1.1. виды мостовых кранов.

Подъемный кран – это машина для захватывания, подъема и перемещения в горизонтальном направлении штучных и массовых грузов на сравнительно небольшие расстояния в пределах цеха или склада. Подъемные краны составляют особую группу грузоподъемных машин, характеризующуюся повторно-кратковременным режимом работы.

Подъемный кран имеет следующие обязательные элементы: металлическую несущую конструкцию в виде моста, портала, башни, мачты или стрелы; главный подъемный механизм в виде лебедки, электротали, штока, рейки с приводом и рычагами управления; приспособления и устройства для захватывания и подвешивания груза – крюки, скобы, зажимы, грейферы; поддерживающие и направляющие элементы – канатные и цепные блоки, напрвляющие втулки и планки. Лебедка подъемного крана (в зависимости от его типа и назначения) может быть снабжена одним, двумя и более барабанами, приводимыми в действие от одного общего или от отдельных двигателей.

По области применения подъемные краны делятся в основном на цеховые, транспортные, палубные и строительные.

К цеховым подъемным кранам принадлежат мостовые подъемные краны, они состоят из моста, перекрывающего весь пролет цеха, и грузовой тележки с механизмом подъема и передвижения. Мост передвигается по крановым рельсам, установленным на подкрановых балках цеховых зданий, а грузовая тележка – по рельсам моста крана.

Краны этого типа обслуживают всю площадь цеха или склада и могут перемещать грузы в любом направлении соответственно технологическому процессу. Они выполняются как с ручным, так и с электрическим приводом механизма подъема и передвижения. Питание моста и тележки крана электроэнергией производится от токоподводящих троллеев. Управление осуществляется с помощью контроллеров и командоконтроллеров из кабины, размещенной на мосту или раме грузовой тележки.

Ручные мостовые краны обслуживают цехи и склады с небольшими грузопотоками. Электрические мостовые краны предназначены для обслуживания цехов и складов с большими грузопотоками; мостовые краны малой грузоподъемности (0,5-5т) иногда вместо грузовой тележки снабжают электроталью; в этом случае мосты кранов выполняют с двутавровым рельсом и краны этого типа называют кранами-балками.

Мостовые краны изготовляют грузоподъемностью от 1 до 500т, с пролетами 12-32м, высотой подъема 11-16м. скорость подъема крюка 2-40м/мин, скорость передвижения тележки 40-60 м/мин, моста – до 125м/мин.

Подъемные краны грузоподъемностью более 10т часто снабжают двумя или тремя подъемными механизмами: одним главным номинальной грузоподъемности и одним или двумя вспомогательными меньшей грузоподъемности (в 3-5 раз).

По типу грузозахватного органа подъемные краны делятся на крюковые, магнитные, грейферные, линейные и специальные

Крюковые краны снабжены одним или двумя крюками и предназначены для перегрузки штучных грузов (рис.1). При перегрузке сыпучих и жидких материалов крюковыми кранами применяют специальные сосуды и ковши.

Магнитные краны (рис.2) по устройству почти не отличаются от крюковых. Разница состоит в том, что на крюк такого крана подвешивают электромагнит, служащий для транспортировки изделий из стали и чугуна или стального лома и стружки. При использовании магнитных кранов нет необходимости закреплять груз на крюке, так как электромагнит притягивает к себе сталь и чугун. При разгрузке следует отключить ток, питающий обмотку электромагнита.

Грейферный кран отличается от обычного крюкового крана тем, что вместо крюка предусмотрен специальный ковш, называемый грейфером (рис.3). Грейферным краном транспортируют уголь, кокс, песок, гравий и другие сыпучие материалы. Открывается и закрывается грейфер с помощью двух барабанов, расположенных на тележке крана.

Литейный кран отличается от обычного крюкового тем, что имеет две тележки – главную и вспомогательную. Пути, по которым передвигается вспомогательная тележка, расположены ниже путей главной тележки. Пути вспомогательной тележки делают более узкими, чем главной. За счёт этого канаты главной тележки проходят в промежутках между путями главной и вспомогательной тележек.

Козловые краны (рис.5) также относятся к мостовым, хотя различаются способом крепления ходовых колес. На мостовых кранах колеса крепят непосредственно к мосту, а на козловых кранах – к специальным опорам, расположенным по концам моста.

При таком устройстве кранов подкрановые пути можно располагать непосредственно на поверхности земли. Козловые краны предназначены для работы вне зданий, поэтому может возникнуть опасность угона их под напором сильного ветра. Для предупреждения таких случаев на опорах козловых кранов устанавливают специальные захваты, с помощью которых кран надёжно закрепляется на рельсы.

1.2. конструкивные элементы мостового крана.

Мост крана представляет собой металлоконструкцию, служащую для передвижения по ней тележки для подъема груза. В самом простом случае – при малых пролетах и грузоподъемности – мост состоит из четырех стальных балок: двух главных, по которым движется тележка, и двух вспомогательных, скрепляющих главные балки. Все четыре балки соединены между собой с помощью сварки или заклепками и образуют жесткую прямоугольную раму.

При больших пролетах и грузоподъемности приходится вместо одностенчатых балок применять фермы из стали различных профилей. Металлические конструкции моста изготовляют в виде решетчатой фермы и сплошной коробчатой сварной балки.

Мост движется по крановым путям, положенным по всей длине цеха на выступах стен или стальных колоннах. Крановые пути делают из специальных крановых рельсов и обычных железнодорожных, а также стальных шин квадратного или прямоугольного сечения с закругленными верхними кромками.

Крановые пути устраивают так, чтобы кран не ударился в стену. Для этого в конце крановых путей ставят тупиковые упоры, а перед ними – пружинные, деревянные или резиновые буфера, обеспечивающие плавное снижение скорости моста. Мост также имеет деревянные брусья или пружинные буфера.

На мосту монтируют кабину управления. Она обычно находится ниже моста, в одном из его концов, как правило, противоположном тому, у которого проходят троллейные провода. Иногда кабина управления представляет собой одно целое с тележкой. В этом случае кабина участвует в двух движениях – вместе с мостом вдоль цеха и вместе с тележкой поперек цеха. Питание к двигателям крана подводится с помощью голых проводов, называемых троллейными или просто троллеями.

Тележка служит для подъема и перемещения груза вдоль моста крана и выполняется с помощью сварки или заклепок. На ее стальной раме монтируют ведущие и ведомые колеса. На тележке устанавливают: механизм движения тележки, состоящий из электродвигателя, редуктора, тормозного устройства и двух концевых выключателей; механизм подъема, включающий электродвигатель, редуктор, канатный барабан с канатом и крюковой подвеской, тормозное устройство и ограничитель подъема. Механизм подъема кранов, транспортирующих раскаленный металл, ядовитые, взрывчатые вещества или кислоты, должен быть снабжен двумя тормозами. При отказе одного из них второй должен удерживать груз на весу.

Установленные на тележке электродвигатели для подъема и перемещения груза получают питание от троллейных проводов, проложенных вдоль моста, при помощи скользящих контактов или гибкого токоподвода. Если к крюку крана подвешен электромагнит для подъема груза, то на тележке устанавливают кабельный барабан с гибким кабелем в резиновой или пластмассовой оболочке, служащим для питания электромагнита. Кабельный барабан связан с канатным барабаном зубчатой передачей, чтобы при подъеме или спуске электромагнита одновременно поднимался или опускался кабель.

К грузозахватным органам относятся крюки, скобы, грейферы и электромагниты.

Крюки для мостовых кранов изготовляют коваными из конструкционной стали или штампованными из отдельных листов. Согласно стандартам, крюки однорогие кованые для подъемных механизмов рассчитывают на грузоподъемность 80 т, двурогие – на грузоподъемность 100 т (двурогие крюки при больших грузоподъемностях применяют потому, что на двух рогах легче разместить стропы при их значительном диаметре).

Пластинчатые крюки проще кованых в изготовлении и более надежны, так как разрушение пластин происходит не одновременно, но они тяжелее кованых. Чтобы увеличить срок службы, зев пластинчатых крюков защищают специальными пластинами, которые можно сменить по мере изнашивания.

Применять литые или сварные крюки на кранах не разрешается. При грузоподъемности свыше 3т крюки изготовляют вращающимися на шариковых закрытых опорах. Вообще подвеску крюка выполняют так, чтобы он мог свободно вращаться и устанавливаться при работе согласно положению груза.

Грузовые крюки кранов должны быть снабжены предохранительным замком, предотвращающим самопроизвольное выпадение съемного грузозахватного приспособления. Краны, транспортирующие расплавленный металл или жидкий шлак, могут не иметь такого устройства. Применять крюки без предохранительного замка в других случаях допустимо при условии использования гибких грузозахватных приспособлений, исключающих возможность выпадения их из зева крюка. Предохранительные замки изготовляют двух типов: замки пружинного замыкания и замки, замыкающиеся под действием собственной массы.

Петли грузовые применяют вместо крюков на кранах большой грузоподъемности. Петля не позволяет стропу соскочить, что возможно на крюке, но заводить строп в петлю сложнее.

Для транспортировки мостовым краном сыпучих грузов (кокса, угля, песка, гравия) используют грейферы. Грейфер представляет собой стальной ковш, состоящий из двух половин – челюстей, которые поворачиваются вокруг шарниров, укрепленных на головке грейфера с помощью тяг. Челюсти имеют зубья для лучшего захвата груза. На траверсе укреплены блоки, соединенные канатами с блоками на головке грейфера.

При ослаблении натяжения канатов траверса опускается под действием собственного веса, вследствие чего челюсти раскрываются. В таком виде грейфер опускают на материал. Затем производят натяжение каната, при этом траверса приближается к головке, челюсти закрываются и захватывают груз, после чего начинается его подъем. Для разгрузки при опускании грейфера на землю челюсти раскрываются и груз высыпается. Конструкция грейфера должна исключать самопроизвольное раскрытие.

Для механизмов подъема применяют стальные канаты (тросы). Они значительно удобнее и долговечнее стальных цепей.

Стальной канат работает бесшумно, обладает большой надежностью, так как разрыв его не происходит внезапно вследствие того, что постепенно увеличивающееся число оборванных проволок позволяет определить степень изнашивания каната задолго до обрыва.

Канаты в зависимости от свивки делятся на следующие виды:

Обыкновенные (раскручивающиеся) – положение прядей и проволок в канате не сохраняется после снятия перевязок;

Нераскручивающиеся – канат не должен раскручиваться на отдельные пряди, а пряди – на проволоки; пряди и проволоки сохраняют свое прежнее положение после снятия перевязок;

Некрутящиеся – многопрядные с противоположным направлением свивки прядей по слоям.

Барабаны на кранах служат для навивки канатов, при помощи которых поднимают и опускают груз. На поверхности барабана имеются спиральные канавки (ручьи), благодаря чему грузовой канат при наматывании ложится правильными рядами. Канавки по ширине делают немного больше диаметра грузового каната, чтобы он ложился свободно и не задевал ее боковых стенок.

Канавки способствуют правильной укладке каната и предотвращают трение между его набегающей ветвью и уже уложенным витком. На одной половине барабана они направлены вправо, а на другой половине – влево. Это необходимо для того, чтобы груз, подвешенный на двух ветвях каната, поднимался и опускался по вертикали без горизонтального перемещения вдоль барабана.

Барабаны изготовляют литыми из чугуна и стали или сварными из листовой стали. Литые барабаны тяжелее сварных на 40-50%. Все витки каната, навитого на барабан, имеют одинаковый диаметр, что при постоянной угловой скорости барабана позволяет получить постоянную скорость навивки. Крепление каната на барабане должно быть надежным и в то же время удобным для быстрой смены изношенного каната.

Канатные барабаны кранов чаще устанавливают на вращающихся и реже на неподвижных осях. В первом случае барабан соединен с зубчатым колесом, закрепленным на шпонке, и вращается вместе с ним и осью (рис.10). Удобство обслуживания, смазки и ремонта – основные преимущества этой конструкции.

В механизмах подъема малой и средней грузоподъемности барабан приводится во вращение с помощью встроенной зубчатой муфты, а в механизмах подъема большой грузоподъемности – зубчатым колесом открытой зубчатой передачи.

Подъемные механизмы кранов оборудованы закрытыми (замкнутыми) тормозами – нормально механизмы заторможены, тормоз снимается только при включении двигателя. Механизмы подъема кранов, транспортирующих раскаленный металл, взрывчатые и ядовитые вещества и кислоты, должны иметь два тормоза, действующие независимо друг от друга. При отключении двигателя тормоз автоматически закрывается, вследствие чего груз повисает в воздухе. На механизмах передвижения крана также ставят закрытые тормоза. Поглощая инерцию движущихся частей, они тем самым способствуют сокращению пути движения после остановки двигателя.

Тормоза закрытого типа на кранах применяют в связи с тем, что они надежнее открытых и их неисправность легко обнаружить. Тормоза открытые иногда устанавливают на кранах в дополнение к закрытым в качестве вспомогательных тормозов для более быстрой и точной остановки механизмов передвижения.

1.3 Установка кранов и крановый путь.

Крановые пути делают из обычных железнодорожных и специальных крановых рельсов, а также из стальных шин квадратного или прямоугольного сечения с закругленными верхними кромками. Для цилиндрических стальных колес используют рельсы с плоскими и выпуклыми головками, для конических – только с выпуклыми (рис.11 и 12).

Подкрановые балки изготовляют из профильного стального проката.

Рельсы для тележек закрепляют непосредственно на конструкции крана. Крановые рельсы следует крепить так, чтобы исключались боковое и продольное смещения их при передвижении и работе крана. Грузоподъемные краны должны быть установлены таким образом, чтобы груз при подъеме не требовалось предварительно подтаскивать при наклонном положении грузовых канатов, и имелась возможность перемещать груз над встречающимися на пути оборудованием, штабелями груза, подвижным составом на высоте не менее 0,5м.

При управлении кранами с пола необходимо предусмотреть свободный подход рабочего, управляющего краном. Устанавливать магнитные краны над производственными или другими помещениями не разрешается. Краны, работающие на открытом воздухе, следует оборудовать противоугонными устройствами – механизмами, удерживающими кран от угона ветром.

Перед пуском в эксплуатацию установленные мостовые электрические краны подлежат регистрации в органах технадзора. Не регистрируют мостовые краны грузоподъемностью до 10 т включительно, управляемые с пола посредством кнопочного аппарата, подвешенного на кране, или со стационарного пульта.

Вновь установленные грузоподъемные машины, а также съемные грузозахватные приспособления перед пуском в эксплуатацию следует подвергать полному техническому освидетельствованию, а грузоподъемные машины, находящиеся в работе, – периодическому техническому освидетельствованию: частичному – не реже одного раза в 12 мес; полному – не реже одного раза в три года, за исключением редко используемых (кранов, обслуживающих машинные залы электрических и насосных станций, компрессорные установки). Редко используемые грузоподъемные машины необходимо подвергать полному техническому освидетельствованию не реже чем через каждые пять лет.

Техническое освидетельствование имеет целью установить следующее:

соответствие грузоподъемной машины и ее установки правилам эксплуатации и представленной при регистрации документации;

исправность грузоподъемной машины, а, следовательно, безопасность ее работы;

обслуживание грузоподъемной машины в соответствии с правилами.

При полном техническом освидетельствовании грузоподъемную машину подвергают осмотру, статическому и динамическому испытаниям. При частичном техническом освидетельствовании статического и динамического испытаний грузоподъемной машины не производят.