Strukturelle Komponenten und Funktionen eines Pfannenbrückenkrans

Pfannenbrückenkrane sind in Stahlwerken unverzichtbare Anlagen, die für die sichere Handhabung und den Transport von flüssigem Metall unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen ausgelegt sind. Ihre Konstruktion und Sicherheitssysteme beeinflussen maßgeblich die Zuverlässigkeit des Hebevorgangs und die Betriebssicherheit. Dieser Artikel erläutert die Hauptkomponenten eines Pfannenbrückenkrans und deren Funktion.

Zusammensetzung des Gießpfannen-Brückenkrans

A Pfannenbrückenkran Sie besteht im Wesentlichen aus vier Hauptkomponenten: der Brücke, dem Laufwagen (einschließlich der Traverse), dem Kranfahrwerk und der elektrischen Ausrüstung. Je nach Betriebsanforderungen werden unterschiedliche Bauweisen eingesetzt.

Die Brücke ist in der Regel eine Zwei- oder Vierträgerkonstruktion aus kastenförmigen Hauptträgern und Endwagen. Auf den oberen Flanschplatten der Hauptträger sind Schienen für die Fahrbahn montiert. Bei schmalen Hauptträgern befindet sich die elektrische Steuerung auf dem Laufsteg neben den Hauptträgern; bei breiten Hauptträgern ist sie üblicherweise im Inneren der Hauptträger angeordnet.

Der Laufkatze ist das Kernstück des Krans. Die Brücke trägt eine Laufkatze oder eine Haupt- und eine Hilfslaufkatze, die sich unabhängig voneinander bewegen. Die Laufkatze ist mit einem Hubwerk und einem Fahrwerk ausgestattet, wobei sich der Traversenträger unterhalb des Hubwerks befindet. Das Fahrwerk der Laufkatze wird entweder zentral oder einzeln angetrieben.

Die Fahrmechanismen des Krans verwenden alle Einzelantriebe, einige mit Zwei-Ecken-Antrieb und einige mit Vier-Ecken-Antrieb.

Die Abbildungen 2-1 bis 2-3 unten zeigen Beispiele einiger Modelle von Gießpfannenkränen, anhand derer die Konstruktionsmerkmale von Gießpfannenkränen verstanden werden können.

Kranwagen

Der Laufwagen besteht im Wesentlichen aus drei Hauptkomponenten: dem Hubmechanismus, dem Fahrwerk und dem Laufwagenrahmen. Je nach den unterschiedlichen Betriebsanforderungen des Krans weist der Laufwagen verschiedene Ausführungen auf; siehe dazu die Beispiele in den Abbildungen 2-1 bis 2-3.

Hebemechanismus

Der Hebemechanismus besteht im Allgemeinen aus einem Antriebsgerät, einem Drahtseil-Einzugssystem, einer Lastaufnahmeeinrichtung und Sicherheitseinrichtungen. Teilweise wird auch ein Elektrokettenzug als Hilfshebemechanismus eingesetzt.

Die Antriebseinheit umfasst Motor, Kupplung, Ausgleichswelle, Bremse, Getriebe und weitere Komponenten. Bei konventioneller Drehzahlregelung oder Statorspannungsregelung handelt es sich um einen Schleifringläufermotor; bei Frequenzumrichterregelung ist es ein Frequenzumrichtermotor. Bei einem Haupthebemechanismus mit zwei Antriebseinheiten muss im Falle des Ausfalls eines Motors oder einer elektrischen Steuerung die verbleibende Antriebseinheit einen Arbeitszyklus unter Einhaltung der Nennhubkraft gewährleisten können.

Das Drahtseil-Einzugssystem besteht aus Drahtseil, Trommelbaugruppe, fester Seilscheibenbaugruppe, Drahtseilausgleicher und beweglicher Seilscheibenbaugruppe. Bei zwei Anschlagpunkten des Haupthebemechanismus kommt ein Vierseil-Einzugssystem zum Einsatz; bei einem einzelnen Anschlagpunkt ein Zweiseil-Einzugssystem.

Die Lastaufnahmevorrichtung umfasst den Haken, einen nicht abnehmbaren Spreader (einschließlich verschiedener fester Hebebalken und fester Portalhaken) sowie einen abnehmbaren Spreader (einschließlich verschiedener abnehmbarer Hebebalken und abnehmbarer Portalhaken).

Aus Sicherheitsgründen ist der Hebemechanismus mit einem Überlastbegrenzer, einem Hubhöhenbegrenzer und einem Überdrehzahlschalter ausgestattet. Die obere Endposition des Hubhöhenbegrenzers ist durch eine zweistufige Schutzvorrichtung unterschiedlicher Bauart gesichert; die erste Stufe ist in der Regel der Hubhöhenbegrenzer am Trommelende, die zweite Stufe ein Gewichtsbegrenzer (Hammer-Endschalter). Bei Bedarf kann zusätzlich eine Sicherheitsbremse vorgesehen sein.

Im Hebemechanismus ist der Motor über eine Kupplung mit dem Getriebe verbunden. Die langsam laufende Getriebewelle treibt die Trommel an, welche wiederum über das Seilzugsystem die Lastaufnahmevorrichtung bewegt. Durch die Steuerung der Drehrichtung des Motors (Vorwärts- und Rückwärtsdrehung) lässt sich die Lastaufnahmevorrichtung heben und senken.

Die Zusammensetzung des Hebemechanismus variiert je nach Betriebsanforderungen. Abbildungen 2-4 bis 2-6 zeigen einige Beispiele.

Der in Abbildung 2-5 dargestellte Hebemechanismus verfügt über zwei Hebepunkte, ein Vierseil-Umlenksystem und zwei Antriebseinheiten. Die beiden Reduziergetriebe sind am Hochgeschwindigkeitsende über eine Kupplung verbunden, und an der Trommel ist eine Sicherheitsbremse angebracht.

Abbildung 2-6 weist ebenfalls zwei Hebepunkte auf, jedoch unterscheidet sich die Anordnung des Vierseil-Umlenksystems von der in Abbildung 2-5. Es verfügt über eine Antriebseinheit, und an der Trommel ist eine Sicherheitsbremse angebracht.

Trolley-Fahrmechanismus

Der Fahrmechanismus des Wagens besteht im Wesentlichen aus einem Fahrantrieb und einer Fahrlagerung. Der Fahrantrieb umfasst im Wesentlichen den Motor, das Getriebe, die Bremse und weitere Komponenten. Die Fahrlagerung besteht im Wesentlichen aus den Rädern und den Radausgleichsbalken.

Der Fahrmechanismus des Kranwagens nutzt einen Zentralantrieb oder Einzelantriebe. Einige Kranwagen für große Traglasten verwenden Radausgleichsbalken, um die Radlast zu reduzieren.

Der Antrieb des Fahrwerks besteht in der Regel aus einem Motor, der ein vertikales Untersetzungsgetriebe antreibt. Dessen langsam laufende Welle treibt die Antriebsräder an. Bei konventioneller Drehzahlregelung oder Statorspannungsregelung kommt ein Schleifringläufermotor zum Einsatz; bei Frequenzumrichterregelung ein Frequenzumrichtermotor.

Für einen sicheren Fahrbetrieb des Fahrwagens sind ein Endschalter und Puffer vorgesehen. Nähert sich der Fahrwagen der Endposition, betätigt der Endschalter und unterbricht die Stromzufuhr zum Fahrmechanismus. Der Puffer absorbiert die verbleibende Energie, und der Fahrmechanismus kann sich nur noch in umgekehrter Richtung bewegen.

Je nach Einsatzsituation gibt es unterschiedliche Konstruktionen für die Laufkatzen. Abbildung 2-7 zeigt eine gängige Anordnung der Laufkatzen in Vierträger-Vierschienen-Gießkranen mit Einzelantrieb. Es gibt jedoch auch andere Ausführungen. Abbildung 2-8 zeigt einen zentralen Antrieb, und Abbildung 2-9 stellt eine weitere Konstruktion mit Einzelantrieb dar. Bei Laufkatzen mit hoher Tragfähigkeit können zusätzliche Räder mithilfe einer Radausgleichskonstruktion angebracht werden; Abbildung 2-10 zeigt eine solche Radausgleichskonstruktion.

Kranfahrmechanismus

Der Kranfahrmechanismus besteht im Wesentlichen aus einem Fahrantrieb und einer Fahrwerkskonstruktion. Der Fahrantrieb umfasst Motor, Getriebe, Bremse und weitere Komponenten. Die Fahrwerkskonstruktion besteht hauptsächlich aus Rädern und Radausgleichsbalken. Kranfahrmechanismen werden meist einzeln angetrieben, in der Regel mit zwei oder vier Antriebssätzen. Bei schmalen Trägerkonstruktionen ist der Fahrmechanismus üblicherweise auf dem Brückensteg montiert, bei breiten Trägerkonstruktionen hingegen an den Enden innerhalb der Träger.

Bei konventioneller Drehzahlregelung mittels Statorspannungsregelung handelt es sich um einen Schleifringläufermotor; bei Drehzahlregelung mittels variabler Frequenz spricht man von einem Frequenzumrichtermotor.

Der Kran ist mit Endschaltern und Puffern ausgestattet, um ein Anfahren der Werksendposition oder eine Kollision mit benachbarten Kranen zu verhindern. Dadurch werden Schäden am Kran und die Belastung des Fahrers durch mögliche Kollisionen minimiert. Nähert sich der Kran der Werksendposition oder einem benachbarten Kran, löst der Endschalter aus und unterbricht die Stromzufuhr zum Fahrwerk. Der Puffer absorbiert anschließend die verbleibende Energie. Der Kran kann sich dann nur noch rückwärts bewegen. In der Regel werden Feder- oder Hydraulikpuffer eingesetzt.

Bei einem Kranfahrwerk mit vier Antriebssätzen fordern einige Anwender, dass, wenn die Antriebseinheiten auf einer Seite ausfallen, die Antriebseinheiten auf der anderen Seite durch elektrische Umschaltung einen Arbeitszyklus beim Heben der Nennhubkapazität abschließen können.

Bei Kranen mit hoher Tragfähigkeit werden zur Reduzierung der Radlast Ausgleichsträger eingesetzt. Zusätzlich können je nach Vertragsanforderungen horizontale Räder angebracht werden.

Abbildung 2-11 zeigt ein gängiges Layout eines Kranfahrwerks, beispielsweise mit einem horizontalen Parallelwellengetriebe und Radausgleichsträgern als Fahrwerksauflage. Abbildung 2-12 zeigt ein Beispiel mit einem vertikalen Parallelwellengetriebe und ebenfalls Radausgleichsträgern als Fahrwerksauflage. Krane mit geringer Tragfähigkeit verwenden den in Abbildung 2-13 dargestellten Typ, bei dem die Fahrwerksauflage aus einer einzelnen Radgruppe besteht.

Bei der Fahrwerksabstützung von Kranen mit geringer Tragfähigkeit sind an jedem Endwagen zwei Radgruppen angebracht, oder die in Abbildung 2-14 dargestellte Radaufnahme ist unter dem Endwagen montiert. Für Krane mit hoher Tragfähigkeit werden zur Aufnahme unterschiedlicher Lasten verschiedene Radausgleichsbalken oder Kombinationen aus den Abbildungen 2-15 bis 2-17 verwendet.

Brückenrahmen

Die Brücke bildet die Hauptstruktur und die Montagebasis für den Fahrwagen, den Kranfahrmechanismus und die elektrische Ausrüstung. Sie besteht im Wesentlichen aus Hauptträgern, Endwagen, Laufsteg, Fahrseilbahn, Fahrschienen, Wartungsplattform mit Leiter, Plattform, Geländern und weiteren Bauteilen.

Die Brücke ist ein wichtiges tragendes Bauteil des Krans und weist ausreichende Festigkeit, Steifigkeit und Gesamtstabilität auf. Sie erfüllt nationale Normen und vertragliche Anforderungen und gewährleistet den ordnungsgemäßen Betrieb des Krans. Die Brücke eines Pfannenkrans wird in Zweiträger- (siehe Abbildungen 2-2 und 2-3) und Vierträgerbauweise (siehe Abbildung 2-1) unterteilt. Unterhalb der unteren Flanschplatte der Hauptträger befindet sich ein Hitzeschild. Nach der Prüfung der Gesamtmaschine darf die Durchbiegung der Hauptträger bei leerer Laufkatze in Endposition nicht weniger als 0,7S/1000 (wobei S die Kranspannweite ist) betragen. Der maximale Durchbiegungswert wird in Feldmitte auf S/10 begrenzt.

Je nach Anforderungen und Gegebenheiten können die Hauptträger als schmale, halb- oder komplett freitragende Kastenträger oder breite, komplett freitragende Kastenträger ausgeführt werden. Die obere Deckplatte der Hauptträger ist mit Schienen für die Fahrwerke versehen. Die Schienen können mittels angeschweißter Klemmplatten oder verstellbarer Schienenklemmen (gemäß Vertragsbedingungen) befestigt werden. Bei schmalen Hauptträgern ist die elektrische Ausrüstung auf dem Laufsteg installiert. Falls die Umgebungstemperatur die normalen Betriebsanforderungen der elektrischen Ausrüstung nicht erfüllt, wird ein gekühlter Elektroraum mit Wärmedämmung bereitgestellt. Bei breiten Hauptträgern ist die elektrische Ausrüstung in der Regel in einem Elektroraum innerhalb der Hauptträger untergebracht. Auch hier ist der Elektroraum bei unzureichender Umgebungstemperatur klimatisiert und mit einer Wärmedämmung versehen.

An beiden Seiten der Brücke sind Puffer angebracht, die mit den Endschaltern des Krans zusammenwirken, sodass der Kran vor dem Anhalten die Stromzufuhr unterbricht und abbremst. Die Geländer sind mit Geländertüren mit elektrischer Verriegelung ausgestattet. Beim Öffnen einer verriegelten Geländertür werden die entsprechenden Kranmechanismen automatisch stromlos geschaltet; sie funktionieren nur bei geschlossener Geländertür normal. Auf der Seite der Stromschiene des Krans befinden sich ein Stromschienenschutz und ein Arbeitskorb (bzw. eine Plattform). Der Stromschienenschutz verhindert, dass Haken oder Drahtseil die Stromschiene berühren, und der Arbeitskorb (bzw. die Plattform) dient der Montage und Wartung der Stromabnehmer. Die Wartungsplattform erleichtert die Wartung des Fahrwerks.

Bedienerkabine

Die Fahrerkabine ist der Arbeitsplatz des Kranführers. Sie ist unterhalb der Hauptträger aufgehängt und verfügt über eine geschlossene, klimatisierte, isolierte und wärmeisolierende Konstruktion mit Rundumsicht sowie einem transparenten Sichtfenster im unteren Bereich. Türen und Fenster bestehen aus Aluminiumrahmen mit Sicherheitsglas. Die Kabine ist mit einem komfortablen, verstellbaren Sitz ausgestattet (höhen- und längsverstellbar). Die elektrische Steuerung in der Kabine ist mit verdeckt verlegten Kabeln ausgestattet und die Bedienelemente sind einfach zu bedienen. Die Innen- und Außenanschlüsse erfolgen über Klemmenkästen, um die Wartung zu vereinfachen. Der Boden ist mit isolierenden Gummimatten ausgelegt, die schwer entflammbar, nicht leitend und rutschfest sind. Die Kabine verfügt über eine Alarmanlage, eine elektrische Klingel, einen Feuerlöscher, einen Ventilator, eine separate Klimaanlage mit Heiz- und Kühlfunktion sowie weitere Sicherheitseinrichtungen, verschiedene Instrumente und eine Beleuchtungsanlage. Der Fahrer kann den Betriebszustand aller Mechanismen jederzeit überwachen und so einen sicheren Kranbetrieb gewährleisten.

Elektroraum

Der Elektrikraum befindet sich innerhalb der Hauptträger (bei schmalen Trägerkonstruktionen wird das Elektrikhaus auf dem Laufsteg der Hauptträger platziert). Die Innenwände des Elektrikraums sind mit einer isolierenden Sandwichschicht aus Dämmmaterial versehen; an beiden Enden sind abgedichtete Türen eingebaut; der obere Teil der Türen ist mit Sichtfenstern aus Glas ausgestattet; die Türen verfügen über Schlösser und Griffe und öffnen nach außen.

Der Elektroraum dient der Wärmedämmung, Staubabweisung und Klimatisierung und verhindert so das Eindringen von Wärme und Staub. Um Wartungsarbeiten an den elektrischen Anlagen zu ermöglichen, ist im Elektroraum ein Durchgang von über 600 mm Breite und eine lichte Höhe von mindestens 2,2 m vorgesehen. Der Gang ist mit isolierenden Gummimatten ausgelegt. Vor dem Schaltschrank befindet sich ein isolierendes Schutzgeländer mit ausreichendem Wartungsabstand. Ein spezieller Industrielüfter im Elektroraum des Hauptträgers sorgt dafür, dass die elektrischen Komponenten unabhängig von der Außentemperatur betrieben werden und stets sicher und zuverlässig funktionieren.

Anhand der oben dargestellten einfachen Analyse und Erklärung des Pfannenbrückenkrans erläutert dieser Artikel die Formen und Funktionen der verschiedenen Strukturen eines Pfannenbrückenkrans, damit die Leser ein gewisses Verständnis erlangen und zukünftig standardisiert konstruieren können, wodurch unnötige Fehler und Probleme vermieden werden.

Cindy

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Ich bin Cindy, habe 10 Jahre Berufserfahrung in der Kranbranche und eine Fülle an Fachwissen angesammelt. Ich habe für über 500 Kunden die zufriedenstellendsten Kräne ausgewählt. Wenn Sie irgendwelche Bedürfnisse oder Fragen zu Kränen haben, können Sie sich gerne an mich wenden. Ich werde mein Fachwissen und meine praktische Erfahrung nutzen, um Ihnen bei der Lösung des Problems zu helfen!