Техническая часть обучения

Группа Компаний реализует следующие основные виды грузоподъемного оборудования:

- краны однобалочные (кран-балки) опорные (Рисунок 1)

опорные

- краны однобалочные (кран-балки) подвесные (Рисунок 2)

подвесные

- краны мостовые двухбалочные (Рисунок 3)

мостовые двухбалочные

- краны козловые (Рисунок 4)

козловые

- краны консольные (Рисунок 5)

консольные

Краны однобалочные

Кран мостовой однобалочный представляет собой конструкцию, состоящую из главной балки, соединенной с двумя концевыми. Грузоподъемные функции в данном кране выполняет тельфер. Конструкция главной балки определяется в процессе проектирования инженером-конструктором. Главная балка при небольшой грузоподъемности (до 5 тонн) и небольшим пролетом (до 9 метров) чаще всего изготавливается из двутавровой балки (Двутавр – это металлическая балка (изделие), имеющее Н-образное сечение. Такая форма металлического бруса наиболее выгодна: с одной стороны, снижается подверженность изгибу, с другой – уменьшается вес металлоконструкции. Изготовляется стальная балка из низколегированной углеродистой стали). Двутавр изображен на Рисунке 6

двутавр

С увеличением грузоподъемности и пролета крана однобалочного, главную несущую балку необходимо усиливать, и ее могут изготавливать следующих видов:

- трубчатая конструкция (металлическая труба, на которую наваривается швеллер, а на швеллер двутавр), см. Рисунок 7

трубчатая конструкция

- коробчатая конструкция (из металлического листа сваривается балка прямоугольного сечения, на которую наваривается двутавр), см. Рисунок 8

Коробчатая конструкция

- сварная балка двутаврового сечения (сваривается из листового металла, имеющего толщину больше чем можно изготовить литую балку двутаврового сечения). С целью уменьшения веса всего крана, главную балку могут изготавливать перфорированную (т.е. с отверстиями, не влияющими на несущую способность балки) см. Рисунок 9

сварная

Возможные грузоподъемность и пролет кран-балок определяется расчетным путем, какие из них выпускаем мы можно посмотреть в прайсах. Если грузоподъемность и пролет превышают допустимые ГОСТом значения, то кран-балки могут быть выполнены по ТУ.

Чтобы увеличить общую длину подвесной кран-балки, ее (балку) делают несколько пролетной, например общая длина балки требуется 30 метров, целесообразно предложить кран-балку двухпролетную 12м+12м с консолями по 3 метра.

Концевые представляют собой металлические короба, в которые заключены механизмы передвижения кранов (Рисунок 10)

концевые

Принцип устройства концевых следующий: металлические колеса жестко крепятся на металлические валы. Валы колес с одной стороны запрессовываются в подшипник, с другой стороны проходят через подшипник, выходят из концевой и соединяются с редуктором (Обычно редуктором называют устройство, преобразующее высокую угловую скорость вращения входного вала в более низкую на выходном валу, повышая при этом вращающий момент), редуктор в свою очередь соединен с электрическим двигателем. Таким образом при включении крана (подачи электричества на электрический двигатель) мотор начинает работу, передают вращающий момент в редуктор, где скорость оборотов падает, повышается мощность крутящего момента, сила вращения передаются на вал с колесом и кран приходит в движение. Схема работы концевой приведена на Рисунке 11.

Редуктор и электрический двигатель вместе составляют приводной узел называемый мотор-редуктором.

В большинстве случаев на каждой концевой располагается по два колеса, одно из которых является приводным (соединено с помощью вала с мотор-редуктором), второе колесо называется холостым и с обоих сторон имеет только соединения с подшипниками. Соответственно, вал холостого колеса не выходит за пределы коробки концевой.

В отдельных случаях (зависит от проектного решения) приводными являются все четыре колеса, в таком случае каждое колесо соединено со своим мотор-редуктором.

Подвесные краны однобалочные отличаются от опорных строением концевых, поскольку у подвесных кранов подкрановый путь находиться не под краном а над ним, то колеса подвесного крана не опираются на рельсы, а цепляются за них. Схема «зацепления» концевых подвесного крана приведена на Рисунке 12.

На концевых подвесных однобалочных кранов располагается уже не по два колеса, а минимум по 4 (по два колеса с каждого конца концевой). Совокупность указанный пар колес с механизмом их крепления называется каретками, либо тележками. Как и в опорным кранах в подвесных часть колес работают как приводные и называются приводными тележками, а часть не имеют соединения с мотор-редукторами и называются холостыми.

Для предания необходимой жесткости всей конструкции однобалочного крана, главная балка соединяется с концевыми дополнительно металлическими пластинами, которые называются раскосами.

Перемещение грузоподъемных механизмов

Для перемещения как по вертикали, так и по горизонтали грузов используются различного рода моменты силы (Момент силы (синонимы: крутящий момент, вращательный момент, вертящий момент, вращающий момент) — векторная физическая величина, равная произведению радиус-вектора, проведенного от оси вращения к точке приложения силы, на вектор этой силы. Характеризует вращательное действие силы на твёрдое тело).

В грузоподъемных механизмах моменты силы выражены в виде полиспастовой системе. Схематично полиспастовая система выглядит следующим образом:

M=r×F, где M – момент силы, r- радиус, F-сила. Данный закон легко понять на примере двух колес одинаковой массы, но разного диаметра:

для перемещения колеса массой 10 ед. и радиусом 1 требуется приложить силу к колесу 10, а для перемещения колеса массой 10 ед и радиусом 10, требуется приложить силу 1

Физически почувствовать действие данного физического закона можно подойдя к любой двери и попробовать ее толкнуть (открыть, закрыть) двумя способами:

- толкнуть рядом с ручкой (у края);

- толкнуть дверь со стороны дверных петель (с другой стороны от ручки).

Привести дверь в движение значительно проще со стороны где располагается дверная ручка, однако чтобы полностью открыть дверь придется использовать всю длину руки. Если открывать дверь со стороны дверных петель приходится прикладывать больше усилий, но расстояния (если измерять по длине руки) хватит – ладони. Таким образом используя преобразование моментов силы можно превращать расстояния (в нашем случае обороты вращения электрических двигателей) в силу.

Для того чтобы переместить кран, осуществить подъем груза и т.д. сила создаваемая электрическим двигателем передается на «большое колесо», обороты падают (радиус большого колеса больше маленького), но возрастает сила (мощность) которая передаются на маленькое колесо. «Большое» и маленькое колеса находятся на одном валу, в свою очередь маленькое колесо крутит следующее большое колесо, на валу которого уже располагается приводное колесо см. Рисунок 15.

Если вместо колес нарисовать шестеренки, то получим редуктор.

Аналогичный принцип работы на подъем и перемещение имеют тельфера и грузовые тележки. Вращательные движения от электрического двигателя передаются в полиспастовую систему, преобразуются (обороты падают, мощность возрастает) и передаются на вал, на который наматывается канат (трос, цепь) и груз поднимается. Принцип работы грузоподъемного механизма приведен на Рисунке 16.

Мостовые двухбалочные краны

 

Кран мостовой двухбалочный относится к наиболее популярным видам грузоподъемного оборудования.

Мост электрических кранов мостовых двухбалочных, состоит из двух отдельных пространственно жестких балок, называемых главными (конструктивно аналогичны однобалочным кранам). Они соединяются с концевыми, образуя горизонтальную раму. Ходовые колеса крана устанавливаются в концевых балках. Тележка в электрических кранах мостовых двухбалочных движется по рельсам верхних поясов несущих балок.

В мостовых кранах добавляется модификация главной балки – ферменная конструкция, см. Рисунок 17а.

Ферменная конструкция изготавливается из металлического листа, который размечается, режется и далее сваривается в металлическую конструкцию – ферму. Преимуществом ферменной конструкции является ее малая металлоемкость.

По типу управления электрические двухбалочные краны бывают:

- управление с пола (подвесной пульт). На рисунке 17 изображено управление с пола;

- радиоуправление, см. Рисунок 18;

- управление из кабины, которые бывают стационарная и передвижная.

Передвижная кабина перемещается вместе с грузовой тележкой.

Стационарная кабина см. Рисунок 19, передвижная кабина см. Рисунок 20.

Выбор типа кабины (передвижной или стационарной) зависит от необходимого обзора, так если пролет большой, то следить за работой грузоподъемного механизма в десятках метров от кабины будет сложно, тем более если работа происходит в условиях недостаточной освещенности или в цеху большая запыленность.

У одного крана может быть несколько способов управления одновременно, т.е. и пульт весит и радиоуправление подключено.

Принцип работы концевых у мостового двухбалочного крана аналогичен принципу работы концевых однобалочных кранов.

Краны козловые

Козловыми называют краны, в основе конструкции которых лежит балочный мост, фиксируемый на специальных опорах. Основными элементами кранов козловых являются несущие балки и опоры, визуально напоминающие собой ноги животного. Отсюда и столь необычное название устройства. Опоры козлового крана осуществляют его передвижение по подкрановым путям (рельсам), которые, в отличие от подкрановых путей мостовой разновидности, монтируются под конкретную модель.

Основу электрического козлового мостового крана составляют три элемента: две боковые опоры по краям, несущий мост с консолями (дополнительными удлинениями моста слева и справа опор) и грузоподъёмный механизм.

В зависимости от грузоподъёмности козлового мостового крана его мост может состоять из одной или двух балок. Кран с однобалочной конструкцией моста применяют крайне редко, поскольку на такой кран установка грузовой тележки представляет значительную трудность. В большинстве случаев однобалочное строение моста более характерно для кранов грузоподъёмностью 5-10 тонн.

Использование двухбалочной конструкции более оптимально. На балки таких кранов устанавливаются специальные рельсы, по которым передвигается грузовая тележка, аналогичная тележке мостовых кранов.

Опорные конструкции выполняют главную функцию по транспортировке крана. Внизу опоры имеют более широкую базу для придания крану устойчивости, а к верху опоры сужаются и пристыковываются к основным мостам крана. Таким образом, опоры козловых кранов состоят из балок, соединяющихся между собой сверху, см. Рисунок 21.

Передвижение козлового крана осуществляется по подкрановым путям (рельсам), аналогичным железнодорожным. Внизу боковых опор расположены колёса, при помощи которых кран движется по рельсам. В зависимости от грузоподъёмности козлового крана его колёса могут быть различного диаметра, который будет совместим с определённым типом рельсов. Подкрановые пути козлового крана имеют жёсткие требования к поверхности. Именно поэтому подкрановые пути для каждой модели разрабатываются по индивидуальному проекту. Передвижение козлового крана происходит аналогично уже рассмотрены кранам, единственное отличие, что колеса установлены не в концевых, а на опорах крана, см. Рисунок 22.

Грузоподъёмный механизм козлового мостового крана состоит из грузовой тележки с одним или несколькими тельферами, передвигающихся по мосту на специально установленных (на верхней части моста) рельсах. Грузовая тележка используется для распределения веса между двумя мостами и обеспечения большей устойчивости, см. Рисунок 23.

Козловой кран, так же как и мостовой, совместим с различного рода грузоподъёмными устройствами - крюками, грейферами, захватами и т.д. Также грузоподъёмный механизм содержит в себе электрическую часть управления краном. Кабель прокладывается вдоль подкрановых путей и сматывается /разматывается на кабельный барабан по мере движения крана, см. Рисунок 24.

Поскольку козловые краны эксплуатируются на открытом воздухе, их часто оборудуют противоугонными захватами – устройство, которое препятствует перемещению крана по подкрановым путям под воздействием ветра. Противоугонные захваты бывают как механические (ручные), так и магнитные (электрические). Наиболее простой противоугонный захват – прижать колесо, либо основание крана к рельсам при помощи болта, см. Рисунок 25.

Консольные краны

Краны консольные поворотные подразделяются на краны:

- на свободно расположенной колонне, см. Рисунок 26;

- настенные конструкции, см. Рисунок 27.

Настенные краны состоят из консольной части (обычно двутавровой балки), которая при помощи подкоса (наваренный металлический раскос для предания жесткости) соединена с вертикальной стойкой. Цапфы осей, приваренных к концам стойки, опираются при помощи подшипников качения на два кронштейна, закрепленных на колоннах здания. Краны консольные поворотные электрические на свободно стоящей колонне состоят из консольной двутавровой балки, которая опирается на установленную на фундамент верхнюю часть колонны.

По типу поворота консоли краны деляться на ручные и механические (электрические). На Рисунке 26 изображен ручной поворот консоли, на Рисунке 27 слева механический (электрический), справа ручной повороты.

Также к консольным кранам относят кран-укосина, см. Рисунок 28. Его основное отличие – строение консольной части.

Кран-укосина применяется либо для экономии металла (снижение собственного веса крана), либо когда требуется предать жесткость конструкции крана, например при большом вылете консоли.

Основные характеристики кранов

Основной перечень параметров кранов приведен в опросных листах,рассмотрим главные из них.

Грузоподъемность - наибольшая масса груза, на подъем которого рассчитан грузоподъемный кран в заданных условиях эксплуатации.

Пролет крана – расстояние между осями подкранового пути крана, см. Рисунок 29.

Высота подъема - вертикальное расстоянием по которому необходимо перемещение грузозахватного органа (чаще всего кованный крюк). Высота подъема отличается от расстояния от пола до тельфера, иногда в разы. Это обусловлено к примеру следующем:

Расстояние от пола до кран-балки 10 метров, оборудование высотой 4 метра, изделие укладывается и снимается с оборудования, соответственно высоты подъема достаточно 6 метров. Или кран балка обслуживает скважину 30 метров + расстояние от пола до балки 10 метров, соответственно высота подъема 40 метров.

Вылет консоли - наибольшее расстояние по горизонтали от оси ближайшей к консоли опоры крана до оси расположенного на консоли грузозахватного органа, см. Рисунки, 30, 31.

Дополнительное оборудование

ОГП (ограничитель грузоподъемности) - это устройство, которое отключает механизм поднимающий груз в случае, если масса груза, который надлежит поднять больше грузоподъемности крана. Этот механизм предупреждает перегрузку и возможные аварийные ситуации. Перегрузка в первую очередь чревата тем, что может вызвать обрыв канатов, грузозацепов, также это может привести к поломке деталей и даже к образованию трещин. Самой распространенной аварийной ситуацией, которая может возникнуть в подобных условиях это обрушение крана. ОГП изображены на Рисунке 32.

ОГП крепиться на один из канатов, на которых подвешен крюк. К примеру ОГП с маркировкой кратность 4×2500 кг, означает, что ОГП вешается на один из 4-х канатов 10-ти тонного крана. При попытке поднять груз, превышающий допустимую грузоподъемность крана, ОГП передает сигнал в грузоподъемный механизм и отключает его.

ОВП (ограничитель высоты подъема) предназначен для автоматического отключения двигателя грузоподъемного механизма при подъеме крюка (крюковой обоймицы) к тельферу на расстояние меньшее, чем установленное для кранов при нормальной работе — 0,2 м (ОВП регулируется и данное расстояние можно менять как в большую так и в меньшую стороны). В случае упирания обоймицы в тельфер и дальнейшей работы грузовой лебедки может произойти обрыв грузового каната, деформация грузоподъемного механизма и главной балки и даже падение всего крана. Ограничитель высоты подъема крюка препятствует подъему обоймицы до упирания ее в грузоподъемный механизм. При поднятии груза ближе чем установлено на ОВП, происходит автоматическое отключение грузоподъемного механизма. Один из видов ОВП приведен на Рисунке 33.

Частотные преобразователи (преобразователи частоты, плавный пуск) – электронные устройства, назначение которых регулировать мощность и скорость оборотов электрических двигателей. Выполняют функции – плавного пуска/торможения, изменение скоростей передвижения крана и грузоподъемного механизма, заменяют функцию тормоза. Частотные преобразователи устанавливаются в шкафе управления краном. Одна из модификаций частотных преобразователей приведена на Рисунке 34.

УЗОФ (устройство защиты обрыва фаз) – устройство защиты обрыва фаз. При обрыве одной из трех фаз в цепи питания механизмов крана электрический тормоз может не сработать, и двигатели не выключатся. Это может привести к аварии или порче двигателя.

Для избежания подобных ситуаций применяются устройства защиты от обрыва фаз типа УЗОФ. В случае обрыва одной из фаз произойдет немедленное отключение двух других. При этом сработает электрический нормально замкнутый тормоз и произойдет отключение электродвигателей.

Поворотные и концевые выключатели – электронные датчики предназначенные для ограничения рабочих движений механизмов грузоподъемных кранов, в частности при перемещении кранов по подкрановым путям.

Конструкция концевых выключателей позволяет возобновить работу отключенных механизмов для возвращения оборудования в безопасное положение.

Концевые выключатели устанавливаются на определенном расстоянии до конца подкранового пути, тем самым предупреждают появления ударов крана о тупиковые упоры, а в отдельных случаях и схода крана с подкрановых путей.

Поворотные выключатели аналогичны концевым, но только ограничивают движение крана при работе нескольких кранов на одних подкрановых путях (предупреждают столкновение кранов).

УСВ – уменьшенная строительная высота, параметр тельферов. Тельферы УСВ эксплуатируются в помещениях с невысокими потолками, там, где использование обычного оборудования затруднено. С их помощью можно сэкономить более 0,5 метра на подъеме тали. Примерный вид УСВ тельфера приведен на Рисунке 37.

Обычные тельфера располагаются под балкой, а УСВ тельфер находится сбоку от нее, тем самым прибавляет к высоте подъема до обычного тельфера размер самого тельфера.

Весы крановые электронные представляют собой конструкцию, состоящую из петли, предназначенной для фиксирования на крановом крюке, тензодатчика высокой точности, аналого-цифрого преобразователя, небольшого дисплея и металлического корпуса, входят в состав электрооборудования кранов.

Весы крановые электронные просты в обращении, для начала работы их необходимо зафиксировать на крановом крюке и включить (работают от батареек). Вес груза, действующий на грузоприемную платформу, определяется при помощи тензорезисторного датчика. Этот датчик способен преобразовывать действующую силу тяжести в электрический сигнал, который после обработки электронным блоком отображается на дисплее весов крановых электронных. Весы крановые электронные могут управляться с помощью пульта или при помощи радиоканала. Весы крановые электронные используются для проведения строительных, ремонтных и монтажных работ, на складах, в цехах, на промышленных предприятиях во всех областях, в которых широко применяются тали и крановые установки. Средний срок службы весов составляет 15 лет. Весы для легких грузов выдерживают от 0,1 до 0,5 тонн, грузоподъемность разновидностей для средних грузов составляет от 0,5 до 3 тонн, для тяжелых грузов этот показатель составляет от 2 до 50 тонн.

Троллеи – система токоподвода (поставки электричества) к кранам. В самом простом своем варианте представляет металлические пластины, по которым подается постоянный ток. По данным пластинная скользит (обычно чугунный) токосъемник, через который ток с пластин подается в шкаф управления и дальше на работу крана. Аналогично питаются током троллейбусы, трамваи, электрички, метро. Данный вид токоподвода используется крайне редко, поскольку в настоящее время существуют аналогичный, но доработанный – современный метод – закрытые троллеи, реже металлические пластины, закрытые резиновым (реже пластмассовым) кожухом. Открытые троллеи в большинстве своем были стальными, в настоящее время закрытые троллее (они же шинопровод) делаются из меди.

На Рисунке 39 видна внешний кожух (защитный), внутри медные полоски по которым подается ток, ниже располагается токосъемник, который в кожухе перемещается на колесиках. При заказе и просчете троллей особое внимание нужно уделять дополнительным (вспомогательным) вещам – крепление троллей между собой, крепление троллей по подкрановым путям, количество токосъемников (работающих кранов), общей электрической нагрузке.

Кабельный токоподвод к крану – тип подачи электричества для работы крана с помощью электрического кабеля (расчетного сечения. Это значит не все провода одинаковые, если для питания крана использовать обычный провод, который используется в быту, например для работы утюга, то данный провод не выдержит и перегорит уже на первых минутах работы). Обычно кабель закрепляется на стальной струне через сдвоенные подвижные кольца. Как показывает многолетняя практика это самый дешевый и достаточно надежный способ. Крепление кабеля к нижнему кольцу выполняется червячным хомутом с предварительной подмоткой изоляционной лентой.

На Рисунке 40 изображен кабель (темного цвета), который жестко закреплен к кольцу, которое закреплено еще к одному кольцу, и, наконец второе кольцо свободно передвигается по натянутой струне (тросику). Аналогичный способ сбора и разматывания кабеля при работе крана (передвижении крана по путям) можно увидеть в каждом доме на примере штор на окнах.

Кабельный барабан был рассмотрен ранее на примере козлового крана (см. Рисунок 24).

Тормозная система предназначена для уменьшения скорости движения и/или остановки механизма. Она также позволяет удерживать кран от самопроизвольного движения во время стоянки. В грузоподъемных кранах используются дисковые, барабанные и ленточные тормоза на перемещение крана, грузоподъемного механизма (тельфера, тележки) и непосредственно работы на подъем.

Освещение зоны работы крана – в целях достаточного (необходимого) освещение рабочей зоны крана на мосту крана крепится осветительное оборудование (лампы, прожектора). Установка освещения актуальна в целях не только в целях подсветки непосредственного места где находится груз, но и в целях экономии электроэнергии на освещение всего цеха (склада) если работает только кран, и например для козловых кранов, которые работают на улице на подкрановых путях значительной протяженности.

При установке освещения на мост крана (главную балку) необходимо предусматривать техническую площадку вдоль моста крана для обслуживания (замены ламп) осветительных приборов.

Звуковая сигнализация – оборудование воспроизводящее звуковые сигналы при работе крана, либо по необходимости на усмотрение крановщика. При работе крана в помещении, где будет осуществляться работа одновременно с рассматриваемым кранов, например склад где кран осуществляет погрузку, и одновременно с ним два погрузчика производят сортировку товара. В целях предупреждения возникновения несчастных случаев при столкновении груза подвешенным и перемещаемым краном с рабочими и техникой, целесообразно подавать звуковой сигнал.

Классификация помещений по пожаро-, взрывобезопасности

Категория А - это помещения, в которых применяются легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки паров 28oС и ниже или горючие газы в таком количестве, что они могут образовать взрывоопасную смесь с воздухом, при взрыве которой создастся давление более 5 кПа (например, склады бензина).

Категория Б - это помещения, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие волокна или пыль, а также легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки паров более 28oС в таком количестве, что образуемая ими с воздухом смесь при взрыве может создать давление более 5 кПа (цеха приготовления сенной муки, выбойные и размольные отделения мельниц и крупорушек, мазутное хозяйство электростанций и котельных).

Категория В - это помещения, в которых обрабатывают или хранят твердые горючие вещества, в том числе выделяющие пыль или волокна, неспособные создавать взрывоопасные смеси с воздухом, а также горючие жидкости (лесопильные, столярные и комбикормовые цехи; цехи первичной сухой обработки льна, хлопка; кормокухни, зерноочистительные отделения мельниц; закрытые склады угля, склады топливно-смазочных материалов без бензина; электрические РУ или подстанции с трансформаторами).

Категория Г - это помещения, в которых сжигают топливо, в том числе газ, или обрабатывают несгораемые вещества в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии (котельные, кузницы, машинные залы дизельных электростанций).

Категория Д - это помещения, в которых негорючие вещества находятся в практически холодном состоянии (насосные оросительные станции; теплицы, кроме отапливаемых газом, цехи по переработке овощей, молока, рыбы, мяса).

Общепромышленное исполнение это категория Д.

Пожаробезопасное исполнение это категории Г, В.

Взывобезопасное исполнение это категории А.Б.

^ Наверх