ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПЛАВУЧИХ КРАНОВ, ОТРАБОТАВШИХ НОРМАТИВНЫЙ СРОК ЭКСПЛУАТАЦИИ

что исключает вытеснение запыленного воздуха. После разгрузки грейфера и удаления его с опорных стоек вместимость бункера увеличивается и принимает максимальное значение, что в еще большей степени гарантирует невытеснение запыленного воздуха.

Исследования эффективности пылеподавле-ния бункера с изменяющейся вместимостью показали, что его применение позволяет снизить запыленность воздуха над бункером в 25-30 раз [7]. К преимуществам можно отнести также увеличение производительности грейферно-бункерного перегружателя и снижение его энергопотребления. Конструкция специального бункера с изменяющейся вместимостью защищена патентом.

Список литературы

[1] Бланк, Ю.И. Борьба с пылеобразованием в морских портах / Ю. И. Бланк, В. Я. Зильдман, В. А. Чикановский // Морской транспорт / Экспресс - информация. - М., 1984. - Вып. 552. - С. 24...29.

[2] Сборник предельно-допустимых концентраций атмосферных загрязнений : сб. статей / отв. ред. В. А. Рязанов. - М. : Медгиз, 1955. - 120 с.

[3] Отделкин, Н.С. Сокращение потерь комовой серы при перегрузке грейфером / Н.С. Отделкин., Н.П. Гладков // ЦБНТИ МРФ - М. - Транспотр, 1989. - вып. 4. - С. 23-25.

[4] Поваров, Г.С. Сокращение потерь грузов при транспортировке / Г.С. Поваров // Речной транспорт. - 1975. - № 2. - С. 29-40.

[5] Сюхин, Г.А. Снижать потери насыпных грузов при перевозке / Г.А. Сюхин, А.И. Телегин // Речной транспорт. - 1975. - № 1. - , С. 31-35.

[6] Вейсенберг Г.В. Исследование процесса и разработка параметров улавливания пыли диспергированной жидкостью на основе применения добавок химических веществ. Дис... канд. хим. наук. — Караганда,1982. -168 с.

[7] Бобровников Н.А. Охрана воздушной среды от пыли на предприятиях строительной индустрии. — М.: Стройиздат, 1981. — 98 с.

[8] Сборник предельно допустимых концентраций атмосферных загрязнений / Под ред. В.А. Рязанова. — М.: Медгиз, 1975.— 282 с.

DEVICE REDUCES LOSSES IN BULK CARGO RELOADING

GRABBING CRANE

E. I. Adamov, N.S. Otdelkin

The article reviewed the technical means to combat the dust, reducing losses and negative effects of dust on the environment, trans-shipment of bulk cargo grab cranes

УДК 62-768

А.С. Слюсарев, д.т.н., профессор, ФБОУВПО «ВГАВТ» А.С. Яблоков, аспирант, ФБОУ ВПО «ВГАВТ» 603950, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5а.

ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПЛАВУЧИХ КРАНОВ, ОТРАБОТАВШИХ НОРМАТИВНЫЙ СРОК ЭКСПЛУАТАЦИИ

Рассмотрены последствия явления «присоса» грейфера для плавучих кранов, занимающихся подводной добычей. Приведено решение проблемы - включение в привод механизма подъема гидротрансформатора, а также сформулированы требования к характеристикам и конструкции для такого гидротрансформатора.

В настоящее время из-за истощения запасов строительных минералов на суше увеличивается их добыча со дна водоемов (озера, карьеры, реки). Так, при общемировом запасе под водой песка, оцениваемого триллионами тонн, каждый год его добывается около 1 миллиарда тонн, и большая часть находится в состоянии, пригодном для использования в строительстве. Одни из самых богатейших залежей жизненных ресурсов в мире, ещё до недавнего времени мало используемых человеком, скрыты в недрах Мирового океана и прежде всего в его шельфовых зонах. Кроме этого, подводная добыча является более экономичной, по сравнению с наземной, за счет исключения из процесса добычи буровзрывных и дробильных работ, нет необходимости в строительстве отвалов и хвостохранилищь, не нужны подъездные пути, сами месторождения могут быть более мощными, обеспечивающими высокую производительность и быструю окупаемость затрат. Опыт подводной добычи песков показал, что себестоимость песка в 4-6 раз ниже, чем освоение месторождений ископаемых на суше.

Главное отличие подводной добычи состоит том, что работы ведутся при сложном гидродинамическом воздействии течений, волнений, влиянии ветровых явлений, более сложного влияния климатических условий

Для подводной добычи используются различные установки. Такие как грейферные драги, работающие в условиях открытого моря при волнении до 2.5 м., так и на глубине 76 м. Многочерпаковые снаряды при строительстве и добыче полезных ископаемых в шельфовых зонах с глубиной до 50 м. Наиболее мощные и высокопроизводительные многочерпаковые снаряды оборудуются обогатительными установками, поэтому их часто называют драгами. Землесос - установка, оборудованная грунтовым насосом для транспортировки гидросмеси по напорным трубопроводам. Подводные земснаряды, осуществляющие выемку породы за счет использования гидростатического давления среды в районе забоя.

Широкое применение нашли многочерпаковые снаряды при строительстве и добыче полезных ископаемых в шельфовых зонах с глубиной до 50 м.

Наиболее распространенными установками для подводной добычи нерудных строительных материалов на территории внутренних водных путей Российской Федерации являются: земснаряды и плавучие краны.

Плавучий кран может работать по прямому варианту работ: «плавучий кран -судно», и по созданию открытого штабеля - «плавучий кран - берег». Кроме этого, может использоваться для разгрузки барж как на причал так и на другие перегрузочные средства. Таким образом является универсальной перегрузочной машиной циклического действия.

При подводной добыче плавучими кранами, в качестве грузозахватного органа используется грейфер. Механизм подъема и зачерпывания грейфера плавучего крана не отличается от механизма подъема портального крана, на котором при перегрузке сыпучих материалов так же в качестве грузозахватного органа используется грейфер. Однако, при работе грейфера в водонасыщенном материале под водой, при его зачерпывании и подъеме возникают дополнительные гидростатические силы: «присоса», фильтрации, гидростатики и вязкостного течения материала, зависящие от скорости зачерпывания материала и отрыва грейфера, что приводит к нагрузкам в канатах механизма подъема и металлоконструкции крана. Этот эффект возникает в краткий промежуток времени и может превышать на 50% допускаемые нагрузки на кран и является «пиковым» [1], (рис.1).

ипо - скорость навивки каната поддерживающей лебедки и30 - скорость навивки каната замыкающей лебедки

, <32, <33, 04 - напряжения в элементах металлоконструкции

Рис. 1 - Динамические процессы в элементах металлоконструкции крана КПЛ 16-30 при подъеме груженого грейфера.

В настоящее время 90% плавучих кранов имеют срок эксплуатации от 15 лет и более, что делает проблематичным их использование при подводной добыче, так как их металлоконструкции изношены и не рассчитаны на подобные нагрузки (рис. 2).

а) трещина в элементе стрелы уголок; б), в), г) трещина в сварном шве элемента стрелы; д) трещина в корпусе редуктора механизма подъема; е) износ посадочной поверхности корпуса редуктора механизма подъема.

Рис. 2 - Характерные дефекты металлоконструкции и механизмов плавучих кранов.

Кроме того, пиковые нагрузки в механизме подъема отрицательно сказываются на работе дизель-генераторной установки, являющейся источником энергии на грейферных плавучих кранах. На плавучих кранах используются высокооборотные и среднеоборотные дизели с газотурбинным наддувом и без него. Известно, что отклонение частоты вращения вала дизельгенератора вызывают снижение к.п.д. асинхронных двигателей, увеличение потерь мощности и вытекающей отсюда перерасход топлива дизелем, снижение скоростей. Переходные процессы в генераторе и дизеле (рис.3) имеют колебательный характер.

При испытаниях энергетических установок на базе дизелей без наддува (8Ч 23/30) [2] было установлено (рис. 3), что при подъеме груженого грейфере провалы напряжения близки по величинам к изменениям частот вращения вала дизеля и составляют у кранов КПЛ 16-30 с электродвигателями МТВ713-10 20-25%, у кранов КПЛ 16-30 с двигателями МТН613-10 8-10% от номинальных значений.

Увеличение нагрузки на дизель-генератор не сопровождается мгновенным возрастанием движущего момента дизеля, что обусловлено переходными процессами в системе подачи топлива. Движение рейки топливных насосов в переходных процессах начинается с некоторым запаздыванием (инерционность ее деталей, наличие люфтов и т.д.), и, кроме того, необходимо время на поступление и эффективное сжигание дополнительной порции топлива. Момент вращения дизеля нарастает до предельного значения в течение 0,4 - 0,5 с.

В результате обработки осциллограмм [2] установлено, что в течение часа при обычной эксплуатации крана производится до 300-400 включений электродвигателей подъемных лебедок и продолжительность переходных процессов в энергетической установке от общего времени кранового цикла составляет 15-20%.

Таким образом, пиковые нагрузки ведут к работе дизель-генераторной установки на низких оборотах, что ведет к снижению крутящего момента, повышенному потреблению топлива, неполному сгоранию топлива и общему износу поршневой группы. В последствии, продолжительная эксплуатация дизель-генераторной установки в нестабильном режиме: с периодическим падением частоты, мощности и крутящего момента приводит к незапланированному дорогостоящему капитальному ремонту.

25 О

2,5

75 10

Ю 0,8 0,6 ОА 0,2 и

'К

!! ,

I

0 \

V щ

ч

1

' II

?

II

: ,——- /

А/ и _ __ __ ^

А // V г

ч

о

0.5

10

15

20

¿рощ г

/ V

/ \ V /

/ , ' \ V / \

/ / \ о \

/ 1 * ч . ч.

/ \

_—

г

и

ц5

Ю Время, с

1.5

2,0

___ __ --

ч 7 у -—- — ^ - * {

- X

О 025 050 075 100 1,25 150 175 2:00

1 - подъем груженого грейфера; 2 - подъем порожнего грейфера; 3 - начало зачерпывания.

Рис. 3 - Осциллограмма экспериментальных испытаний дизель-генераторной установки ДГР 300/750 на плавучем кране КПЛ 16-30.

Пиковые нагрузки возникают из-за физических процессов, происходящих при зачерпывании водонасыщенного материала под водой. Фильтрация воды через поры материала, при его сжатии, в момент схождения челюстей грейфера, поступление воды под днище грейфера для компенсации «присоса» грейфера из-за гидростатического давления столба жидкости [1].

Уменьшение пиковых нагрузок за счет снижения скоростей зачерпывания и подъема осуществляет крановщик, путем кратковременного включения и выключения лебедок. Эффективность такой работы зависит от квалификации крановщика, зачастую приводит к снижению производительности, поперечному кренению крана, возникновению пиковых нагрузок, особенно осложняет работу в ночное время. Предпринимались попытки устанавливать в приводе механизма подъема дифференциальные редукторы с двумя скоростями вращения выходного вала, то есть своеобразную коробку передач. Такое решение не является оптимальным с точки зрения автоматического управления и гладкого регулирования скоростей лебедок. Решение

И.В. Никитаев

Выбор параметров гидроаккумулятора системы амортизации рабочего оборудования

проблемы заключается в установке между двигателем и редуктором лебедок механизма подъема гидротрансформаторов, соответствующих мощностям лебедок. Надежность их подтверждается длительной эксплуатацией в приводах тракторов, бульдозеров и локомотивов.

Гидротрансформаторы позволяют автоматически регулировать скорость подъема и замыкания грейфера, путем создания обратной связи между нагрузкой на канатах и скоростями зачерпывания и подъема грейфера. Позволяют гладко менять передаточное отношение от двигателя к редуктору в 3,5 раза в строну увеличения и соответственно увеличивая крутящий момент на валу редуктора и кроме того, является средством, предохраняющим привод от любых перегрузок, так как передача крутящего момента в нем осуществляется через жидкость, а не через жесткую кинематическую связь. Так же отпадает необходимость в ограничителе грузоподъемности в механизме подъема крана, требующего обслуживания и регулирования.

Как показали исследования [3], несмотря на некоторое снижение к.п.д. привода, вследствие возникновения дополнительных потерь в самом гидротрансформаторе, он обеспечивает рост производительности при приемлемой его экономичности.

Средняя стоимость гидротрансформатора составляет тридцать тысяч рублей -цифра соизмеримая со стоимостью среднего ремонта плавучего крана. Установлено так же, что благодаря высоким защитным свойствам надежность электродвигателя повышается в 1,4-1,5 раза, а долговечность редуктора и элементов механической передачи в 2,0 раза.

Список литературы

[1]. Никитаев, И.В. Судовые энергетические грейферные установки для добычи рудных материалов на континентальном шельфе/ И.В. Никитаев - Нижний Новгород: ВГАВТ, 2000. - 26 с.

[2]. Нестеров, Л.Н. Оптимизация нагрузочного режима энергетической установки грейферного плавкрана/ Л.Н.Нестеров - Горький: ГИИВТ, 1985. - 251 с.

[3]. Анохин, В.И. Применение гидротрансформаторов на скоростных гусеничных тракторах/ В.И. Анохин - М.: Машиностроение, 1972. - 304 с.

THE PROBLEMS OF USING FLOATING CRANES, EXHAUST

NORMATIVE LIFE A.S. Slusarev, A.S. Yablokov

Considered the implications of the phenomenon of "sucker" Grapple for floating cranes involved in underwater mining. A solution of the problem - including in the drive mechanism for lifting the torque converter, as well as the requirements to specifications and designs for such a converter.

УДК 621.873/.875

И.В. Никитаев, к. т. н., доцент, ФБОУВПО «ВГАВТ» 603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5. E-mail: pmptmvgavt@yandex.ru

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ГИДРОАККУМУЛЯТОРА СИСТЕМЫ АМОРТИЗАЦИИ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН С ЖЕСТКОЙ

ПОДВЕСКОЙ