Как работает мостовой кран

Смазочные системы мостовых кранов

Смазочный материал можно подавать к поверхнос тям трения индивидуально для каждой пары трения централизованно, при этом материал из одного нагнетающего (ручного или механического) устройства подается одновременно к нескольким узлам трения. Для индивидуального смазывания узлов трения обычно применяют пресс-масленки и ручные шприцы. Этот способ, хотя и наиболее простой, требует больших затрат времени на обслуживание крана, так как места смазывания находятся на значительном расстоянии друг от друга, и их число достигает нескольких десятков. Для индивидуального смазывания отдельных крановых узлов, например подшипниковых опор, могут быть использованы также автоматические питатели, в которых смазочный материал постоянно выдавливается из полости корпуса питателя усилием сжатой пружины и подается к поверхностям трения.

Системы централизованного смазывания позволяют обслужиdать одновременно несколько узлов трения с одного места, облегчить техническое обслуживание крана, улучшить контроль за техническим состоянием смазываемых поверхностей, экономно расходовать смазочные материалы. Такая система содержит ручную насосную станцию (рис. 113) с приводной рукоятью. Рукоять шарнирно соединена со штоком насоса. На корпусе станции закреплен манометр для контроля за давлением в нагнетательной магистрали. По магистральным трубопроводам 8 смазочный материал от станции подается к питателям, а далее по индивидуальным трубопродам к местам смазывания. Насос содержит бачок А, который одним каналом соединен с полостью штока, а другим — с полостью клапана. При качательном движении рукояти смазочный материал из бачка А попеременно подается в динии и трубопроводов. Для заливки смазочного материала в бачок А по мере ее расхода служит штуцер с обратным клапаном и фильтром. На мостовых электрических кранах применяют ручные станции централизовано смазывания двух типов: СРГ-8 и СРГ-12Е. Станция НГ-8 при объеме бачка 3,5 л и давлении в системе 7 МПа обеспечивает подачу смазочного материала объемом 8 см3 за один Цикл качания рукоятки. Станция СРГ-12Е имеет бачок объемом или при давлении 10 МПа выдает в магистраль за один цикл смазочный материал объемом 12 см3. На кране должны быть установлены две или три таких станции, одна из которых служит для смазывания механизмов грузовой тележки, а другая — для обслуживания механизмов передвижения кранового моста.

Основная причина выхода из строя колес — износ реборд, а рельсов — износ боковых граней головки. Для смазывания боковых граней головки рельсов применяют системы с жидкими и твердыми смазочными материалами. Система с жидким смазочным материалом содержит насос, приводимый в движение от вала механизма передвижения, масляный бак, трубопроводы и смазывающие ролики. Ролики, изготовленные из синтетического материала, установлены по обе стороны головки рельса и прижимаются к боковым граням рельса пружинами. С помощью такой системы каждая пара роликов подает на боковые грани головки рельса до 8 г смазочного материала в 1 ч.

Рис. 113. Ручная станция централизованного смазывания:

а — станция в сборе; 6 — схема нагнетания смазочного материала

В системах с твердым смазочным материалом применяют сухие смазочные материалы на основе графита или дисульфида молибдена. Цилиндрические брикеты сухого смазочного материала устанавливают в стаканы, закрепленные по обе стороны головки рельса на раме грузовой тележки или на концевых балках кранового моста. Брикеты прижимаются к боковым граням рельса пружинами. При перемещении тележки или крана брикеты истираются и смазочный материал наносится на боковые грани головки рельса.

Назначение и использование мостовых кранов

Мостовые краны предназначены для выполнения погрузочно-разгрузочных и транспортных операций в цехах промышленных предприятий на монтажных и контейнерных площадках на открытых и закрытых складах. Они перемещаются по рельсовым путям, расположенным на значительной высоте от пола, мало занимают полового пространства цеха и обеспечивают обслуживание почти всей площади цеха. [2]

3. ПРОЕКТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЁТ

3.1. Исходные данные для расчёта механизма подъёма груза.

№ В а р и а н т а

Грузоподъемность в т

Пролет в м

Скорость в м/мин;

Высота подъема груза в м

3.2. Выбор кинематической схемы механизма

По аналогии с выполненными современными конструкциями мостовых кранов принимается схема механизма подъёма по рис. 1.

Двигатель соединён с редуктором при помощи муфты ; роль тормоза выполняет зубчатая муфта с промежуточным валом; концы быстроходного и тихоходного валов редуктора выходят в одну сторону. [6]

Рис. 1 Кинематическая схема механизма подъёма: 1 двигатель;2 муфта;3 тормоз;4 редуктор;5 барабан;6 канат;7 крюковая подвеска;

3.3. Выбор крюковой подвески

С целью обеспечения вертикального подъёма груза и создания равномерной нагрузки на опоры каната и на ходовые колёса тележки принимается сдвоенный полиспаст ( i=2) [5]

Крюковую подвеску (рис.2) подбираем по заданной грузоподъёмности и режиму работы по ОСТ 24.191.08.-01.

Выписываем обозначение типоразмера: 1-3,2-336.

Основные параметры крюковой подвески:

Диаметр блоков по дну канавки

Уточняем тип полиспаст а – двукратный сдвоенный.

Рис. 2. Крюковая подвеска.

3.4. Выбор каната

Максимальное натяжение каната сдвоенного полиспаста при подъёме груза

Где Q- грузоподъёмность крана;

Кратность полиспаста;

n – коэффициент, учитывающих потери на блоках;

i-число полиспастов.

Расчёт каната по правилам Ростехнадзора проводится по формуле

Где Kk- коэффициент запаса прочности.

Принимается по правилам Росгортехнадзора в зависимости от назначения каната и режима работы механизма; для грузовых канатов при лёгком режиме работы Kk=5.

Pk- разрывное усилие каната в целом, принимается по таблицам ГОСТа на канат. [5]

Smax∙Kk=804 кг ∙ 5,0=4020 кг.

По таблицам на канат ГОСТа 2688-80 выбираем канат типа ЛК-Р.6×19, диаметром 11 мм, имеющий при расчётном пределе прочности проволоки при растяжении, равном 1578 МПа, разрывное усилиеPk=6285 кг. [2]

Мостовые краны

Кранами называются грузоподъемные устройства, служащие для вертикального и горизонтального перемещения грузов на большие расстояния. По особенностям конструкций, связанным с назначением и условиями работы, краны разделяются на мостовые, портальные, козловые, башенные и др. В цехах предприятий электромашиностроения наибольшее распространение получили мостовые краны, с помощью которых производится подъем и опускание тяжелых заготовок, деталей и узлов машин, а также их перемещение вдоль и поперек цеха. Вид мостового крана в основном определяется спецификой цеха и его технологией, однако многие узлы кранового оборудования, например механизмы подъема и передвижения, выполняются однотипными для различных разновидностей кранов.

На электрических кранах устанавливают электродвигатели, пусковые и регулировочные сопротивления, тормозные электромагниты, контроллеры, защитную, пускорегулирующую, сигнальную, блокировочную и осветительную аппаратуру, конечные выключатели, токосъемники. Питание на кран подается или через троллейные проводники, неподвижно закрепленные на строительных конструкциях, и токосъемники, закрепленные на кране, или при помощи гибкого шлангового кабеля. Электродвигатели, аппараты и электропроводку кранов монтируют в исполнении, соответствующем условиям окружающей среды.

В зависимости от вида транспортируемых грузов на мостовых кранах используют различные грузозахватывающие устройства: крюки, магниты, грейферы, клещи и т.п. В связи с этим различают краны крюковые, магнитные, грейферные, клещевые и т.п. Наибольшее распространение получили краны с крюковой подвеской или с подъемным электромагнитом, служащим для транспортировки стальных листов, стружки и других ферромагнитных материалов.

У всех типов кранов основными механизмами для перемещения грузов являются подъемные лебедки и механизмы передвижения.

По грузоподъемности мостовые краны условно разделяют на малые (масса груза 5-10 т.), средние (10-25 т.) и крупные (свыше 50 т.).

Перемещение грузов, связанное с грузоподъемными операциями, во всех отраслях народного хозяйства, на транспорте и в строительстве осуществляется разнообразными грузоподъемными машинами.

Грузоподъемные машины служат для погрузочно-разгрузочных работ, перемещения грузов в технологической цепи производства или строительства и выполнения ремонтно-монтажных работ с крупногабаритными агрегатами. Грузоподъемные машины с электрическими приводами имеют чрезвычайно широкий диапазон использования, что характеризуется интервалом мощностей приводов от сотен ватт до 1000кВт. В перспективе мощности крановых механизмов может дойти до 1500 –2500 кВт.

Мостовые краны в зависимости от назначения и характера выполняемой работы снабжают различными грузозахватными приспособлениями: крюками, грейферами, специальными захватами и т.п. Мостовой кран весьма удобен для использования, так как благодаря перемещению по крановым путям, расположенных в верхней части цеха, он не занимает полезной площади.

Электропривод большинства грузоподъёмных машин характеризуется повторно — кратковременном режимом работы при большей частоте включения, широком диапазоне регулирования скорости и постоянно возникающих значительных перегрузках при разгоне и торможении механизмов. Особые условия использования электропривода в грузоподъёмных машинах явились основой для создания специальных серий электрических двигателей и аппаратов кранового исполнения. В настоящее время крановое электрооборудование имеет в своём составе серии крановых электродвигателей переменного и постоянного тока, серии силовых и магнитных контроллеров, командоконтроллеров, кнопочных постов,онечных выключателей, тормозных электромагнитов и электрогидравлических толкателей, пускотормозных резисторов и ряд других аппаратов, комплектующих разные крановые электроприводы.

В крановом электроприводе начали довольно широко применять различные

системы тиристорного регулирования и дистанционного управления по радио каналу или одному проводу.

В настоящее время грузоподъемные машины выпускаются большим числом заводов. Эти машины используются во многих отраслях народного хозяйства в металлургии, строительстве, при добыче полезных ископаемых, машиностроении, транспорте, и в других отраслях.

Развитие машиностроения, занимающиеся производством грузоподъемных машин, является важным направлением развития народного хозяйства страны.

1 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МОСТОВОГО КРАНА.

Электрические подъёмные краны — это устройства служащие для вертикального и горизонтального перемещения грузов. Подвижная металлическая конструкция с расположенной на ней подъемной лебёдкой являются основными элементами подъёмного крана. Механизм подъемной лебёдки приводится в действие электрическим двигателем.

Подъемный кран представляет собой грузоподъемную машину циклического действия, предназначенную для подъема и перемещения груза, удерживаемого грузозахватным устройством (крюк, грейфер). Он является наиболее распространенной грузоподъемной машиной, имеющей весьма разнообразноеМостовой кран (рисунок 1) представляет собой мост, перемещающейся по крановым путям на ходовых колесах, которые установлены на концевых балках. Пути укладываются на подкрановые балки, опирающиеся на выступы верхней части колонны цеха. Механизм передвижения крана установлен на мосту крана. Управление всеми механизмами происходит из кабины прикрепленной к мосту крана. Питание электродвигателей осуществляется по цеховым троллеям. Для подвода электроэнергии применяют токосъемы скользящего типа, прикрепленные к металлоконструкции крана. В современных конструкциях мостовых кранов токопровод осуществляется с помощью гибкого кабеля. Привод ходовых колес осуществляется от электродвигателя через редуктор и трансмиссионный вал.

Любой современный грузоподъемный кран в соответствии с требованиями безопасности, может иметь для каждого рабочего движения в трех плоскостях, следующие самостоятельные механизмы: механизм подъема — опускания груза, механизм передвижения крана в горизонтальной плоскости и механизмы обслуживания зоны работы крана (передвижения тележки).

Грузоподъемные машины изготовляют для различных условий использования:

по степени загрузки, времени работы, интенсивности ведения операций, степени ответственности грузоподъемных операций и климатических факторов эксплуатации.

К основным параметрам механизма подъёма относятся:

грузоподъемность, скорость подъема крюка, режим работы, высота подъема грузозахватного устройства.

Рисунок 1 – Общий вид мостового крана

Номинальная грузоподъемность — масса номинального груза на крюке или захватном устройстве, поднимаемого грузоподъемной машиной.

Скорость подъема крюка выбирают в зависимости от требований технологического процесса, в котором участвует данная грузоподъемная машина, характера работы, типа машины и ее производительности.

2 УСЛОВИЯ РАБОТЫ И ОБЩАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТОРОБОРУДОАНИЯ МОСТОВОГО КРАНА.

Повышенная опасность работ при транспортировке поднятых грузов требует при проектировании и эксплуатации соблюдение обязательных правил по устройству и эксплуатации подъемно-транспортных машин. На механизмах подъема и передвижения правилами по устройству и эксплуатации предусмотрена установка ограничителей хода, которые воздействуют на электрическую схему управления. Конечные выключатели механизма подъема ограничивают ход грузозахватывающего приспособления вверх, а выключатели механизмов передвижения моста и тележки ограничивают ход механизмов в обе стороны. Предусматривается также установка конечных выключателей, предотвращающих наезд механизмов в случае работы двух и более кранов на одном мосту. Исключение составляют установки со скоростью движения до 30 м/мин. Крановые механизмы должны быть снабжены тормозами закрытого типа, действующими при снятии напряжения.

На крановых установках допускается применять рабочее напряжение до 500 В, поэтому крановые механизмы снабжают электрооборудованием на напряжения 220, 380, 500 В переменного тока и 220, 440 В постоянного тока. В схеме управления предусматривают максимальную защиту, отключающую двигатель при перегрузке и коротком замыкании. Нулевая защита исключает самозапуск двигателей при подаче напряжения после перерыва в электроснабжении. Для безопасного обслуживания электрооборудования, находящегося на ферме моста, устанавливают, блокировочные контакты на люке и двери кабины. При открывании люка или двери напряжение с электрооборудования снимается.

Правилами Госгортехнадзора предусматривается четыре режима работы механизмов: лёгкий — Л, средний — С, тяжёлый — Т, весьма тяжёлый — ВТ.

Проектируемый мостовой кран работает в среднем режиме с ПВ = 40%.

2.1 Кинематические схемы основных механизмов

Работу основных механизмов крана рассматривают по кинематическим схемам. Так как двигатели обычно имеют угловую скорость, значительно большую, чем скорость подъемного барабана или ходовых колес моста или тележки, то движение к рабочим органам механизмов крана передается через редукторы ( на рисунках обозначены буквой Р).

Для механизмов подъема наибольшее применение получили схемы с полиспастом П (рисунок 2), при помощи которого движение от барабана Б передается крюку К.

На рисунке 3 представлена схема механизма тележки, которая обычно имеет четыре ходовых колеса, два из которых, соединены валом, приводятся в движение через редуктор Р от двигателя Д.

Передача движения к ходовым колесам концевых балок от двигателя, установленного на мосту, может осуществляться через редуктор Р, расположенного в средней части моста (рисунок 4).

Каждый механизм крана имеет механический тормоз Т, который устанавливается на соединительной муфте между двигателем и редуктором или на тормозном шкиве на противоположном конце вала двигателя.

Рисунок 2. Кинематическая схема подъемного механизма

Рисунок 3. Кинематическая схема тележки

Рисунок 4. Кинематическая схема моста

ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ ЭЛКТРОПРИВОДА И ОБОСНОВАНИЯ ВЫБРАНОГО ТИПА ЭЛЕКТРОПРИВОДА.

Для выбора системы электропривода необходимо четко представлять себе технологические требования к приводу того механизма, для которого он выбирается.

Для качественного выполнения подъема, спуска и перемещения грузов электропривод крановых механизмов должен удовлетворять следующим основным требованиям:

1 Регулирование угловой скорости двигателя в сравнительно широких пределах в связи с тем, что тяжелые грузы целесообразно перемещать с меньшей скоростью, а пустой крюк или ненагруженную тележку – с большей скоростью для увеличения производительности крана. Пониженные скорости необходимы также для осуществления точной остановки транспортируемых грузов с целью ограничения ударов при их посадке и облегчают работу оператора. Обеспечение необходимой жесткости механических характеристик привода, особенно регулировочных, с тем чтобы низкие скорости почти не зависели от груза.

3 Ограничение ускорений до допустимых пределов при минимальной длительности переходных процессов. Первое условие связано с ослаблением ударов в механических передачах при выборе зазора, с предотвращением пробуксовки ходовых колес тележек и мостов, с уменьшением раскачивания подвешенного на канатах груза при интенсивном разгоне и резком торможении механизмов передвижения; второе условие необходимо для обеспечения высокой производительности крана.

Интеллектуальные функции для мостовых кранов

Мы разрабатываем данные технологии с учетом реальных условий и для преодоления трудностей, с которыми каждый день сталкиваются крановщики во всем мире. Установка интеллектуальных функций возможна как на существующих, так и на новых кранах.

Системы позиционирования и контроля груза для обеспечения безопасности и высокой производительности труда крановщика

Наши интеллектуальные функции контроля груза Smart Features разработаны с целью повышения безопасности и производительности работы крановщиков. Данные функции значительно упрощают управление краном, позволяя выполнять плавные контролируемые движения. Компания Konecranes предлагает следующие интеллектуальные функции контроля груза:

СИСТЕМА ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ РАСКАЧИВАНИЯ ГРУЗА автоматически подавляет раскачивания груза, контролируя ускорение и замедление моста и грузовой тележки. Данная интеллектуальная функция обеспечивает точное позиционирование груза и сокращает длительность рабочего цикла.

МЕДЛЕННОЕ (ШАГОВОЕ) ПЕРЕМЕЩЕНИЕ— это функция, которая позволяет подвести груз в требуемое положение с высочайшей точностью. Применяется и для подъема, и для передвижения. Можно выставить длину шага на значение от 2 до 100 мм.

Функция МИКРОСКОРОСТИ повышает точность контроля груза, позволяя выполнять управление на очень низкой скорости. Активизация функции микроскорости выполняется переключением джойстика в соответствующий режим. Управлять на микроскорости можно всеми движениями крана.

Функция ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ УДАРНЫХ НАГРУЗОК обеспечивает плавное ускорение в момент отрыва груза от земли/опоры. Привод подъема ведет мониторинг нагрузки. Если происходит резкий отрыв груза, скорость подъема автоматически снижается, пока груз не поднимется над уровнем земли/опоры. Таким образом, исключаются ударные нагрузки на груз и кран, что снижает износ стальной конструкции и механических компонентов крана.

ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ПРОВИСАНИЯ КАНАТА — это функция, влияющая на безопасность и производительность, которая имеет особо важное значение, когда для захвата груза используются такие приспособления, как подъемные траверсы. При опускании груза привод подъема регистрирует касание грузом земли/опоры и останавливает движение. Грузовые канаты не провисают и не сходят с блоков крюка, что исключает опрокидывание грузозахватного приспособления.

При подъеме груза одновременно двумя крюками функция СИНХРОНИЗАЦИИ ПОДЪЕМА отслеживает и контролирует положение обоих крюков, обеспечивая их ход с одинаковой скоростью, даже при неравномерной нагрузке на механизмы подъема.

Если вес груза ниже номинального, РАСШИРЕННЫЙ ДИАПАЗОН СКОРОСТЕЙ позволяет поднимать и опускать груз на более высоких скоростях. С легкими грузами допускается работа механизма подъема на скоростях, превышающих номинальную скорость. С данной интеллектуальной функцией сокращаются длительность рабочего цикла и время ожидания.

Повышенная точность позиционирования груза и четко обозначенные рабочие зоны для максимальной производительности и эффективности

Функции позиционирования груза и задания ограничителей обеспечивают высокую точность управления и помогают оператору адаптировать рабочую зону крана к планировке производственного участка.

Функция ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ГРУЗА В ЗАДАННОЙ ТОЧКЕ позволяет задавать до 120 точек позиционирования и до 8 исходных положений. Оператор выбирает адрес позиционирования груза и нажимает кнопку «позиционирование в заданной точке». Пока кнопка нажата, кран выполняет переход в выбранную точку позиционирования. Механизм подъема может автоматически поднимать груз на определенную высоту его перемещения. Когда груз перемещается в заданную точку, механизм подъема автоматически опускает его на предварительно заданную высоту.

С функцией КОНЕЧНОГО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ значительно сокращается время последней фазы цикла перемещения груза по координатам X-Y. Эта функция может быть особенно полезной там, где грузоподъемные операции выполняются на стационарном оборудовании и крановщик многократно подает груз в одну и ту же точку. Крановщик может задать до 16 конечных положений. Когда груз приближается к участку его постановки, крановщик нажимает кнопку “конечное позиционирование”, и кран переводит груз в центр данного участка. Далее крановщик включает ручной режим управления и опускает груз.

РАБОЧИЕ ОГРАНИЧИТЕЛИ можно воспринимать как временные невидимые стены, у которых кран останавливается автоматически. С помощью устройств управления крановщик выставляет ограничители движений тележки, моста или механизма подъема, создавая таким образом виртуальную стену в вертикальной или горизонтальной плоскости. Можно задать сразу несколько ограничителей, которые помогут крановщику в выполнении определенной операции – обеспечат защиту прохода или грузовика на время его загрузки.

ЗАЩИЩЕННЫЕ ЗОНЫ — это “запретные зоны” для крана. Крановщик не может отключить эту функцию или отрегулировать ее уставки. Можно определить до 16 зон прямоугольной формы, обеспечив защиту от возможной ошибки крановщика, например, дорогостоящего производственного оборудования или участков, где работают люди.

Свяжитесь с нами, чтобы узнать, какие интеллектуальные функции подходят для вашего нового крана или крана, который уже находится в эксплуатации.