Лекции ТГС

ТРАНСПОРТНО-ГРУЗОВЫЕ СИСТЕМЫ

В эксплуатационной работе железнодорожного транспорта большое место занимает деятельность, связанная с организацией погрузочно-разгрузочных и складских работ на станциях отправления и назначения.

Грузовые системы на железнодорожном транспорте – это комплекс складских сооружений,

ПРМ и других устройств, предназначенных для выполнения грузовых операций с вагонами, автомобилями и другими транспортными средствами; хранения груза и внутрискладских операций (взвешивание, комплектование, сортировка, формирование пакетов и др.)

Классификация транспортно-грузовых комплексов по функциональному признаку приведена на рисунке.

Рис. Классификация транспортно-грузовых комплексов по функциональному признаку

Основными подсистемами ТГС являются:

♦транспортная (железные, автомобильные, специальные дороги, водные пути, транспортные средства);

♦грузовая (складские здания, сооружения, подъемно-транспортные машины и оборудование). Технические средства транспорта предназначены для перемещения грузов из пункта отправления

впункт назначения, а с помощью технических средств грузовой подсистемы выполняют погрузочноразгрузочные и складские работы.

В зоны обслуживания ТГК поступает для обработки подвижной состав различных видов транспорта. В составе грузового вагонного парка железных дорог различают крытые вагоны, платформы, полувагоны, цистерны, изотермические вагоны, специализированные вагоны, предназначенные для перевозки грузов со специфическими свойствами.

Основу грузовой подсистемы ТГК составляют подъемно-транспортные машины. Номенклатура ГПМ чрезвычайно многообразна. Их принято делить на домкраты, лебедки, подъемники и краны.

Домкраты относят к простейшим грузоподъемным устройствам, они служат для подъема грузов на небольшую высоту.

Лебедки — простые ГПМ в виде грузового барабана с тяговым органом — стальным канатом. Они используются для перемещения грузов по вертикали либо по горизонтали.

Погрузочно-разгрузочные машины (ПРМ) классифицируются по нескольким признакам:

1) По характеру грузонесущих (рабочих) органов

–машины непрерывного действия;

–машины периодического действия;

–машины комбинированного действия.

Период (рабочий цикл) – время от захвата груза до его следующего захвата, которое характеризуется временем цикла (Tц,с).

Рис. Графическое представление рабочего цикла ПРМ К машинам прерывного (периодического) действия (МПД) относят такие машины (установки), у

которых грузонесущий орган перемещает груз поштучно или порциями, периодически останавливаясь для захвата и освобождения груза.

Кмашинам прерывного действия (МПД) относятся электро- и автопогрузчики для переработки тарно-штучных грузов (ТШГ) и среднетоннажных контейнеров, автопогрузчиков для переработки крупнотоннажных контейнеров и тракторных погрузчиков для погрузки-выгрузки насыпных грузов.

Кмашинам прерывного действия (МПД) также относится роторные стационарные вагоноопрокидыватели ВРС-2 и ВРС-125, предназначенные для выгрузки насыпных грузов.

Кмашинам непрерывного действия (МНПД) относят такие машины (установки), у которых грузонесущий орган перемещает груз преимущественно непрерывным потоком, не останавливаясь для захвата и освобождения груза.

Машины комбинированного действия включают механизмы первых двух групп. Например, грейферно-конвейерные перегружатели захватывают груз порциями, а затем перемещают его непрерывным потоком.

К машинам комбинированного действия можно отнести и различные вагоноопрокидыватели, снабженные конвейерами для транспортирования выгруженных из вагона грузов.

2) По сфере применения

– специальные, обеспечивающие погрузку и выгрузку определенной категории грузов (штучных, кусковых, сыпучих, наливных и т. д.);

– универсальные, обеспечивающие погрузку и выгрузку разнообразных грузов.

3) По мобильности

–стационарные, например, бункерные установки, возле которых передвигается подвижной состав;

–передвижные, которые сами передвигаются вдоль вагонов (краны козловые, мостовые, стреловые). Машины, которые перемещаются по полу, грунту или дорожному покрытию, называются машинами напольного транспорта (электропогрузчики, автопогрузчики, электротележки).

4) По типу ходовой части

- на колесном ходу; - на рельсовом ходу;

- на гусеничном ходу.

5) По типу силовой установки

–ПРМ, работающие от электродвигателя (конвейерные установки, элеваторы, козловые, мостовые краны);

–машины и механизмы, работающие от карбюраторного двигателя внутреннего сгорания и дизеля (стреловые краны, автопогрузчики).

6) По способу перемещения груза

- машины, перемещающие груз в горизонтальном или наклонном направлении (конвейеры, лебедки, механические тележки); - машины, перемещающие груз в вертикальном (или близком к нему) направлении (элеваторы, лифты, подъемники);

- машины, перемещающие груз как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении (краны, погрузчики, штабелеры, пневмоустановки).

Квспомогательным средствам механизации ПРР относятся бункеры, силосы, повышенные пути, эстакады, приемные траншеи, рыхлители смерзшихся грузов, устройства для зачистки вагонов и др.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КРАНАХ

Кранами называют универсальные грузоподъемные машины периодического действия, состоящие из остова и смонтированных на нем механизмов, при помощи которых перемещают грузы в вертикальном и горизонтальном направлениях на небольшие расстояния.

Краны применяют для погрузки и выгрузки тяжелых машин, грузов, перевозимых в пакетах и контейнерах, металлических и сборных железобетонных конструкций и т. д., а также для выполнения складских операций с этими грузами. При оборудовании кранов специальными захватными приспособлениями и грейферами краны успешно применяются для погрузки и выгрузки массовых сыпучих и кусковых грузов, при оборудовании их электромагнитами для погрузки и выгрузки различных изделий из чугуна и стали.

Краны в зависимости от конструкции, формы остова, характера движения и конфигурации площади, которую они могут обслуживать, классифицируются:

•мостового типа – могут поднимать и перемещать груз в пределах прямоугольной площади (мостовые, козловые, краны-штабелеры);

•поворотные стреловые – которые могут перемещать груз в пределах круга или сектора (автокраны, краны на железнодорожном ходу, башенные, портальные);

•кабельные – которые могут поднимать и перемещать груз по линии, если кран стационарный и по площади прямоугольника или сектора, если кран передвижной.

Мостовой кран состоит из передвижного моста, выполненного в виде жесткой рамы, фермы или балок, который установлен на ходовые колеса, обычно перемещающиеся по рельсам. Рельсовый путь уложен на подкрановые балки, закрепленные на консолях колонн складских зданий или на эстакаде. Вдоль моста перемещается тележка, на которой смонтированы механизмы для подъема груза и собственного ее

перемещения. Расстояние по горизонтали между опорами крана по осям подкрановых путей называется пролетом. Мостовые краны обслуживают площади прямоугольной формы. Грузоподъемная тележка обеспечивает подъем груза и его перемещение поперек площади склада, а передвижением моста достигается транспортирование груза вдоль обслуживаемой площади. На грузовых дворах нашли применение мостовые краны грузоподъемностью 5—32 т.

Козловые краны представляют собой разновидность кранов мостовых, отличаются тем, что мост крана устанавливается на двух высоких опорах, каждая из которых состоит из жестких стоек, расположенных под углом друг к другу в виде козел. Стойки опираются на ходовые тележки, передвигающиеся по наземным подкрановым путям. У козловых кранов электрический привод. Питание электроэнергией осуществляется через троллеи или гибкий кабель. В козловых кранах, так же как и в мостовых, реализуются три самостоятельные операции: подъем (опускание) груза на требуемую высоту, перемещение груза по мосту крана поперек обслуживаемой площади и перемещение груза краном вдоль обслуживаемой площади. Сочетанием перечисленных операций можно транспортировать грузы в любые точки прямоугольной площади склада.

Стреловыми кранами называются такие, у которых груз перемещается с помощью укосины стрелы или консоли, поворачивающейся в горизонтальной плоскости или в горизонтальной и вертикальной. К таким кранам относятся настенные поворотные краны в виде стрелы или консоли, смонтированные на поворотной колонне, самоходные поворотные краны на железнодорожном, автомобильном, пневмо-колесном, гусеничном ходу (портальные, полупортальные и башенные).

Краны состоят из следующих основных элементов:

–механизма подъема груза в виде лебедки в сочетании с полиспастом (грузоподъемное устройство из нескольких дисков, огибаемых канатом или цепями) и устройством для захвата груза;

–механизма передвижения, посредством которого осуществляется перемещение остова крана или какой-либо его части;

–механизма вращения поворотной части остова крана (только для стреловых кранов).

Классификация кранов

КОЗЛОВОЙ КРАН

Козловой кран представляет собой разновидность кранов мостового типа и отличается тем, что мост крана устанавливается на двух высоких опорах, каждая из которых состоит из жестких стоек, расположенных под углом друг к другу в виде козел. Стойки опираются на ходовые тележки, передвигающиеся по наземным подкрановым путям. У козловых кранов электрический привод.

Козловые краны бывают:

•по конструкции остова: металлические листовые, решетчатые;

•по способу передвижения: рельсовые (козлы двигаются по рельсам) и безрельсовые (на пневмоколесном ходу);

•в зависимости от взаимного расположения моста и опор различают краны: бесконсольные – когда мост опирается концевыми балками на опоры козел и обслуживает только площади, перекрываемые пролетами крана; консольные – когда по обе стороны пролета образуются консоли и кран обслуживает еще и площади, перекрываемые консолями.

В козловых кранах реализуется три самостоятельные операции:

– подъем (опускание) груза на требуемую высоту;

– перемещение груза по мосту крана поперек обслуживаемой площади;

– перемещение груза краном вдоль обслуживаемой площади.

Сочетанием перечисленных операций можно транспортировать грузы в любые точки прямоугольной площади склада.

Кабина козлового крана может быть подвижной (в этом случае она подвешивается к грузовой тележке и перемещается вместе с ней) и неподвижной (обычно у кранов небольшой грузоподъемности и

снебольшим пролетом).

Рис. Козловой кран ККС-12,5 На рис. представлена одна из возможных конструкций козлового крана — ККС-12,5 гру-

зоподъемностью 12,5 т. подвесной тележкой. Мост 1 крана выполнен в форме решетчатой фермы большого сечения. Опоры 2 и 4 крепятся к мосту боковыми фланцами. Это позволяет увеличить базу крана и обеспечить широкий просвет между опорами для перемещения без разворота грузов длиной до 8 м на высоте 8 м. Одна из опор 2 крана делается жесткой, воспринимающей нагрузки в вертикальном направлении и нагрузки от сил инерции и давления ветра, действующих в горизонтальном направлении вдоль моста. Вторая опора 4 выполняется гибкой с целью компенсации не параллельности рельсов подкранового пути и температурных расширений.

Стойки опор попарно связаны стяжками 7. Механизм передвижения крана состоит из двух приводных 6 и двух ведомых 8 тележек. Грузовая тележка 3 перемещается вместе с кабиной по монорельсу, прикрепленному к нижней части фермы моста, с помощью тягового каната, приводимого в движение стационарной тяговой лебедкой 5. Механизм подъема груза размещен на грузовой тележке. Со стороны кабины консоль выполнена удлиненной для размещения кабины с целью обеспечения одинаковою вылета консолей. Подвод тока к крану осуществляется при помощи гибкого кабеля, наматываемого на кабельный барабан 9, а к грузовой тележке—по кабельной гирлянде, подвешенной на струне. Краны оборудованы сигнализатором давления ветра и противоугонным крановым захватом.

Технические характеристики козловых кранов

МОСТОВОЙ КРАН

Мостовой кран – это грузоподъемная машина, перемещающаяся по рельсовому пути на определенной высоте от пола и обслуживающая площадь прямоугольной формы.

Вотличие от козловых кранов мостовые не имеют консолей. Мостовые краны в основном оборудованы электромеханическим приводом для перемещения рабочих органов исполнительных механизмов: подъема, передвижения крана и тележки.

Взависимости от конструкции различают краны:

♦однобалочные и двухбалочные;

♦с ручным и с электрическим приводом;

♦с ручным управлением из кабины или с пола с помощью выносного пульта, дистанционным (с кнопочного пульта, по радиоканалам), полуавтоматическим (с выходом крана к заданному адресу), автоматическим (с помощью компьютера);

♦опирающиеся на рельсы и подвесные;

♦с гибким подвесом грузозахвата на канатах и жестким подвесом на вертикальной колонне (краныштабелеры, металлургические краны).

Существуют краны общего назначения (крюковые—для перегрузки различных грузов) и специальные (для переработки определенных грузов — грейферные, магнитные, краны-штабелеры, металлургические).

Однобалочные мостовые краны являются наиболее простыми и экономичными машинами при относительно небольших грузоподъемностях (до 5 т). Краны опорного типа перемещаются по подкрановому пути, уложенному на несущих колоннах. Металлоконструкция однобалочного крана в зависимости от величины пролета и грузоподъемности выполняется по-разному. При небольших пролетах она может быть выполнена из двутавровой балки 2, соединяемой по концам с концевыми балками 4, снабженными ходовыми колесами 5. Механизм передвижения 6 у таких кранов размещен на одной из концевых балок и соединен с приводным колесом другой балки тихоходным трансмиссионным валом.

При больших пролетах главная балка 2 усиливается пространственными фермами 6. По нижнему поясу балки 2 перемешается электрическая таль 5, управляемая с пола. Механизм 7 передвижения крана с длинным пролетом аналогичен но устройству механизму передвижения тали, на обеих концевых балках устанавливается по одному такому приводу.

Рис. Однобалочный кран опорного типа

Рис. Однобалочный кран подвесного типа Технические характеристики мостовых кранов

Рис. Мостовой кран для переработки среднетоннажных контейнеров: 1- опоры крана; 2- продольные балки, на которые уложены подкрановые пути; 3- мост крана; 4- грузовая тележка; 5- автостроп.

Спредер - это специальное устройство, предназначенное для застропки (захват), подъёма, перемещение, поворота, опускания и отстропки (освобождение) крупнотоннажного контейнера. Для реализации таких функции спредер оснащён электродвигателем, редуктором, подвижными зубчатыми колёсами и рабочим органом специальной конфигурации (кулачок).

Автостроп - это специальное устройство, предназначенное для застропки (захват), подъёма, перемещение, поворота, опускания и отстропки (освобождение) среднетоннажного контейнера.

КРАНЫ-ШТАБЕЛЕРЫ

Для обслуживания складов тарно-штучных грузов применяют мостовые краны — штабелеры, которые являются одной из разновидностей мостовых кранов. Вместо гибкой канатной грузовой подвески они имеют вертикальную колонну, по которой перемещается грузозахват. Это обеспечивает жесткий подвес груза и возможность полной автоматизации перегрузочных и складских работ при переработке тарно-штучных грузов на складах и в цехах предприятий. Автоматические мостовые краны-штабелеры называют мостовыми складскими роботами.

Мостовые краны-штабелеры принято классифицировать:

♦по конструкции моста и по способу катания по подкрановым путям — опорные (колеса крана опираются на подкрановые пути) и подвесные (ходовые колеса перемешаются по нижним полкам двутавров, которые служат в этом случае подкрановыми путями);

♦по наличию кабины для оператора — без кабины и с подъемной кабиной;

♦по конструкции грузовой тележки — с опорной и подвесной тележкой;

♦по конструкции главных балок моста — двутавры, сварные балки коробчатого сечения, сварные балки из трубы и тавра и т.д.;

Несущей конструкцией крана-штабелера является мост 4, установленный на рельсы, по нижнему поясу которого перемещается грузовая тележка 3 на четырех Катковых подвесных тележках 5. На грузовой тележке смонтирована поворотная платформа, на нижней части которой установлен механизм поворота, а на верхней - механизм подъема 2. К платформе крепится жесткая или телескопическая колонна 6 с рамами для восприятия нагрузки от грузоподъемного устройства и направляющими для обеспечения работы клинового ловителя. Клиновые ловители срабатывают от ограничителя скорости при падении кабины из-за обрыва грузового каната или при скорости опускания более 0,5 м/с. По колонне передвигается грузоподъемное устройство 7. Оно снабжается вилочным или другим захватом в зависимости от характера и геометрии груза.

Рис. Мостовой кран-штабелер

КАБЕЛЬНЫЙ КРАН

Кабельные краны широко применяются в лесной промышленности для обслуживания больших лесных складов и складов на перевалочных базах, получающих лес по воде. Кроме того, такие краны также используют для обслуживания сыпучих материалов, на строительных работах (при постройке шлюзов, мостов, плотин и др.), открытых горных разработках, а также в качестве средств переправы через реки и ущелья.

Кабельными эти краны называют потому, что их грузовая тележка перемещается по несущему канату, размещенному между двумя башнями, в одном из которой имеется устройство, где расположены механизмы подъема и передвижения тележки.

Они состоят из двух башен (машинной 1 и хвостовой 7), между которыми натянут несущий канат 3. В машинной башне размешена фрикционная тяговая лебедка, обеспечивающая перемещение по гладкому несущему канату грузовой тележки 4 с помощью тягового каната 6. Там же установлена и подъемная лебедка, на барабане которой закреплен один конец грузового каната 5. На хвостовой башне располагаются устройства натяжения несущего каната 8. Высота башен зависит от величины пролета, провеса канатов и достигает 40 м. Кабина крановщика 2 для лучшего обзора расположена наверху машинной башни.

Рис. Кабельный кран

СТРЕЛОВОЙ КРАН

К стреловым относятся поворотные краны, у которых стрела или башенно-стреловое оборудование закреплены на поворотной платформе, размещенной непосредственно на ходовом устройстве. Стреловые краны предназначены для комплексной механизации строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ со штучными и сыпучими грузами. В грузовом хозяйстве железных дорог используют, как правило, передвижные полноповоротные стреловые краны.

По ходовому оборудованию стреловые краны разделяются на железнодорожные, автомобильные, пневмоколесные и гусеничные.

Рис. Стреловые краны: а – железнодорожные; б – автомобильные; в – на специальном шасси; г – пневмоколесные; д - гусеничные

Особенность конструкции стреловых самоходных кранов – наличие поворотной части со стрелой. Стрела позволяет поднимать груз, находящийся на значительном расстоянии от опоры крана. Кратчайшее расстояние по горизонтали между осью вращения крана и вертикальной линией, проходящей через точку подвеса груза, называется вылетом. Чтобы повысить грузоподъемность кранов, некоторые из них оснащены выносными опорами – аутригерами.

10

Рис. Стреловой кран на железнодорожном ходу: 1 – неповоротная платформа; 2 – двухосная тележка; 3

– поворотная платформа; 4 – механизм передвижения; 5 – выносные опоры; 6 – автосцепка; 7 – кабина управления; 8 – грузоподъемная стрела; 9 – полиспаст; 10 – крюк

Технические характеристики кранов на железнодорожном ходу