грузов, на предприятиях тяжелого машиностроения.
Парк портальных кранов СССР с послевоенного времени пополнялся двумя путями: изготовление на собственных заводах и получение кранов по импорту. Как не печально признавать, но портальных кранов поставленных по импорту в СССР было больше, чем собственного изготовления. Не в разы, но больше. Основными поставщиками были заводы ГДР и Венгрии. Во время войны появились краны изготовления США. В 50-ые годы поступали краны из Италии и Франции, с 60-х годов стали появляться краны из Финляндии. Но краны из этих стран поступали в небольшом количестве, не сравнимым с венгерскими и немецкими. Поступление импортных кранов в Россию и государства бывшего СССР с началом 90-х годов практически прекратилось. В данной статье импортные краны рассмотрены не будут.
В СССР существовало головное предприятие по производству портальных кранов – Завод подъемно-транспортного оборудования им.С.М.Кирова, ведущий свою историю с механических мастерских Санкт-Петербург - Варшавской железной дороги (третьей по времени возникновения в России). Завод располагался на Обводном канале в г.Ленинграде и при создании объединений в начале 70-х годов ХХ века вошел в объединение «Подъемтрансмаш». С началом 90-х годов объем производства резко упал, и к началу 2000-х годов в год собиралось всего несколько портальников с использованием деталей из старых запасов. Последний из известных портальников был отгружен с завода в 2001 году. Дальше судьба завода довольно типичная – образование на его базе нескольких небольших фирм, продажа территории, в одном корпусе организован бизнес-центр, остальные снесены с постройкой на их месте гипермаркета и стоянки.
Если ЗПТО им.Кирова в период 1948-2001 годов выпускал портальные краны постоянно, то существовал еще ряд предприятий, выпускавший портальные краны определенный период времени. К сожалению, история производства портальных кранов на них имеет сейчас больше загадок, чем ответов, поэтому подробно описать их не можем. Пока известны следующие предприятия: «Ждановмаш», г.Жданов (ныне – Мариуполь, предприятие – «Азовмаш»); «Сибтяжмаш», г.Новосибирск; «Коммунар» и Завод горно-шахтного оборудования, г.Пермь; Бурейский механический (крановый) завод. Возможно, существовал еще ряд предприятий, выпускавшие портальные краны до 1990-2000-х годов, но информации по ним нет и вряд-ли количество выпущенных ими кранов было больше нескольких штук. В 2000 годах производством портальных кранов стали заниматься с полдюжины предприятий в России и Украине, но до объема выпуска ЗПТО им.Кирова в советское время им далеко даже вместе.
Ныне
существующая
маркировка портальных
кранов, состоит из 3-ех
букв и цифр (по старой
системе 4 буквы):
К
- Кран;
П
-
портальный;
П
/ М
/ Д
-
перегрузочный /
монтажный / доковый;
Г
/ К
- грейферный / крюковой
(старая система
обозначения).
Числовые индексы,
обычно обозначают: 1-
грузоподъемность
главного гака
максимальную/на
максимальном вылете; 2
- максимальный вылет; 3
- колея портала. При
переменных значениях
грузоподъемности на
разных вылетах,
грузоподъемность и
вылет могут
указываться двумя
цифрами через дробь –
на максимальном
вылете и на вылете
максимальной
грузоподъемности.
Теперь
более подробно
рассмотрим
классификацию
портальных кранов по
назначению:
1) Перегрузочный кран
(самый массовый тип
крана).
Грузоподъемность
варьируется в
пределах 5 - 30 тонн у
различных моделей.
Может оснащаться
грейфером для сыпучих
грузов, магнитной
шайбой для
металлолома, либо
крюковой подвеской
для штучных грузов.
Грейферные краны
обычно имеют две
одинаковые лебедки
для работы с
грейфером. При работе
таких кранов с крюком
используется только
одна лебедка.
2) Монтажный кран. Широко используется в портах, на судостроительных предприятиях, судоремонтных заводах. Конструктивно идентичен перегрузочному крану и отличается наличием гуська на хоботе и малые скорости перемещения гака. Лебедка либо одна, либо две разных – для главного и вспомогательного подъемов. Г/п в интервале 12,5 - 160 тонн у различных моделей.
3) Стапельный кран. Данный тип один из самых малочисленных. По своей сути, это монтажный кран и используется исключительно на судостроительных предприятиях. Предназначен для монтажа корпуса судна. Конструктивными особенностями являются очень высокий портал и троллейный токоподвод. Особенностью режима работы, следует отметить довольно частое удержание грузов, близких к максимальным, на весу длительное время (обычно, монтаж секции судна занимает несколько суток). Обладает большой грузоподъемностью и малыми посадочными скоростями. Обычно г/п в интервале 30 - 160 тонн.
4) Доковый портальный кран. В силу специфики выполняемых работ обладает относительно небольшой грузоподъемностью. Конструктивными особенностями являются: узкий портал (так как ширина башни дока ограничена), наличие, в дополнение к противоугонным захватам, еще и защиты от опрокидывания. Имеет ограничения по возможности работы при волнении.
Итак,
мы разобрались в
назначении и
правильном
наименовании, теперь
можно более подробно
ознакомиться с
основными
конструктивными
элементами
рассматриваемого типа
кранов.
Портал
.
Основное назначение –
уменьшение веса
противовесов (и
соответственно веса
самого крана) за счет
увеличения площади,
при проецировании на
которую центра масс не
происходит
опрокидывания крана.
Второе назначение –
пропуск между ног
автомобильного или
железнодорожного
транспорта, проезд над
механизмами или
сооружениями. Следует
отметить, что далеко
не все портальные
краны допускают (нет
необходимости) проезд
транспорта, а проезд
над механизмами и
сооружениями крайне
редок, так как
невозможен на рабочем
участке и допускается
только при
передвижении с
рабочего участка на
ремонтный. Портал
состоит из ног и
оголовка. Ноги могут
располагаться
симметрично, но обычно
портал в плане не
является квадратом, а
вытянут по одной
координате. Наиболее
распространенные
краны с симметричным
порталом – «Кировцы»
(краны ЗПТО
им.С.М.Кирова) с
расстоянием прохода
10,5 м (два
железнодорожных пути).
Обычно между ногами,
расположенными вдоль
рельса, располагаются
стяжки, лестницы и
прочее оборудование.
Нога
- элемент портала
(обычно 4, но в старых
конструкциях
встречаются порталы с
3-мя ногами) внизу
заканчивается одной
или несколькими
тележками. Тележки
бывают моторными или
холостыми. На холостой
тележке отсутствует
двигатель. Обычно
портальный кран имеет
четыре двигателя
передвижения, то есть
по одному на каждой
ноге. В этом случае
нога заканчивается
тележкой с двумя
колесами, на одно из
которых работает
двигатель. Бывают
краны, на которых
обмоторены только две
ноги, но это очень
легкие краны и
встречается такой
вариант очень редко.
Также встречаются
портальные краны с 8
или 16 (очень редко)
двигателями
передвижения. Это
тяжелые краны, у них
бывает до 4 (четырех)
тележек на ногу,
причем иногда
внутренние крайние
тележки соседних ног
имеют дополнительную
связь в виде
балансира. Комбинации
моторных и холостых
тележек на одной ноге
в этом случае может
быть самой
причудливой.
Крайние тележки
обязательно должны
заканчиваться
буферами. На тележках
обязателен
противоугонный
захват, минимальное их
количество – по
одному на ноге,
возможно и большее
количество, если масса
крана такова, что
одного на ноге может
не хватать для
удержания массы крана
при расчетной
ветровой нагрузке. На
доковых портальных
кранах, кроме
противоугонных
захватов
предусматриваются
устройства удержания
при крене, также
обычно
устанавливаемые на
тележке. Внутренность
ноги обычно
используется для
прокладки кабелей.
Лестницы для
машиниста внутри ноги
не размещаются, только
снаружи.
Оголовок портала - верх "табуретки". Служит для соединения ног, основное назначение – прием нагрузок от поворотной части на опорный подшипник. В оголовке расположено электрооборудование, обеспечивающее передвижение крана. Бывает разной формы. Например, на старых «Кировцах» имел квадратную в плане форму, на более поздних круглую.
Величина проезда стандартно считается в железнодорожных путях – 1, 2 или 3. Наиболее распространены на 2 пути (10,5 метров). Портальные краны, которые не работают с транспортом внутри портала, могут иметь другую ширину. Так, строительные портальные краны обычно имеют уменьшенную ширину проезда.
Токоподвод бывает двух исполнений. Самое распространенное - кабельный барабан и гибкий кабель, сматывающийся или разматывающийся по мере передвижения крана. Кабельный барабан обычно располагается на одной из ног, либо вместе с противоугонными захватами на ригеле, соединяющем две ноги. Требует минимальных капитальных затрат, надежен. Применяется в основном в портах. Достаточно редким вариантом является троллейный токоподвод, представляющий из себя длинное помещение ниже уровня путей, в котором протянуты троллеи, а у крана имеется специальная штанга с токосъемниками. Применяется на судостроительных заводах, где есть риск повреждения гибкого кабеля, и необходима возможность переезда путей транспортом в любом месте.
Верхнее поворотное строение состоит из поворотной части, связанной с порталом посредством опорно-поворотных устройств различной конструкции, стрелы и противовеса.
Опорно-поворотное
устройство
у
отечественных кранов
производства ЗПТО
им.Кирова наиболее
массово применялось
роликовое поворотное
устройство на
опорно-поворотном
круге. При такой
конструкции
поворотная часть
опирается на катки,
которые контактируют
с двумя
горизонтальными
рельсами размещенными
на портале и на
поворотной части.
Хорошим примером
опорно-поворотного
устройства на колонне
может служить кран
КППГ-5. Данная
конструкция состоит
из двух узлов:
верхнего и нижнего.
Верхний узел
представляет собой
систему
горизонтальных катков
(в зависимости от
нагрузок - одинарных,
либо двойных на
балансире)
закрепленных на
колонне и передающих
на портал нагрузку при
любом направлении
вертикального момента
М. Нижний узел
воспринимает
вертикальное давление
от веса поворотной
части с грузом и
горизонтальное от
момента М.
Стреловые
устройства
в
портальных кранах
изменение вылета
является рабочим, а не
установочным
движением, т.е.
выполняется с грузом
при высоких скоростях
его горизонтального
перемещения. Рабочий
характер изменения
вылета определяет два
важнейших требования
к стреловым
устройствам:
1) Стреловое
устройство должно
быть полностью
уравновешено
относительно оси
качания стрелы, что
достигается с помощью
подвижных
противовесов;
2) Груз при изменении
вылета должен
двигаться по
траектории, мало
отличающейся от
горизонтальной.
Основными
типами стрел являются:
- прямые стрелы, как с
устройствами,
позволяющими грузу
двигаться
горизонтально, так и
без них. Пример
доковый кран и кран
КППГ-5
- Шарнирно-сочлененные
стрелы с тросовой
оттяжкой гуська,
применялись в период
1930-1990-х годов.
Шарнирно-сочлененные
стрелы с жесткой
оттяжкой гуська,
обладают
преимуществом -
частично разгружены
от кручения при
поперечном
раскачивании груза.
Механизмы
изменения вылета -
бывают:
- Штангового типа
(наиболее
распространены), в них
могут быть
использованы зубчатые
рейки, либо винтовые
тяги;
- Гидравлические;
- Полиспастные, где
изменение вылета
происходит
посредством
стягивания подвижной
и неподвижной обойм;
- Секторные,
применялись в ранних
конструкциях кранов,
где противовес
находился на нижнем
конце стрелы;
- Кривошипно-шатунные,
обеспечивают
возвратно-качательное
движение стрелы.
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!
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).