КРАНОВАЯ УСТАНОВКА ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬЮ 150 ТОНН

Полезная модель относится к грузоподъемным стреловым кранам, устанавливаемым на рельсовых транспортных средствах, в частности к железнодорожным кранам (ЖК), снабженным противовесами и средствами компенсации крена платформ и предназначенным для погрузочно-разгрузочных и восстановительных работ.
Известен железнодорожный кран КЖ 1572, представленный на сайте http://crane-kirov.ru/ru/production/cranes/kzh-1572 и описанный в Приложении 1.
Известный кран железнодорожный гидравлический КЖ-1572 предназначен для выполнения восстановительных, строительно-монтажных, ремонтных и погрузочно-разгрузочных работ на путях железных дорог колеи 1520 мм.
Основными узлами крана являются ходовая и поворотная рамы, соединенные между собой опорно-поворотным устройством с углом поворота 360°, установленные на две четырехосные тележки, оборудованные гидравлическим механизмом передвижения. Кран оборудован выдвижным противовесом.
На поворотной раме расположены следующие основные узлы и агрегаты:
- трехсекционная телескопическая стрела с двумя гидроцилиндрами подъема, обеспечивающими работу крана в диапазонах вылетов стрелы от 7,2 до 28,9 м;
- силовая установка, состоящая из дизель-гидравлического агрегата и бака топливной системы, обеспечивающего работу крана в течение 16 часов без дозаправки;
- аварийный агрегат, обеспечивающий приведение крана из рабочего положения в транспортное в случае отказа силовой установки;
- комфортабельная кабина машиниста с рабочим местом, оснащенным микропроцессорным устройством с визуальной индикацией фактической и максимальной загрузки, вылета и длины стрелы, автоматическим выключением механизмов крана в случае превышения номинальной грузоподъемности и возможностью опускания груза после его срабатывания, а также прибором фиксации характеристик. См. также сайт: http://unix-eng.ru/index.php/produkcia/zheleznodoroznoe/zd-krani/kw-.
На известной крановой установке используется гидравлический привод на все 4 основных рабочих механизма, а именно: подъем стрелы, телескопирование стрелы, поворот крана и подъем груза. Недостатками известной крановой установки являются следующие.
1) Для кранов с полностью гидравлическим приводом необходимо большое количество гидравлических масел (до 4000 л на кранах СМ-539), к тому же рукава РВД проложены в недоступных местах. При выходе из строя или неисправностях необходим демонтаж части агрегатов. При недолжном обслуживании или дефектах РВД это приводит к утечкам гидравлического масла в больших объемах, что затрудняет обслуживание крана.
2) При температуре от -30С° и ниже необходима обязательная прогонка гидравлических масел (на кранах типа СМ установлен подогрев) для уменьшения вязкости, а при температуре свыше +30С° необходима установка системы охлаждения масел для увеличения вязкости. При отсутствии таковой необходимо делать перерыв в работе крана. Особенно это касается длительно используемых механизмов при работе крана- механизме подъема груза и механизме поворота, что связано с технологией использования крана. При работе во время выполнения грузоподъемной операции кран разово поднимает стрелу и разово выдвигает ее. Вся остальная работа по подъему, перемещению, пространственному позиционированию и опусканию груза проводится механизмами подъема груза и поворота крана. Таким образом, эти 2 механизма являются самыми нагружаемыми при работе крана. Соответственно перевод их на электрический привод позволяет увеличить производительность работы.
3). Неисправность гидромоторов или гидронасосов поворота, лебедки подъема груза приводит к невозможности даже аварийной сборки крана и кран остается в положении, предшествующем выходу из строя гидромотора, что ведет к невозможности его транспортировать в ремонтное предприятие. А на месте выполнения работ сложно устранить эти поломки, т.к. требуются замена вышедшего из строя гидроагрегата и квалифицированные специалисты - гидравлики. В случае же электрического привода такие поломки исключены, т.к. механический редуктор подъема груза и поворота практически не подлежит поломкам.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является железнодорожный кран ЕДК высокой грузоподъемности, описанный в книге авторов Новикова Г.И. и Томилина И.П. «Краны типа ЕДК. Устройство и эксплуатация», М., 2000 г стр. 8, 32, 38 и т.д. (см. Приложение 2 к заявке) стр. 8, 32, 38., до сих пор широко используемый на российских железных дорогах и выбранный в качестве прототипа, поскольку речь идет о модернизации именно этого крана.
Кран типа ЕДК состоит из двух основных частей: поворотной и неповоротной. Кран имеет четыре основных механизма: подъем груза (основной и вспомогательный), изменение вылета стрелы, поворот (основной и вспомогательный), передвижение самоходом. Кроме того, кран имеет подстреловую самоходную платформу с дизель- электрической установкой, такую же, как на кране, предназначенную для укладки стрелы и противовесов. Стрела крана имеет сварную трубчатую конструкцию. В рабочем положении стрела фиксируется автоматически установкой опорных валиков между подвижной опорой стрелы и рамой поворотной платформы. В транспортном положении перемещение стрелы относительно поворотной части крана происходит вследствие перемещения опор крана в пазах поворотной части.
На поворотной части крана, имеющей опорную раму, располагаются: верхняя часть опорно-поворотного устройства; механизмы поворота, подъема груза, изменения вылета стрелы, выдвижения консолей; дизель-электрическая установка, кабина управления с аппаратным отделением и стрела с полиспастом и порталом.
Поскольку кран ЕДК является прототипом предлагаемого технического решения, то есть смысл рассмотреть более подробно его основные узлы и их недостатки.
На известной крановой установке используется гидравлический привод на все 4 основных рабочих механизма, а именно: подъем стрелы, телескопирование стрелы, поворот крана и подъем груза.
Недостатками известной крановой установки являются следующие. Для кранов с полностью гидравлическим приводом необходимо большое количество гидравлических масел (до 4000 л на кранах СМ-539), к тому же рукава РВД проложены в недоступных местах. При выходе из строя или неисправностях необходим демонтаж части агрегатов. При недолжном обслуживании или дефектах РВД это приводит к утечкам гидравлического масла в больших объемах, что затрудняет обслуживание крана. Б) При температуре от -30С° и ниже необходима обязательная прогонка гидравлических масел (на кранах типа СМ установлен подогрев) для уменьшения вязкости, а при температуре свыше +30С° необходима установка системы охлаждения масел для увеличения вязкости. При отсутствии таковой необходимо делать перерыв.
Самыми нагружаемыми и длительно используемыми механизмами при работе крана являются механизм подъема груза и механизм поворота, что связано с технологией использования крана. При работе во время выполнения грузоподъемной операции кран разово поднимает стрелу и разово выдвигает ее. Вся остальная работа по подъему, перемещению, пространственному позиционированию и опусканию груза проводится механизмами подъема груза и поворота крана. Соответственно, как уже пояснялось выше, их работа на гидравлических приводах не обеспечивает надежности при эксплуатации в пограничных режимах температуры.
При этом стрела у большинства моделей крана ЕДК выполнена сварной в виде единой конструкции, что усложняет перемещение крана при переезде его на другое место работы и делает необходимым использование для ремонта стрелы специального приспособления длиной, соразмерной с длиной стрелы.
Задачей является повышение надежности работы основных узлов крановой установки при упрощении ее конструкции.
Поставленная задача решается тем, что в крановой установке грузоподъемностью 150 тонн, монтируемой на подкрановой платформе железнодорожного крана, имеющей опорную раму, на которой расположены верхняя часть опорно-поворотного устройства, стрела крана, механизм поворота крана, механизм подъема груза, механизм изменения вылета стрелы, механизм выдвижения консолей, дизель - электрическая установка и кабина управления с аппаратным отделением, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, стрела крана выполнена телескопической с гидравлическими приводами механизма телескопирования и механизма изменения вылета стрелы, механизмы подъема груза и поворота крана снабжены электромеханическими приводами с частотным регулированием, дополнительно установлен стационарный противовес массой 16 т на торцевой задней стенке опорной рамы, также имеется съемный противовес массой 26,5 т, устанавливаемый на выдвижных консолях с электрогидравлическим приводом.
Снабжение механизмов подъема груза и поворота крана электромеханическими приводами с частотным регулированием делает их работу надежной, выполнение стрелы крановой установки телескопической упрощает ее использование и в совокупности с оборудованием крановой установки стационарным (несъемным) противовесом массой 16 т, установленным на торцевой задней стенке опорной рамы, а также съемным противовесом массой 26,5 т, установленным на выдвижных консолях во всех случаях (с несъемным или со съемным противовесом в любом положении) обеспечивает возможный максимальный подъем груза = 150 т при минимальном вылете стрелы, также делая работу крановой установки надежной.
Технический результат - повышение надежности работу при упрощении ее эксплуатации.
Заявляемая крановая установка обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как выполнение стрелы крана телескопической с гидравлическими приводами механизма телескопирования и механизма изменения вылета стрелы, снабжение механизмов подъема груза и поворота крана электромеханическими приводами с частотным регулированием, установка дополнительного стационарного противовеса массой 16 т на торцевой задней стенке опорной рамы, наличие съемного противовеса массой 26,5 т, устанавливаемого на выдвижных консолях с электрогидравлическим приводом, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата. Заявляемая крановая установка может найти широкое применение для подъема грузов большого веса и может использоваться на железных дорогах страны для ремонтных и восстановительных работ, и потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где представлены на:
- фиг. 1 - схематичный общий вид крановой установки;
- фиг. 2 - схематичный вид сбоку крановой установки;
- фиг. 3 - схематичный вид сверху крановой установки.
Крановая установка грузоподъемностью 150 т (фиг. 1-3) смонтирована на подкрановой платформе железнодорожного крана (на чертежах не показана). Она имеет опорную раму 1, на которой расположены верхняя часть опорно-поворотного устройства, стрела 2 крана, механизм 3 поворота крана, механизм 4 подъема груза, механизм 5 изменения вылета стрелы 2, механизм 6 выдвижения консолей, дизель -электрическая установка 7 и кабина 8 управления с аппаратным отделением. При этом стрела 2 крана выполнена телескопической с гидравлическими приводами механизма 9 телескопирования (выдвижения) и механизма 5 изменения вылета стрелы. Механизм 4 подъема груза и механизм 3 поворота крана снабжены электромеханическими приводами с частотным регулированием (на чертежах не показаны). На торцевой задней стенке опорной рамы 1 подкрановой платформы дополнительно установлен стационарный противовес 10 массой 16 т. В установке также имеется съемный противовес 11 массой 26,5 т, устанавливаемый на выдвижных консолях с электрогидравлическим приводом.
Работа крановой установки осуществляется следующим образом.
Поворот опорной рамы 1 осуществляется механизмом 3 поворота, установленным на ней. Телескопическая стрела 2 установлена на оси между двумя кронштейнами 12 держателя стрелы 2, жестко закрепленного на опорной раме 1. Вылет стрелы 2 изменяется либо выдвижением одной или двух ее секций при помощи встроенных в стрелу гидроцилиндров 9, либо выдвижением/втягиванием гидроцилиндров 5 подъема стрелы 2. Гидроцилиндры 9 с одной стороны крепятся к проушинам стрелы 2, с другой стороны - к закрепленным на опорной раме 1 кронштейнам 12. Также на опорной раме 1 установлен бак 13 объемом 1500 л и приводы 14 гидронасосов. На задней части опорной рамы 1 стационарно установлен противовес 10 массой 16, 5 т. (на приваренных к задней стенке платформы консолях) и съемный противовес 11 массой 26,0 т (на выдвижных консолях (на чертеже показан тонкими линиями). Управление краном производится из кабины 8, установленной на передней правой части опорной рамы 1.
Заявляемая крановая установка характеризуется следующими параметрами.
Стрела крановой установки - 3-секционная телескопическая с одним грузовым двурогим крюком.
Минимальный вылет стрелы 7,2 м, максимальный - 26 м.
Максимальная грузоподъемность усовершенствованного указанным образом крана ЕДК-1000 при минимальном вылете стрелы 150 тонн/с.
Скорость выдвижения (втягивания) 2 и 3 секций стрелы 6 м/мин.
Максимальная высота подъема крюка - 21 м.
Максимальная глубина опускания крюка - 10 м.
Технические характеристики крановой установки грузоподъемностью 150.
1. Грузоподъемность 150 т.
2. Максимальный грузовой момент 1350 тм.
3. Силовой агрегат ЯМЗ с силовым генератором 200кВ.
4. Рабочие органы:
A) Подъемный механизм:
- Привод электромеханический с асинхронным двигателем мощностью 63 кВт с частотным регулированием.
- Редуктор 3-ступенчатый планетарный.
- Тормоз электрогидравлический двухколодочный.
- Система управления электрическая дистанционная.
- Канат - d=25 мм, ГОСТ 7667 длина 270 м.
- Полиспаст 16-кратный.
Б) Поворотный механизм:
- Привод электромеханический с асинхронным двигателем мощностью 9 кВт с частотным регулированием.
- Редуктор 2-ступенчатый планетарный с орбитальным механизмом.
- Тормоз электрический двухколодочный.
- В связи с тем, что используется асинхронный двигатель с частотным регулированием, плавность поворота регулируется в большом диапазоне с использованием электродинамического торможения
- Число оборотов поворотной части - 0-0,1 V/мин.
- Система управления электрическая дистанционная.
B) Механизм подъема стрелы:
- Привод гидравлический.
- Управление электрогидравлическое.
- Количество цилиндров - 2 штуки.
Г) Стрела:
- Тип телескопическая выдвижная из 3-х частей.
- Один 2-позиционный телескопический цилиндр с запорным вентилем.
- Длина телескопа - 8-9 м.
- Рабочая область - 7-29 м.
- Телескопическая скорость - 6,0 м/мин.
- Вылет мин. 7,2 м.
- Вылет макс. 26 м.
Д) Гидропривод (на телескопировании и подъеме-опускании стрелы):
- Два асинхронных 3-фазных двигателя с короткозамкнутым ротором мощностью 55 кВт каждый, приводящие в движение две параллельные насосные установки.
- Насосные установки - два аксиально-поршневых насоса типа 313.4.160.
- Насос управления типа 210.3.28 - привод асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором мощностью 2,2кВт.
- Система управления - электрическая дистанционная с пультом управления АСУРТ.
Е) Механизм выдвижения выносных опор аутригера - электрогидравлический привод. Основные размеры (опоры):
- База крана (по внутренним опорам) - 9300 м.
- Опорный контур внутренних опор, м - 9,3×3,2 м.
- База 1 - 4,6 м × 6,4 м.
- База 2 - 5,2 м × 6,0 м.
- База 3 - 7,1 м × 2,3 м.
- Максимальная опорная сила - 1200 кН.
- Длина хода цилиндра опоры - 0,5 м.
В сравнении с прототипом заявляемая крановая установка является более надежной в работе и имеет более простую и удобную конструкцию.