Устройство мостового крана: техническое руководство по узлам и механизмам

Мостовой кран — грузоподъемная машина циклического действия, перемещающая груз в пределах прямоугольного рабочего поля цеха или открытой площадки. Общее устройство мостового крана определяется тремя факторами: типом привода (электрический или ручной), числом главных балок (однобалочный или двухбалочный) и способом опирания моста на подкрановые пути (опорный или подвесной).

Базовая компоновка включает следующие функциональные блоки:

• Несущий мост — пролетная металлоконструкция, перекрывающая рабочее поле.
• Концевые балки с ходовыми тележками — обеспечивают перемещение моста вдоль цеха.
• Механизмы передвижения с тормозными системами на каждом приводе.
• Грузоподъемный механизм — канатная лебедка на грузовой тележке двухбалочного крана либо электрическая таль (тельфер) или ручная таль по нижнему поясу балки однобалочного крана.
• Грузовая тележка (на двухбалочных кранах) — перемещается вдоль моста по подтележечному рельсу и несет на себе грузоподъемный механизм.
• Токоподвод, аппаратура управления и приборы безопасности.

Архитектурные различия в устройстве и конструкции мостового крана наглядно представлены ниже.

В компоновочную схему обязательно входят тормозные механизмы на каждом приводе: на механизме подъема, на приводе передвижения тележки и на приводе передвижения моста. Без них эксплуатация крана не допускается требованиями ФНП в области промышленной безопасности опасных производственных объектов.

Устройство несущего моста (металлоконструкция)

Двухбалочный мост собирается из двух главных балок коробчатого или ферменного сечения, соединенных с концевыми балками. По верхним поясам главных балок укладывается подтележечный рельс (КР-70, КР-80, КР-100 по ГОСТ 4121-96), по которому катится грузовая тележка.

Коробчатые балки изготавливаются из листового проката стали 09Г2С с продольными и поперечными ребрами жесткости. Ребра обеспечивают сопротивление кручению и местной потере устойчивости при несимметричной нагрузке от смещенной тележки.

Однобалочный мост строится на одной несущей балке, к нижнему поясу которой подвешивается грузоподъемный механизм. В зависимости от грузоподъемности, пролета и режима работы применяются три типа балок:

• Прокатный двутавр широкополочный (24М, 30М, 36М, 45М по ГОСТ 19425-74) — наиболее распространенное и экономичное решение для кранов малой и средней грузоподъемности.
• Сварная балка коробчатого сечения с приваренной к нижнему поясу полкой качения — применяется на кранах большей грузоподъемности и пролета, где сечение прокатного профиля недостаточно по моменту сопротивления.
• Трубчатая балка круглого сечения — редкое исполнение для специальных условий, например для подвесных кранов с легкой металлоконструкцией и плавным ходом тали по криволинейным путям.

По нижнему поясу балки движется грузоподъемный механизм — электрическая таль (тельфер) либо ручная таль. На ручных кран-балках перемещение тали и подъем груза осуществляются тяговыми цепями, а привод передвижения моста выполнен механическим — через колесо Шелла на концевой балке.

Устройство ходовой части и механизмы передвижения моста

Опорная и подвесная конструкции

Опорный мостовой кран перемещается по рельсам подкранового пути, уложенным на верхние пояса подкрановых балок. Ходовая часть включает двухребордные ходовые колеса диаметром от 200 до 900 мм, установленные в угловых буксах концевых балок. Буксы — литые или сварные стальные корпуса с подшипниковыми узлами на двухрядных сферических роликовых подшипниках.

Подвесной мостовой кран опирается ходовыми каретками на нижние полки рельсов подкранового пути, подвешенных к перекрытию или несущим элементам здания. Каждая ходовая каретка содержит два или четыре безребордных колеса с горизонтальными контр-роликами, удерживающими тележку от схода с полки рельса.

Устройство привода передвижения моста

Привод передвижения реализуется в трех вариантах:

• Раздельный привод — два мотор-редуктора на крайних колесах концевых балок. Синхронизация выполняется через частотный преобразователь. Современное и наиболее распространенное решение.
• Центральный привод — один электродвигатель и редуктор в центре моста, крутящий момент передается на ходовые колеса через трансмиссионный вал. Применяется на кранах большой грузоподъемности.
• Ручной цепной привод — колесо Шелла (приводное звездчатое колесо), тяговая цепь, приводной вал с открытыми зубчатыми передачами. Используется на ручных кран-балках грузоподъемностью до 5 т.

Устройство грузовой тележки двухбалочного крана

Грузовая тележка — самоходная транспортная платформа, перемещающаяся вдоль моста по подтележечному рельсу и несущая на себе грузоподъемный механизм. Сама тележка подъем груза не выполняет; ее задача — обеспечить горизонтальное перемещение точки подвеса груза в плоскости моста.

На раме тележки в стандартном исполнении устанавливается тельфер (электрическая канатная таль). В отдельных случаях, при тяжелых режимах работы или нестандартной кратности полиспаста, вместо тельфера монтируется канатная лебедка специального исполнения.

Состав узлов самой тележки:

• Сварная рама из листового проката с обработанными посадочными плоскостями под опоры подъемного механизма.
• Двухребордные ходовые колеса в буксах на двухрядных сферических роликовых подшипниках.
• Механизм передвижения тележки — мотор-редуктор с тормозом серии ТКТ или ТКГ, действующий на одну или две пары приводных колес.
• Площадки обслуживания и ограждения для безопасного доступа персонала к узлам тельфера и кабельной разводке.

При необходимости работы с грузами разной массы на раме тележки дополнительно монтируется тельфер вспомогательного подъема грузоподъемностью 10-30% от основной — это сокращает цикл при операциях с легкими грузами и оснасткой.

Грузоподъемное устройство: тельфер против тали

Электрическая таль (тельфер)

Тельфер объединяет грузоподъемный механизм и монорельсовую ходовую тележку в едином компактном корпусе (передвижное исполнение). Внутри размещены двигатель подъема, планетарный или цилиндрический редуктор, барабан с канатом, дисковый или конусный электротормоз.

На однобалочном кране тельфер катится по нижней полке двутавра на двух или четырех безребордных колесах, два из которых — приводные от отдельного мотор-редуктора передвижения. В стационарном исполнении тельфер жестко подвешивается к балке без механизма передвижения.

Ручная таль

Применяется на ручных кранах и в условиях отсутствия электропитания. Устройство включает червячный или шестеренный редуктор, тяговое колесо с приводной цепью, грузовую звездочку с круглозвенной грузовой цепью по ГОСТ 25996-97 и крюковую подвеску. В корпус встроен дисковый грузоупорный тормоз, исключающий самопроизвольное опускание груза при отпускании тяговой цепи.

Устройство тормозных систем мостового крана: глубокий технический разбор

Тормоза крана устанавливаются на двух приводных механизмах:

• Механизм передвижения моста — тормоз на каждом приводном узле раздельного привода или на быстроходном валу редуктора центрального привода.
• Механизм передвижения грузовой тележки двухбалочного крана — тормоз на быстроходном валу мотор-редуктора.

Все крановые тормоза — нормально-замкнутые. В обесточенном состоянии замыкающая пружина прижимает колодки к тормозному шкиву, насаженному на быстроходный вал редуктора. При подаче напряжения на двигатель механизма привод тормоза сжимает пружину и разводит колодки — тормоз растормаживается. Конструкция работает в отказобезопасном режиме: при любом обрыве цепи питания мост и тележка автоматически фиксируются.

Применяемые типы:

• Колодочный тормоз с электрогидравлическим толкателем серии ТКГ — основной тип для привода передвижения моста кранов средней и большой грузоподъемности. Толкатель серии ТЭ (ТЭГ) включает электродвигатель, центробежную крыльчатку в масляной ванне и поршень со штоком.
• Колодочный тормоз с электромагнитным приводом серии ТКТ — применяется на приводе передвижения грузовой тележки и на кранах малой грузоподъемности. Размыкание колодок выполняется короткоходовым электромагнитом переменного тока.

Оба типа имеют сменные фрикционные накладки (асбокаучуковые или безасбестовые) и регулируемую тягу для компенсации износа.

На мостовых кранах с ручным цепным приводом выделенный тормоз механизма передвижения моста не устанавливается. Самоторможение обеспечивается конструктивными особенностями привода:

• Открытая зубчатая передача колеса Шелла с высоким передаточным числом дает значительные потери на трение.
• В исполнениях с червячным редуктором ручного привода низкий КПД передачи (менее 50%) исключает обратное вращение под действием инерции.
• Дополнительное сопротивление создает трение в подшипниках ходовых колес и в шарнирах привода.

Этого достаточно для остановки моста сразу после прекращения приложения усилия к тяговой цепи. Сам ручной привод работает на малых скоростях, поэтому инерционные нагрузки минимальны и отдельная тормозная система избыточна.

Устройство систем питания, коммутации и управления

Токоподвод

Подача питания на крановое оборудование реализуется в двух исполнениях:

• Троллейный токоподвод — жесткие шинопроводы или стальной уголок с медной шиной, токосъем щеточными или роликовыми коллекторами. Применяется в цехах с большой длиной подкрановых путей и интенсивным режимом работы.
• Гибкий кабельный (фестонный) токоподвод — плоский или круглый кабель в шторных подвесах на С-образных каретках, движущихся по гибкому тросу или специальному профилю. Стандарт для современных кран-балок и тельферов.

Электрооборудование крана

Аппаратура размещается на металлоконструкции в защитных шкафах:

• Защитная панель ввода с автоматическим выключателем и линейным контактором.
• Магнитные контакторы реверсивного управления двигателями.
• Частотные преобразователи для плавного пуска и регулирования скорости.
• Командоконтроллеры или релейная схема управления.

Пост управления

Реализуется в трех вариантах:

• Подвесной кнопочный пульт на гибком кабеле — для кранов малой грузоподъемности.
• Радиоуправление промышленного исполнения — стандарт современных кранов.
• Кабина крановщика с креслом-пультом — применяется на тяжелых металлургических и литейных кранах, а также там, где требуется визуальный контроль зоны грузовых операций с высоты.

Устройства безопасности и противоугонные механизмы

Противоугонные устройства обязательны для кранов, работающих на открытых эстакадах, где возможен угон крана ветром. Устанавливаются на каждой концевой балке.

Рельсовые захваты разделяются по принципу действия:

• Механические клещевые захваты — винтовые или эксцентриковые. Крановщик при завершении смены вручную приводит зажим в действие, и захваты фиксируют крановую накладку на рельсе подкранового пути.
• Автоматические гидравлические или электроприводные захваты — срабатывают по сигналу анемометра при превышении пороговой скорости ветра (как правило, 15 м/с).

Приборы и элементы защиты

Концевые выключатели:

• Ограничители высоты подъема крюка (рычажные или шпиндельные).
• Ограничители хода моста и тележки в обоих направлениях.
• Ограничители грузоподъемности (ОГП) — электронные приборы с тензодатчиками, установленными в подвижной обойме блока или в опоре барабана. Регистрируют усилие в канате и отключают механизм подъема при превышении номинальной грузоподъемности на 10-25%. Современные ОГП ведут электронный журнал перегрузок для проверки Ростехнадзором.

Механическая защита дополняет электронные системы:

• Тупиковые упоры в конце подкрановых путей.
• Буфера — резиновые, пружинные или гидравлические — на торцах концевых балок и грузовой тележки.
• Метельники — стальные ножи перед ходовыми колесами для удаления посторонних предметов с рельсов.
• Предохранительные защелки на крюках, исключающие самопроизвольный сход стропа.

Электрическая защита:

• Люковая блокировка — разрывает цепь управления при открытом люке выхода на галерею моста, предотвращая включение крана при нахождении персонала на путях.
• Нулевая блокировка — блокирует пуск крана, если контроллеры не выведены в нулевое положение, исключая бросковый пуск механизмов.

Закажите мостовой кран в производственной компании «Балкран»

Крановый завод «Балкран» проектирует и изготавливает мостовые краны грузоподъемностью до 50 тонн и пролетом до 40 метров для металлургии, энергетики, тяжелого машиностроения и логистики. Каждый проект начинается с инженерного аудита объекта (выездного или онлайн) и заканчивается пусконаладкой в присутствии заказчика.

Что Вы получаете при заказе крана в нашей компании:

• Индивидуальный проект под геометрию Вашего цеха, включая стесненные условия и нестандартные пролеты.
• Изготовление металлоконструкции крана на собственных производственных мощностях с контролем качества от раскроя металла до окраски.
• Поставку сертифицированных комплектующих, совместимых с большинством российских и зарубежных кранов.
• Монтаж, пусконаладку и сдачу в эксплуатацию с полным пакетом документов.
• Гарантию 12 месяцев на всю продукцию без скрытых условий и сервисное обслуживание по всей России.

Опыт ключевых специалистов превышает 10 лет, выполнено более 50 крупных проектов на промышленных предприятиях по всей стране. Если перед Вами стоит задача оснастить цех мостовым краном любой сложности, оставьте заявку на сайте или свяжитесь с нашими специалистами по телефону — мы согласуем техническое задание и подготовим коммерческое предложение под параметры Вашего производства.