Современные башенные краны ОАО «Ржевский краностроительный завод»
В журнале «Подъемные сооружения. Специальная техника» (№ 6/2004) приводилась общая информация о кранах, выпускаемых ОАО «Ржевский краностроительный завод» (ОАО «РКЗ»).
В настоящей статье подробнее излагаются особенности устройства и монтажа, а также конструктивные отличия по механизмам и отдельным узлам кранов башенных с верхним поворотом:
КБ-473 — максимальная высота подъема 162,4 м с приводом грузовой лебедки на переменном токе;
КБ-474 — максимальная высота подъема до 222,4 м с приводом грузовой лебедки на постоянном токе.
КБ-473, КБ-474 — стационарные башенные краны с неповоротной башней и горизонтальной балочной стрелой, снабженной грузовой тележкой. Высота свободностоящего крана 42,4 м (для I — III ветровых районов), при увеличении высоты подъема кран крепится к зданию специальными связями.
Монтаж первых трех секций башни осуществляется стреловым самоходным краном грузоподъемностью не менее 16 т на вылете 7 м и с высотой подъема до 33 м. Дальнейшее наращивание башни, установка связей крепления их к зданию, а также демонтаж секций башни и связей осуществляется механизмами крана.
УСТРОЙСТВО КРАНА
кран
В состав а входят следующие основные узлы: башня; опорно-поворотное устройство (ОПУ); оголовок; стрела; консоль противовеса; оттяжки консоли и стрелы; монтажное устройство; грузовая тележка; крюковая подвеска; электрооборудование; кабина машиниста. Башня крана, состоящая из секций длиной 4 м, закрепляется с помощью анкерных болтов на монолитном фундаменте, обеспечивающем устойчивость свободностоящему крану. Фундамент крана может быть специальным или составной частью фундамента возводимого здания. На верхнюю часкранть башни устанавливается ОПУ, на котором монтируются остальные узлы а. На верхней поворотной раме ОПУ шарнирно установлены секционная стрела балочного типа и консоль противовеса, поддерживаемые оттяжками, состоящими из жестких звеньев, шарнирно соединенных между собой. На консоли противовеса расположены грузовая и вспомогательная лебедки, шкафы электрооборудования и плиты противовеса. кранБашня а наращивается сверху отдельными секциями с помощью монтажного устройства, охватывающего башню по внешнему периметру и перемещающегося по ней.
Подъем монтируемых секций и подача их в монтажное устройство осуществляется собственными механизмами крана Управление краном при работе осуществляется с пульта, установленного в кабине машиниста, при монтаже — с выносного пульта и пульта монтажного устройства. Кран транспортируется в разобранном виде укрупненными узлами железнодорожным, водным или автомобильным транспортом. Башня состоит из опорной, рядовых секций и секций настенных опор.
Секция представляет собой пространственную четырехгранную решетчатую металлоконструкцию, пояса металлоконструкции коробчатого сечения (из двух уголков) соединены на трех гранях раскосами, а на монтажной грани опорными балками с подкосами. Каждая секция оснащена удобными лестничными переходами и специальными ложементами для хранения комплектов крепежных шпилек. Опорная секция соединяется анкерными болтами с фундаментом через опорные плиты. Секции настенных опор служат для пристыковки к ним связей крепления крана к зданию и устанавливаются на отметках в соответствии с проектом производства работ и эксплуатационной документацией на кран. Базирование секкранций башни между собой при монтаже а осуществляется через центральные отверстия в их поясах, а их соединение — высокопрочными, предварительно напряженными шпильками, устанавливаемыми в отверстия кронштейнов поясов (по две шпильки на стыке каждого пояса), (рис. 2).
Предварительно напряженное состояние шпильки достигается растяжением ее специальным гидравлическим натяжным устройством, что позволяет при навинчивании гайки исключить усилия скручивания в самой шпильке. Натяжное устройство (гидроцилиндр одностороннего действия) предназначено для крепления стыка секции башни шпильками и контроля натяжения шпилек. Ручным насосом в натяжном гидроцилиндре, установленном на подлежащей контролю шпильке, создается давление 250 МПа, контролируемое манометром и предохранительным клапаном насоса. При достижении расчетного давления производится подтяжка гайки специальным накидным ключом. Усилие затяжки 800 кН. Затяжка шпильки, включая установку и снятие инструмента, занимает не более 3 мин. Два комплекта натяжных устройств позволяют обеспечить затяжку шпилек на одной секции за 10 — 12 мин. Опорно-поворотное устройство состоит из поворотной и неповоротной рам, соединенных поворотной роликовой опорой с наружным зацеплением. На поворотной раме установлены кабина машиниста и два механизма поворота, доступ к которым обеспечен наличием переходных площадок. В верхней части поворотной рамы предусмотрены кронштейны с наклонными пазами для удобства установки стрелы и консоли противовеса.
Неповоротная рама представляет собой сварную конструкцию, в верхней части которой имеются отверстия для крепления поворотной опоры, а с нижней стороны расположены четыре пояса с кронштейнами для соединения неповоротной рамы с башней. В нижней части кольцевой рамы также расположены четыре кронштейна с отверстиями для пальцев, соединяющих неповоротную раму и монтажное устройство.
Для монтажа и демонтажа связей крепления башенного крана к зданию на неповоротной раме с двух боковых сторон предусмотрена установка консольного крана. Стрела сварной решетчатой конструкции трехгранной формы состоит из отдельных секций, соединенных между собой пальцами. Длина промежуточных секций 5 м, что позволяет изменять длину стрелы в пределах 30 — 55 м с шагом 5 м. Стрела подвешивается к оголовку на многозвенной жесткой оттяжке, длина звеньев выбрана с учетом получения необходимой длины стрелы под конкретный строительный объект.
Консоль противовеса предназначена для создания момента, разгружающего башню от действия грузового момента, и момента, создаваемого весом стрелы, а также для размещения грузовой и вспомогательной лебедок, кабин аппаратных, кабельного барабана и плит противовеса. Для обслуживания и ремонта грузовой лебедки на консоли противовеса смонтировано приспособление для ремонтных работ (консольный кран). Монтажное устройство предназначено для подъема и удержания поворотной части крана над башней с целью создания проема между ОПУ и башней для заведения в образованный проем очередной монтируемой секции, установки заведенной секции на верх башни, затяжки стыков секций и опускания на смонтированную секцию поворотной части крана с последующей затяжкой стыка, а также демонтажа секций в обратной последовательности операций.
Монтажное устройство состоит из монтажной обоймы, гидрооборудования и площадок обслуживания. Монтажная обойма представляет собой сварную пространственную металлоконструкцию, которая со съемной передней рамой образует в сечении замкнутый четырехугольник, охватывающий башню. При установке собранного монтажного устройства на башню ролики контактируют с наружными гранями квадратных поясов башни, обеспечивая возможность перемещения монтажного устройства вдоль башни.
Гидрооборудование (силовой гидроцилиндр и насосная станция) предназначено для подкранъема и опускания поворотной части а при наращивании и демонтаже башни. Гидроцилиндр крепится шарнирно к опорной балке монтажной обоймы, на этой же оси смонтирован упор-перехват, а на штоке гидроцилиндра — упор гидроцилиндра, контак-тирующий с опорными балками башни (рис. 4). Силовой гидроцилиндр осуществляет подъем (опускание) монтажного устройства со смонтированной на нем поворотной частью крана. Насосная станция обеспечивает подачу рабочей жидкости и управление работой силового гидроцилиндра. Механизмы крана — механизм поворота, тележечная и вспомогательная лебедки — унифицированы среди ряда высотных кранов.
Механизмы поворота крана КБ-473 оснащены двигателями с фазным ротором, а крана КБ-474 — короткозамкнутыми двигателями с частотным управлением. Механизм привода тележечной лебедки крана КБ-473 оснащен двухскоростным короткозамкнутым двигателем; крана КБ-474 — короткозамкнутым двигателем с частотным управлением. Грузовая лебедка — двухдвигательная, специальная с приводом на переменном токе для крана КБ-473 и на постоянном токе — для крана КБ-474.
Барабан лебедки, свальцованной из низколегированной конструкционной стали, большого диаметра со специальной нарезкой по типу Le-BUS, что обеспечивает самостоятельную укладку грузового каната в четыре слоя на высоту подъема крюка до162 м для крана КБ-473 и до 222,4 м для крана КБ-474 при четырехкратной запасовке. На кране КБ-474 в качестве грузового каната применен канат типа ПК из пластически обжатых прядей конструкции16х7(1+6) + 10х7(1+6) + 1х19(1+6+6/6) производства Одесского завода «Стальканат». Лебедки оснащены конечными выключателями крайних положений и снижения скорости крюковой обоймы, предусмотрена также установка и подключение приборов и датчиков системы ограничения зон работы кранов. На всех механизмах установлены колодочные тормоза с автоматической регулировкой зазора между тормозным шкивом и накладкой колодки. Кран КБ-474 имеет два исполнения — стационарное с высотой подъема до 222,4 м и передвижное (на крестовине) с высотой подъема до 50 м. В случае необходимости, кран на крестовине может монтироваться до высоты подъема 122,4 м с креплением к зданию, что особенно удобно при возведении зданий каскадного типа.
Крестовина передвижного крана опирается на четыре трехколесные ходовые тележки, оборудованные механизмами передвижения ПК-6,3 (завод «Красная Гвардия», г. Одесса). Динамика разгона обеспечивается специальным устройством плавного пуска. Пригруз крестовины осуществляется плитами балласта общей массой 80,0 т. База и колея передвижного крана стандартные — 6,0 х 6,0 м. Рельсовый путь оснащается тупиковыми упорами типа УТК-1 (упор тупиковый комбинированный) (рис.6и7).
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ КРАНОВ
Электрооборудование крана КБ-474 имеет в своём составе привод грузовой лебёдки на постоянном токе с управлением от выпрямителя типа ТПЕ-200/200-460 и частотные преобразователи «Altivar-58» для управления приводами механизмов поворота, грузовой тележки. Применение указанных приводов позволяет значительно расширить диапазон скоростей подъёма — спуска груза (до 90 м/мин) и передвижения тележки (до 45 м/мин), снизить динамические нагрузки на металлоконструкции крана за счёт плавного разгона—торможения механизмов с ограничением двигательного и тормозного моментов. В состав электрооборудования входит также пульт крановый электронный типа ПКЭ-10-54 (рис. 8) с системой дистанционного управления электроприводами крана стационарного исполнения типа СДУЭ-СП-М и отдельный выносной монтажный пульт (рис. 9) с системой дистанционного управления СДУЭ-МП-М. Командоконтроллеры стационарного и монтажного пультов имеют одинаковую конструкцию и являются взаимозаменяемыми. В качестве прибора безопасности используется ограничитель грузоподъёмности крана типа ОГК-01Рм. В кабине машиниста установлен регистратор параметров работы башенного крана типа РПБК-01. Регистратор параметров предназначен для записи текущих значений веса груза, вылета груза, скорости ветра за последние четыре часа работы башенного крана и сохраняет полученную информацию в течение не менее 100 часов после отключения источника питания. Регистратор имеет устройство долговременного хранения статистических данных по количеству грузовых циклов за весь период эксплуатации крана. Хранящиеся в оперативной и долговременной памяти РПБК-01 параметры позволяют определять причины возникновения возможной аварии крана и определять остаточный ресурс крана по накопленным данным. Для подключения крана к источнику питания используется четырёхжильный гибкий кабель КПГ4х50. Кабель подключается к разъединителю, установленному на опорной секции башни крана, и уложен на кабельном барабане, расположенном на консольной части крана. По мере наращивания башни или демонтажа крана кабель сматывается или наматывается с барабана. Для исключения закручивания кабеля в кабельном барабане установлен разъем, который отсоединяется перед подъемом или спуском монтажного устройства.Подключение к аппаратным кабинам и кабине машиниста выполнено при помощи разъемов фирмы «HARTING» (рис. 10), что значительно сокращает время монтажа (демонтажа) крана.
Коммутационная аппаратура, панели управления, блоки тормозных резисторов и полупроводниковые преобразователи размещены в двух аппаратных кабинах, оборудованных отоплением, вентиляцией и освещением. Это в значительной степени облегчает условия эксплуатации электрооборудования и повышает его надёжность. Аппаратная кабина № 1 имеет в своём составе панель управления с электроаппаратурой, обеспечивающей пуск, разгон, работу в установившемся режиме, торможение, реверс и остановку механизмов грузовой тележки и поворота крана, защиту от перегрузок и токов короткого замыкания. В кабине установлен шкаф с частотными преобразователями, в котором имеется система термостатирования и вентиляции. На стенке кабины установлены блоки тормозных резисторов, служащие для отвода излишков энергии в виде тепла при торможении приводов. С целью сокращения времени выхода на рабочий температурный режим преобразователей частоты в кабине установлены обогреватель и вентилятор, которые автоматически поддерживают необходимый режим с помощью датчиков температуры. В аппаратной кабине № 2 установлен тиристорный преобразователь напряжения, панель управления с электроаппаратурой управления и защиты привода грузовой лебёдки и панель с электроаппаратурой управления и защиты привода передвижения крана. Вентиляция кабины при превышении предельной рабочей температуры осуществляется с помощью вентилятора в автоматическом режиме под контролем датчика температуры. Для обслуживания преобразователя при эксплуатации имеется обогреватель. Электропривод механизма подъёма осуществляется от двигателя постоянного тока, питающегося от тиристорного регулируемого выпрямителя типа ТПЕ-200/200-460. Выпрямитель осуществляет регулирование напряжения, подводимое к якорю двигателя по позициям командоконтроллера. Схема управления преобразователем позволяет производить разгон и торможение двигателя с заданным ускорением и замедлением при резком переводе рукоятки контроллера в крайние положения. Для этой цели в схеме выпрямителя предусмотрен задатчик интенсивности, обеспечивающий плавное нарастание или уменьшение выходного напряжения преобразователя при скачкообразном изменении входного сигнала. На кране установлены два унифицированных механизма поворота с электродвигателями типа МТКF 112-6 с короткозамкнутым ротором. Питание двигателей осуществляется от преобразователя частоты, который осуществляет регулирование частоты и напряжения, подводимого к двигателям по позициям командоконтроллера. Схемой электропривода обеспечивается ступенчатое регулирование скорости в диапазоне 1:20, плавный разгон и торможение привода до заданной скорости, а также наложение механического тормоза в нулевом положении контроллера при нажатии педали тормоза под контролем частоты вращения вала двигателя (менее 2,5 Гц). Электропривод передвижения крана осуществляется от четырех короткозамкнутых двигателей типа МТКF 111-6. Схемой электропривода обеспечивается плавный разгон привода до номинальной скорости с заданной интенсивностью, свободный выбег механизма при постановке рукоятки командоконтроллера со второй позиции в первую и остановка привода наложением тормозов в нулевом положении рукоятки. Плавный разгон привода осуществляется с помощью тиристорного регулятора типа БТК-63М, который обеспечивает плавное нарастание подводимого к двигателям напряжения с заданной интенсивностью. Начальный уровень, а также темп нарастания напряжения могут регулироваться с помощью потенциометров, установленных на плате управления блока. Привод передвижения грузовой тележки осуществляется электродвигателем типа МТКF 112-6. Питание двигателя осуществляется от преобразователя частоты, который осуществляет регулирование частоты и напряжения, подводимого к двигателю по позициям командоконтроллера. Схемой электропривода обеспечивается ступенчатое регулирование скорости вниз от номинальной в диапазоне 1:20 во всём диапазоне нагрузок, а при грузах до 2,75 т вверх от номинальной в диапазоне 2:1, плавный разгон и торможение привода до заданной скорости. Электрооборудование крана КБ-473 состоит из электродвигателей, блоков пускорегулирующей аппаратуры и пускорегулирующих резисторов, защитной низковольтной аппаратуры, пультов управления, конечных выключателей, аппаратуры для освещения и обогрева, аппаратуры для сигнализации, контроля и защиты элементов электрических схем управления. В качестве прибора безопасности используется ограничитель грузоподъёмности крана типа ОГК-01Рм. В кабине машиниста установлен регистратор параметров работы башенного крана типа РПБК-01. Коммутационная аппаратура, панели управления размещены в аппаратной кабине, оборудованной отоплением, вентиляцией и освещением. Подключение к аппаратным кабинам и кабине машиниста выполнено при помощи разъемов фирмы «HARTING» (рис. 10). В электропривод механизма подъема входит двухдвигательная грузовая лебёдка: основной двигатель — 4МКАФ225L6 с фазным ротором, вспомогательный — короткозамкнутый, двухскоростной двигатель МТКН412-4/24. Регулирование скорости привода на подъёме осуществляется изменением величины сопротивления в цепи ротора основного двигателя, при этом на первой позиции контроллера одновременно с основным двигателем включен вспомогательный на обмотку малой скорости. Совместная работа двух двигателей позволяет получить малую скорость подъема во всем диапазоне грузов. При опускании грузов посадочная скорость получается включением основного двигателя в режим динамического торможения самовозбуждением с различными по величине сопротивлениями в цепи ротора. На второй позиции контроллера одновременно с основным включается вспомогательный двигатель для обеспечения малой скорости спуска холостого крюка в тех случаях, когда вес крюковой подвески недостаточен для преодоления потерь в редукторе и в блоках канатной системы. Кроме того, лебёдка позволяет получить повышенную скорость подъема —спуска холостого крюка и малых грузов включением вспомогательного двигателя на обмотку большой скорости при выключенном основном двигателе. На кране установлены два унифицированных механизма поворота с асинхронными электродвигателями типа MTF111-6 с фазным ротором. Схемой электропривода обеспечивается: устойчивые пониженные скорости механизма включением двигателя в режим импульсно-ключевого регулирования; торможение противовключением с ограниченным моментом; свободный выбег механизма на нулевой позиции; наложение механического тормоза нажатием педали под контролем датчика минимальной скорости. Наложение тормоза возможно только при снижении частоты вращения двигателя до скорости 50—100 об/мин. Электропривод передвижения грузовой тележки осуществляется от двухскоростного короткозамкнутого двигателя типа МТКН311- 6/16. Схемой привода обеспечивается номинальная и доводочная скорости передвижения грузовой тележки.
МОНТАЖ КРАНА
При монтаже и демонтаже кран должен быть расположен таким образом, чтобы расстояние от оси башенного крана до рядом расположенных или строящихся объектов было не менее 4 м, а масса монтажного элемента связи, соединяющего башню крана с возводимым объектом, не превышала 1000 кг. В состав проекта производства работ входит рабочий проект фундамента, а также техническая документация на изготовление переходных площадок и связей, соединяющих кран с возводимым зданием, и проект на крепление их к зданию.
Наращивание высоты башни осуществляется следующим образом:
1. Секция башни подвешивается на крюковой подвеске монтируемого крана на вылете, уравновешивающем выдвигаемую часть крана.
2. Монтажное устройство с выдвигаемой частью крана поднимается по башне до образования проема для заведения монтируемой секции башни.
3. При включении грузовой лебедки на подъем и перемещении грузовой тележки секция со смонтированными на ней катками устанавливается на направляющие монтажного устройства.
4. После снятия строп монтируемая секция задвигается в проём башни.
5. Грузовая тележка передвигается на монтажный вылет, и на крюковую обойму подвешивается очередная секция, подготовленная к монтажу.
6. Монтажное устройство снижается с упора—перехвата и затем опускается так, чтобы центрирующие штыри верхней секции башни зашли в посадочные отверстия монтируемой секции. Катки с монтируемой секции демонтируются. Стыкуются пояса верхней и монтируемой секции. Последующие секции монтируются аналогично. Башенный кран КБ-473 имеет исполнения, отличающиеся по высоте подъема и вылету стрелы. Базовая модель имеет исполнения со стрелами 45, 40, 35 и 30 м с максималь-ной высотой подъема 162,4 м. Башенный кран КБ-474 имеет исполнения, отличающиеся по вылету стрелы 55, 50, 45, 40 и 35 м с максимальной высотой подъема 222,4 м.
