Приводной вал мостового крана

Все про устройство мостового крана: от грузовой тележки до электрооборудования

В 80-е годы в СССР ежегодно производилось 6-7 тысяч подъемных кранов мостового типа. В 2000-е годы их выпуск в России сократился до 1000-1500 единиц техники.

Несложное устройство мостового крана позволяет широко использовать грузоподъемные машины (ГПМ) этого типа на разномасштабных предприятиях — от маленьких автомастерских до больших металлургических комбинатов или ТЭЦ.

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.

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.

Конструкция мостового крана

По количеству главных балок конструкция ГПМ бывает:

однобалочная. Используется на небольших производствах, может быть подвесным или опорным. Г/п 8 т.

Использование — в больших производственных цехах, в автомобильной, металлургической промышленности. Длина пролета — до 60м. Грузовая тележка может иметь вспомогательный грузоподъемный механизм помимо основного.

Тип привода мостового ГПМ

Привод механизмов у мостовых ГПМ может быть ручным или электрическим.

Ручнойпривод. У этого мостового крана механизмом передвижения служат червячные тали.

Используют ручные ГПМ для подъема относительно небольших грузов, при производстве вспомогательных или ремонтных работ.

Электропривод. Электрические тельферы служат в качестве устройств подъема и перемещения грузов. Мост ГПМ движется тоже с помощью электродвигателей, они передают вращение ходовым колесам либо через редукторы, либо через редуктор и трансмиссию.

Из чего состоит мостовой кран?

Общее устройство мостового крана — это одно- или двухбалочный мост и грузовая тележка, которая по нему перемещается.

На мосту и на тележке размещается электрооборудование и основные узлы и механизмы.

Тормозная система

Стандартная система торможения для мостовых ГПМ — колодочная или диско-колодочная.

Функционально тормозные устройства кранов бывают стопорными — для остановки устройства — и спускными — замедляющими спуск.

Тормоза могут быть открытого или закрытого типов. Подъемные механизмы кранов оснащаются закрытыми тормозами — в нормальном положении механизмы заторможены, тормоз снимается только при запуске двигателя.

Тормоза закрытого типа используют в ГПМ потому, что они более долговечны, чем открытые и их поломку можно легко заметить.

Открытые тормоза в некоторых случаях монтируют дополнительно к закрытым (как вспомогательные) — для увеличения скорости и точности размещения грузов.

Подъемные механизмы

Механизм подъема и спуска груза тоже размещен на крановой тележке.

Состоит из приводного электродвигателя, трансмиссионных валов, горизонтального редуктора и грузовых тросов с барабаном для намотки.

Для работ с грузами >80 т применяется доп. редуктор мостового крана или понижающая зубчатая передача. Чтобы повысить тяговое усилие используют полиспаст (чаще всего сдвоенный кратный).

Редуктор мостового крана, его назначение и устройство

Функционально цилиндрические крановые редукторы можно разделить на:

• редукторы подъемных механизмов;
• редукторы движения тележек;
• редукторы движения мостов.

Редуктор может иметь 2 типа исполнения: развернутое и планетарное.

Редукторы развернутого типа, оснащенные цилиндрическими колесами более популярны. Ремонт и обслуживание механизмов этой конструкции проще и дешевле.

Подкрановые пути мостовых кранов

При устройстве кранового пути в качестве крановых и тележечных рельсов используют ж/д рельсы Р18, Р24, Р38 (узкоколейные) и Р43, Р50 и Р65 (для широкой колеи).

Также используют спец.крановые рельсы КР50, КР70, КР80, КРЮО, КР120, или же стальные направляющие квадратного сечения с закругленными краями (для механизмов г/п ≥ 20т).

В качестве крановых путей для подвесного типа ГПМ применяют двутавровые балки.

Крепления рельсов к балкам должны исключать смещение рельсов и должны позволять быструю замену изношенных рельсов. Их концы соединяют двусторонними накладками и болтами или сваривают.

Электрообрудование

К электрике мостовых ГПМ предъявляются особые, повышенные требования, что обусловлено напряженными режимами работы.

За 1 час может быть произведено сотни включений, выключений и перегрузок, связанных с разгоном, торможением устройства в целом или тележки.

Движение моста и крановой тележки, подъем и перемещение груза осуществляется основным электрооборудованием:

• электродвигатели. Устанавливаются 3 (4) двигателя, 2 из них размещены на тележке для подъема/спуска груза и движения тележки по балке моста, и 1 (2) двигателя перемещает балку крана по рельсам. В мостовых кранах для ОПИ используют прочные асинхронные электродвигатели, предназначенные для частых перегрузок и пусков серий МТ или МТК (для ненапряженной работы), трехфазного тока;
• контроллеры, реле управления, магнитные пускатели и другая аппаратура для того, чтобы управлять электродвигателями;
• электромагниты, толкатели и прочие устройства, задействованные в работе стопорных тормозов;
• ограничители грузоподъемности и прочие средства механической защиты.

Прожекторы, приборы рабочего и ремонтного освещения, обогрева, звуковая сигнализации, измерительная аппаратура — все это является вспомогательным электрооборудованием.

Подводится электропитание 2-мя способами: троллейными линиям или гирляндными кабельными системами:

1. Троллейная линия — применяется в ГПМ большой грузоподъемности.

1. Кабельная система. Гибкий эл.кабель, который подвешивается на специальные кабеленесущие каретки. Гирляндная система дешевле, ее монтаж и эксплуатация — легче, но она менее надежна.

Для перемещения балки моста применяется троллейная линия, а для крановой тележки — кабельная система.

Устройство крановой тележки мостового крана

Грузовая тележка производит подъем, спуск и перемещение груза вдоль моста.

На жесткой стальной раме с ведущими и ведомыми колесами установлены многочисленные крановые узлы.

Это приводы, электродвигатели подъемных механизмов (основного и вспомогательного), токосъемник, блокираторы высоты подъема.

Аварийную остановку тележки при поломке тормозной системы обеспечивают буфера.

Консольную тележку используют для однобалочных устройств. В двухбалочных применяют тележки, которые могут двигаться по обоим поясам балок (нижнему и верхнему).

Схема управления мостовым краном

Управляется ГПМ из подвесной кабины или с проводного (беспроводного) пульта, место расположения оператора — на полу цеха (земле) или вне рабочей площадки.

Монтаж мостового крана

Мостовой ГПМ требует доработки рабочей площадки – нужно проложить крановой путь.

Рельсовый путь может быть смонтирован на специальной крановой эстакаде, или для его постройки используется пол, колонны и опоры здания.

Есть 3 варианта монтажа:

• Поэлементный(пошаговый). Сборка крановых узлов происходит наверху на подкрановых путях.
• Крупноблочный— так называемая, укрупненная сборка. На высоту для монтажа поднимаются крупные фрагменты (механизмы, электрооборудование, узлы) крана, заранее собранные внизу.
• Полноблочный— полная сборка моста на полу. Конструкция поднимается целиком и монтируется на подкрановых путях. Для данного метода необходимо использование мощной техники.

Фото разных моделей

Вот так выглядят эти механизмы за работой:

Подробное видео о мостовом кране

Рассмотреть устройство в деталях можно на обучающем видео:

Принцип работы мостового крана

Мостовой кран

Это грузоподъемная машина, захватное устройство которой расположено на передвижной тележке (либо тали), перемещающейся по мосту.

Последний представляет собой подвижную конструкцию, выполненную из высокопрочной стали.

Мостовой кран может быть оснащен различными захватными механизмами: ковшом, магнитом, грейфером, устройством для подъема контейнеров и т.д.

Виды мостовых кранов

• подвесные;
• опорные;
• двухбалочные;
• однобалочные.

Классификация мостовых кранов

По конструкции:

• Опорные — краны, мостовая конструкция которых напрямую и сверху опирается на рельсовый путь, по которому она передвигается.
• Подвесные — модели, крепящиеся на рельсовый путь снизу, к его полкам.
• Козловые — краны, мост которых с помощью опор устанавливается на рельсовый путь.

По грузоподъемности:

• работающие с весом до 5 т;
• поднимающие до 50 т;
• рассчитанные на вес до 300-320 т.

По назначению:

• Общие — решают стандартные строительные задачи;
• Специальные — обеспечивают проведение специфических грузоподъемных операций.

По типу привода :

• Ручные — необходимо приводить в движение лебедку для выполнения рабочих задач.
• Электрические — функционируют без участия оператора, от сети.

Общее устройство мостового крана

Мостовая конструкция представляет собой соединение двух пролетов коробчатого сечения с концевыми балками. Вместе они образуют рельсовый путь, с упорами-ограничителями на концах, для блокирования движения тележки.

У каждой пролётной балки есть два горизонтальных пояса:

1. верхний;
2. нижний.

На первый устанавливаются опорные краны, под второй монтируются подвесные. Также у пролетной балки есть большие и малые диафрагмы — для устойчивости и более равномерной передачи нагрузок. Чтобы можно было обслуживать мостовой кран, на пролетные балки монтируются специальные площадки.

По рельсовому пути перемещается тележка.

Сама рама — это пересечение продольных и поперечных балок с настилом. Тележка может быть оснащена буфером ограждения, ограничителями подъема крюка, линейкой для фиксации крайних положений. Вес — от 0,2 до 0,4 грузоподъемностей (Q) мостового крана.

Тележка перемещается посредством механизма передвижения, оснащенного цилиндрическими колесами и сделанного по одной из унифицированных схем. У него может быть центральный привод сразу на оба колеса или раздельный на каждое, навесной редуктор и тормоз. Колеса могут быть цилиндрическими, коническими, устанавливаемыми вершиной как в наружную сторону, так и во внутреннюю.

Применение мостовых кранов

• Проведение периодических, разовых или постоянных грузоподъемных работ в условиях отсутствия подвода тока. В таких случаях особенно востребованы ручные мостовые краны, как подвесные, так и опорные.
• Операции по подъему и перемещению грузов в больших крытых помещениях, например, в производственных цехах, в машинных залах, на складах. В таких случаях удобна сравнительно высокая производительность электрических мостовых кранах, востребованы и опорные, и подвесные модели.
• Грузоподъемные работы на небольших по площади строительных (и других) площадках, как открытого, так и закрытого типа. В подобных условиях целесообразнее устанавливать и использовать ручные, опорные или подвесные, мостовые краны.
• Операции с насыпными грузами — для их выполнения необходимо использовать оснащенные грейферами модели.
• Работы по подъему и перемещению грузов с магнитными свойствами — для этого нужны электрические, как правило, опорные мостовые краны.

Основным элементом конструкции является однобалочный или двухблочный мост.

У двухбалочных кранов по мосту перемещается грузовая тележка, оборудованная тельфером.

• Двухбалочный мостовой кран отличается большей, по сравнению с однобалочной конструкцией, устойчивостью и более тяжелым режимом работы. Мост, по которому перемещается грузовая тележка, представляет собой конструкцию из двух параллельно расположенных ходовых балок, которые опираются на концевые. Мостовые краны двухбалочного образца также считаются более производительными по грузоподъемности.
• Кран мостовой однобалочный, имеющий также другое, более распространенное название «кран-балка», имеет в основе конструкции моста всего одну пролетную балку двутаврового сечения, которая опирается на перпендикулярно расположенные концевые балки. К преимуществам данного типа кранов относятся меньшая цена конструкции, ее легкость, простота монтажа и обслуживания, по сравнению с двухбалочным мостовым краном. Однако грузоподъемность их уступает более надежным и устойчивым двухбалочным кранам.

Мост с грузовой тележкой движется по надземному крановому пути по проложенным железнодорожным или специальным крановым рельсам.

Краны с особой конструкцией

Есть краны, которые могут выполнять свое движение в пространстве по-другому.

• Радиальные машины. Кран вращается непосредственно по кольцевому рельсу, который, в свою очередь, закреплен вокруг рабочей площадки всей опоры.
• Хордовые краны.
• Кольцевые. Агрегат перемещается по паре кольцевых рельсов, имеющих различный диаметр. С целью полностью исключить вероятность проскальзывания все ходовые колёса выполняют различного диаметра.
• Поворотный. Размер моста крана соответствует диаметру кольцевого рельса, по которому и выполняется передвижение. Отсутствует центральная балка для опоры крана, и потому он может проводить работы в любой точке внутри, образованной подкрановыми путями окружности.

Основные составные части

• Мост.
• Концевая балка.
• Привод механизма передвижения.
• Трансмиссия.
• Грузоподъемная тележка.
• Ходовые колеса.
• Кабина оператора.

Все механизмы мостового крана производятся с многократным коэффициентом запаса прочности, что объясняется выдвигаемыми требованиями безопасности к грузоподъемной технике.

Электрическое оборудование

Электрические двигатели крана запитаны от цеховых троллеев, которые закреплены на стене здания с помощью изоляторов. Именно по этим троллеям происходит скольжение токосъемников, зафиксированных на металлоконструкции моста. Для проведения технического обслуживания токосъемников и троллеев мост крана имеет специальную люльку, в которую можно попасть с площадки. К электродвигателю тележки ток подводится при помощи гибкого силового кабеля. Однако сегодня уже получил распространение токоподвод к тележке, который представлен в виде кабеленесущей каретки. Она выполняет передвижение вместе с грузоподъемной телегой и снижает натяжение электрических кабелей, а также исключает резкие перегибы их.

Помимо этого, к электрическому оборудованию крана можно отнести различные осветительные приборы, систему обогрева кабины машиниста, звуковую и световую сигнализации и т. д.

Узлы тележки

• Электродвигатель.
• Муфта.
• Редуктор.
• Барабан с канатом
• Крюковая подвеска.

В качестве элементов безопасности предусмотрены специальные концевые выключатели. Один из них обеспечивает мгновенную остановку подъема груза в случае достижения крюковой подвески контрольной точки. Сделано это с целью исключить вероятность касания крюка грузоподъемного барабана с последующим забуриванием каната. Также есть концевой датчик, обеспечивающий безопасное перемещение самой тележки по мосту крана. Доезжая до этого выключателя, тележка касается его стальной линейкой, в результате чего и полностью останавливается.

Корпус рамы тележки производится из листового проката, который соединяется между собой при помощи сварки и чаще всего выгибается в виде П-образного профиля. Настил тележки – это также стальной лист с имеющимися проходами для каната в виде специальных вырезов.

Технические особенности

Если проводятся работы с грузами свыше 80 т, необходимо использовать вспомогательный редуктор или понижающую зубчатую передачу. Для увеличения тягововго усилия применяют полиспаст, благодаря которому канат равномерно наматывается на барабан с обеих сторон.

Сколько может поднять кран?

Основная техническая характеристика мостового крана — вес поднимаемого груза. Самый большой в мире кран работает в Китае, его грузоподъемность — 20 тысяч тонн. Такой вес он способен поднимать со скоростью 10 метров в час. Кран используют для сборки нефтедобывающих платформ. Кран используют для сборки нефтедобывающих платформ. Но это уникальное оборудование.

Наиболее распространены мостовые краны грузоподъемностью от 1 до 50 тонн. Этого достаточно для выполнения абсолютного большинства промышленных работ. Однако для выполнения различных специфических задач изготавливаются краны грузоподъемностью 150, 300, а то и 500 тонн. Их используют для установки и обслуживания турбин гидроэлектростанций, а также ядерных реакторов. Такие краны делаются не только внушительной грузоподъемности, но и кругового действия — так называемые полярные. Он перемещается по радиальным рельсам, установленным внутри корпуса энергоблока благодаря специальной конструкции концевых балок.

Мостовые краны — назначение, устройство, конструктивные особенности

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.

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.

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.

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.

Устройство тележки

Функции подъема и опускания груза, а также перемещение его вдоль моста выполняет грузовая тележка. Ее конструкция делается такой, чтобы не допустить неравномерной нагрузки на ходовые колеса, а также и на балки моста.

Устройство тележки представляет собой жесткую стальную рама, имеющую ведущие и ведомые колеса. На раме смонтированы приводы и электродвигатели механизмов основного и, в случае применения, вспомогательного подъемов, токосъемник, блокираторы высоты подъема и прочие узлы, необходимые для работы крана.

В однобалочных кранах чаще используется консольная тележка. В двухбалочных используются тележки, способные передвигаться как по нижнему, так и по верхнему поясу балок.

Крюковая и грейферная тележки мостовых кранов

В зависимости от установленного на кране оборудования, тележка может быть оснащена несколькими барабанами: для наматывания кабеля, питающего электромагнит, для троса замыкающего механизма грейфера и т.д.

Мостовой кран отличается высокой грузоподъемностью, надежностью, способностью работать как при низких, так и при очень высоких температурах, там, где его невозможно заменить другим видом подъемных механизмов.

На видео принцип работы двухбалочного мостового крана:

Кинематическая схема мостового крана с описанием

Кинематическая схема мостового крана позволяет понять принципы работы всех крановых узлов и механизмов. В целом принцип работы всего подъемно-транспортного оборудования одинаков: основой является одна или две металлических балки, на которых размещена грузовая лебедка, приводимая в движение электрическим двигателем.

Вид кранового оборудования зависит от типа конструкции и специфики поднимаемых грузов. Однако стоит отметить, что основные узлы грузоподъемных механизмов аналогичны.

Общая кинематическая схема мостового крана

Рис. 1. Кинематическая схема механизма передвижения мостового крана

На рисунке 1 представлена типовая кинематическая схема кранового механизма, включающая:

1. Электродвигатель (чаще всего используются асинхронные трехфазные двигатели).
2. Тормоз – обеспечивает остановку и фиксацию перемещаемого груза в любом положении.
3. Редуктор – понижает количество оборотов двигателя.
4. Барабан – служит для равномерного натяжения крановых тросов.
5. Полиспаст – одинарый или обойма из нескольких блоков, обеспечивающих эффективное распределение энергии от привода и выигрыш в скорости и силе.
6. Крюк – устройство для захвата груза.

Кинематическая схема механизма передвижения мостового крана

Рис. 2. Схема трансмиссии крана с индивидуальным приводом

Механизм движения крана может быть центральным или индивидуальным. В свою очередь центральное перемещение подразделяется на два вида: с быстроходным и тихоходным трансмиссионным валом.

Рис. 3. Кинематическая схема передвижения мостового крана с тихоходной трансмиссией

Привод крана с тихоходной трансмиссией устанавливается в середине моста и включает: двигатель 3, муфты-тормоза 2 и редуктор 1. Выходной вал редуктора связывается с валом трансмиссии 4, изготовлен из сборных секций, которые соединяются муфтами 5, установленными в подшипниках. Также муфты соединяют трансмиссионный вал с приводом ходовых колес 7, используя зубчатую передачу 6. Вал 4 вращается с той же скоростью, что и колеса, передавая максимальный крутящий момент.

Кинематическая схема механизма подъема мостового крана

В крановых конструкциях мостового типа грузоподъемный механизм размещается на грузовой тележке. Количество устройств для подъема зависит от максимального веса груза, который способна поднять машина.

Схема подъема подъемно-транспортного оборудования зависит от ряда факторов: типа захватного устройства, высоты и массы поднимаемого груза, длины пролета. При использовании крюка, грейфера или электромагнита используется один подъемный механизм.

Рис. 4. Кинематическая схема подъема мостового крана с крюком

Обозначения на рисунке:

1. Двигатель
2. Муфта
3. Тормоз
4. Редуктор
5. Барабан
6. Полиспаст
7. Неподвижный блок полиспасты

Для подъема в кранах применяются нормальные и укороченные крюковые подвесы.

Кинематическая схема тележки мостового крана

Рис. 5. Кинетическая схема тележки

Грузовая тележка отвечает за подъем и перемещение рабочего органа крана. Они конструируются с расчетом для использования как на однобалочных, так и на двухбалочных конструкциях.

На схеме с рисунка 5 показано принцип перемещения тележки. Электрический двигатель 1 передает крутящий момент на приводные колеса 11 через муфты 2,8,9,10. Для снижения количества оборотов предназначены зубчатые колесами с косыми зубьями 3-6. Тормоз 7 блокирует передачу крутящего момента и останавливает тележку.

Важность чтения кинематической схемы подчеркивается тем, что ее чтение обязательно для всех студентов направления «Подъемно-транспортные машины и оборудование». Проектирование и расчет кранов и написание курсовой работы невозможно без понимания принципов работы механизма.

Мостовой кран

Кран мостовой представляет собой грузоподъёмное оборудование, которое активно используется на производственных предприятиях, складах, строительных площадках. Транспортировка материалов выполняется за счёт перемещения их по подкрановому пути. В промышленности применяются модели с широким диапазоном характеристик. Выбор определяется особенностями сферы использования и параметрами грузов.

Общие сведения

Важная особенность кранов мостового типа – работа в трёх взаимно перпендикулярных направлениях. Груз может подниматься, двигается отдельно тележка или вся несущая конструкция. Выпускаются модели серийного исполнения, способные поднимать от 5 до 200 т и более. Рекомендуется выбирать оборудование с 20 % запасом производительности, чтобы исключить вероятность работы с перегрузом и повышенным износом узлов и механизмов вне зависимости от сложившейся производственной ситуации.

В ходе эксплуатации важно учитывать скоростные характеристики техники:

• подъём – 0,1‑0,3 м/с;
• перемещение моста – до 2,5 м/с;
• передвижение с грейфером – до 0,8 м/с;
• ход тележки – до 0,8 м/с

Управление мостовым краном в зависимости от характера выполняемых работ может производиться машинистом с кабины, с помощью пульта (оператор при этом будет находиться в цехе) или дистанционно.

Классификация мостовых кранов

В соответствии с требованиями ГОСТ все представленные на рынке модели делят на устройства общего и узкопрофильного назначения. Специализированные механизмы отличаются тем, что в их комплектацию включены захваты узкой направленности. К примеру, при работе с металлоломом используются магнитные мостовые краны, с сыпучими материалами — грейферы. Общепромышленные модели оснащаются крюком с автоматической защёлкой, что позволяет использовать их для перемещения грузов на стропилах.

ГОСТ 27584-88 Краны мостовые и козловые электрические. Общие технические условия

Отдельные виды мостовых кранов разрабатываются для эксплуатации в определённых отраслях производства с учётом особенностей поставленных задач, условий работы. Такую технику выпускают, к примеру, для металлургических предприятий. Они отличаются способностью выдерживать длительную эксплуатацию в условиях воздействия агрессивных сред, высоких температур, оснащаются специальными захватами (ковочными, литейными, для работы со слитками).

Также бывают однобалочные мостовые краны и двухбалочные. Если мост состоит из одной балки, грузоподъёмное оборудование отличается сравнительно небольшим весом. Но это отрицательно сказывается на их грузоподъёмности: она не превысит 10 т. При этом возможна комплектация дополнительной консольной тележкой, что расширит сферу применения оборудования.

Двухбалочные модели допускает использование не только стандартной грузовой тележки, но и дополнительных навесных механизмов. За счёт этого увеличивается сфера использования техники, расширяются возможности управления за счёт применения дистанционных пультов. Это мощные мостовые краны, активно задействованные на производственных предприятиях различных отраслей промышленности.

По конструкции

В зависимости от способа установки металлоконструкций на крановом пути различают подвесные и опорные модификации оборудования. В первом случае крепление выполняется на нижний, а во втором случае – на верхний горизонтальный пояс пролётной балки.

Важным преимуществом подвесных механизмов является сравнительно невысокая стоимость и простота монтажных работ. Но грузоподъёмность таких механизмов не превышает 8 т. Конструкции отличаются небольшой высотностью, что позволяет увеличить рабочую зону в сравнении с опорными аналогами, имеющими большую производительность (до 500 т).

По способу перемещения

Мостовые модели стандартного исполнения перемещаются в ходе выполнения работ по параллельным путям. Но конструкция мостовых кранов позволяет использовать их в модификации, учитывающей особенности технологического процесса, характер размещения производственного оборудования. Для решения специализированных задач возможна установка грузоподъёмной техники со следующими принципами перемещения.

• Радиальным. Механизм подъёма на балке сможет вращаться вокруг площадки, которая жёстко закреплена в центре цеха, по кольцевому рельсу.
• Поворотным. Работы в отличие от предыдущего варианта могут выполняться в любой точке, ограничения в передвижениях связаны только с протяжённостью проложенных подкрановых путей.
• Хордовым с меньшей площадью обслуживания в сравнении с радиальным. Из-за особенностей конструкции радиус вращения при этом останется неизменным.
• Кольцевым с передвижением механизмов по рельсам разного диаметра. Конструкция в этом варианте несколько усложняется из-за необходимости использования ходовых колёс, отличающихся между собой по размеру во избежание проскальзывания.

По грузоподъемности

Грузоподъемность мостовых кранов – одна из основных характеристик техники. Наибольшее распространение получили модели, у которых этот параметр составляет 1‑50 т. В большинстве случаев для промышленного использования этого достаточно. Для выполнения узкопрофильных задач задействуют технику грузоподъёмностью до 500 т (к примеру, для монтажа турбины гидроэлектростанции).

По типу привода

Выпускаются мостовые модели с ручным и электроприводом. В первом случае в качестве основного рабочего механизма для передвижения применяются тали червячного типа. Это оптимальный вариант при необходимости регулярной работы с небольшими грузами в ходе сборочных или ремонтных работ на машиностроительных предприятиях.

Электрический привод для мостового крана используется чаще, так как позволяет успешно работать с грузами высокой тоннажности без физических усилий со стороны оператора. Для передвижения конструкций используется до 4 электродвигателей (зависимости от требований к производительности). Для передачи вращения на колёса задействуют только редуктор или его комбинацию с трансмиссией.

Общее устройство мостового крана

В состав конструкции мостового крана входят следующие основные узлы.

• Поперечные и продольные стальные балки, соединённые сваркой в жёсткую конструкцию. Для массивных моделей мостового кранового оборудования данный узел может быть выполнен в виде мощных решётчатых ферм в комплекте со сплошной балкой.
• Мост крана с ходовыми колёсами. Он представляет собой металлическую конструкцию, предназначенную для того, чтобы по ней перемещалась тележка, поднимающая и опускающая грузы. Чаще всего материалом её изготовления является сталь 3.
• Грузовая тележка с ведущими и ведомыми колёсными группами на раме. В её комплектацию входит электромотор, каретка, канатный барабан, редуктор, тормоз (у моделей, которые работают в условиях производства повышенной опасности, комплектацию может быть предусмотрен основной и дополнительный стопорный механизм), ограничитель высоты подъёма груза.
• Крановые пути – рельсы из стали, по которым перемещается мост, двутавровые балки или направляющие.
• Механизм подъема с электродвигателем. В качестве передаточного устройства используется редуктор с зубчатой передачей открытого исполнения в жёстком соединении с барабаном. При превышении веса перемещаемых грузов отметки 80 т имеются определённые конструктивные особенности: мостовой кран комплектуется дополнительно понижающей передачей или редуктором.
• Механизм передвижения. В комплектацию могут быть включены цилиндрические, конические колёса. Привод для них может быть общим или раздельным.
• Тормозная дискоколодочная или колодочная система (устанавливается в случае, когда скорость перемещения тележки превышает 32 м/минуту).
• Кабина машиниста. Чаще всего она располагается ниже уровня моста.
• Настилы, ограждения, лестницы.

Мостовые краны комплектуются электрооборудованием, в перечень которого входит комплекс из 3 или 4 трёхфазных асинхронных моторов, толкателей, электромагнитов, ограничителей грузоподъёмности. В составе системы управления предусмотрены магнитные пускатели, контроллеры, реле управления. Также конструкцией предусматривается установка осветительных приборов, системы звуковой сигнализации, измерительных приборов. Для электропитания могут использоваться кабели или троллейные шины.

Принцип работы мостового крана

Важной особенностью принципа работы мостовых подъёмников является то, что на крановый путь во время передвижения приходится вся нагрузка от несущих элементов грузоподъёмного оборудования. При подаче сигнала на блок управления движение балки происходит по смонтированным на эстакадах рельсам. Грузовая тележка при этом движется непосредственно по мостовой балке.

Для повышения функциональности техники активно применяются дополнительные навесные устройства. Тележка может использоваться в комплекте с лебёдкой, грейфером, электромагнитами. Возможно использование комбинированных механизмов (например, магнитно-грейферных кранов). Самый распространённый грузозахватный орган, применяемый в ходе эксплуатации – крюк, оснащённый автоматической защёлкой.

Применение мостовых кранов

Назначение каждой из представленных на рынке моделей мостовых грузоподъёмных устройств определяется исходя из особенностей их конструкции, функциональности, технических характеристик. Сфера использования техники указывается в инструкции по её эксплуатации.

Мостовые краны применяются для перемещения грузов:

• на металлургическом, машиностроительном производстве;
• по территории складских помещений с помощью подвесных или опорных ручных или электрических механизмов;
• на открытых или закрытых строительных площадках;
• с помощью грейферов проводятся операции с насыпными материалами;
• на сельскохозяйственных предприятиях.

Выпускаются общепромышленные, химзащищённые и взрывобезопасные мостовые модели.

При выполнении работ возможно использование различного грузозахватного навесного оборудования (электрических магнитов, грейферов, захватов, крюков). Компании-производители предлагают возможность заказать оборудование стандартной или индивидуальной комплектации в соответствии с техническими условиями будущей эксплуатации мостового крана.

Электропривод тележки мостового крана

Тележка мостового крана является самостоятельным элементом подъемнотранспортного устройства и предназначена для перемещения грузов в пределах пролета мостового крана с технологически заданной скоростью движения и требуемой точностью позиционирования груза. Привод тележки является одним из основных узлов оборудования мостового крана.

Тележка перемещается по колее мостового крана. Сам же мост перемещается в направлении, перпендикулярном направлению движения тележки. На тележке установлен подъемный механизм, который оборудован крюком (или электромагнитом), с помощью которого можно перемещать груз. Движение тележки является составной частью технологического цикла мостового крана (рис. 1).

Рис. 1. Схема выполнения операций мостовым краном в рабочем цикле

Этот цикл состоит из следующих операций (на рисунке 1 номера операций показаны цифрами):

1 — подъем груза;

2 — перемещение тележки в заданное положение;

3 — перемещение крана в заданное положение;

4 — опускание груза массой;

5 — подъем крюка с массой груза;

6 — перемещение крана в исходное положение;

7 — перемещение тележки в исходное положение;

8 — опускание крюка.

Как видно из технологического цикла мостового крана, двигатель привода тележки включается во второй и седьмой операциях. При подходе тележки к заданному положению в пролете мостового крана осуществляется электрическое торможение электродвигателя привода тележки для обеспечения необходимой точности остановки.

После этого двигатель отключается и накладывается механический тормоз. Далее включается электропривод передвижения моста и груз перемещается вдоль цеха согласно технологическому заданию. Достигнув указанного места, кран останавливается, груз опускается, и далее выполняются необходимые технологические операции.

Кинематическая схема механизма передвижения те лежки мостового крана представлена на рисунке 2. Механизм передвижения тележки выполнен по схеме с редуктором посредине между приводными колесами.

Движение от электродвигателя Д через тормозной шкив Т, редуктор Р, соединительные муфты М и валы В передается на ходовые колеса. Для удержания тележки в неподвижном состоянии используется тормозной шкив.

Тележка имеет четыре ходовых и два приводных колеса. Ходовые колеса крановых тележек обычно изготовляют двухреберными.

Рис. 2. Кинематическая схема механизма передвижения тележки

Время перемещения тележки в заданное положение будет определяться с учетом времени разгона и торможения тележки с требуемым ускорением. Исходя из условий технологического процесса, тахограмма при перемещении тележки должна иметь вид, показанный на рисунке 3.

Необходимо обеспечить плавный пуск механизма тележки до заданной скорости с требуемым ускорением. Для обеспечения требуемой точности позиционирования необходимо плавное замедление электропривода с переходом на пониженную скорость, затем происходит остановка тележки.

Рис. 3. Тахограмма механизма передвижения тележки

Движение тележки с ударами по металлоконструкции на стыках рельсов, интенсивные разгоны и торможения, собственные колебания металлоконструкций при нагружении машин вызывают весьма интенсивные механические воздействия на электрооборудование, располагаемое на тележке мостового крана. Исходя из этого, электропривод перемещения тележки должен удовлетворять следующим требованиям:

1) электропривод должен обеспечить возможность пуска механизма в ход, реверсирование направления перемещения и останов механизма с требуемым ускорением (м/с2) и надлежащей точностью позиционирования (мм);

2) электропривод должен обеспечить плавное регулирование скорости вниз от основной;

3) развиваемый момент двигателя должен обеспечить работу механизма с заданной интенсивностью;

4) при заданном числе включений двигателя в час не должно быть перегрева его обмоток, из-за которого возможен длительный останов механизма;

5) двигатель должен быть выбран в соответствии с условиями эксплуатации, т. е. должен иметь соответствующую конструкцию, а его обмотки — термостойкую и противосыростную изоляцию;

6) приводной двигатель должен обладать наименьшими маховыми массами, оказывающими существенное влияние на протекание переходных процессов при частых пусках привода;

7) приводной двигатель должен соответствовать мощности механизма передвижения и обладать необходимой перегрузочной способностью;

8) электропривод должен обеспечить формирование переходных процессов, имеющих минимальную длительность;

9) конструктивно электропривод должен быть выполнен с учетом безопасности и удобства обслуживания.

Статический момент для механизмов передвижения, работающих на горизонтальном пути в производственном помещении, создается силами трения скольжения в подшипниках и трения качения колес тележки, катящихся по рельсам мостового крана. Статический момент механизма при прямом ходе тележки определяется грузоподъемностью крана. Статический момент механизма при обратном ходе тележки рассчитывается для неполного груза.

Для электропривода тележки мостовых кранов применяются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором (в том числе в составе частотно-регулируемого привода), асинхронные двигатели с фазным ротором и двигатели постоянного тока независимого возбуждения.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети: