17. Сменные крановые грузоздхватные механизмы
В портах наиболее распространенными грузозахватными механизмами являются грейферы, грузоподъемные электромагниты и спредеры. Для сменных ГЗМ требуется больше времени на подсоединение их к крану, чем для ГЗП, и во время эксплуатации их обычно закрепляют постоянно или временно за конкретной перегрузочной машиной.
Грейферы используют для перегрузки однородных грузов: навалочных, насыпных и круглого леса. Кроме того, грейферного типа захватами перегружают трубы и ряд других грузов. Грейферы представляют собой разновидность рычажных и рычажно-полиспастных грузозахватных механизмов управляемого действия с различным приводом рычажной системы. В зависимости от рода привода их разделяют на канатные и моторные (с автономным приводом). Последние применяют для перегрузки труднозачерпываемых грузов (камень, круглый лес и др.), для которых канатные грейферы недостаточно эффективны.
По количеству челюстей различают двух и многочелюстные грейферы. Последние могут иметь единый или независимый привод каждой челюсти. По назначению грейферы разделяют на нормальные, применяющиеся на перегрузке основной массы грузов, и специальные, использующиеся на выполнении определенных технологических операций (штивующие) или на перегрузке отдельных видов грузов (чугун, камень, металлолом, круглый лес и др.). Нормальные грейферы подразделяют по приспособленности для перегрузки грузов определенной насыпной массы и фракционного состава.
Технологическую характеристику грейферов, по которой их подбирают, составляют: назначение, тип подвески и род привода, вместимость (для навалочных и насыпных грузов) либо грузоподъемность (для генеральных и лесных грузов), собственная масса и габаритные размеры в раскрытом и закрытом состоянии. Вместимость грейфера определяют из условия использования наибольшей зачерпывающей способности, и она должна соответствовать грузоподъемности крана за вычетом собственной массы грейфера.
Грузоподъемные электромагниты (рис. 19) представляют собой грузозахватные устройства, основанные на использовании электромагнитных сил притяжения. Их применяют для перегрузки бестарных металлогрузов (чугун в чушках, металлолом, прокат черных металлов). Электромагниты могут иметь круглую либо прямоугольную форму. К технологической характеристике электромагнита как грузозахватного устройства относят форму, подъемную силу, собственную массу и размеры. Подъемная сила для различных грузов является величиной переменной и в характеристике магнитов ее обычно приводят отдельно для болванок, плит, листового металла, чугуна в чушках, стального скрапа и стальной стружки.
В зависимости от вида груза и грузоподъемности крана электромагниты используют по одному или в составе подвески по два, по три и более. Подвешивают магниты, как правило, с помощью цепей к траверсе необходимой длины. Траверса с магнитами при перегрузке однородных грузов, штабелируемых навалом (чугун, скрап и т. д.), удерживается от кручения вокруг вертикальной оси оттяжкой успокоительного устройства. Однако грузовые работы с этими грузами могут производиться и без успокоителя, который на судовой операции вообще применить нельзя.
В состав подвески электромагнитов, используемых для перегрузки монолитных грузов (листовой металл, болванки, сортовой прокат, трубы и т. д.), должен входить механизм управляемого поворота груза вокруг вертикальной оси, поскольку без этой операции производить работы технологически не представляется возможным, а использовать ручной разворот с помощью багров и оттяжек нельзя, так как в зоне работы крана не должно быть людей во избежание их травмирования.
На портовых кранах используются такие механизмы нескольких типов (рис. 20). Варианты, показанные на рис. 20, а, б, эффективны на складских, вагонных и автотранспортных операциях. Для загрузки и разгрузки морских судов такие устройства не могут быть применены из-за наличия канатных оттяжек. Устройство с приводом, входящим в состав подвески (рис. 20, в), инерционного типа, оно сложнее по конструкции, но перспективно с точки зрения применения на судовой операции, так как не нуждается в оттяжке. При включении входящего в состав подвески электродвигателя его ротор и статор, взаимно отталкиваясь, начинают вращаться в разные стороны. Ротор поворачивается вместе с подвешенным к нему грузом, а статор — вместе с маховиком. Частота вращения обратно пропорциональна инерционным массам. Торможение осуществляется противотоком.
Важным элементом обеспечения безопасности производства работ при перегрузке монолитного металла электромагнитами является страховка на случай обрыва в цепи питания. С этой целью могут быть использованы подстраховочные аккумуляторные батареи, автоматически включающиеся в цепь питания магнитов, механические страхующие лапы-подхваты, входящие в состав ГЗМ, и другие способы. Применение в портах получил только первый способ (аккумуляторные батареи). Механическая страховка из-за значительных технологических неудобств распространения не получила.
Основными достоинствами грузоподъемных электромагнитов является полная механизация технологического процесса и обеспечение высокой производительности труда. Недостатки заключаются в сложности системы питающих и страхующих устройств, а также механизма поворота груза вокруг вертикальной оси, и серьезных затруднениях в использовании магнитов на судовой операции. Несмотря на эти недостатки, грузоподъемные электромагниты являются эффективным и весьма перспективным типом технологической оснастки морских портов.
Спредеры используют для перегрузки крупнотоннажных контейнеров. Все спредеры, получившие распространение в морских портах, имеют электрогидравлический привод, который оказался для них наиболее эффективным. В практике широко осуществляется совместная перевозка контейнеров 40', 20' и блоков из двух соединенных вместе контейнеров по 10', образующих один 20-футовый эквивалент. В связи с этим используют три типа спредеров: телескопические, со сменными рамами и с дополнительно присоединяемыми рамами. Первые не требуют каких-либо ручных подготовительных операций при переходе с одного типоразмера контейнеров на другой (всю настройку крановщик производит, не выходя из кабины). В этом смысле они очень удобны, но сложнее по конструкции и имеют значительно большую массу. Спредеры второго типа менее удобны при переходе с контейнеров одного размера на другой.
При использовании наращиваемых спредеров с дополнительно присоединяемыми рамами для перехода с одних контейнеров на другие кран захватывает (освобождает) спредер 40' за имеющиеся на нем угловые фитинги спредером 20' (как контейнер). Вручную только подключают или отключают электрические присоединительные устройства. Телескопическими спредерами оборудуют козловые краны, занятые обработкой железнодорожного подвижного состава, так как контейнеры разных размеров могут в любом порядке и сочетании подаваться на грузовой фронт, т. е. операции по перенастройке здесь выполняются весьма часто. Спредерами второго и третьего типа оснащены, в основном, причальные перегружатели и портальные автопогрузчики, так как на этих машинах перенастройку производят значительно реже.