Портовые краны: большой рассказ о могучей технике

Эти гигантские машины большинство из нас видит только издалека. Их журавлиный профиль безошибочно подсказывает: где-то рядом вода — порт или верфь. «Кран» (англ. crane), собственно, и значит «журавль», а краны, работающие с кораблями, самые впечатляющие и царственные из этой птичьей породы.

Балтийский завод в Санкт-Петербурге, одна из старейших российских верфей, переживавших еще совсем недавно не лучшие времена, сегодня загружен работой. Здесь строят два систершипа уже спущенной на воду «Арктики» — новейшего и самого мощного в мире атомного ледокола. Имена будущих кораблей — «Урал» и «Сибирь».

Чему не научились в СССР?

Шаг за шагом корпуса ледоколов наращиваются за счет вновь присоединяемых секций, каждая из которых имеет внушительные размеры и вес. Такую работу невозможно сделать без портальных монтажных кранов высокой грузоподъемности. Портальными они называются не потому, что работают в порту (как думают некоторые), а потому, что установлены на портале — площадке на широко раздвинутых опорах, катающихся по рельсам. Рельсы проложены вдоль бортов строящихся ледоколов, и краны, переезжая с места на место, подают на стройку все новые и новые детали. На верфи можно увидеть всю историю портальных кранов в нашей стране за последние десятилетия. Вот бывалый кран советской постройки, сработанный на Кировском заводе. Вот машина посвежее — кран made in Finland. Это уже эпоха угасания отечественного производства: тогда мы думали, что купим за границей все лучшее, а наши верфи и порты были отданы продукции немецких и финских компаний. И вот новинка последних лет — кран СММ-4500. Эта выдающаяся по многим параметрам машина сделана петербургской фирмой «СММ», выросшей в свое время из ремонтного предприятия. Производство портальных кранов вернулось в Россию.

Строительство атомного ледокола ведется с помощью гигантских портальных кранов, среди которых российская новинка СММ-4500 грузоподъемностью 100т

«Краны такого класса грузоподъемности в СССР делать так и не научились, — говорит главный конструктор компании «СММ» Александр Журавлев, — так что можно говорить не о возвращении производства портальных кранов в Россию, а о качественно новом шаге в этой области. Максимальная грузоподъемность нашего СММ-4500 — 100 т, вылет стрелы — 60 м. Можно по пальцам пересчитать мировых производителей, которые умеют строить подобную технику, — финны и немцы в основном. Еще Китай в последнее время».

Почти как в метро

Дело, собственно, не в цифрах как таковых, а в требованиях заказчика. «СММ-4500 — единственный на нашем предприятии кран, который благодаря вылету стрелы может доставлять грузы не только к ближнему борту строящегося корабля, но и к противоположному, — объясняет Николай Дроздов, начальник цеха, обслуживающего портальные краны. — Можно сказать, что нынешний заказ мы способны выполнить именно потому, что такая машина у нас есть».

Компания «СММ» производит как монтажные (преимущественно для кораблестроения), так и перегрузочные краны (для работы в порту). На схеме показано, как устроен СММ-4500 — монтажный портальный кран Балтийского завода.

Работа крана проходит где-то там, вверху, на уровне глаз только нижние части опор портала. Машина останавливается, переносит груз, подает сигнал и неспешно перекатывается на новую позицию. Монтажному портальному крану, в отличие от портового перегрузочного, скорость не так важна. Каждая из четырех опор поставлена на восемь стальных колес, от железнодорожных их отличает наличие второй реборды. Рельсы тоже специальные, крановые — более широкие и массивные. Восемь колес распределены между четырьмя тележками, которые связаны с опорой шарнирно-балансирной системой. «С какой бы точностью вы ни прокладывали крановый путь, — говорит Александр Журавлев, — все равно останутся какие-то неровности. Если они в рамках ГОСТа — ничего страшного, однако, соединяя колесные тележки с опорой не жестко, а через шарнирно-балансирную систему, мы даем возможность нашей ходовой части эти неровности отрабатывать. Например, не допускать зависания колеса над рельсом, при котором остальные колеса будут испытывать нерасчетную нагрузку». В движение колеса приводятся электродвигателями, которые установлены прямо на тележках. Система подачи электропитания на СММ-4500 напоминает, как ни странно, ту, которая используется в метрополитене. Как известно, электропоезд метро получает энергию от контактного рельса с помощью установленных на колесных тележках токосъемников. Здесь же рядом с одним из рельсов сделана траншея, прикрытая в целях безопасности гибкими резиновыми шторками. Внутри траншеи проложены три токоведущие шины. С помощью специального токосъемника кран отодвигает шторку и контактом-башмаком снимает трехфазный ток напряжением 380 вольт.

Ступени-лепестки

Машинное отделение, электроника и автоматика, кабина крановщика — все это находится на высоте 12−13-этажного дома. Путь туда — исключительно пешком. Сначала по крутым, похожим на корабельные, трапам нужно взобраться на верхнюю площадку портала, а затем подняться по винтовой лестнице внутри колонны, на которой и стоит кран. Пока идешь по этой лестнице вверх, глаза не поднимаешь — страшно подумать, сколько еще ступеней впереди. Когда спускаешься, кажется, что ступени внизу превращаются в лепестки вращающегося цветка. От этой оптической иллюзии кружится голова. Уф! Наверху внутри платформы машинного отделения большой круглый зал, где установлены механизмы поворота крановой установки. Этажом выше расположены лебедки главного и вспомогательного подъема. Концы тросов исчезают в щели на потолке. Над машинным отделением, на стойке установлен реечный механизм изменения вылета стрелы.

Сходство с птицами — журавлем или цаплей — портальным кранам придает шарнирно-сочлененная стреловая система. К основной стреле на шарнире крепится еще один элемент — его называют «клюв», «гусек», а иногда «хобот». Такую систему придумали в конце 1930-х годов в Германии. Когда основная стрела изменяет вылет (то есть поднимается или опускается), подвешенный к ней груз также неизбежно меняет высоту. В шарнирно-сочлененной системе «хобот» выполняет компенсирующее движение, удерживая груз на заданной высоте. При этом не требуется работа подъемной лебедки, то есть не тратится лишняя энергия. И при монтажных, и при перегрузочных работах удержание груза на одном уровне — важный фактор безопасности.

Кабина крановщика находится на высоте 12−13-этажного дома, и путь туда нелегок: сначала подъем по крутым трапам, потом много шагов по винтовой лестнице.

И вот наконец кабина, из которой осуществляется управление всей этой машинерией. Сразу обращаешь внимание на панорамное остекление. Из кабины открывается отличный вид на территорию прославленного завода, на строящиеся корабли и на весь Васильевский остров. Где-то вдали возвышается недостроенная еще башня «Лахта-центра». На рабочем месте крановщика (точнее, крановщицы — гигантскими кранами на Балтийском заводе управляют в основном дамы) удобное кресло, по бокам два джойстика, напротив параметрический дисплей.

«Комфорт и эргономичность кабины — это для нас приоритетные задачи, — говорит Александр Журавлев, — так как они напрямую связаны с безопасностью работ. В прежние времена на это мало обращали внимания — в кабинах стояли неудобные сидения, на которых было тяжело работать часами, отсутствовали кондиционеры. Краны тогда управлялись с помощью релейно-контакторной системы, и передвижение контроллера требовало от крановщика значительного усилия. Сейчас все по‑другому. Рабочее место оснащено удобным эргономичным креслом. Частотное регулирование электроприводов позволяет оператору крана с помощью двух джойстиков выполнять плавные и точные движения. Для повышения безопасности работ мы устанавливаем специальные сенсоры, которые предотвращают, например, столкновение стрел — а такое порой случается, особенно при работе перегрузочных кранов в порту. С другой стороны, обвешивать весь кран датчиками было бы тоже неправильным: он просто не сможет работать из-за постоянной перестраховки автоматики. Все-таки управление машиной пока еще в значительной степени находится в руках человека, а не компьютера. Хотя появление беспилотных кранов, вероятно, дело недалекого будущего».

У виртуальной бездны

СММ-4500 уже не самый большой монтажный кран, произведенный в России. Машина, построенная для еще одной легендарной верфи — северодвинского «СевМаша», обладает характеристиками, равных которым в Европе, пожалуй, нет. Грузоподъемность — 160 т, вылет стрелы — 80 м, высота подъема — 75 м. «Человека непосвященного эти цифры могут и не впечатлить, — объясняет Александр Журавлев, — но за каждым метром увеличения вылета стрелы стоит сложнейшая инженерная задача. Чем длиннее «рука» крана, тем сложнее его сбалансировать. Нужен более тяжелый противовес, но общую массу машины нельзя увеличивать до бесконечности. Не сэкономишь на уменьшении массы портала: он обеспечивает устойчивость и не должен быть очень легким. Главный путь — уменьшение массы стреловой системы при сохранении высокой прочности. Это работа с новыми материалами, марками стали, технологиями сварки».

Рядом с новым российским портальным краном СММ-4500, который эксплуатируется с 2014 года, на строительстве атомных ледоколов работают машины производства СССР (слева) и Финляндии (справа).

В компании «СММ» краны проектируются методом 3D-моделирования. Созданная на компьютере модель тестируется в программных средах, имитирующих разные нагрузки. Если выявляются слабые места, модель отправляют конструктору на доработку, потом возвращают на новые виртуальные тесты. Таких итераций может быть очень много. Виртуальная революция не миновала и систему обучения крановщиков и сервисного персонала. В «СММ» разрабатывают VR-симулятор, который позволяет не только в предельно реалистичном режиме освоить управление краном, но и фактически разглядеть каждый его узел, понять, как он работает. Надев очки виртуальной реальности и взяв в руки по джойстику, я попытался — нет, не поработать на кране, а просто попутешествовать по нему. И вот я оказался на большой высоте, рядом с перилами ограждения. И мне стало страшно: перила-то виртуальные, а высота… высота пугала. Это было очень странное ощущение.

Статья «Ледокол и птица с хоботом» опубликована в журнале «Популярная механика» (№7, Июль 2017).

www.popmech.ru

Портовой кран: назначение, описание, модификации

Побывав в любом портовом городе, обратив внимание непосредственно на порт, всегда можно увидеть на горизонте так называемый портовой кран. Без этих грузоподъемных машин просто нереально представить не только морские или речные «ворота», но и строительную площадку гидротехнических сооружений, судостроительные предприятия. Об этих агрегатах мы и поговорим подробнее в статье.

Маркировка

Сразу же отметим, что выражение «портовой кран» не является полностью корректным, поскольку в порту могут быть использованы краны самых разнообразных систем и типов. Правильным словосочетанием будет «кран портальный», название которого происходит от основанного его конструктивного элемента – портала.

Портовые портальные краны имеют следующие обозначения:

• Буква «К» означает «кран».
• «П» – портальный.
• Д/М/П – доковый, монтажный, перегрузочный.
• К/Г – крюковой, грейферный (эти буквы относятся к старой системе обозначения).

Значение числовых индексов таково:

• 1 – показатель максимальной грузоподъемности на главном крюке или при максимальном вылете.
• 2 – вылет максимальный.
• 3 – величина колеи портала.

В тех случаях, когда грузоподъемность будет различна в зависимости от вылета, обозначение самого вылета и показателя грузоподъёмности происходит двумя цифрами – через дробь.

Служебные обязанности

Теперь рассмотрим портовые краны в зависимости от их назначения:

• Перегрузочный. Это самый массовый вид портовых перегружателей. Его грузоподъёмность находится в пределах от 5 до 30 тонн. В качестве грузозахватного органа на нем может быть применен грейфер (для сыпучих материалов), магнитная шайба для перегрузки металлического лома или крюковая подвеска для штучных грузов.

• Монтажный чаще всего применяется на судостроительных и судоремонтных заводах, в портах. Его корпус практически точно такой, как и у перегрузочного «собрата», а отличие заключается лишь в наличии гуська на хоботе. Также характеризуется небольшой скоростью перемещения крюка. Тяговых лебедок может быть две (для главного и вспомогательного подъема). Грузоподъёмность колеблется в диапазоне 12,5-60 тонн.
• Стапельный – это, пожалуй, самый малочисленный вид портальных агрегатов. По сути, он является монтажной машиной, которая нашла свое применение лишь на предприятиях, занимающихся постройкой различных судов. Характерная особенность крана – высокий портал и токоподвод троллейного типа. Способен удерживать груз, по весу близкий к предельной грузоподъемности, на протяжении очень длительного периода времени (монтаж корпуса кораблей занимает не один день). Грузоподъемность равна 30-160 тонн.
• Доковый. Этот портовой кран по причине своей специфики работы имеет весьма небольшую грузоподъемность. Из конструктивных особенностей стоит выделить узкий портал и наличие противоугонных захватов (помимо защиты от опрокидывания). Также работа механизма ограничена степенью волнения моря или реки.

Основные конструктивные элементы

Портовые краны в большинстве случаев состоят из таких основных деталей:

• Портал. Его основным предназначением является снижение массы противовесов путём увеличения площадки. За счет такого исполнения центра тяжести исключается вероятность опрокидывания крана. Кроме того, между ногами портала осуществляется пропуск железнодорожного или автомобильного транспорта. Также он дает возможность самому крану проехать над каким-либо сооружением.
• Нога – часть портала, низ которой заканчивается тележками (приводными или холостыми).

• Оголовок портала. С его помощью соединяются ноги. Кроме того, он воспринимает нагрузки от поворотной части. В оголовке установлено электрооборудование механизма передвижения крана.
• Опорно-поворотное устройство.
• Токоподвод.

Технические данные

Портовые краны, характеристики которых могут быть различны, в целом выпускаются и работают с учетом следующих показателей:

• Грузоподъемность.
• Вылет стрелы и скорость изменения ее вылета.
• Скорость перемещения крана.
• Скорость поворота.
• Показатель нагрузки на колесо.
• Скорость перемещения тележки (если таковая имеется).

Также, изучая портовой кран, особое внимание необходимо уделить механизму изменения вылета стрелы, который, в свою очередь, может быть гидравлического, штангового, полиспастного или кривошипно-шатунного типа.

fb.ru

Портальные краны

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:

• Перегрузочные – наиболее распространенный тип, применяются в портах и на складах. Оснащаются крюками, магнитными шайбами или грейферами – для перемещения штучных, металлических или сыпучих тел. На всех вылетах их грузоподъемность остается постоянной – от 1,5 до 30 т.
• Монтажные – обычно устанавливаются на судостроительных и судоремонтных верфях, отличаются большой высотой ног. Используются при работе со штучными грузами особой ответственности, могут оснащаться двумя крюками и противоопрокидывающими захватами. У них малая рабочая скорость и переменная, зависящая от вылета, грузоподъемность – от 12,5 до 160 т.
• Строительные – применяются там, где нужно в течение длительного времени механизировать работы высокой производительности. С их помощью, например, укладывают бетон при возведении плотин. Строительные краны портального типа, как правило, оснащаются крюками и отличаются высокой скоростью перемещения грузов весом в 10-20 т (обычно) по горизонтали и вертикали на расстояние в 50-70 м.

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.

o-cranes.ru

3 Портальные краны. Описание. Характеристики

3.1 Перегрузочные портальные краны.

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

Рисунок 3.1 – Кран портальный. Общий вид.

1-ходовая тележка;

2-портал;

3-опорно поворотное устройство;

4-неподвижный противовес;

5-кабина управления;

6-кабина для механизмов;

7-механизм изменения вылета;

8-подвижный противовес;

9-стрела;

10-жёсткая оттяжка;

11-хобот;

12-сменное рабочее оборудование;

3.2 Классификация портальных кранов по их назначению

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

Рисунок 3.2 – Блок-схема классификации портальных кранов

3.3 Перегрузочные портальные краны

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

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

Рисунок 3.3 – Полупортальный кран

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

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

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

Рисунок 3.4 – Перегрузочный портальный крана на полупортале специальной конструкции

Возможности применения портальных кранов для выполнения широкого спектра операций:

▬ перевалки штучных грузов при помощи грузового крюка;

▬ работы с тяжелыми грузами;

▬ обработки навалочных грузов при помощи грейфера;

▬ работы с магнитом;

▬ перегрузки металлолома при помощи прямоугольного грейфера;

▬ обработки контейнеров при помощи спредера.

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

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

(а) (б)

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

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

studfiles.net

Портовые портальные краны

Портовые портальные краны обычно обладают грузоподъемностью от 3 до 15 тс при общем собственном весе от 60 до 200 тс и весе наиболее тяжелого монтажного элемента от 6 до 30 тс. Грузоподъемность судостроительных портальных кранов составляет от 30 до 75 тс и выше при общем весе крана 300—700 тс.

Портальные краны монтируются с помощью монтажных стрел, порталов или существующих в порту портальных, а также крупных плавучих кранов. Монтажные стрелы и порталы применяют преимущественно в случаях, когда в порту нет портальных или плавучих кранов необходимой грузоподъемности, причем стрелы используют для монтажа одиночных кранов, а порталы — преимущественно для серийного монтажа. Монтажная стрела применяется в наклонном варианте, а портал крана в процессе сборки перемещается по путям. Грузоподъемность монтажной стрелы обычно не превышает 20, реже 30 тс, и потому она не допускает значительного укрупнения блоков.

Рис. 1. Схема последовательных операций монтажа портального крана на поворотном круге методом надстройки

На рис. 1 показана типичная последовательность (положения 1—12) монтажа портального крана с поворотным кругом методом надстройки, осуществляемого с помощью монтажных средств ограниченной грузоподъемности. Как видно из рисунка, здесь портал собирается из двух предварительно укрупненных фасадных рам (положение 2) с последующей установкой решеток (положение 3), верхней платформы портала (положение 4) и поворотной рамы (положение 5). Сборка механизмов и каркаса (положение 6—5) на поворотной раме ведется на проектной отметке, стрела (положение 8—11) устанавливается в сборке с хоботом, но без оттяжной фермы. К моменту присоединения стрелы к рычагам противовеса балласт последнего

в объеме не менее 50% уже заложен на место. Вопрос о моменте установки неподвижных противовесов поворотной части (до или после установки стрелы) обычно решается по указаниям завода-изготовителя, исходящим из условия обеспечения устойчивости крана при монтаже. Здесь наибольшая высота подъема определяется условием установки оттяжной фермы (положение 12), а наибольший вес — весом поворотной платформы крана.

На рис. 2 показана последовательность монтажа 5-тонного крана с поворотной колонной, имеющего фланцевые монтажные стыки.

Рис. 158, а отражает сборку одной из ног портала с крестовой балкой; рис. 2, б — установку ноги с крестовой балкой на ходовую тележку, временное их подкрепление распоркой и присоединение к крестовой балке остальных трех ног; рис. 2, в — установку кольцевого оголовка портала; рис. 2, г, установку нижней части поворотной колонны, собранной в укрупненный блок элементами машинной платформы; рис. 2,5 — установку верхней части колонны с приводом механизма изменения вылета; рис. 2, е — установку механизмов поворотной части, кабины крановщика и машинной кабины ; рис. 2, ж — установку рычагов противовеса, установку противовеса и подъем стрелы при помощи монтажного полиспаста с приводом от лебедки крана.

Рис. 2. Схема последовательных операций монтажа портального крана на поворотной колонке методом надстройки

Монтажные порталы грузоподъемностью до 150 тс при высоте 30—40 м позволяют вести монтаж портальных кранов всех типоразмеров крупными узлами. В этих случаях (рис. 159) под монтажным порталом производятся как сборочные, так и установочные работы, в связи с чем портал крана после его сборки выводится из-под монтажного портала и вводится под него после подъема поворотной части для установки последней.

Если имеются в распоряжении крупные плавучие краны (грузоподъемностью 100—200 тс), краны портальные собирают на нулевой отметке с помощью гусеничных в два-три укрупненных блока, которые потом устанавливаются плавучим краном. Из-за высокой арендной платы за плавучие краны большой грузоподъемности их подводят к объекту только для завершающих подъемов.

Рис. 3. Схема монтажа портального крана предварительно укрупненными блоками

В случае применения на монтаже существующих в порту портальных кранов стремятся вести работу спаренными кранами, что позволяет укрупнять узлы до веса 20—30 г (при 10—15-тонных кранах).

Сборочные работы по порталу и поворотной части могут вестись относительно независимо.

Сборка портала обычно производится непосредственно на рабочем пути или отрезке монтажного пути. В обоих случаях путь, на котором собирается портал, должен отвечать нормам допусков подкрановых путей, и в первую очередь по точности колеи и равновысотности головок рельсов под тележками портала. Так как в процессе монтажа путь может проседать, его отметки периодически проверяются нивелировкой.

Портал собирается непосредственно на своих ходовых тележках, заранее расставленных на подкрановом пути так, чтобы все правые или все левые реборды колес всех тележек были прижаты к рельсу. Это положение контролируется на всем протяжении сборки портала с тем, чтобы сохранить правильность колеи тележек.

До окончательного соединения монтажных стыков портала проверяются: размеры колеи по передним и задним тележкам, равенство диагоналей портала на уровне тележек и равенство диагоналей по его граням. Кроме того, верхняя грань портала (если она собирается из нескольких элементов) проверяется на плоскостность в зоне, где на нее опирается поворотный круг.

Сборка портала для кранов с поворотным кругом заканчивается установкой барабана поворотного круга (если он выполнен в виде отдельного монтажного элемента). При установке барабана, поворотного круга с помощью рейсмуса, поставленного на центральную цапфу, проверяются следующие допуски: концентричность цапфы цевочному венцу, колебания по высоте цевочных реборд; правильность окружности кругового рельса — только для конического рельса; плоскостность рельса. Кроме того, проверяется с помощью штангенциркуля шаг цевок в стыках барабана.

Рис. 4. К проверке сборки барабана поворотного круга крана

Для кранов на поворотном круге, после установки на портал поворотной части в сборе или платформы поворотной части, производится проверка опорно-поворотного устройства и зацепления венца со звездочкой. Для этого платформу медленно поворачивают, наблюдая сопротивление повороту, условия зацепления (боковой зазор) звездочки и цевочного венца, а также условия касания опорных колес с рельсом или катков с верхними шинами.

В портал крана на поворотной колонне по окончании сборки заводится нижняя часть колонны и производятся следующие регулировки опорно-поворотного устройства. Сначала регулируется положение опорных горизонтальных колес относительно кольцевого рельса с целью получения наименьших зазорор между ними и рельсом. При этом, если возможно, проверяется и работа зацепления венцовой пары, так как боковой зазор в зацеплении связан с установкой колес.

Рис. 5. Схемы проверок сборки опорных баз (на портале) поворотной колонны крана

При сборке каркасов поворотной части у кранов со стрелами шарнирно-сочлененного типа контролируются действительные позиции и относительные перекосы отверстий под шарниры кинематической системы укосины.

Особое место при монтаже портальных кранов занимает установка укосин, и в первую очередь укосин шарнирно-сочлененного типа. Основной схемой установки таких укосин является схема, приведенная на рис. 6, а. Здесь укосина в сборе с распорками между ее звеньями устанавливается на кран в положении наименьшего вылета, что позволяет держать противовес стрелы также в положении наименьшего вылета. В этом случае требуется значительная высота подъема монтажных средств, обеспечивающая подвеску укосины выше ее центра тяжести.

Рис. 6. Схемы установки шарнирно-сочлененных укосин

При ограниченной высоте подъема монтажных средств стрела может быть установлена в положении наибольшего вылета (рис. 6, б), но тогда рычаг противовеса должен быть предварительно поднят тоже в положение наибольшего вылета, что нередко представляет известные трудности. Стрела может также устанавливаться на кран и при вылете, превышающем максимальный рабочий (рис. 6, в), что требует еще меньшей высоты подъема и позволяет сохранить противовес в положении наименьшего вылета, но вызывает необходимость применения специального полиспаста П для доводки стрелы до положения наименьшего вылета.

В случаях, когда грузоподъемность монтажных устройств недостаточна для подъема укосины в полном сборе, оттяжная ферма может быть поднята отдельно, а иногда (особо тяжелые укосины) стрелу поднимают в три приема (корневая часть, вершина с хоботом и оттяжная ферма). Установки хобота на стрелу на проектной отметке, ввиду трудности этой операции, избегают.

Подъем стрелы за конец хобота, применяемый при недостаточной высоте подъема монтажных средств, производить не рекомендуется, так как нередко это ведет к авариям, вызываемым скручиванием стрел.

Монтажные перемещения портальных кранов между параллельными путями обычно производятся по временному перпендикулярному пути, для чего тележки портала разворачивают на 90°.

Перемещения между непараллельными путями, а также повороты портала относительно вертикальной оси осуществляются за счет движения крана по кривым.

Рис. 7. Схема вписывания четырехколесной тележки крана в криволинейный рельс монтажного пути

Рис. 8. Схема вписывания портала крана на переходном участке криволинейного монтажного пути

—

Рис. 9. Портальный кран: 1 — ноги, 2 — ходовые тележки, 3 — поворотная рама, 4 — верхний узел портала, 5 — стрела, 6 — кабина, 7 — оттяжка, 8 — каркас, 9 — противовес, 10 —неподвижный противовес, 11 — пост управления (кабина)

Портальный кран — это универсальная перегрузочная машина периодического действия, как правило, имеющая электрический привод с питанием от береговой электрической сети. Свое название портальный кран получил потому, что его основание выполнено в виде буквы. Основные элементы портала — ноги, опирающиеся на ходовые тележки, соединенные в верхней части пролетным строением. Колеса тележек опираются на подкрановые пути, по которым перемещается кран. Размеры портала подбираются с таким расчетом, чтобы между его ногами могли проходить железнодорожные составы. В зависимости от числа проложенных под порталом железнодорожных путей различают порталы однопутные, Двухпутные и трехпутные.

Иногда портал заменяют полупорталом, который имеет только две ноги. Пролетное строение через пару ходовых тележек опирается на рельс, проложенный на стене склада. Катки либо ролики поворотной рамы с закрепленным на ней каркасом поворачиваются вокруг установ ленной на портале вертикальной оси (баллера). Эта ось предупреждает возможность радиального сдвига поворотной части крана. Пос управления располагается со стороны стрелы; с противоположной стороны к каркасу крепится неподвижный противовес.

Портальный кран имеет следующие движения: подъем (опускание) груза, изменение вылета стрелы, поворот вокруг баллера, передвижение портала по подкрановым путям.

В соответствии с этим портальный кран имеет механизм подъема, механизм изменения вылета стрелы, механизм поворота и механизм передвижения. Механизм подъема (основной механизм крана) называется также грузоподъемной лебедкой и состоит из электродвигателя, редуктора, грузового барабана, на который наматывается грузовой канат, и тормозного устройства. Если барабан один, лебедка называется однобарабанной. Широкое распространение получили двух-барабанные лебедки, которые могут вращаться одновременно или по отдельности, что позволяет крановщику управлять грейфером или другим навесным приспособлением для захвата груза.

Поворотный механизм и механизм изменения вылета стрелы также располагается на поворотной части крана. Механизмы передвижения устанавливаются обычно в ходовых тележках.

При изменении вылета стрела движется по некоторому радиусу, в то время как груз движется только по горизонтали. Достигается это применением различных специальных устройств. На кране, показанном на рис. 9, таким устройством является шарнирно закрепленный на конце стрелы гусек и гибкая оттяжка.

Основные параметры кранов—грузоподъемность, величина наибольшего вылета стрелы, рабочие скорости.

Грузоподъемность кранов стандартизована. На массовых перегрузочных операциях встречаются портальные краны грузоподъемностью 5, 10, 15 Т. Краны грузоподъемностью 5 Т применяют главным образом для перегрузки основных грузов. Для перегрузки тяжеловесов, оборудования, массовых навалочных грузов используют краны грузоподъемностью 10 и 15 Т.

Вылет стрелы отсчитывается от оси поворота крана, обычно ег наибольшее значение 25—30 м.

От величин рабочих скоростей крана зависит его производительность, однако конструктивные соображения вынуждают ограничить их следующими пределами: скорость подъема груза 45—80 м/мин, скорость поворота 1,5—2 об/мин, скорость изменения вылета стрелы 50—60 м/мин, скорость перемещения портала 20—30 м/мин.

Более высокими скоростями обладают краны меньшей грузоподъемности.

Реклама:

Читать далее: Портовые плавучие краны

Категория: – Портовые подъемно-транспортные машины

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Портальный кран и его роль в работе порта — Мегаобучалка

Введение

Актуальность вопроса обновления кранового хозяйства портов остается неизменной и, в особенности, после решения Правительства РФ о развитии транспортной структуры внутренних транзитных перевозок массовых грузов по территории России по направлениям Запад-Восток. Общеизвестно, что водный транспорт на сегодняшнее время является самым экономичным для перевозки массовых грузов, а их перегрузка в портах на ж/д и авто транспорт более 75% объема производится портальными кранами. Очевидно, что производительность портов в большей части зависит от эффективности портового кранового хозяйства, износ которого составляет более 95%, а средний возраст кранов – более 25лет, около 50% затрат на содержание кранов уходит на аварийные ремонты.

Для нормальной окупаемости крана в течение 6-7лет его загрузка по времени должна быть не менее 70% поэтому целесообразно устанавливать новые портальныекраны на причальных стенках (пирсах) с постоянным грузопотоком, близким расположением ж/д линии и разгрузочной площадки для автотранспорта

Современные причальные линии портов стран Запада и Востока имеют большие протяженность и площади для складирования грузов, поэтому там эффективно применяются мобильныепортальныекраны на пневмоколесном ходу с гидравлическим опорным устройством. Мобильные портальныекраны в новых портах имеют коэффициент использования до 0,8 в то время как средний коэффициент по отрасли не более 0,3.

Учитывая, что большая часть портов РФ не подвергалась техническому перевооружению почти 25 лет, то и в ближайшее время целесообразно производить замену старых кранов на новые портальныекранына рельсах с кабельным эл/питанием, эл/гидравлическим приводом и прямой стрелой.

 

Глава I

Портальный кран

Портальный кран и его роль в работе порта

Портальный кран – это стреловой полноповоротный кран, поворотная часть которого установлена на так называемом портале, передвигающимся по рельсам, проложенным на эстакаде или земле.

Портальные краны применяются для погрузочных и разгрузочных работ в портах и на открытых складских площадках, для строительных работ, а так же для монтажно-сборочных работ в судостроении и судоремонте (на плавучих доках и берегу). Подразделяются, по характеру работы, на перегрузочные (крюковые, грейферные, иногда магнитные) и монтажные. Важным типом перегрузочного портального крана является высокопроизводительный, предназначенный для разгрузки судов грейферно-бункерный портальный кран с программным управлением, у которого грейфер заполняет бункер, расположенный на портале. Поворотная часть кранов может устанавливаться на полупорталах (один рельс на стене здания), а на откосных набережных – на треугольных подставках. Стреловые устройства обеспечивают горизонтальное перемещение груза при изменение вылета. Грузоподъемность грейферных кранов постоянная, а крюковых чаще всего переменная. Грузоподъемность перегрузочных кранов от 5 до 40 т, а монтажных от 100 до 300 т; вылет обычно 25-35 м и достигает 50-100 м (у судостроительных кранов). Скорости движений перегрузочных кранов составляют: подъем груза 60-90 м/мин, вращения 1,5-2 об/мин, передвижения крана 30 м/мин, скорости монтажных кранов значительно меньше, чем перегрузочных. Тип и производительность причальных кранов выбирают в зависимости от характеристик груза и количества грузооборота. Грузоподъемность зависит от массы одного подъема. Вылет стрелы определяется по размерам зоны обслуживания, т.е. по ширине судна на загрузке/выгрузке, колее портала и размером оперативной зоны на причале порта. Колею портала выбирают в зависимости от необходимого количества железнодорожных путей и количества полос движения транспортных средств под краном. Скорости рабочих движений зависит от типа и вида груза и технологии. Для тарно-штучных грузов целесообразнее применять немного меньшие скорости т.к., продолжительность застропки и отстропки, а также операций по нацеливанию захвата груза имеют наибольший удельный вес в составе цикла машины.

Роль портального крана в порту неоценима. Портальный кран остается основной рабочей силой в портах всего мира, ведь в каждом порту ежедневно через только один кран проходит несколько тысяч тонн груза.

Как уже говорилось раннее, во многих портах есть устаревшие краны, требующие либо капитального ремонта, либо полной замены. Рассмотрим случай замены пятитонного портального крана на более грузоподъемный и рассчитаем насколько это будет выгодно и полезно.

Заменять будем пятитонный портальный кран КПП 5 (6,3) – 30

КПП 5 (6,3) – 30

 

Грузоподъемность, т.	При работе	грейфером
крюком	6,3
С магнитом
Вылет, м	наименьший
наибольший
При наибольшей грузоподъемности	-
Скорость механизма, м/мин	Подъема при работе	Грейфером
крюком	С постоянной г/п (не более соответствующей г/п на максимальном вылете)
С переменной г/п	-
Изменения вылета
Передвижения
Частота вращения крана, об./мин	1,5
Высота подъема, м	При работе с грейфером
При работе с крюком
Глубина опускания, м
Колея портала, м	10; 10,5; 15,3
Максимальная нагрузка на колесо рабочего и нерабочего состояния, кН
Группа режима работы крана по ISO 4301-1:1986 (по ГОСТ 25546-82)	А8 (8К)
Группа режима работы механизмов по ISO 4301-1:1986 (по ГОСТ 25835-83)	подъема	М8 (6М), 60
Поворота, изменения вылета	М7 (5М), 40
передвижения	М5 (4М), 25

 

Для замены берем портальный кран «Кондор».

 

Кран «Кондор» был спроектирован в Германии.

Грузоподъемность:
при работе со спредером для контейнеров типа 1С	на вылетах стрелы 8—32 м
при работе со спредером для контейнеров типа 1А	на вылетах стрелы 8—25 м
при работе с крюковой подвес кой	на вылетах стрелы 8—32 м на вылетах стрелы 8—25 м
при работе с грузоподъемным, электромагнитом	на вылетах стрелы 12—32 м
при работе с грейфером	на вылетах стрелы 8—32 м

Кран предназначен для перегрузки контейнеров международного стандарта, штучных и навалочных грузов. Преимущественное применение крана для перегрузки контейнеров и штучных грузов определяет его конструктивные особенности.

 

Работа крана допускается при температуре воздуха t от – 40 до + 40°С, при скорости ветра не более 20 м/с – наибольшая скорость ветра, при которой разрешается перегрузка краном различных видов грузов, устанавливается Правилами безопасности труда в морских портах и не превышает 20 м/с.

Колея портала, 10,5 или 15,3

Скорость:
Подъем груза	40 м/мин
Спуск груза	47 м/мин
Изменение вылета стрелы	40 м/мин
Передвижение крана	20 м/мин

База портала, 10,5 м.

Наибольший задний габарит поворотной части, 7,5 м.

Общая высота крана со стрелой на минимальном вылете, 51,5 м.

Число ходовых колес: 32, в том числе приводных 16

Установленная суммарная мощность приводных электродвигателей (при ПВ 40%) всех механизмов составляет 377 кВт.

Для сравнения портальных кранов, груз будет в мягких контейнерах.

Мягкий контейнер(биг-бэг) –мешок большого размера и грузоподъемности, имеющий стропы петли.

Применяется для хранения и транспортировки сухих сыпучих материалов, таких как цемент, песок, разнообразных смесей, удобрения, гранулированный пластик и подобного груза.

Биг-бэги, как правило, производится из полипропиленовой или полиамидной (капроновой) ткани. Для большей защиты от влаги, полипропиленовая ткань может быть заламинирована или содержать полиэтиленовый вкладыш. В зависимости от специфики

применения, могут быть изготовлены следующие специальные виды мягких контейнеров:

– Электростатическиебиг–бэги из электроизоляционных материалов;

– ООНовскийМК – Мягкий контейнер для осуществления безопасной транспортировки опасных грузов в соответствии с требованиями ООН;

– Пищевыеифармацевтическиебиг–бэги, соответствующие требованиям FDA, Директивы ЕС 2002/72/EC, ISO 9000:2000, HACCP.

Стандартный размер мягкого контейнера — 90х90 см, высота — от 90 см до 200 см. Грузоподъёмность биг-бэга в среднем составляет 2000 кг, но мешки большего размера могут выдерживать до 4000 кг. МК может иметь одну, две или четыре стропы, различные опции для облегчения погрузки и выгрузки (клапаны верхний и нижний, сборку, раскрывающееся днище).

Для погрузки и транспортировки сырья в биг-бэге он может быть установлен на поддон. Также биг-бэг удобно перемещать, подняв его за стропы. Содержимое мягкого контейнера можно легко высыпать, развязав нижний клапан мешка или просто разрезав днище. Такой вид упаковки как мягкий контейнер снижает затраты по погрузке и транспортировке сырья и защищает продукцию от влаги.

Перегружаются биг-бэги крановыми подвесками, оснащенными крючьями или треугольными звеньями с фиксирующими штырями, по 1-8 МК одновременно в зависимости от типа МК и грузоподъемности портального крана.

megaobuchalka.ru

виды и характеристики :: SYL.ru

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.

www.syl.ru