В металлургии и строительстве, в производственном цеху и на складе, на транспорте и в ремонтных мастерских, при работе с сыпучими и опасными грузами, для перемещения крупногабаритных грузов, неразборных узлов и многого другого применяются мостовые краны. Эта техника предназначена для интенсивной работы в самых разнообразных, порой, экстремальных условиях.
Назначение и конструкция мостового крана
Для перемещения грузов по цеху, складу, иному производственному помещению служит мостовой кран. По проложенным по стенам подкрановым путям передвигается крановый мост с закрепленной на нем грузовой тележкой, осуществляющей подъем и опускание груза.
По конструкции моста краны разделяются на:
- Однобалочные. Мост состоит из одной балки двутаврового сечения, на концах которой установлены концевые балки с ходовыми колесами. В дополнение к основной грузовой тележке может устанавливаться дополнительная консольного типа. Краны этого типа отличаются небольшим весом, но и грузоподъемность у них, как правило, не превышает 10 т.
- Двухбалочные. Конструктивно мост составлен из двух жестких балок с концевыми балками, снабженными ходовыми колесами. Грузовая тележка помимо основного, может оснащаться и вспомогательными грузоподъемными механизмами. Этот тип кранов имеет большую грузоподъемность, управление осуществляется из кабины или дистанционно.
Схема мостового, подвесного крана
По типу крепления мостовые краны разделяют на 2 вида:
- Подвесные. Грузовая тележка перемещается по нижней плоскости балки моста.
- Опорные. Грузовая тележка перемещается по верхней плоскости опорной балки. Такая конструкция обеспечивает максимальную грузоподъемность.
Существует несколько типов мостовых кранов, отличных от традиционных, перемещающихся по параллельным подкрановым путям:
- Радиальный. Вращение крана осуществляется по кольцевому рельсу вокруг жестко закрепленной в центре рабочей площадки опоры.
- Хордовый. Передвижение осуществляется по кольцевому рельсу. В силу конструктивных особенностей, площадь обслуживаемого краном кольца меньше, чем у радиального при том же радиусе вращения.
- Кольцевой. Кран передвигается по двум кольцевым рельсам различного диаметра. Для исключения проскальзывания, ходовые колеса делают разного диаметра.
- Поворотный. Мост крана равен диаметру кольцевого рельса, по которому происходит перемещение. В отличие от радиального, отсутствует центральна опорная балка, и кран может выполнять погрузо-разгрузочные работы в любой точке внутри окружности, ограниченной подкрановыми путями.
Помимо основного рабочего инструмента, крюка, кран может быть оснащен грейфером, магнитным захватом.
Классификация
Используются мостовые краны для того, чтобы поднимать и перемещать тяжелые грузы больших размеров во всех сферах промышленной деятельности человека.
Технические характеристики мостовых кранов разрешают применять эту категорию ГПМ как для внутренней погрузки-разгрузки, так и для наружных работ в любых климатических условиях.
Недостаток мостовых ГПМ — в их стационарности, а плюс — в том, что они могут использовать строительную высоту здания.
Мостовые ГПМ делятся на 2 большие группы: общего назначения и специальные.
Мостовые ОПИ (общепромышленного исполнения) оборудованы грузовым крюком.
Специальные — оснащаются захватами, имеющими узкоспециализированное назначение: грейфер, магнит, захваты для контейнеров. Подъемники спец. назначения производят с поворотной тележкой или стрелой.
В отдельную группу выделяют металлургические ГПМ, предназначенные только для данной отрасли промышленности. Оснащаются такие ГПМ спец. захватами: литейными, ковочными, для раздевания слитков и др.
Устройство мостового крана
Общее устройство мостового крана состоит из одно- или двухбалочного моста, перемещающейся по нему грузовой тележке. Как на мосту, так и на тележке установлено необходимое электрооборудование и механические узлы. Управляется механизм из подвесной кабины или с пульта, при нахождении оператора на полу цеха или вне рабочей площадки.
Монтаж подкрановых путей может осуществляться как на свободностоящей крановой эстакаде, так и с использованием пола, колонн, стропильных ферм цеха.
На фото устройство мостового крана
Далее рассмотрим устройство различных механизмов мостового крана.
Тормозная система
Для удержания груза или контроля скорости его перемещения (спускной тормоз), остановки передвижения моста крана или грузовой тележки (спускной тормоз) служит тормозная система. Традиционно в подъемных механизмах используются замкнутые (закрытые) тормоза, блокирующие движение в нормальном состоянии. При нажатии на педаль или рукоять, механизм растормаживается. При аварийной ситуации, в случае поломки или остановки какого-либо узла крана, такой тормозной механизм автоматически срабатывает.
Более плавное и быстрое торможение обеспечивают колодочные тормоза.
В случае если перемещение грузовой тележки осуществляется со скоростью, не превышающей 32 м/мин, необходимости в тормозной системе нет, т.к. потери на трение в подшипниках колес и при качении по рельсам обеспечивают устойчивое замедление.
Этот путь, который прошла тележка до полной остановки с момента начала торможения называется путем торможения.
Механизмы подъема
На крановой тележке расположен механизм подъема и опускания груза. В дополнение к основному, могут использоваться один или два вспомогательных механизма, грузоподъемность которых меньше грузоподъемности основного в 3-10 раз в зависимости от класса крана.
Составными частями любого из них являются:
- Приводной электродвигатель.
- Трансмиссионные валы.
- Редуктор.
- Грузовые тросы с барабаном для намотки.
Схема подъемного механизма мостового крана
Для работы с грузами более 80 т используется дополнительный редуктор или понижающая зубчатая передача. Для повышения тягового усилия применяется полиспаст, наиболее распространенной разновидностью которого является сдвоенный кратный. Благодаря ему трос наматывается равномерно на барабан с обоих концов, тем самым позволяя сбалансировать нагрузку на опоры барабана и всю пролетную часть моста.
Подкрановые пути
Назначение подкрановых путей – обеспечить равномерное распределение веса мостового крана на фундамент и перемещение крановой балки по этим путям. Для опорных однобалочных кранов с небольшой грузоподъемностью в качестве направляющих используются обычные железнодорожные рельсы. Для механизмов грузоподъемностью 20 и более тонн используют специальные крановые рельсы. Основанием для них чаще всего является стальная двутавровая балка.
Учитывая вес самого крана и груза, а также скорость перемещения по подкрановым путям, к качеству их установки должны применяться повышенные требования, исключающие возможность схода крана с рельсов. Для того, чтобы предотвратить это, ширина колес должна превышать ширину используемых рельсов. Так, при использовании цилиндрических колес, их ширина должна быть больше ширины рельса на 30 и более мм. Для конических колес это значение должно быть не менее 40 мм.
Укладка рельсов должна производиться с тепловым зазором, а также обеспечиваться перепад высот на них не более 2 мм. При больших значениях возникает сильная ударная нагрузка на колеса.
В случае подвесного мостового крана, устройство кранового пути представляет собой закрепленную на стропильных фермах помещения балку, чаще всего двутавровую, грузовая каретка при этом перемещается по нижней плоскости этой балки (подвешивается к ней).
Электрообрудование
К электрооборудованию мостовых кранов предъявляются особые требования, среди которых режим работы, при котором в течение часа может производиться до нескольких сотен кратковременных включений и выключений, перегрузки, возникающие при разгоне и торможении крановой тележки и самого крана, изменение скоростей передвижения.
Перемещение моста и грузовой тележки, манипуляции с грузом обеспечивает основное электрооборудование мостового крана.
К электрооборудованию относятся:
- Электродвигатели. Устанавливаются 3 или 4 двигателя, 2 из которых смонтированы на тележке для осуществления подъема/опускания груза, перемещения ее по балке моста, и 1 или 2 двигателя обеспечивают перемещение балки крана по подкрановым путям.
- Управляющая аппаратура (реле, контроллеры, пускатели и т.д.).
- Устройства электрозащиты (предохранители, автоматические выключатели и т.д.).
- Устройства, обеспечивающие работу тормозной системы крана.
Электросхема мостового крана
К вспомогательному электрооборудованию относятся осветительные приборы, системы отопления кабины, звуковая и проч. сигнализация, и т.п.
Электропитание крана обеспечивается двумя способами:
- Троллейная линия. Чаще всего используется с кранами большой грузоподъемности. Для обеспечения безопасности, троллейная шина должна располагаться на высоте минимум 3.5 м от пола и не менее 2.5 метров до настила моста. Грузовая тележка получает питание от собственной троллейной линии, смонтированной на балке моста.
- Кабельная система. Это гибкий электрический кабель, для предотвращения повреждения которого при перемещении крана или тележки используются каретки для подвешивания.
- Чаще всего для перемещения балки моста используется первый способ, а для грузовой тележки применяется второй.
Два способа опирания на крановый путь
У двутавровой пролетной балки есть верхний и нижний горизонтальные пояса. На верхний размещают опорные, а под нижний крепятся подвесные:
- Опорные— устанавливаются колесами на рельсы сверху. Грузоподъемность опорных ГПМ — максимальна (до 500т), но постройка подкрановой эстакады или опор требует финансовых затрат.
- Подвесные— подцепляются к нижним полкам кранового пути. Этот вид опирания прост в монтаже и имеет невысокую стоимость. Небольшая грузоподъемность (до 8т) окупается малой высотой конструкции, из-за чего размер рабочей зоны больше, чем у опорных кранов.
Подвесные краны можно установить на часть цеха. Есть возможность стыковать краны (стыковой замок) и перемещать тележки с одного крана на другой.
Конструкции устройства бывают разными. Они могут двигаться поступательно или совершать обороты вокруг вертикальной оси (хордовые, радиальные и поворотные) ГПМ.
Зачем нужно реле РБ
Пояснение к рисунку ниже я сделал в двух формах: в виде рисунка с текстом, с необходимостью прокрутки, и собственно в виде текста. Пользуйтесь той формой, которую находите более удобной.
Реле РБ, 1РУ и 2РУ имеют тип РЭВ (возможно, РЭВ 812, но точно не знаю). Чем отличаются реле такого типа? Когда на его катушке появляется напряжение, контакты замыкаются или размыкаются сразу же, без задержки, как и у реле других типов. Когда же напряжение исчезает, контакты возвращаются в предыдущее (нормально замкнутое или разомкнутое) состояние с временнОй задержкой порядка 0.8 — 2,5 секунды, которая может регулироваться. То, что реле срабатывает с задержкой, можно определить по виду его контактов на схеме. Рассмотрим функцию реле РБ. На схеме видно, что реле РБ включается только при спуске. И только через цепочку из контактов. Разберём его работу в первом и втором режиме подъёма. Когда крановщик нажимает на ножную педаль, срабатывает сначала 1Т, через два последовательных контакта 1Т (смотри 9 шайбу контроллера) включатся 2В и 1В, через контакты 1В (6 шайба) включится Т, растормаживающий магнит отожмёт тормозные колодки, и, наконец, через цепочку Т, 1В, 2В (8 шайба) сработает РБ. Когда же крановщик отпустит педаль, растормаживающий магнит выключится сразу же, а контакторы 1В и 2В (9 шайба) выключатся позже, когда разомкнутся контакты РБ. Поскольку в этих режимах двигатель работает на торможение опускающегося груза, он гасит его инерцию. У груза получается меньший тормозной путь. Тормозные колодки изнашиваются не так сильно.
Теперь рассмотрим переход из третьего режима (работы двигателя на двух фазах) во второй режим. При этом переходе также магнит (посредством контакторов Т и 1Т) выключится сразу же, а двигатель посредством контакторов 1В и 2В кратковременно включится на три фазы в режим торможения противовключением, пока не разомкнутся контакты РБ.
Теперь рассмотрим цепь шайбы 6. Там тоже имеется контакт реле РБ. В чём его функция? Он подаёт питание на катушку контактора Т, включающего магнит, в режимах спуска, в которых не работает контактор 1В (а именно в третьем и четвёртом режиме спуска). РБ же в этих режимах включается, когда все небходимые для работы двигателя в данном режиме контакторы (2Н и 2В в третьем режиме, 1Н и 2Н в четвёртом режиме) включились.
Редукторы механизма перемещения.
Для талей и мостов небольшой грузоподъёмности на перемещение обычно устанавливают навесные редукторы А-400, В-400, Ц3ВК-125 или Ц3ВК-160. Двигатель для привода устанавливается прямо на редуктор и крепится через фланец или зубчатую муфту.
Для кранов большой грузоподъёмности такая схема привода неприемлема, ввиду громоздкости редукторов, так как габариты и масса редуктора возрастает непропорционально увеличению грузоподъёмности крана. Применяется как центральный, так и независимый привод на колёса. При центральном — стоит один электродвигатель, редуктор, обычно это мощные Ц2-500, тормозное устройство. При независимом приводе такой комплект стоит на каждом колесе, но при этом двигатели имеют меньшую мощность, а редукторы меньший типоразмер — Ц2-250, Ц2-300, Ц2-350 и Ц2-400. Почему именно редукторы типа Ц2? В них на первой ступени применяется шевронное зацепление, а на второй — шестерня с увеличенной шириной, что позволяет передавать высокие мощности без увеличения износа рабочей поверхности зубьев. В зависимости от грузоподъёмности и ширины пролёта моста, применяются редукторы с различными передаточными числами, что обеспечивает разную скорость передвижения тележек.
Без рельсов перемещаются мачтово-стрелковые краны. Перемещение происходит на пневматических колёсах или присутствуют гусеницы.
По канату обычно перемещаются тележки поворотных кранов.
Если Вы не нашли какой-то редуктор в нашем каталоге, звоните — поможем.
Источник
Первое знакомство
Начнём знакомство с электросхемой механизма подъема с рисунка 1. На нём показана силовая цепь механизма подъёма (говоря другими словами, как поступает питание на электродвигатель подъема). На самом верху схемы изображены три жилы силового кабеля. Напряжение на этот кабель поступает от так называемого линейного (самого первого в цепи электропитания механизмов крана) контактора («линейника» на жаргоне электриков). Рубильник позволяет отклочить силовую цепь (например, при неисправности в ней), а также прозвонить её отдельно от других цепей.
Под ним расположены катушки реле максимального тока (электрики называют их максималками). Катушки эти имеют мало витков и изготовлены из толстого проводника, чтобы выдерживать проходящий через них большой ток. На фотографии одна такая катушка, но на кране все три катушки объединены в единый механизм. Когда ток хотя бы в какой либо одной из катушек превышает допустимый, этот механизм срабатывает и размыкает контакт (общий контакт на все три катушки), который отключает электропитание механизма подъема. Под катушками на схеме показаны уходящие вбок два провода. Они идут к цепи контактора РН. Эту цепь мы разберём чуть позже. Также чуть ниже мы разберём работу силовых контакторов и сопротивлений.
Как работает подъем
Что общего во всех четырёх режимах подъёма? Включаются контакторы растромаживающего магнита Т и 1Т, магнит полностью отжимает тормозные колодки. Включаются силовые контакторы 1В и 2В, которые приводят во вращение двигатель. Включается контактор ускорения П. Это контактор (смотрите рисунок), который обеспечивает минимальное ускорение (первую ступень ускорения) двигателя. Обратите внимание, как подаётся напряжение на эти контакторы. Сначала замыкается 7 шайба, включающая 2В. С 7 шайбы напряжение идёт на 2 шайбу (1В), а затем на 3 шайбу (П). При переходе на второй, третий и четвёртый режим последовательно включаются контакторы ускорения 1У, 2У, и, в четвёртом режиме, 3У и 4У.
Оперативная цепь
Совет. Прокручивать страницу от описания к схеме неудобно. Если вы читаете эту страницу в персональном компьютере, откройте изображение схемы в отдельной вкладке (курсор на изображении и правой клавишей мыши). А если вас раздражает белый фон, откройте это же изображение, но с зелёным фоном.
Контактор РН включает и выключает так называемую оперативную цепь механизма подъема. Она изображена на схеме. Что такое оперативная цепь? Это цепь, подающая напряжение на катушки контакторов. Постоянное напряжение 220 Вольт (бывают катушки и 110 Вольт, стало быть, и напряжение на них будет подаваться соответствующее). Далее будут рассматриваться другие механизмы крана: передвижения, хода телеги, поворота. У каждого из них имеется реле РН. Посмотрите на рисунок. Найдите ключик. Вот он, главный контакт контактора РН. Точнее, два последовательных контакта, на случай, если один из них «залипнет» (то есть подвижный контакт приварится из-за большого тока к неподвижному). Теперь вспомним, что контактор РН отключится, если выключатся реле 1РУ и 2РУ (оба). При каких условиях они оба выключатся? Когда в оперативную цепь перестанет поступать напряжение, например, из-за того, что перегорит один из предохранителей: 1П или 2П. Если в оперативной цепи нет напряжения, нет смысла её и включать. Вероятно, теперь вам также стало понятно, почему первый контакт контроллера включается только в нулевом положении. При первичной подаче напряжения в оперативную цепь (например, после отключения напряжения) механизм не должен сразу же прийти в движение, в каком бы положении ни находился рычаг контроллера. Поэтому пока крановщик не поставит рычаг контроллера «на ноль», напряжение в оперативную цепь не попадёт.
Наиболее распространённые типы механизмов:
По рельсам перемещаются мостовые, козловые, консольные, портовые, железнодорожные и башенные грузоподъёмные машины. Тягой при таком виде перемещения служат колеса, канат или цепь. Для привода колёс весь механизм передвижения монтируется жёстко на раме крана. При канатном или цепном передвижении механизм устанавливается вне крана. Колёсное перемещение подразделяется в свою очередь на однорельсовое и двухрельсовое. Стоит отметить, что однорельсовое встречается крайне редко — это консольные краны, некоторые типы тележек и талей.
Гибкие кабеля
Двигатель подъема крана, который мы изучаем, расположен на поворотной платформе, которая в свою очередь расположена на телеге, которая перемещается по мостовой балке крана. Остальные же элементы, изображённые на рисунке 1, расположены на мостовой балке («на мосту», как говорят электрики). Поэтому двигатель соединён с ними гибкими кабелями, подвешеными на тросе. Когда телега перемещается по мосту, кабеля двигаются вслед за ней. Поскольку они в процессе работы крана подвергаются изгибу, жилы этих кабелей имеют свойство ломаться, что нередко является причиной неисправности крана.
