The ковш мостовий кран є одним з ключових елементів обладнання в процесі виробництва сталі. Ковшовий кран складається з чотирьох основних частин: мосту, візка (включаючи підйомний розпірний механізм), механізму пересування крана та електрообладнання.

Хоча ковшовий мостовий кран може виглядати складним, насправді він упорядковано збирається з набору поширених компонентів ковшового мостового крана, кожен з яких має свою функцію — жодну з яких не можна опустити. З точки зору проектування, у цій статті розглядаються основні компоненти та аксесуари, що використовуються в ковшовому мостовому крані, а також пояснюється функція та ключові конструктивні моменти кожного з них, допомагаючи вам отримати повне розуміння конструкції.

Перелічені нижче аксесуари – це аксесуари китайського виробництва, які зазвичай використовуються на ковшових мостових кранах.

1. Мотор мостового крана ковша

Трифазні асинхронні двигуни серії YZR підходять для кранового, металургійного та іншого подібного обладнання. Двигун має фазований ротор, характеризується високою перевантажувальною здатністю та високою механічною міцністю; він використовується в звичайних схемах керування, схемах регулювання напруги статора, швидкості та подібних застосуваннях.

Серії YZB, YTSZ, YZP та YZP2 – це трифазні асинхронні двигуни зі змінною частотою, що підходять для кранового, металургійного та іншого подібного обладнання. Вони характеризуються високим ККД, широким діапазоном регулювання швидкості, хорошою точністю, стабільним пуском і гальмуванням, а також високою перевантажувальною здатністю; вони використовуються в схемах регулювання швидкості зі змінною частотою.

Клас ізоляції та ступінь захисту двигуна визначаються робочим середовищем або вимогами контракту. За потреби можна встановити додаткові пристрої, такі як термозахисні пристрої, нагрівачі, енкодери та вимикачі перевищення швидкості, щоб відповідати різним вимогам експлуатації.

2. Редуктор мостового крана-ківша

Зазвичай використовуються евольвентні циліндричні редуктори, а деякі з них комбінуються з іншими шестернями. Ковшові мостові крани зазвичай використовують редуктори із зубчастою поверхнею середньої або твердості, вибрані відповідно до вимог контракту.

Типи кріплення редуктора включають інтегральне, на основі, триточкове та вертикальне. Вихідний вал зазвичай використовує шпонковий вал, шліцьовий вал або зубчастий вихідний вал. Типи з'єднання між барабаном та вихідним валом редуктора див. у розділі 4 «Вузол барабана». Коли головний підйомний механізм має два жорстко з'єднані приводні блоки, електричний привід не використовує систему регулювання швидкості або цього вимагають договірні вимоги, головний підйомний редуктор зазвичай оснащений храповим механізмом та собачкою.

Інтегральний редуктор означає, що нижній корпус редуктора приварений безпосередньо до рами візка як одне ціле, і він також виконує роль несучого елемента візка.

Змащення редуктора безпосередньо впливає на його термін служби; рівень оливи можна перевірити через контрольний отвір для оливи. Зливний отвір у нижній частині редуктора полегшує заміну мастильної оливи.

3. Гальма мостового крана ковша

Гальма крана зазвичай є нормально замкнутими. Кожен підйомний механізм оснащений двома гальмами (робочими гальмами), а деякі також потребують запобіжного гальма на барабані; кожен пересувний механізм має одне гальмо.

За нормального режиму роботи запобіжне гальмо залишається увімкненим та розімкнутим, поки головне живлення крана увімкнено. У разі несправності живлення крана, обриву вала в головному підйомному механізмі або аварії через перевищення швидкості запобіжне гальмо спрацьовує після робочого гальма.

Гальмо є важливим компонентом обладнання. Його гальмівний момент слід регулювати відповідно до вимог креслення (механізми пересування можна регулювати залежно від використання), щоб забезпечити безпечну та нормальну роботу крана.

До поширених серій належать електрогідравлічні колодкові гальма змінного струму YWZ, YW, YWB, YWZE, YWZA~F, YWK, YWL та YWH; електрогідравлічні дискові гальма змінного струму YPZ та YP; електромагнітні дискові гальма змінного струму DCPZ; а також гідравлічні запобіжні гальма SB та SBD.

Відповідно до контракту та потреб обслуговування, гальмо може бути оснащене ручним відпусканням, автоматичною компенсацією зносу, кінцевим вимикачем з індикацією межі зносу, кінцевим вимикачем відкриття (або закриття) гальма та іншими пристроями.

На рисунку 2-18 показано контур електрогідравлічного колодкового гальма YWZ AC. На рисунку 2-19 показано контур електромагнітного колодкового гальма JZ AC. На рисунку 2-20 показано контур електромагнітного колодкового гальма ZWZ DC. На рисунку 2-21 показано контур електрогідравлічного дискового гальма YPZ AC. На рисунку 2-22 показано контур електромагнітного дискового гальма змінного струму. На рисунку 2-23 показано контур гідравлічного дискового гальма безпеки SBD.

4. Збірка барабана мостового крана-ковша

Ковшові мостові крани здебільшого використовують барабани зі сталевих листів. На барабані передбачена затискна пластина для кріплення дротяного каната. Опора барабана зазвичай містить датчик обмежувача перевантаження, а обмежувач висоти підйому приводиться в дію вихідним валом барабана. Похибка встановлення центральної лінії барабана повинна бути меншою, ніж вимоги креслення.

Коли вантажозахоплювальний пристрій піднімається до встановленої верхньої граничної висоти, на барабані повинен залишатися один вільний паз; коли він опускається до встановленого нижнього граничного положення, на барабані повинні залишатися щонайменше два витки дротяного каната, крім витків, що використовуються для його кріплення.

Барабан зазвичай з'єднаний з редуктором за допомогою сферичної муфти барабана або роликової муфти; також може використовуватися зубчастий з'єднувальний диск, якщо це вимагається контрактом або проектом. На рисунку 4 показано приклад барабанного вузла, в якому шліцьовий вихідний вал редуктора приводить у рух барабан через сферично-з'єднувальну муфту барабана WZL; зубчастий вихідний вал редуктора може приводити в рух барабан через зубчастий з'єднувальний диск. Сферична муфта барабана або роликова муфта, зубчастий з'єднувальний диск та підшипники змащуються мастилом.

Барабан обертається вихідним валом редуктора, і барабан використовує відповідний метод з'єднання відповідно до вихідного валу редуктора. Якщо редуктор має вихідний вал з плоскою шпонкою, його можна з'єднати з барабаном через зубчастий з'єднувальний диск або через сферичне з'єднання барабана WZL.

На більшості ковшових мостових кранів основний підйомний механізм має дві точки підйому, а підйомний механізм має два барабани, але з'єднання барабана з редуктором все ще розглядаються у наведених вище прикладах.

5. Фіксований шківний вузол та вирівнювач троса

Кількість шківів у фіксованому шківному вузлі відповідає коефіцієнту натягу підйомного механізму, і використовуються вальцьовані шківи. Система натягу троса основного підйомного механізму використовує комбінацію вирівнювача троса та шківного вузла; допоміжний підйомний механізм зазвичай використовує фіксований шківний вузол, а також може використовувати комбінацію вирівнювача троса та шківного вузла.

Для підйомного механізму, що використовує тросовий вирівнювач, його слід тримати практично рівно під час встановлення або заміни троса; а якщо вирівнювач значно нахиляється після підйому вантажу, його слід відрегулювати для покращення робочих умов. Вирівнювач ніколи не повинен бути затиснутий опорним кронштейном протягом повного ходу підйому вгору та вниз.

6. Муфти мостових кранів ковшів

З'єднання кранових механізмів зазвичай являють собою зубчасті муфти або універсальні муфти. Ці муфти характеризуються надійною роботою, високою передавальною здатністю та великим допустимим переміщенням. З'єднання між муфтою та циліндричним валом здійснюється за допомогою шпонкового натягу.

Зубчаста муфта передає крутний момент через свої внутрішні та зовнішні зуби та компенсує зміщення через зазор зубів. Допустиме кутове зміщення зазвичай становить 0°30′ для звичайних зубів та 1°30′ для корончастих зубів. Зубчасті муфти зазвичай змащуються мастилом на основі літію.

Універсальну муфту можна використовувати, якщо це вимагається контрактом або коли кутове зміщення велике. Максимально допустиме кутове зміщення універсальної муфти хрестоподібного типу може перевищувати 10°. Підшипники муфти змащуються мастилом на літієвій основі. Болти слід затягувати із зазначеним моментом затягування згідно з наданими кресленнями, а їхню затягнутість необхідно регулярно перевіряти.

7. Трос мостового крана ківша

Дротові канати для ковшових мостових кранів повинні бути з металевого дротяного осердя або з металевого дротяного пасма-осердя, що відповідають вимогам GB/T 8918. Зазвичай використовуються лінійно-контактні дротяні канати, коефіцієнт запасу міцності яких відповідає вимогам GB/T 3811 або договірним вимогам. Для застосувань, що піддаються високотемпературному випалюванню, слід використовувати дротяний канат з металевим дротяним осердям або з металевим дротяним пасмом-осердям.

Дротяний канат вибирають залежно від його типу, міцності дроту, діаметра, матеріалу серцевини, стану поверхні дроту та марки дроту.

Дротяний канат необхідно змащувати правильно та за графіком. За потреби також можна додати маслянку для дротяного каната.

8. Обмежувач перевантаження мостового крана ковша (електронні ваги використовуються, коли потрібна висока точність)

Обмежувач перевантаження складається з датчика та приладової панелі. Дисплей зазвичай встановлюється в кабіні оператора (на бажання користувача також можна додати дисплей з великим екраном) для запобігання перевантаженню. Під час підйому вантажу датчик деформації перетворює деформацію, спричинену вантажем, у пропорційний сигнал напруги, завершуючи перетворення навантаження в напругу.

Коли піднятий вантаж досягає 901 TP1T номінального навантаження, обмежувач перевантаження видає періодичний сигнал тривоги; коли піднятий вантаж становить 1001 TP1T–1101 TP1T номінального навантаження, він відключає джерело живлення підйомника, водночас дозволяючи механізму опускатися. Системна похибка зазвичай не перевищує ±51 TP1T (FS).

Можна вибрати три типи датчиків: з корпусом підшипника (2-30), з нерухомим шківом (2-31) та з віссю та штифтом (2-32).

Найчастіше використовується датчик положення корпусу підшипника. Датчики з нерухомим шківом зазвичай використовуються парами, по одному на кожному кінці вала з нерухомим шківом. Датчик положення шківника осі замінює вал шків і також функціонує як датчик.

9. Обмежувач висоти підйому мостового крана-ковша

Обмежувач висоти підйому – це запобіжний пристрій, який обмежує висоту підйому. Він зазвичай встановлюється на кінці вала барабана, перетворює обертання барабана на відповідну висоту підйому та забезпечує кілька наборів керуючих контактів для схеми керування підйомом; шляхом регулювання положення цих контактів контролюється висота підйому або опускання.

На рисунку зображено обмежувач висоти підйому QGX. На верхньому кресленні показано квадратний отвір на кінці вала барабана, встановлений на квадратному вихідному валу обмежувача, а на нижньому кресленні – розріз обмежувача. Щоб відрегулювати висоту вгору або вниз, зніміть корпус 6, поверніть гайку 4 та відрегулюйте кут зміщення між кулачком 5 та кінцевим вимикачем 3.

10. Кінцевий вимикач важкого молота мостового крана ковша

Кінцевий вимикач важкого молота – це запобіжний пристрій, який обмежує граничну висоту підйому вантажопідйомного пристрою, і його вибирають відповідно до вимог контракту або проектування. Кінцевий вимикач встановлюється на рамі візка, а кільце важкого молота встановлюється на підйомний трос. Коли вантажопідйомний пристрій піднімається до верхньої межі, він торкається важкого молота, опорний трос молота втрачає натяг, спрацьовує кінцевий вимикач, і живлення відключається.

11. Перемикач перевищення швидкості мостового крана-ковша

Перемикач перевищення швидкості встановлений всередині підйомного двигуна або в іншому положенні для обмеження перевищення швидкості двигуна та забезпечення безпечної роботи. (Перемикач перевищення швидкості вже налаштований на заводі; не регулюйте його довільно.)

12. Збірка гака мостового крана ковша

The збірка гачка є найпоширенішим вантажозахоплювальним пристроєм на крані.

Гакові вузли включають звичайні гакові вузли та електричні обертові гакові вузли (вибираються відповідно до контракту). За способом виготовлення гачки поділяються на ковані гачки (2-33) та гачки з ламінованих пластин (2-34) (виготовлені шляхом складання кількох сталевих пластин у формі гачка та з'єднання їх заклепками); за формою горловини гачка вони поділяються на одинарні гачки та подвійні гачки, які користувач може вибрати за потреби. Гаковий вузол оснащений пристроєм проти розчіплення, а підшипники у гаковому вузлі можна змащувати за допомогою масляних чашечок.

Залежно від конструкції гакового вузла, дротяний канат має різні методи намотування; дротяний канат слід правильно намотувати відповідно до наданих креслень.

Гачок звичайного гачкового вузла, як правило, можна обертати вручну, натискаючи на нього. Якщо гачок не повинен обертатися, можна додати фіксуючий пристрій.

13. Розподільник підйомного крана-ківша

Підйомний розпірник ковшового мостового крана поділяється на дві конструктивні форми — нероздільні та роз'ємні розпірники — з наступними трьома конкретними випадками:

a) Нероздільний розпірний пристрій I: основний підйомний трос безпосередньо підвішує підйомну балку за допомогою двох ламінованих гаків, тобто розпірний пристрій є нерухомим козловим гаком; зазвичай використовується на мостових кранах ковшового типу сталеплавильних заводів.

b) Нероздільний розкидач II: гак основного підйомного механізму безпосередньо переносить розплавлений метал.

c) Роздільний розпірний механізм: підйомна балка з ламінованими (або кованими) гаками підвішена на (одинарному або подвійному) гаку основного підйомного механізму.

14. Електричний підйомник мостового крана ковша

Як допоміжний підйомний механізм іноді використовується стаціонарний електричний таль, і в цьому випадку таль зазвичай встановлюється на візку; електричний таль візкового типу зазвичай пересувається по рейці під основною балкою як допоміжний підйомний механізм.

15. Колесо мостового крана-ковша

Колеса проектуються та виготовляються відповідно до стандарту JB/T 6392 для кранових коліс, і здебільшого використовуються ковані або катані колеса. Твердість готового протектора та внутрішньої поверхні фланця становить HB300–380; для колеса діаметром менше 400 мм твердість на радіальній (нормальній) глибині близько 15 мм не менше HB260, а для колеса діаметром більше 400 мм твердість на радіальній (нормальній) глибині близько 20 мм не менше HB260.

Корпуси підшипників колісного вузла зазвичай використовують кутові корпуси підшипників, роз'ємні корпуси підшипників з кутом 45° або U-подібні корпуси підшипників (див. малюнок нижче).

Підшипники в колесному вузлі змащені мастилом.

16. Пристрій горизонтального напрямного колеса мостового крана ковша (налаштовується відповідно до контракту)

На кожному кінці кінцевого каретки з одного боку кранового мосту розташовано комплект горизонтальних напрямних колісних пристроїв для запобігання перекосу рейок під час руху крана. Конструкція горизонтального напрямного колісного пристрою показана на малюнку нижче.

Пристрій горизонтального напрямного колеса може регулювати зазор між двома напрямними колесами та рейкою, щоб компенсувати знос напрямних коліс або відрегулювати їх відносне положення. Вал напрямного колеса є ексцентриковим валом; ексцентриковий вал можна повертати на певний кут і, після виконання вимоги, фіксувати затискною пластиною болта. Горизонтальне положення напрямного колеса можна регулювати на ±5 мм.

Зазор між напрямним колесом і рейкою зазвичай становить 2–4 мм і може бути регульований відповідно до наданих креслень.

17. Буфер мостового крана ківша

Буфер зменшує удар, коли кран або візок досягає кінцевої точки, або коли крани на одному прольоті стикаються один з одним, забезпечуючи безпеку крана або візка.

Буфери для пересування кранів та візків можуть використовувати пружинні або гідравлічні буфери відповідно до вимог договору, а також інші типи буферів можуть бути обрані відповідно до вимог договору. Кут зміщення удару встановленого буфера становить менше 1°.

18. Кабіна оператора мостового крана ковша

The кабіна оператора – це робоче місце, де оператор керує краном. Воно оснащене електричним контрольно-вимірювальним обладнанням, освітленням, різними приладами та лічильниками, а також вогнегасником.

Ковшові мостові крани зазвичай оснащені закритою кабіною оператора з повітряним охолодженням.

Закрита кабіна має конструкцію кругового огляду з нижнім вікном спереду. Рами вікон та дверей виготовлені з алюмінієвого сплаву із загартованим безпечним склом. Кабіна оснащена м’яким сидінням, яке регулюється вгору/вниз та вперед/назад, тому оператор може будь-коли спостерігати за робочим станом кожного механізму та забезпечувати безпечну експлуатацію. Підлога кабіни викладена ізоляційним гумовим килимом, всередині використовується прихована проводка, а з’єднання між внутрішньою та зовнішньою частинами проходять через клемну коробку для зручного обслуговування.

Закрита кабіна з повітряним охолодженням оснащена кондиціонером, а в кабіні використовується ізоляційна сендвіч-конструкція.

19. Електрична кімната мостового крана ковша

Для широкобалочного мосту електричне приміщення зазвичай розташовується всередині однієї або обох головних балок. З обох кінців електричного приміщення встановлюються герметичні двері із замком та ручкою на кожних дверях. Всередині електричного приміщення зазвичай залишається прохід не менше 500 мм, а поверхня проходу викладається ізоляційним гумовим килимом.

Коли температура навколишнього середовища занадто висока для задоволення вимог електрообладнання, потрібен повітряний охолоджувач, і холодне повітря подається в приміщення з електрообладнанням через повітроводи. Внутрішні стіни приміщення з електрообладнанням оснащені ізоляційним шаром, заповненим ізоляційним матеріалом, для зменшення впливу тепла ззовні.

Електрокімната також обладнана освітлювальними приладами та переносним вогнегасником.

20. Електромонтажна мережа (налаштовується за договором або проектом)

Для вузькобалкової конструкції електрообладнання зазвичай розташовується на мостовому переході. Коли умови навколишнього середовища не можуть відповідати вимогам до електрообладнання, крану потрібна електрична будка, яка встановлюється на мостовому переході. Коли температура навколишнього середовища не може відповідати вимогам до електрообладнання, зовні електричної будки встановлюється повітряний охолоджувач, а холодне повітря подається всередину через повітроводи. Електробудка оснащена ізоляційним шаром, заповненим ізоляційним матеріалом, для забезпечення нормальної роботи електрообладнання. Двері електричної будки оснащені замком і ручкою, а всередині зазвичай залишається прохід не менше 500 мм.

Електричний будинок також обладнаний освітлювальними приладами та переносним вогнегасником.

21. Система кондиціонування повітря

У кабіні оператора з повітряним охолодженням зазвичай використовується кондиціонер з опаленням та охолодженням, а температура в кабіні контролюється на рівні приблизно 20–30 °C.

У електричній кімнаті з повітряним охолодженням та електробудинку використовуються повітряні охолоджувачі, що встановлюються на кранах, з повітропроводами, а температура в приміщенні зазвичай контролюється на рівні не вище 35–40 °C або відповідно до вимог договору. Пристрій випаровування конденсату, автоматичний осушувач повітря та інше обладнання також можуть бути налаштовані відповідно до вимог договору.

22. Протипожежне обладнання

Переносні вогнегасники розташовані в кабіні оператора та в електричній кімнаті (або електробудинку). Кожен вогнегасник має кронштейн для зберігання та закріплений у відповідному місці всередині кімнати.

Завдяки цьому короткому аналізу та поясненню металургійних ковшових мостових кранів, у статті представлено форму та функцію кожного основного компонента ковшового мостового крана, що допомагає читачам отримати базове розуміння стандартизованого проектування та уникнути непотрібних помилок і проблем у майбутніх проектних роботах.