4Грузоподъемное устройство

4.1 Назначение

Грузоподъёмное устройство предназначается для монтажа мостовых пролётов при строительстве мостов и при этом обеспечивает выполнение следующих операций:

- подъём пролёта моста со специально подготовленной площадки и установка его на собственную палубу,

- транспортировку пролёта моста к месту его монтажа,

- подъём и выполнение грузоподъёмных операций при установке пролёта моста на штатное место,

- укладку стреловой системы собственными средствами в транспортное положение для обеспечения прохода плавкрана под мостами с подмостовым габаритом 14 м.

Кроме того, грузоподъёмное устройство в диапазоне вылетов 31,1 – 68 м (от шарнира стрелы при ее склонении) может выполнять грузоподъемные операции с обычными грузами при совместной работе кранов.

4.2 Краткое описание грузоподъёмного устройства и принцип его работы

4.2.1 Общие сведения

4.2.1.1 Грузоподъёмное устройство представлено на рисунке 4.3 и более подробно на чертеже 50370.360062.002.

Грузоподъемное устройство состоит из двух независимых и одинаковых по конструкции неповоротных стреловых электрических кранов с постоянным вылетом, устанавливаемых на правом и левом понтонах.

Конструкция грузоподъемного устройства выполняется в соответствии с требованиями Правил Регистра.

Механизмы и оборудование грузоподъемного устройства устанавливаются на верхней палубе, а дистанционный пульт в посту управления на верхней палубе правого понтона. На пульте предусматривается обобщенная сигнализация с расшифровкой сигналов на щитах в электротехнических контейнерах.

Краны оборудуются системой ограничения грузоподъемности.

Грузоподъёмное устройство снабжается устройством разворота груза, включающим две лебедки.

Каждый неповоротный кран состоит из стрелы, качающейся и неподвижной стоек и грузовой лебедки.

Стрела и качающаяся стойка связаны канатными оттяжками постоянной длины и образуют стреловую систему, удерживаемую в рабочем положении при помощи полиспастной трособлочной системы, концы канатов которой закрепляются на стреловых барабанах лебёдки.

4.2.2. Гидрометеорологические условия

Грузоподъёмное устройство предназначается для эксплуатации в следующих условиях:

- температура окружающего воздуха от 0 до плюс 40°С,

- скорость ветра при выполнении грузовых операций

с пролётами мостов, м/с не более 10,

скорость ветра при отстое плавкрана в местах

производства работ, м/с не более 15.

В нерабочем состоянии (при зимнем отстое) грузоподъемное устройство рассчитано на следующие гидрометеорологические условия:

- максимальная скорость ветра, м/с до 57,

- температура воздуха, С до минус 30.

4.2.3. Технические характеристики грузоподъёмного устройства

4.2.3.1. При монтаже мостовых пролетов при строительстве мостов грузоподъёмное устройство имеет следующие технические характеристики:

грузоподъёмность, т 2х600;

скорость подъёма/спуска, м/мин

- номинальная около 0,64,

- минимальная около 0,18;

- вылет стрелы от шарнира стрелы, м 31,1;

- время опускания стрелы из рабочего положения

в транспортное, мин ок. 120;

- высота подъёма пролёта моста над водой, м 56;

- габаритные размеры пролёта моста монтируемого краном п.1.10.

4.2.3.2. Технические характеристики грузоподъёмного устройства при работе с обычными грузами при совместной работе кранов представлены на рисунке 4.1.

4.2.4. Стрела с оборудованием

Металлоконструкция стрелы представлена на черт. 50370.360062.004.

Металлоконструкция стрелы представляет собой сварную А-образную раму с гуськом для размещения неподвижных блоковых обойм грузового полиспаста. Продольные ветви стрелы связаны поперечными балками.

Ветви стрелы - переменного коробчатого сечения.

Поперечные балки имеют постоянное коробчатое сечение.

Коробчатые сечения ветвей стрелы и ее поперечных балок принимаются как более технологичные по сравнению с ферменными трубчатыми конструкциями.

В металлоконструкцию стрелы включены барабаны крепления неподвижных оттяжек.

Оборудование стрелы представлено на черт. 50370.360062.003, оно включает в себя два шарнира стрелы, две неподвижные блоковые обоймы грузового полиспаста, два обводных блока и уравнительный барабан.

В качестве шарниров используются роликовые радиально-сферические подшипники, устанавливаемые на осях, которые закрепляются в разъемных опорах фундаментов стрелы. Применение разъемных опор позволяет упростить процесс монтажа стрелы на плавкране.

Обводные блоки и блоки полиспастных обойм устанавливаются на стандартных роликовых радиально-сферических подшипниках.

Предполагаемый поставщик подшипников – ВНИИПП, Россия. Альтернативный поставщик – фирма СКФ Евротрейд АБ, Швеция, от которой письмом от 7.02.05г. получено подтверждение поставки подшипников.

На уравнительном барабане закрепляются концы канатов грузового полиспаста, чем обеспечивается выравнивание усилий в его правой и левой половинах.

Смазка оборудования стрелы предусматривается централизованно.

4.2.5. Стойка с оборудованием

Металлоконструкция стойки представлена на черт. 50370.360062.006.

Металлоконструкция стойки представляет собой сварную П-образную раму, продольные ветви которой связаны поперечными балками.

Ветви стойки и ее поперечные балки так же, как и в металлоконструкции стрелы, выполняются коробчатого сечения, как более технологичного по сравнению с ферменными трубчатыми конструкциями.

В металлоконструкцию стойки включаются обухи и барабаны крепления неподвижных оттяжек.

Оборудование стойки представлено на черт. 50370.360062.005.

Оно включает в себя два шарнира стойки, два обводных блока и две блоковые обоймы полиспаста изменения вылета стреловой системы.

В качестве шарниров используются роликовые радиально-сферические подшипники, устанавливаемые на осях, которые закрепляются в фундаментах стойки.

Обводные блоки и блоки полиспастных обойм устанавливаются на стандартных роликовых радиально-сферических подшипниках.

Смазка оборудования стойки предусматривается централизованно.

4.2.6. Канатная система крана

4.2.6.1. Канатная система представлена на чертеже 50370.360062.035.

С помощью канатной системы осуществляется удержание стреловой системы в рабочем положении, выполнение грузовых операций по спуску (подъёму) и удержанию груза, а также обеспечивается укладка стреловой системы в транспортное положение для прохода под мостами.

Канатная система крана состоит из трех канатных систем:

- канатной системы подъема груза;

- канатной системы изменения вылета стрелы;

- канатной системы оттяжек.

4.2.6.2. Для исключения закручивания грузовой подвески и улучшения навивки канатов на барабаны лебедки в канатной системе подъема груза применены канаты правой и левой свивки.

Тяговые концы канатов заводятся на барабаны лебедки и закрепляются на них. Канаты проводятся через обводные блоки, располагаемые на качающейся стойке и стреле, и запасовываются в грузовой полиспаст между неподвижными блоковыми обоймами, которые устанавливаются на ноке гуська стрелы, и подвижными блоковыми обоймами, входящими в конструкцию грузовой подвески. Уравнительные концы канатов заводятся встречно на уравнительный барабан и закрепляются на нем. Уравнительный барабан располагается на оголовке стрелы и предназначается для выравнивания нагрузки в канатах.

Грузовой полиспаст выполняется восьмикратным сдвоенным.

4.2.6.3. Для улучшения навивки канатов на барабаны лебедки в канатной системе изменения вылета стрелы также применяются канаты правой и левой свивки. Тяговые концы канатов заводятся на барабаны изменения вылета и закрепляются на них. Канаты запасовываются в полиспаст между подвижными блоковыми обоймами, располагаемыми на оголовке качающейся стойки, и неподвижными блоковыми обоймами, которые устанавливаются на неподвижной стойке.

Уравнительные концы канатов, заканчивающиеся патронами, через отклоняющие обводные блоки, располанаемые на неподвижной стойке, соединяются между собой тягой.

При соединении канатов тягой обеспечивается непрерывность каната, примененного в канатной системе, и равномерное распределение нагрузки между его ветвями в полиспасте.

Стреловой полиспаст выполняется шестнадцатикратным сдвоенным.

4.2.6.4. В канатной системе оттяжек применен один канат. Он запасовывается между оголовками качающейся стойки и стрелы, при этом концы каната с помощью патронов закрепляются на обухах, располагаемых на качающейся стойке, а его средняя часть заводится на неподвижные барабаны металлоконструкций стрелы и качающейся стойки, образуя шестикратный сдвоенный полиспаст.

4.2.6.5. Во всех трех составляющих канатной системы крана могут быть применены канаты английской компании «BRIDON ROPES», которые широко используются в грузоподъёмных машинах, в том числе в канатных системах тяжёлых и уникальных кранов. Альтернативным поставщиком канатов может быть Волгоградский канатный завод, Россия, поставлявший ранее канаты для плавкранов пр. 16490, 16491, 15201, 15202 по ТУ14-4-721-76 и ТУ14-4-722-76. Канаты по этим техническим условиям значительно превосходят по долговечности гостовские канаты, выпускаемые канатными заводами России и Украины, но и в этих канатах в процессе навески имеют место такие явления, как раскручивание каната, выпадение прядей и т. п. Кроме того, при поставке канатов Волгоградским канатным заводом канат оттяжек будет поставлен двумя кусками, что потребует изготовления четырех дополнительных поковок патронов, осей и тяг.

Исходя из этого предпочтительным поставщиком канатов для плавкрана является английская компания «BRIDON ROPES».

Согласие на поставку канатов получено от обоих поставщиков: от компании «BRIDON ROPES» - письмом № 15 от 11.01.05г., от Волгоградского канатного завода – письмом № 152В от 23.12.04г.

4.2.7. Грузовая подвеска

4.2.7.1 Грузовая подвеска представлена на чертеже 50370.360062.035.

Конструкция подвески существенно отличается от конструкции традиционной подвески. Она более проста, так как не содержит траверсу с упорным подшипником и грузовой гак, имеет меньшие по сравнению с традиционной подвеской габариты по высоте. Последнее обстоятельство имеет существенное значение для обеспечения подмостового габарита плавкрана при укладке его стреловой системы в транспортное положение.

Соединение представленной на чертеже подвески с обухами поднимаемого груза (пролёта моста) производится без стропов, с помощью входящих в ее конструкцию двух пальцев. Такое соединение применено благодаря тому, что грузоподъёмное устройство плавкрана предназначено для выполнения грузовых операций по монтажу пролётов мостов со строго определенным расположением центра тяжести между подъемными обухами.

4.2.7.2. В конструкцию подвески входят сварной корпус и закрепляемые в нем блоковые обоймы грузового полиспаста.

Блоки устанавливаются на стандартных роликовых радиально-сферических подшипниках.

Для удобства соединения подвески с обухами пролета моста для пальцев на корпусе подвески устанавливаются ложементы.

4.2.7.3. Для обеспечения работы плавкрана с обычными грузами, которые необходимо перегружать с помощью стропов, подвеска может быть снабжена съемной траверсой с грузовым гаком.

4.2.8. Грузовая лебёдка

Грузовая лебедка представлена на рис. 4.4 и более подробно на черт. 50370.360062.0036.

При выборе конструктивной схемы лебёдки было рассмотрено несколько вариантов грузовых лебёдок, применимых к данному типу тяжёлого плавкрана.

Одной из отличительных особенностей крана является необходимость создания канатных систем с большой кратностью полиспаста, что вызвано большой массой груза, поднимаемого на значительную высоту. При высоте подъёма пролёта моста 56 метров и при кратности полиспаста 2х8 на каждый барабан грузовой лебёдки наматывается около 600 метров каната. Аналогичная длина каната наматывается также и на каждый барабан механизма изменения вылета, так как в связи со значительными усилиями, возникающими при подъёме (укладке) стрелы, требуется наличие полиспаста большой кратности, а также значительный ход полиспаста.

Предусматривается многослойная навивка каната на барабан, что позволяет сократить его габарит, а также существенно уменьшить массогабаритные характеристики лебёдки в целом.

Применение многослойной навивки каната вызывает необходимость обеспечения его упорядоченной укладки на барабане для предотвращения повреждений.

Для обеспечения упорядоченной укладки каната на барабанах предусматривается специальная нарезка под канат по системе «Lebus». В мировой практике на барабанах грузовых лебёдок данная нарезка канавки под канат, обеспечивающая упорядоченную укладку каната на барабане и исключающая продавливание его слоев, широко применяется длительное время. При этом применение дополнительных канатоукладывающих устройств не требуется.

Данная система нарезки реализована на барабанах лебёдок плавкранов разработки ЦКБ «Коралл» грузоподъёмностью от 140 до 1400 тонн пр.16490, 16491, 19600 и др. и в процессе многолетней эксплуатации хорошо себя зарекомендовала.

Учитывая, что грузовые операции по монтажу пролетов мостов будут выполняться при одном фиксированном вылете стрелы, в составе ГПУ отдельная лебедка изменения вылета стрелы не предусматривается . В конструкции предусмотрено два приставных барабана, с помощью которых обеспечивается указанная укладка и подъем стреловой системы. При этом обеспечивается поочередная работа лебедки на подъем-спуск груза и изменение вылета стрелы.

Грузовая лебедка крана представляет собой четырехбарабанную лебедку с цилиндрическим редуктором и двумя открытыми зубчатыми передачами. Все четыре барабана лебедки одинаковые по диаметру и полностью идентичны по конструкции (включая места крепления канатов). Привод лебедки осуществляется от двух стандартных крановых электродвигателей переменного тока в морском исполнении типа МАП напряжением 380 В, частотой 50 Гц.

Лебёдка включает в себя два электродвигателя, соединяемых с редуктором при помощи упругих втулочно-пальцевых муфт, снабжаемых тормозными шкивами, с которыми взаимодействуют стандартные электрогидравлические тормоза типа ТКГ.

На лебёдке применяется редуктор с двумя выходными концами тихоходного вала, которые при помощи зубчатых муфт и промежуточных плавающих валов приводят во вращение открытую зубчатую передачу с передачей вращения канатным барабанам. Шестерни открытых передач, а также канатные барабаны устанавливаются на радиально-сферических роликовых подшипниках качения. Зубчатые колеса могут, при помощи вручную переключаемых муфт, поочерёдно соединяться либо с грузовыми, либо со стреловыми барабанами.

Для удержания стрелы или груза, на каждом барабане устанавливаются стопорные устройства с ручным приводом.

Для выполнения грузовых операций стреловые барабаны устанавливаются на стопоры и при помощи муфт отсоединяются от зубчатых колес. В таком положении осуществляется подъём-спуск груза. При этом стреловая система с помощью канатной системы удерживается застопоренными стреловыми барабанами. Для укладки стрелы в положение для прохода под мостами, или подъёма её из этого положения, стреловые барабаны при помощи муфт соединяются с зубчатыми колесами, а грузовые – стопорятся и отсоединяются.

Для переключения режима работы лебедки с подъема-спуска груза на изменение вылета стрелы или обратно схемой управления лебедкой предусматривается специальный толчковый режим.

Применение на лебёдках двухскоростных электродвигателей типа МАП обеспечивает достаточно малую посадочную скорость при посадке пролёта моста на штатное место. Электродвигатели выполнены в водозащищённом исполнении. Приводная часть лебедки, включая электродвигатели, тормоза и редуктор монтируются на общей раме, барабаны устанавливаются на отдельных стойках.

Предусматривается возможность спуска груза при аварийном обесточивании электродвигателей лебёдок. Это осуществляется за счёт ручного растормаживания тормозов лебёдок при помощи рычажного устройства, применяемого в грузоподъёмных устройствах морских плавучих кранов пр. 16490, 16491, 15201 и др. Рычажное устройство устанавливается на каждый тормоз лебёдки и затем одновременно вручную кратковременно растормаживаются тормоза, за счёт этого осуществляется спуск груза. Через 1-2 секунды прекращается растормаживание, и под действием пружин тормозные колодки затормаживаются.

Возможны следующие варианты изготовления грузовых лебедок:

- на ЗАО «Новокраматорский машиностроительный завод», г. Краматорск.

- на заводе-строителе плавкрана с комплектацией лебедки со стандартным покупным редуктором или его изготовлением на заводе строителе.

Принципиальное согласие на поставку редуктора «Майкопским редукторным заводом» и лебедки в целом ЗАО «НКМЗ» подтверждено письмами исх. №13-65 от 13.01.05 и №353/БПТО-11 от 12.01.05.

4.2.9 Ограничитель грузоподъемности

Ограничитель грузоподъемности на кране применяется электронного типа, с установкой датчиков ограничителя под осями отдельных качающихся обводных блоков.

4.2.10 Лебёдка разворота груза

В составе грузоподъёмного устройства на верхней палубе устанавливаются две стандартные лебёдки, ЛЭ78 по ТУ5.243-9226-79 снабжённые электродвигателями типа МАП в водозащищённом исполнении.

Рисунок 4.2–Грузоподъемное устройство плавкрана

Рисунок 4.3 – Грузовая лебедка