Реферат - Портальные краны

Подождите немного. Документ загружается.

11



перемещаютсявдольстенкидокапо

путямсоченьмалойколеей—3,0—4,5м.

Всвязисэтимприходитсяпринимать

специальныемерыдляобеспечения

устойчивостикранов.Устойчивостькрана

обеспечиваютпротивовесамина

поворотнойчастиипринеобходимости

заливкойбетонавопорыпортала.Помимо

противоугонныхзахватовдоковыекраны

снабжаютпротивоопрокидывающими

захватами(клещами‐захватами),

охватывающимипостоянноголовки

подкрановыхрельсовипредохраняющими

кранотвозможногоопрокидыванияпри

перегрузкахиудерживающимикранпри

боковомураганномветре.Подкрановые

рельсынадокедолжныбытьприэтом

надежнозакрепленыдлясопротивления

отрывающимусилиям.Иногдастрелы

доковыхкрановдолжныукладыватьсяв

походноеположениенавремятранспортированиявоткрытомморе.Доковыекраны

проектируютсучетомкренаидифферентадока.



Рис.9Доковыйкрансострелойрешётчатой

конструкции.Рижскаясудоверфь

Рис.10Доковыйкрансострелойкоробчатой

конструкции.Рижскаясудоверфь.

Рис.11ПрименениедоковыхкрановнаплавучихдокахРижскойсудоверфи.

12



3.3Строительныепортальныекраны.

Строительныепортальныекраныиспользуютсядлямеханизациистроительных

работ.Применениепортальныхкрановнастроительствевследствиеихвысокой

стоимостицелесообразнотолькоприперегрузкебольшихколичествматериалов,когда

кранработаетдлительноевремянаодномместе.

Внастоящеевремяпортальныекраныширокоприменяютсянапостройкахплотин,

шлюзовисиловыхзданийкрупныхгидростанций(рис.12)дляукладкибетона,

подаваемоговбадьяхпобетоновознойэстакаде.Кранразгружаетбадьи,подвозимыепо

эстакадеподпорталомкрана,иподаетих

вблоки,гдебадьиопоражниваютсяи

обратногрузятсянатранспортные

средства.Припомощипортальныхкранов

подаютиустанавливаютопалубку(ввиде

щитов),арматурныефермы,плиты‐

оболочки,устанавливаютзакладныечасти

затворовитурбинит.д.Вконце

строительстваэтикраныиспользуютсядля

монтажаосновногооборудования.

Строительныепортальныекраны

обычноимеютгрузоподъемность10—20

Т.Взависимостиотвылетастрелыона

можетбытьпеременной.Величина

максимальноговылетаэтихкранов

зависитотшириныплотинидостигает50

м,высотаподъемакрюканадголовойподкрановыхрельсов—36м.Глубинаопускания

крюканижеголовкиподкрановогорельсазависитотвысотыэстакадыидостигает70ми

более.

Дляобеспечениявысокой

производительностипритакихбольших

высотахподъемастроительныекраныимеют

такиежевысокиескоростиподъема,каки

перегрузочныекраны.Однакоскорости

поворотаиизменениявылетаустроительных

крановнесколькоменьше,чему

перегрузочных,вследствиенеобходимости

уменьшенияраскачиваниягруза,висящего

обычнонадлинныхканатах.

Строительныекраныделаютсятолько

крюковыми.Порталыихимеютбольшую

высоту,таккакподнимимогутперевозиться

поэстакадеарматурныефермыиобечайки

трубопроводовктурбинам(рис.13).



Рис.12Строительныепортальныекранына

бетоновознойэстакадеБратскойГЭС.

Рис.13Строительныйкранповышенной

грузоподъёмностивпортуг.Балтимор(США)

13



4.Классификацияпортальныхкрановпотипамстрел.



При рассмотрении различных типов портальных кранов правильнее всего

различать их по кинематическим схемам стрел, которые определяют как конструкцию

кранавцелом,такиегоэксплуатационныекачества.

Простая подъемная стрела

 показана на рис. 14.

Такая стрела не обеспечивает горизонтального

перемещениягрузаприизменениивылета.

Неуравновешенность веса стрелы и подъем или

опускание груза при изменении вылета требуют весьма

мощных механизмов изменения вылета, поэтому такие

стрелывстречаютсятольковкранахстарыхтипов.Краныс

простыми стрелами обладают пониженной

производительностью, так как на установку груза в

нужноеположениезатрачиваетсябольшоевремя.

В настоящее время для портальных кранов

применяются полностью или частично уравновешенные

стрелы, обеспечивающие перемещение груза по

траектории,близкойкгоризонтали.Мощностьдвигателеймеханизмовизменениявылета

таких стрел расходуется только на преодоление трения в шарнирахстрелы,

перекатывание канатов по блокам и преодоление ветровых и инерционных

сопротивлений. Обычно незначительная часть мощности расходуется на небольшой

подъемиопусканиегрузавследствиеотклоненияеготраекторииот точной

горизонтальной линии и на преодоление неуравновешенной части момента от веса

стрелы.

Было предложено и выполнено большое число схем стрел с горизонтальным

перемещением груза при изменении вылета. Ниже рассмотрены четыре схемы,

получившиенаибольшеераспространение.

Перваясхема

—шарнирно‐сочлененныестрелыс

профилированнымхоботомигибкойоттяжкой(рис.15).

Стреласостоитизстрелы3,хобота1иканатнойоттяжки

2.Криволинейнаячастьхоботапрофилируетсятак,чтобы

обеспечивалось перемещение груза по горизонтали.

Траектория движения конца хобота зависит от

положениягрузовогоканата.Есликанатпараллеленоси

стрелы,токонецхоботаперемещаетсяпогоризонтали.С

помощьютакойстрелывозможнополучитьнаибольшее

приближение траектории перемещения  груза к

горизонталиприизменениивылета.

Стрелы

Простаяподъёмная

стрела

Шарнирно‐сочленённая

стреласхоботом

Рис.15Шарнирно‐

сочленённаястрелас

профилированнымхоботоми

гибкойоттяжкой.

Рис.14Простаяподъёмнаястрела.

14



Вторая схема —шарнирно‐сочлененныестрелыспрямолинейнымхоботом(рис. 

16)исжесткойилисгибкойоттяжкой.

Жесткая оттяжка хобота, имеющая достаточную ширину в нижней части,значи‐

тельно уменьшает скручивание стрелы под действием сил

инерции, приложенных к концу хобота,иудерживаетхобот

от опрокидывания в случае обрыва груза.Благодаряэтим

свойствам жесткая оттяжка широко применяется в

быстроходныхпортальныхкранахивкранахсбольшойгру‐

зоподъемностью (75—100Т). Грузоподъемность плавучих

кранов, оборудованных укосинами такого типа,достигает

350Т.

При гибкой оттяжке хобота уменьшается вес стрелы,

но возрастает опасность скручивания стрелы и опрокидыва‐

нияхобота.

Разработана конструкция стрелы с дополнительным

шарниром,обеспечивающимвращениехоботавпоперечном

направлении. Оттяжка хобота в этой стреле сделана в виде

однойветвиканата.

При возникновении поперечных сил на конце хобота последний поворачивается,

нескручиваястрелу.

К недостаткамстрелспрямолинейнымхоботом

следует отнести большую длину хобота,большойвеси

большуюпарусностьприналичиижесткойоттяжки.

Третья схема — стрелы с уравнительными

полиспастами. Такие стрелы обеспечивают перемещение

грузаполинии,близкойкгоризонтали.

Для уменьшения длины грузового каната иногда

применяют укороченные уравнительные полиспасты (рис.

17).

Стрелысуравнительнымиполиспастамилегки,просты

в изготовлении, удобны в монтаже и позволяют без

затрудненийосуществлятьукладкуихвпоходноеположение.

К недостаткам

 этих стрел относятся большая длина канатов от груза до головки

стрелыпрималыхвылетахи,какследствие,большоераскачиваниегруза,атакже

повышенный расход грузовых канатов за счет их большой

длины и дополнительного износа от перекатывания по

блокамприизменениивылета.

Четвертаясхема

—стрелысуравнительнымиблоками,

расположенными на качающемся рычаге и оттягивающими

грузовой канат при изменении вылета (рис. 18). Траектория

движениягрузатакихстрелзначительноотклоняетсяот

горизонтали. Улучшение этой траектории обычно вызывает

значительноеусложнениестреловогоустройства.

Уравновешивание собственного веса стрел во всех

четырех схемах достигается за счетподвижного противовеса,

который располагается на качающемся рычаге‐коромысле,

соединенном жесткой тягой со стрелой,илинаканатной

подвеске,соединеннойсострелой.



Рис.16Шарнирно‐

сочленённаястреласпрямым

хоботомижёсткойоттяжкой.

Рис.17Стреласукороченным

ур

авнительнымполиспастом.

Рис.18Стреласуравнительным

блоком.

15



5.Изобретениешарнирно‐сочленённойстрелы.



Доизобретенияпринципашарнирно‐сочлененнойстрелыв1932годуповоротные

краныконструировалиськаккранысподъёмнойстрелойиликаккранысжесткой

стрелой.Уэтихкрановбылисущественныенедостатки.

Поворотныйкрансподъёмнойстрелой:

 канатыбольшойдлины

 плохаяточностьпозиционированияиз‐забольшойдлиныраскачивания

 невозможноперемещатьгрузвгоризонтальномнаправлении,толькозасчет

запасовкиканатов

 высокийизносканатов,таккаконипроходятчерезмножествоканатныхблоков

 опасностьстолкновениягрузаприпроведенииработвзонепортала

Системысжесткойстрелой:

 плохоепозиционированиегрузов,таккакдопозицииможнобылодойтитолькоза

счетповоротаиперемещения;

 высокийизносходовыхчастей;

 плохойобзориз‐запостояннобольшоговылетастрелы.

Рис.19Криваяперемещениягрузапортальнымкраномсшарнирно‐сочленённойстрелойс

ямымхоботомижёсткойоттяжкой.

16



Принцип шарнирно‐сочлененной стрелы решил эти проблемы.Сэтойсистемой,

состоящей из стрелы, жесткой оттяжки и хобота, которые шарнирно соединены с

каркасом поворотной части с оптимизированной геометрией, головка хобота при

изменениивылетаописываетгеометрическуюкривуюпоформелемнискаты, которая в

зависимости от степени оптимизации включает в себя приближеннуюпрямуюна

протяжении больших диапазонов. Эта часть кривой используется для диапазона вылета

крана с шарнирно‐сочлененной стрелой.Благодарягоризонтальномуведениюголовки

хобота,грузперемещаетсягоризонтальноскратчайшейвозможнойдлинойраскачивания

повсемудиапазонувылетастрелы.



Преимуществагениальногоизобретения:

 горизонтальныйпутьперемещениягрузаблагодарясистеме;

 небольшаядлинараскачивания;

 высокаяточностьпозиционирования;

 безопаснаяработаподпорталом:оптимальнопoдxoдитдляавтоматизациикрана;

 высокаяпроизводительностьпоперегрузкесиспользованиемперечисленныx

вышепреимуществ;

 вкачествеединственноготипакранапoдxoдитдляперевалкисинтегрированным

бункером(каккрантипа„кенгуру")свысочайшимипоказателями

производительностипоперегрузке;

 системазащищеннаяотпадениявслучаеотказасистемыизменениявылета

стрелы.





Рис.20Портальныйкрансшарнирно‐сочленённой

стрелойпринаименьшемвылетестрелы.ОООLacon,

Рижскийсвободныйпорт.

17



6.Механизмыизменениявылета.



Механизмыизменениявылетапортальныхкрановдолжныиметьжесткуюкинематичес‐

куюсвязьсострелой,чтобыисключитьсамопроизвольныедвиженияпоследнейподдействием

горизонтальныхсил(ветра,силинерции,отклонениягрузовыхканатовотвертикалиит.п.).

Основнымитипамимеханизмовизменениявылетаявляются:реечный(рис.21,а)с

зубчатойилицевочнойрейками;винтовойсвращающейсягайкой(рис.21,б)илисвращающимся

винтом;гидравлический(рис.21,в),секторный(рис.21,г);секторно‐кривошипный(рис.21,д) и

кривошипно‐шатунный,укоторогошатунсоединяетсянепосредственносострелойилис

коромыслом(рис.21,е).

Изприведенныхтиповреечныймеханизм

самыйлегкийповесуипростойвизготовлении

инаходитвсебольшееприменениеукраностроительныхфирм.

Винтовоймеханизм

повесунетяжелеереечного,носложнееидорожевизготовлениии

требуеттщательногоуходаинаблюдениязасостояниемрезьбыгайкиивинтавовремя

эксплуатациикранов.

Гидравлическиймеханизм

можетобеспечиватьвесьмаплавныепускииторможения

механизма,носложенидорогвизготовлении.Приэксплуатациитребуетквалифицированного

уходаинаблюдения.

Секторныймеханизм

громоздок,тяжелисложенвизготовлении.

Секторно‐кривошипный

механизмявляетсяпромежуточныммеждусекторными

кривошипно‐шатунным;онпрощеилегчесекторного.

Кривошипно‐шатунный

механизмприусловии,есликрайниеположениястрелы

соответствуютмертвымточкаммеханизма,надеженибезопасенвэксплуатации,таккакне

требуетконцевыхзащитиисключаетвозможностьпаденияилизапрокидываниястрелынакран

припереходееезакрайниеположения.Повесуэтоодинизсамыхтяжелыхмеханизмов.

)



)



)



)

Рис.21Основныетипымеханизмовизменениявылета:а‐реечный;б—винтовой;в—

гидравлический;г—секторный;д—секторно‐кривошиппый;е—кривошипно‐шатунный.

18



7.Механизмыпередвижения.

7.1Системапередвижениянарельсовомходу.

Вподавляющембольшинствесовременныхпортальныхкрановмеханизмы

передвижениявыполняютсясиндивидуальнымиприводаминакаждуюприводную

тележку.Синхронизацияприводовосуществляетсянеэлектрическимпутем,азасчет

жесткостипорталов.

Числоприводныхколессоставляетобычно25—100%отобщегочислаходовых

колес.Небольшоечислоприводныхходовыхколесдопустимотолькоприпередвижении

кранапострогогоризонтальномупути,уложенномунанадежномосновании,ипри

небольшойнаветреннойплощадикранаигруза.Принесоблюденииэтихусловийможет

иметьместопробуксовываниеколесмалонагруженныхопоркрана.

Существуетбольшоеколичестворазличныхконструкцийходовыхчастей.Наиболее

частовстречаютсяконструкции,имеющиепо16ходовыхколес—по8приводныхипо8

холостых,носкомпонованыонимогутбытьпо‐разному.Первыйвариантпредполагает

всегодвеприводныетележки,расположенныеподиагоналинаногахпортала.Двигатель

каждойтележкиприводитвдвижениечетыреприводныхколеса.Вовторомварианте

предусмотреночетыреприводныетележки,расположенныеподвсемичетырьмяногами,

двигателькаждойтележкиприводитвдвижениедваприводныхколеса.

Установкадвухдвигателейбольшоймощностиссоответствующейаппаратурой

управленияобходитсядешевле,чемчетырехдвигателейтакойжесуммарноймощности,

нопричетырехприводныхколесахотодногодвигателяполучаетсяоченьдлинная

кинематическаяцепь(10зубчатыхколесичервячнаяпара).Придвухприводныхколесах

отодногодвигателякинематическаяцепьможетбытьзначительноукорочена(3зубчатых

колесаичервячнаяпара),чтовзначительноймерекомпенсируетдополнительные

затратынаустановкучетырехдвигателейвместодвух.

Придвухдвигателяхпривод

получаетсяменеенадежным,так

каквслучаевыходаизстрояодного

изнихкранпередвигатьсяне

может,втовремякаквременная

работанатрехдвигателяхвместо

четырехвполневозможна.Придвух

двигателяхчастоимеютместо

случаиперегрузкиодногоиздвига‐

телейприработенанеровных

подкрановыхпутях,когдаопора,на

которойустановлендругой

двигатель,выключаетсяизработы

вследствиенеравномернойосадки

путей.

Втяжелыхпортальныхкранахприменяютсяходовыетележкисбольшимчислом

ходовыхколес.Нарис.23показанатакаятележка75‐тонногопортальногокраназавода

ПТОим.Кирована10колесахсдвумядвигателями.Характернойособенностьюэтой

тележкиявляетсядоступностьдляосмотраилиремонталюбогоходовогоколеса.Эти

колесаустановленывсъемныхугловыхбуксах,каждаяизкоторыхприсоединяетсякраме

двумяболтами.Дляснятиялюбогоколеса(тележки)необходимоспомощью

гидравлическогодомкратаиспециальногоприспособленияосвободитьегоотнагрузки,

Рис.22ХодоваятележкапортальногокранаAHC‐

500(KranbauEberswalde)

19



послечегодостаточноприподнятьколесона2—3ммивыкатитьеговбок.



7.2Пневмоколёснаяходоваясистема.



ФирмаKranbauEberswaldeсделаласвоикранымобильными.Процессотходаот

сковывающейсистемынарельсовомходуначалсяврамкахсотрудничествасфирмойI‐

BauизГамбургасгусеничныхмеханизмовпередвижениябалансирныхкранов,спервых

мобильныхконтейнерныхперегружателейсистемыFEEDERSERVER»вгородеХошиминеи

свыпускадвухмобильныхконвейерныхперегружателей.Теперьмобильностьобеспечи‐

ваетсяидлявысокопроизводительногокрана,поворотногокранасшарнирно‐

сочлененнойстрелойArticulatedHarbourCraneAHC.

КонструкциякранаAHCнарельсовомходусчрезвычайновысокойперегрузочной

производительностью,безопасностьюинадежностьюадаптируется

сучетомтребованийрынканабазезарекомендовавшегосебяоборудованиямеханизма

передвижениямаркиKirow.

Чтобынемешатьтранспортномупотокувпорту,сохраняютсяпреимущества

высокогопортала.Оптимальнаяпогрузкаввагонывозможназасчетохватадвухили

болеерельсовыхпутей.Враспоряженииимеютсядвавариантаходовойчасти:

Рис.23Ходоваятележка75‐тонногокраназаводаПТОим.С.М.Кирова.

20



 длядвиженияпопрямойинебольшойчастотыдвиженияпокривой.Ходоваячасть

набаземодифицированнойконструкциикранатипаRTG(рис.24).

 дляобеспеченияполнойгибкости‐ходоваячасть,предлагающаявозможность

вращатьсянаместе.ЗарекомендовавшеесебяоборудованиемаркиKirow,

многократноиспользуемоевобластисредствдлятранспортировкитяжелыхгру‐

зов.Новинкавмировоммасштабе‐FEEDERSERVER».(рис.25).

ПреимуществасистемыFEEDERSERVER:

 Лёгкаястальнаянесущаяконструкцияикрановаятележка;

 Стандартизованныемашинныеузлы;

 Модульныеузлыпривода;

 Короткоевремямонтажа;

 Малыеинвестиционныезатраты;

 Невысокиеэксплуатационныеиздержки;

 Мобильность;

 Высокаяэффективность;

 Небольшойуровеньшума;

 Универсальныевозможностиприменения.

 

Зарекомендовавшеесебя

мобильноеоборудование

маркиKirow,

адаптированноенабазе

устройствадля

транспортировкитяжёлых

грузов.

Рис.24Пневмоколёсныеходовыетележки,обеспечивающеедвижениепо

прямойтраектории.

Рис.25ХодоваясистемаFEEDERSERVER,обеспечивающаяполнуюмобильность:а)

видспереди,б)видсбоку

а)

)