The suwnica kadziowa jest jednym z kluczowych elementów wyposażenia w procesie produkcji stali. Suwnica kadziowa składa się z czterech głównych części: mostu, wózka (w tym podnośnika), mechanizmu jezdnego suwnicy oraz osprzętu elektrycznego.

Chociaż suwnica kadziowa może wydawać się skomplikowana, w rzeczywistości jest zmontowana w uporządkowany sposób z zestawu typowych elementów, z których każdy ma swoją dedykowaną funkcję – żadnej z nich nie można pominąć. Z perspektywy projektowej, niniejszy artykuł omawia główne komponenty i akcesoria stosowane w suwnicy kadziowej oraz wyjaśnia ich funkcję i kluczowe punkty konstrukcyjne, pomagając w pełnym zrozumieniu koncepcji.

Akcesoria wymienione poniżej to akcesoria produkcji chińskiej, powszechnie stosowane w suwnicach kadziowych.

1. Silnik suwnicy kadziowej

Trójfazowe silniki asynchroniczne serii YZR nadają się do urządzeń dźwigowych, metalurgicznych i innych podobnych. Silnik posiada wirnik uzwojony i charakteryzuje się wysoką przeciążalnością oraz wytrzymałością mechaniczną; jest stosowany w konwencjonalnych obwodach sterowania, obwodach regulacji napięcia stojana, regulacji prędkości i regulacji prędkości oraz w podobnych zastosowaniach.

Serie YZB, YTSZ, YZP i YZP2 to trójfazowe silniki asynchroniczne o zmiennej częstotliwości, przeznaczone do urządzeń dźwigowych, hutniczych i innych podobnych. Charakteryzują się wysoką sprawnością, szerokim zakresem regulacji prędkości, dobrą dokładnością, stabilnym rozruchem i hamowaniem oraz wysoką przeciążalnością; są stosowane w obwodach regulacji prędkości o zmiennej częstotliwości.

Klasa izolacji i stopień ochrony silnika zależą od środowiska pracy lub wymagań kontraktowych. W razie potrzeby można zamontować dodatkowe urządzenia, takie jak zabezpieczenia termiczne, grzałki, enkodery i wyłączniki nadobrotowe, aby spełnić zróżnicowane wymagania serwisowe.

2. Reduktor suwnicy kadziowej

Zazwyczaj stosuje się reduktory walcowe o przekroju ewolwentowym, a niektóre są łączone z innymi przekładniami. Suwnice kadziowe zazwyczaj wykorzystują reduktory o zębach średniotwardych lub twardych, dobierane zgodnie z wymaganiami kontraktowymi.

Rodzaje montażu reduktora obejmują montaż integralny, montaż na podstawie, trzypunktowy i pionowy. Wał wyjściowy zazwyczaj wykorzystuje wał z wpustem płaskim, wał wielowypustowy lub wał wyjściowy z przekładnią. Informacje na temat rodzajów połączenia między bębnem a wałem wyjściowym reduktora znajdują się w rozdziale 4 „Zespół bębna”. Jeśli główny mechanizm podnoszenia ma dwie sztywno połączone jednostki napędowe, napęd elektryczny nie wykorzystuje układu regulacji prędkości lub wymagają tego wymagania kontraktowe, główny reduktor podnoszenia jest zazwyczaj wyposażony w mechanizm zapadkowo-zapadkowy.

Integralny reduktor oznacza, że dolna obudowa reduktora jest przyspawana bezpośrednio do ramy wózka jako jeden element i pełni również funkcję elementu nośnego wózka.

Smarowanie reduktora ma bezpośredni wpływ na jego żywotność; poziom oleju można sprawdzić za pomocą wziernika. Otwór spustowy na spodzie reduktora ułatwia wymianę oleju smarującego.

3. Hamulce do suwnic kadziowych

Hamulce dźwigowe są zazwyczaj hamulcami normalnie zamkniętymi. Każdy mechanizm podnoszący jest wyposażony w dwa hamulce (hamulce robocze), a niektóre wymagają również hamulca bezpieczeństwa na bębnie; każdy mechanizm jezdny ma jeden hamulec.

Podczas normalnej pracy hamulec bezpieczeństwa pozostaje pod napięciem i otwarty tak długo, jak długo włączone jest główne zasilanie dźwigu. W przypadku awarii zasilania dźwigu, pęknięcia wału w głównym mechanizmie podnoszenia lub wypadku spowodowanego przekroczeniem prędkości, hamulec bezpieczeństwa zadziała po zadziałaniu hamulca roboczego.

Hamulec jest ważnym elementem urządzenia. Jego moment hamowania powinien być dostosowany zgodnie z wymaganiami rysunku (mechanizmy jezdne można regulować w zależności od zastosowania), aby zapewnić bezpieczną i prawidłową pracę dźwigu.

Do powszechnie stosowanych serii należą: elektrohydrauliczne hamulce szczękowe YWZ, YW, YWB, YWZE, YWZA~F, YWK, YWL i YWH AC; elektrohydrauliczne hamulce tarczowe YPZ i YP AC; elektromagnetyczne hamulce tarczowe DCPZ AC; oraz hydrauliczne hamulce bezpieczeństwa SB i SBD.

Zgodnie z umową i potrzebami serwisowymi hamulec może zostać wyposażony w zwalniacz ręczny, automatyczną kompensację zużycia, wyłącznik krańcowy wskazujący zużycie, wyłącznik krańcowy otwarcia (lub zamknięcia) hamulca i inne urządzenia.

Rysunek 2-18 przedstawia zarys elektrohydraulicznego hamulca klockowego YWZ AC. Rysunek 2-19 przedstawia zarys elektromagnetycznego hamulca klockowego JZ AC. Rysunek 2-20 przedstawia zarys elektromagnetycznego hamulca klockowego ZWZ DC. Rysunek 2-21 przedstawia zarys elektrohydraulicznego hamulca tarczowego YPZ AC. Rysunek 2-22 przedstawia zarys elektromagnetycznego hamulca tarczowego AC. Rysunek 2-23 przedstawia zarys hydraulicznego hamulca bezpieczeństwa tarczowego SBD.

4. Zespół bębna suwnicy kadziowej

Suwnice kadziowe najczęściej wykorzystują bębny z blachy stalowej. Na bębnie znajduje się płyta zaciskowa do mocowania liny. Wspornik bębna zazwyczaj podtrzymuje czujnik ogranicznika przeciążenia, a ogranicznik wysokości podnoszenia jest napędzany przez wał wyjściowy bębna. Błąd montażu osi bębna powinien być mniejszy niż wynika to z rysunku.

Gdy urządzenie podnoszące ładunek podniesie się do ustalonej wysokości granicznej, na bębnie powinien pozostać jeden pusty rowek; gdy opuści się ono do ustalonej dolnej pozycji granicznej, na bębnie powinny pozostać co najmniej dwa zwoje liny stalowej, oprócz zwojów służących do zabezpieczenia liny.

Bęben jest zazwyczaj połączony z reduktorem za pomocą sprzęgła kulowego lub sprzęgła rolkowego; w zależności od wymagań kontraktowych lub konstrukcyjnych, można również zastosować tarczę łączącą z przekładnią zębatą. Rysunek 4 przedstawia przykład zespołu bębna, w którym wałek wyjściowy reduktora z wielowypustem napędza bęben za pośrednictwem sprzęgła kulowego bębna WZL; wałek wyjściowy reduktora z przekładnią zębatą może napędzać bęben za pośrednictwem tarczy łączącej z przekładnią zębatą. Sprzęgło kulowe lub sprzęgło rolkowe bębna, tarcza łącząca z przekładnią zębatą oraz łożyska są smarowane smarem.

Bęben jest obracany przez wał wyjściowy reduktora, a bęben wykorzystuje odpowiednią metodę połączenia, zgodną z wałem wyjściowym reduktora. Jeśli reduktor ma wał wyjściowy z płaskim wpustem, można go połączyć z bębnem za pomocą tarczy łączącej z przekładnią zębatą lub za pomocą sprzęgła kulowego bębna WZL.

W przypadku większości suwnic kadziowych główny mechanizm podnoszący ma dwa punkty podnoszenia, a mechanizm podnoszący ma dwa bębny, ale połączenia bębna z reduktorem nadal są omówione w powyższych przykładach.

5. Zespół stałego koła pasowego i wyrównywacz liny stalowej

Liczba krążków w zespole krążków stałych odpowiada przełożeniu naciągu, a stosowane są krążki walcowane. Główny mechanizm podnoszenia wykorzystuje połączenie wyrównywacza liny i zespołu krążków; pomocniczy mechanizm podnoszenia zazwyczaj wykorzystuje zespół krążków stałych, a może również wykorzystywać połączenie wyrównywacza liny i zespołu krążków.

W przypadku mechanizmu podnoszącego wykorzystującego linę stalową, należy utrzymywać ją w pozycji poziomej podczas montażu lub wymiany liny. Jeśli po podniesieniu ładunku lina stalowa znacznie się przechyli, należy ją wyregulować, aby zapewnić jej lepsze warunki pracy. Nigdy nie należy zaczepiać liny o wspornik na całej długości podnoszenia i opuszczania.

6. Sprzęgła suwnic kadziowych

Sprzęgła mechanizmów dźwigowych to zazwyczaj sprzęgła zębate lub sprzęgła uniwersalne. Sprzęgła te charakteryzują się niezawodnością działania, wysoką nośnością i dużym dopuszczalnym przemieszczeniem. Połączenie sprzęgła z wałem cylindrycznym odbywa się za pomocą wpustu pasowanego na wcisk.

Sprzęgło zębate przenosi moment obrotowy poprzez zęby wewnętrzne i zewnętrzne oraz kompensuje przemieszczenie poprzez luz międzyzębowy. Dopuszczalne przemieszczenie kątowe wynosi zazwyczaj 0°30′ dla zębów zwykłych i 1°30′ dla zębów wypukłych. Sprzęgła zębate są zazwyczaj smarowane smarem litowym.

Sprzęgło uniwersalne może być stosowane, gdy wymaga tego umowa lub gdy występuje duże przemieszczenie kątowe. Maksymalne dopuszczalne przemieszczenie kątowe sprzęgła uniwersalnego krzyżowego może przekraczać 10°. Łożyska sprzęgła są smarowane smarem litowym. Śruby należy dokręcać z określonym momentem obrotowym zgodnie z załączonymi rysunkami, a ich dokręcenie należy regularnie sprawdzać.

7. Lina stalowa suwnicy kadziowej

Liny stalowe do suwnic kadziowych powinny być linami z rdzeniem metalowym lub z rdzeniem z drutu i splotki, zgodnymi z normą GB/T 8918. Zazwyczaj stosuje się liny o liniowym styku, a współczynnik bezpieczeństwa liny jest zgodny z normą GB/T 3811 lub wymaganiami kontraktowymi. W zastosowaniach narażonych na wypalanie w wysokiej temperaturze należy stosować linę z rdzeniem metalowym lub z rdzeniem z drutu i splotki.

Linę stalową dobiera się ze względu na jej rodzaj, wytrzymałość drutu, średnicę, materiał rdzenia, stan powierzchni drutu i klasę drutu.

Lina stalowa musi być prawidłowo i regularnie smarowana. W razie potrzeby można również zainstalować smarownicę do liny stalowej.

8. Ogranicznik przeciążenia suwnicy kadziowej (waga elektroniczna stosowana, gdy wymagana jest wysoka dokładność)

Ogranicznik przeciążenia składa się z czujnika i skrzynki przyrządów. Wyświetlacz jest zazwyczaj montowany w kabinie operatora (na życzenie użytkownika można również dodać wyświetlacz wielkoekranowy), aby zapobiec przeciążeniu. Podczas podnoszenia ładunku czujnik naprężeń przekształca odkształcenie spowodowane przez ładunek na proporcjonalny sygnał napięciowy, kończąc tym samym konwersję obciążenia na napięcie.

Gdy podniesiony ładunek osiągnie 90% obciążenia znamionowego, ogranicznik przeciążenia emituje przerywany alarm; gdy podniesiony ładunek osiągnie 100%–110% obciążenia znamionowego, odcina źródło zasilania podnośnika, umożliwiając jednocześnie opuszczenie mechanizmu. Błąd systemu zazwyczaj nie przekracza ±5% (FS).

Można wybrać trzy typy czujników: typ z obudową łożyska (2-30), typ z kołem pasowym stałym (2-31) i typ z kołem osiowym (2-32).

Najczęściej stosowany jest czujnik w obudowie łożyska. Czujniki koła pasowego stałego są zazwyczaj stosowane parami, po jednym na każdym końcu wału koła pasowego stałego. Czujnik sworznia osi zastępuje wał koła pasowego i pełni również funkcję czujnika.

9. Ogranicznik wysokości podnoszenia suwnicy kadziowej

Ogranicznik wysokości podnoszenia to urządzenie zabezpieczające, które ogranicza wysokość podnoszenia. Jest on zazwyczaj montowany na końcu wału bębna, przekształca obrót bębna na odpowiadającą mu wysokość podnoszenia i zapewnia wiele zestawów styków sterujących dla obwodu sterowania podnoszeniem; poprzez regulację położenia tych styków kontrolowana jest wysokość podnoszenia lub opuszczania.

Rysunek przedstawia ogranicznik wysokości podnoszenia QGX. Górny rysunek przedstawia kwadratowy otwór na końcu wału bębna, osadzony na kwadratowym wale wyjściowym ogranicznika, a dolny rysunek przedstawia przekrój ogranicznika. Aby wyregulować wysokość podnoszenia lub opuszczania, należy zdjąć obudowę 6, obrócić nakrętkę 4 i wyregulować kąt przesunięcia między krzywką 5 a wyłącznikiem krańcowym 3.

10. Wyłącznik krańcowy ciężkiego młota suwnicy kadziowej

Wyłącznik krańcowy ciężkiego młota to urządzenie zabezpieczające, które ogranicza skrajną wysokość podnoszenia urządzenia podnoszącego i jest dobierane zgodnie z wymaganiami kontraktowymi lub projektowymi. Wyłącznik krańcowy jest zamontowany na ramie wózka, a pierścień na ciężkim młocie jest zamocowany na lince podnoszącej. Gdy urządzenie podnoszące osiągnie górną granicę, dotyka ono ciężkiego młota, lina podtrzymująca młot traci naprężenie, wyłącznik krańcowy działa, a zasilanie zostaje odcięte.

11. Wyłącznik nadmiernej prędkości suwnicy kadziowej

Wyłącznik nadobrotowy jest montowany wewnątrz silnika podnośnika lub w innym miejscu, aby ograniczyć nadobroty silnika i zapewnić bezpieczną pracę. (Wyłącznik nadobrotowy jest już wyregulowany fabrycznie; nie należy go regulować arbitralnie).

12. Zespół haka suwnicy kadziowej

The montaż haka jest najczęściej stosowanym urządzeniem do podnoszenia ładunków w dźwigach.

Zespoły hakowe obejmują zwykłe zespoły hakowe oraz elektryczne zespoły hakowe obrotowe (wybrane zgodnie z umową). Ze względu na metodę produkcji, haki dzielą się na kute (2-33) i laminowane haki płytowe (2-34) (powstałe poprzez ułożenie kilku stalowych płyt w kształcie haka i połączenie ich nitami); ze względu na rodzaj haka, dzielą się na pojedyncze i podwójne haki, które użytkownik może wybrać w zależności od potrzeb. Zespół haka jest wyposażony w zabezpieczenie przed wypięciem, a łożyska w zespole haka można smarować za pomocą misek olejowych.

W zależności od konstrukcji haka, lina stalowa wymaga różnych metod nawijania; linę stalową należy nawijać prawidłowo, zgodnie z załączonymi rysunkami.

Hak w standardowym zestawie hakowym można zazwyczaj obrócić ręcznie. Gdy hak nie może się obracać, można zastosować blokadę.

13. Suwnica podnosząca rozpieracz kadziowy

Rozpieracz podnoszący suwnicy kadziowej dzieli się na dwie formy konstrukcyjne — rozpieracz nierozłączny i rozłączny — z następującymi trzema konkretnymi przypadkami:

a) Rozpieracz nierozłączny I: główna lina nośna jest bezpośrednio zawieszona na belce podnoszącej z dwoma hakami warstwowymi, tzn. rozpieracz jest stałym hakiem bramowym; jest on stosowany głównie w suwnicach kadziowych w hutach stali.

b) Rozpieracz nierozłączny II: hak głównego mechanizmu podnoszącego bezpośrednio przenosi ciekły metal.

c) Rozpórka rozłączna: belka podnosząca z hakami laminowanymi (lub kutymi) zawieszona jest na haku (pojedynczym lub podwójnym) głównego mechanizmu podnoszącego.

14. Suwnica kadziowa z wciągnikiem elektrycznym

Czasami jako pomocniczy mechanizm podnoszący stosuje się stałą wciągarkę elektryczną; w takim przypadku wciągarka jest zazwyczaj zamontowana na wózku; wciągarka elektryczna typu wózka elektrycznego zazwyczaj porusza się po szynie pod główną belką jako pomocniczy mechanizm podnoszący.

15. Zespół kół suwnicy kadziowej

Koła są projektowane i produkowane zgodnie z normą JB/T 6392 dla kół dźwigowych, a najczęściej stosuje się koła kute lub walcowane. Twardość gotowego bieżnika i wewnętrznej powierzchni kołnierza wynosi HB300–380; dla koła o średnicy mniejszej niż 400 mm twardość na głębokości promieniowej (normalnej) około 15 mm nie jest mniejsza niż HB260, a dla koła o średnicy większej niż 400 mm twardość na głębokości promieniowej (normalnej) około 20 mm nie jest mniejsza niż HB260.

Obudowy łożysk w zespole koła zazwyczaj wykorzystują obudowy łożysk kątowe, obudowy łożysk dzielone pod kątem 45° lub obudowy łożysk w kształcie litery U (patrz rysunek poniżej).

Łożyska w zespole kół smarowane są smarem.

16. Urządzenie do poziomego prowadzenia kół suwnicy kadziowej (konfigurowane zgodnie z umową)

Zestaw poziomych kół prowadzących jest umieszczony na każdym końcu wózka końcowego po jednej stronie mostu suwnicy, aby zapobiec przekrzywianiu się szyn podczas ruchu suwnicy. Konstrukcja poziomego koła prowadzącego jest pokazana na poniższym rysunku.

Poziome urządzenie prowadzące może regulować luz między dwoma kołami prowadzącymi a szyną, aby skompensować zużycie koła prowadzącego lub wyregulować jego względne położenie. Wał koła prowadzącego jest wałem mimośrodowym; wał mimośrodowy można obracać o określony kąt, a po spełnieniu wymagań zamocować za pomocą płytki mocującej śrubę. Położenie poziome koła prowadzącego można regulować w zakresie ±5 mm.

Luz między kołem prowadzącym a szyną wynosi na ogół 2–4 mm i można go regulować zgodnie z załączonymi rysunkami.

17. Zderzak suwnicy kadziowej

Zderzak zmniejsza siłę uderzenia, gdy dźwig lub wózek dociera do końcowego ogranicznika lub gdy dźwigi na tym samym przęśle zderzają się ze sobą, zapewniając bezpieczeństwo dźwigu lub wózka.

Zderzaki z napędem suwnicowym i wózkowym mogą być wyposażone w zderzaki sprężynowe lub hydrauliczne, zgodnie z wymaganiami kontraktowymi. Możliwe jest również dobranie innych typów zderzaków zgodnie z wymaganiami kontraktowymi. Kąt przesunięcia zderzenia zamontowanego zderzaka jest mniejszy niż 1°.

18. Kabina operatora suwnicy kadziowej

The kabina operatora Stanowisko pracy, w którym operator steruje dźwigiem. Jest ono wyposażone w urządzenia elektryczne, oświetlenie, różnorodne przyrządy i mierniki oraz gaśnicę.

Suwnice kadziowe są zwykle wyposażone w zamkniętą, chłodzoną powietrzem kabinę operatora.

Zamknięta kabina ma konstrukcję zapewniającą widoczność dookoła z dolnym oknem z przodu. Okno i drzwi wykonane są z ram ze stopu aluminium i hartowanego szkła bezpiecznego. Kabina wyposażona jest w miękki fotel z regulacją wysokości, szerokości i szerokości, dzięki czemu operator może w każdej chwili monitorować stan działania każdego mechanizmu i zapewnić bezpieczną obsługę. Podłoga kabiny wyłożona jest izolującą wykładziną gumową, wnętrze posiada ukryte okablowanie, a połączenia między wnętrzem a otoczeniem przechodzą przez skrzynkę zaciskową, co ułatwia konserwację.

Zamknięta, chłodzona powietrzem kabina wyposażona jest w klimatyzację, a w jej wnętrzu zastosowano izolacyjną konstrukcję warstwową.

19. Suwnica kadziowa, pomieszczenie elektryczne

W przypadku konstrukcji mostu o szerokich dźwigarach, pomieszczenie elektryczne jest zazwyczaj umieszczone wewnątrz jednego lub obu dźwigarów głównych. Na obu końcach pomieszczenia elektrycznego zamontowane są uszczelnione drzwi, z zamkiem i klamką na każdym z nich. Wewnątrz pomieszczenia elektrycznego zazwyczaj pozostawia się przejście o szerokości nie mniejszej niż 500 mm, a nawierzchnię chodnika wyłożono izolacyjną wykładziną gumową.

Gdy temperatura otoczenia jest zbyt wysoka, aby sprostać wymaganiom urządzeń elektrycznych, konieczne jest zastosowanie chłodnicy powietrza, a chłodne powietrze jest dostarczane do pomieszczenia elektrycznego kanałami wentylacyjnymi. Wewnętrzne ściany pomieszczenia elektrycznego są wyposażone w warstwę izolacyjną wypełnioną materiałem izolacyjnym, aby ograniczyć wpływ ciepła z zewnątrz.

Pomieszczenie elektryczne jest również wyposażone w oświetlenie i przenośną gaśnicę.

20. Instalacja elektryczna (konfigurowana zgodnie z umową lub projektem)

W przypadku konstrukcji o wąskich dźwigarach, urządzenia elektryczne są zazwyczaj umieszczane na pomoście mostowym. Gdy warunki środowiskowe nie spełniają wymagań urządzeń elektrycznych, suwnica potrzebuje skrzynki elektrycznej, która jest umieszczana na pomoście mostowym. Gdy temperatura otoczenia nie spełnia wymagań urządzeń elektrycznych, na zewnątrz skrzynki elektrycznej umieszczana jest chłodnica powietrza, a chłodne powietrze jest do niej doprowadzane kanałami wentylacyjnymi. Skrzynka elektryczna jest wyposażona w izolacyjną warstwę warstwową wypełnioną materiałem izolacyjnym, aby zapewnić prawidłowe działanie urządzeń elektrycznych. Drzwi skrzynki elektrycznej są wyposażone w zamek i klamkę, a wewnątrz zazwyczaj pozostawia się otwór o szerokości nie mniejszej niż 500 mm.

W budynku elektrycznym znajdują się również oprawy oświetleniowe i przenośna gaśnica.

21. System klimatyzacji

W chłodzonej powietrzem kabinie operatora zazwyczaj znajduje się klimatyzacja z funkcją ogrzewania i chłodzenia, a temperatura w kabinie jest regulowana w zakresie 20–30 °C.

Chłodzone powietrzem pomieszczenie elektryczne i budynek elektryczny wykorzystują chłodnice powietrza dedykowane do suwnic z kanałami doprowadzającymi powietrze, a temperatura wewnętrzna jest zazwyczaj kontrolowana na poziomie nie wyższym niż 35–40°C lub zgodnie z wymaganiami kontraktowymi. Urządzenie do odparowywania kondensatu, automatyczne urządzenie osuszające i inne urządzenia mogą być również skonfigurowane zgodnie z wymaganiami kontraktowymi.

22. Sprzęt przeciwpożarowy

Przenośne gaśnice znajdują się w kabinie operatora oraz w pomieszczeniu elektrycznym (lub rozdzielni elektrycznej). Każda gaśnica posiada uchwyt do przechowywania i jest zamocowana w odpowiednim miejscu w pomieszczeniu.

W niniejszym artykule, poprzez krótką analizę i wyjaśnienie suwnic kadziowych do celów metalurgicznych, przedstawiono formę i funkcję każdego z głównych podzespołów suwnicy kadziowej, co pomaga czytelnikom w zdobyciu podstawowej wiedzy na temat standaryzowanego projektowania i uniknięciu niepotrzebnych błędów i problemów w przyszłych pracach projektowych.