Портальный кран – сложная подъёмно-транспортная машина, сложность конструкции которой определяется сложностью технологических операций и повышенных требований к точности исполнения и работы крана.

Рисунок 3.1 – Кран портальный. Общий вид.

1-ходовая тележка;

3-опорно поворотное устройство;

4-неподвижный противовес;

5-кабина управления;

6-кабина для механизмов;

7-механизм изменения вылета;

8-подвижный противовес;

10-жёсткая оттяжка;

12-сменное рабочее оборудование;

3.2 Классификация портальных кранов по их назначению

Портальные краны по функциональному назначению разделяются на: перегрузочные, монтажные, строительные, судостроительные (рис. 3.2)

Рисунок 3.2 – Блок-схема классификации портальных кранов

3.3 Перегрузочные портальные краны

Портовые краны. Грузоподъемность кранов, используемых в портах при погрузке массовых грузов, колеблется в пределах от 1,5 до 20 тонн. При грузоподъемности свыше 3 т. они обычно снабжаются сменным оборудованием - грейферами для работы с насыпными грузами и крюками для работы со штучными грузами. Для кранов грузоподъемностью до 3 т., включительно применение грейферов весьма ограничено, в основном они используются для снабжения углем каботажных и речных судов. Поэтому для упрощения подъемного механизма такие краны обычно изготовляются только с крюками. Для специализированных морских причалов при больших количествах насыпных грузов целесообразно применение грейферных кранов грузоподъемностью до25 т.

Портовые краны обычно имеют постоянную грузоподъемность на всех вылетах. В зависимости от ширины прикордонных складов и обслуживаемых судов портовые краны имеют максимальный вылет от 15 до 40 м (и 30 м обычно 25). Минимальный вылет принимается из конструктивных соображений. В целях обслуживания наибольшей площади с одной установки крана следует стремиться иметь этот вылет наименьшим. Ширина колеи портала (расстояние между осями подкрановых рельс зависит от количества железнодорожных путей, перекрываемых порталом. Обычно порталы выполняются однопутными, трехпутными двухпутными и. В некоторых случаях порталы заменяются Г-образными полупорталами, в которых горизонтальная рама металлоконструкции одной стороной опирается непосредственно на ходовые тележки, катающиеся по подкрановым рельсам, уложенным на несущих конструкциях зданий прикордонных складов (рис. 3.3) или на специальных эстакадах. В речных портах, имеющих откосные набережные, иногда применяются полупорталы специальной конструкции, которые перемещаются по рельсам, уложенным

Рисунок 3.3 – Полупортальный кран

на разных уровнях (рис. 3.4). Это позволяет приблизить ось вращения крана к разгружаемому судну, не прибегая к возведению дорогостоящих массивных стенок набережных. При больших колебаниях уровня воды в реке во время паводков ходовые тележки, идущие по нижнему рельсу, и часть металлической конструкции полупортала часто работают под водой.

Поворотная часть крана на однопутном портале устанавливается на середине его пролета, на двухпутном она иногда смещается к одному из подкрановых рельсов в зависимости от условий работы крана. Поворотная часть крана на трехпутном портале иногда выполняется передвижной, что увеличивает обслуживаемую площадь, но усложняет конструкцию крана.

Ввиду высокой стоимости сооружения подкрановых путей и набережных давление на ходовые колеса кранов обычно ограничивается 20-30 т. В зависимости от этого давления определяется число ходовых колес.

Рисунок 3.4 – Перегрузочный портальный крана на полупортале специальной конструкции

Возможности применения портальных кранов для выполнения широкого спектра операций:

▬ перевалки штучных грузов при помощи грузового крюка;

▬ работы с тяжелыми грузами;

▬ обработки навалочных грузов при помощи грейфера;

▬ работы с магнитом;

▬ перегрузки металлолома при помощи прямоугольного грейфера;

▬ обработки контейнеров при помощи спредера.

Краны с бункером (краны типа «кенгуру») на портале (рис. 5) применяют для выгрузки сыпучих грузов из судов при устойчивом грузопотоке.

Вращение исключено из рабочего цикла крана, тем самым повышается производительность. Движение грейфера из трюма к бункеру и обратно обеспечивают только механизмы подъема и изменения вылета. Из грейфера

Рисунок 3.5 – Портальные краны с бункером (типа «кенгуру»)

груз высыпается в бункер и доставляется на склад транспортерами, один или два из которых установлены на кране. Размеры бункера в плане, с учетом раскачивания грейфера на канатах, значительны. Для уменьшения раскачивания длина подвеса должна быть возможно меньшей. При передвижении крана вдоль судна бункер не должен выступать в сторону берегового рельса за габарит портала. В кране завода ПТО им. С. М. Кирова (рис. 3.5, а) бункер выполнен поворотным. При выгрузке груза из судна бункер устанавливают горизонтально, а при перемещениях крана вдоль пирса - вертикально; при этом бункер не задевает надстроек судна. В кране фирмы "Кампнагель" из тех же соображений бункер выполнен передвижным (рис. 5, б). Это позволяет уменьшить длину перемещения грейфера и массу стреловой системы.

Кран портальный имеет вид особого подъемного крана, поворачиваемая платформа которого установлена на высоком пьедестале, а сам механизм перемещения движется по рельсам. Такого рода приспособления зачастую используются на судостроительных заводах, а также в портах и судовых доках. Основной принцип работы кранов заключается в захвате и перемещении масштабных грузов. Непосредственно сам кран портальный состоит из ног, а также оголовка. Кран в порту способен поднимать и перемещать масштабные грузы весом от 5 до 300 тонн.

Устройство портального крана

Кран портальный имеет основание с движущим механизмом, способное вращаться вокруг своей оси. Так как этот вид подъемника способен выполнять разнообразные функции, а именно перемещение различных видов грузов, то он може быть оборудован различными типами захватов, такими как крюк или же грейферный захват. В зависимости от места их расположения и выполняемых функций краны могут быть строительными и монтажными. Такого рода оборудование имеет массу положительных характеристик, а также легко перемещается с места на место.

Виды портальных кранов

Кран портальный бывает нескольких типов и разновидностей, у каждого из них есть свое целенаправленное предназначение.

Доковый кран в сравнении с подобными моделями кранов имеет довольно низкую грузоподъемность, что во многом не соответствует его прямому предназначению. Этот кран защищен от непредвиденного опрокидывания, а также он обладает функцией противоугловых захватов.

Перегрузочный кран способен поднимать больший вес в сравнении с предыдущим, а именно порядка 30 тонн. В некоторых случаях такой подъемник может быть оборудован специальным магнитом (для поднятия металлических деталей), а также крюком или грейфером (для перемещения сыпучего груза). На таком кране в большинстве случаев присутствует лебедка или несколько для страховки перемещаемого груза.

Монтажный кран используют в портах, а также на судоремонтных или судостроительных предприятиях. Внешне такой кран практически идентичен предыдущему, только он способен поднимать грузы, масса которых может достигать 160 тонн, для страховки также применяются несколько лебедок.

Характеристики подъемных кранов

Кран, расположенный в порту, имеет, как правило, несколько рабочих механизмов. Передвижной механизм крана представляет собой установочную функцию, а все остальные - это рабочие механизмы. В зависимости от места установки краны делятся на разнообразные типы по их применению, они могут выполнять как функцию перегрузки, так и функцию поддержки и захвата масштабного груза. Передвижной механизм представляет собой совокупность тележек, которые, в свою очередь, могут быть приводного и неприводного видов. Краны, используемые в порту, очень легкие и экономичные, они также способны выдерживать максимально низкие температуры, а именно до -45 градусов. Независимо от их прямого назначения и названия такие краны зачастую используют в нефтегазовой области, а также в лесной и угольной промышленности. Вылет стрелы портального крана может достигать 40 метров.

Характеристики портальных кранов отражаются в непосредственном наименовании данного крана. К примеру, портальный кран "Ганц 5/6-30-0,5" имеет такие характеристики:

• грузоподъемность крюком, в зависимости от вылета, плавно меняется от 5 до 6 т;
• максимальный вылет - 30 м;
• колея портала 0,5 м.

Этот подъемник целесообразно будет использовать в строительстве и сельском хозяйстве, так как его грузоподъемность не такая большая.

Типы портальных кранов

В зависимости от условий использования краны делятся на два типа - это плавучие и береговые. Плавучие краны используются непосредственно на воде и представляют собой то же судно, только с грузоподъемным механизмом. Портальные краны, технические характеристики которых предполагают устранение поломок и аварий, произошедших на водном пространстве, а также вблизи суши, относятся к плавучим.

К береговым кранам относятся все те, которые располагаются на суше, независимо от того, находятся они в порту, доке или судоремонтном заводе. Используют такие краны для поднятия всех типов грузов, достигающих веса в 300 тонн.

Портовые портальные краны

Портовые портальные краны обычно обладают грузоподъемностью от 3 до 15 тс при общем собственном весе от 60 до 200 тс и весе наиболее тяжелого монтажного элемента от 6 до 30 тс. Грузоподъемность судостроительных портальных кранов составляет от 30 до 75 тс и выше при общем весе крана 300-700 тс.

Портальные краны монтируются с помощью монтажных стрел, порталов или существующих в порту портальных, а также крупных плавучих кранов. Монтажные стрелы и порталы применяют преимущественно в случаях, когда в порту нет портальных или плавучих кранов необходимой грузоподъемности, причем стрелы используют для монтажа одиночных кранов, а порталы - преимущественно для серийного монтажа. Монтажная стрела применяется в наклонном варианте, а портал крана в процессе сборки перемещается по путям. Грузоподъемность монтажной стрелы обычно не превышает 20, реже 30 тс, и потому она не допускает значительного укрупнения блоков.

Рис. 1. Схема последовательных операций монтажа портального крана на поворотном круге методом надстройки

На рис. 1 показана типичная последовательность (положения 1-12) монтажа портального крана с поворотным кругом методом надстройки, осуществляемого с помощью монтажных средств ограниченной грузоподъемности. Как видно из рисунка, здесь портал собирается из двух предварительно укрупненных фасадных рам (положение 2) с последующей установкой решеток (положение 3), верхней платформы портала (положение 4) и поворотной рамы (положение 5). Сборка механизмов и каркаса (положение 6-5) на поворотной раме ведется на проектной отметке, стрела (положение 8-11) устанавливается в сборке с хоботом, но без оттяжной фермы. К моменту присоединения стрелы к рычагам противовеса балласт последнего

в объеме не менее 50% уже заложен на место. Вопрос о моменте установки неподвижных противовесов поворотной части (до или после установки стрелы) обычно решается по указаниям завода-изготовителя, исходящим из условия обеспечения устойчивости крана при монтаже. Здесь наибольшая высота подъема определяется условием установки оттяжной фермы (положение 12), а наибольший вес - весом поворотной платформы крана.

На рис. 2 показана последовательность монтажа 5-тонного крана с поворотной колонной, имеющего фланцевые монтажные стыки.

Рис. 158, а отражает сборку одной из ног портала с крестовой балкой; рис. 2, б - установку ноги с крестовой балкой на ходовую тележку, временное их подкрепление распоркой и присоединение к крестовой балке остальных трех ног; рис. 2, в - установку кольцевого оголовка портала; рис. 2, г, установку нижней части поворотной колонны, собранной в укрупненный блок элементами машинной платформы; рис. 2,5 - установку верхней части колонны с приводом механизма изменения вылета; рис. 2, е - установку механизмов поворотной части, кабины крановщика и машинной кабины; рис. 2, ж - установку рычагов противовеса, установку противовеса и подъем стрелы при помощи монтажного полиспаста с приводом от лебедки крана.

Рис. 2. Схема последовательных операций монтажа портального крана на поворотной колонке методом надстройки

Монтажные порталы грузоподъемностью до 150 тс при высоте 30-40 м позволяют вести монтаж портальных кранов всех типоразмеров крупными узлами. В этих случаях (рис. 159) под монтажным порталом производятся как сборочные, так и установочные работы, в связи с чем портал крана после его сборки выводится из-под монтажного портала и вводится под него после подъема поворотной части для установки последней.

Если имеются в распоряжении крупные плавучие краны (грузоподъемностью 100-200 тс), краны портальные собирают на нулевой отметке с помощью гусеничных в два-три укрупненных блока, которые потом устанавливаются плавучим краном. Из-за высокой арендной платы за плавучие краны большой грузоподъемности их подводят к объекту только для завершающих подъемов.

Рис. 3. Схема монтажа портального крана предварительно укрупненными блоками

В случае применения на монтаже существующих в порту портальных кранов стремятся вести работу спаренными кранами, что позволяет укрупнять узлы до веса 20-30 г (при 10-15-тонных кранах).

Сборочные работы по порталу и поворотной части могут вестись относительно независимо.

Сборка портала обычно производится непосредственно на рабочем пути или отрезке монтажного пути. В обоих случаях путь, на котором собирается портал, должен отвечать нормам допусков подкрановых путей, и в первую очередь по точности колеи и равновысотности головок рельсов под тележками портала. Так как в процессе монтажа путь может проседать, его отметки периодически проверяются нивелировкой.

Портал собирается непосредственно на своих ходовых тележках, заранее расставленных на подкрановом пути так, чтобы все правые или все левые реборды колес всех тележек были прижаты к рельсу. Это положение контролируется на всем протяжении сборки портала с тем, чтобы сохранить правильность колеи тележек.

До окончательного соединения монтажных стыков портала проверяются: размеры колеи по передним и задним тележкам, равенство диагоналей портала на уровне тележек и равенство диагоналей по его граням. Кроме того, верхняя грань портала (если она собирается из нескольких элементов) проверяется на плоскостность в зоне, где на нее опирается поворотный круг.

Сборка портала для кранов с поворотным кругом заканчивается установкой барабана поворотного круга (если он выполнен в виде отдельного монтажного элемента). При установке барабана, поворотного круга с помощью рейсмуса, поставленного на центральную цапфу, проверяются следующие допуски: концентричность цапфы цевочному венцу, колебания по высоте цевочных реборд; правильность окружности кругового рельса - только для конического рельса; плоскостность рельса. Кроме того, проверяется с помощью штангенциркуля шаг цевок в стыках барабана.

Рис. 4. К проверке сборки барабана поворотного круга крана

Для кранов на поворотном круге, после установки на портал поворотной части в сборе или платформы поворотной части, производится проверка опорно-поворотного устройства и зацепления венца со звездочкой. Для этого платформу медленно поворачивают, наблюдая сопротивление повороту, условия зацепления (боковой зазор) звездочки и цевочного венца, а также условия касания опорных колес с рельсом или катков с верхними шинами.

В портал крана на поворотной колонне по окончании сборки заводится нижняя часть колонны и производятся следующие регулировки опорно-поворотного устройства. Сначала регулируется положение опорных горизонтальных колес относительно кольцевого рельса с целью получения наименьших зазорор между ними и рельсом. При этом, если возможно, проверяется и работа зацепления венцовой пары, так как боковой зазор в зацеплении связан с установкой колес.

Рис. 5. Схемы проверок сборки опорных баз (на портале) поворотной колонны крана

При сборке каркасов поворотной части у кранов со стрелами шарнирно-сочлененного типа контролируются действительные позиции и относительные перекосы отверстий под шарниры кинематической системы укосины.

Особое место при монтаже портальных кранов занимает установка укосин, и в первую очередь укосин шарнирно-сочлененного типа. Основной схемой установки таких укосин является схема, приведенная на рис. 6, а. Здесь укосина в сборе с распорками между ее звеньями устанавливается на кран в положении наименьшего вылета, что позволяет держать противовес стрелы также в положении наименьшего вылета. В этом случае требуется значительная высота подъема монтажных средств, обеспечивающая подвеску укосины выше ее центра тяжести.

Рис. 6. Схемы установки шарнирно-сочлененных укосин

При ограниченной высоте подъема монтажных средств стрела может быть установлена в положении наибольшего вылета (рис. 6, б), но тогда рычаг противовеса должен быть предварительно поднят тоже в положение наибольшего вылета, что нередко представляет известные трудности. Стрела может также устанавливаться на кран и при вылете, превышающем максимальный рабочий (рис. 6, в), что требует еще меньшей высоты подъема и позволяет сохранить противовес в положении наименьшего вылета, но вызывает необходимость применения специального полиспаста П для доводки стрелы до положения наименьшего вылета.

В случаях, когда грузоподъемность монтажных устройств недостаточна для подъема укосины в полном сборе, оттяжная ферма может быть поднята отдельно, а иногда (особо тяжелые укосины) стрелу поднимают в три приема (корневая часть, вершина с хоботом и оттяжная ферма). Установки хобота на стрелу на проектной отметке, ввиду трудности этой операции, избегают.

Подъем стрелы за конец хобота, применяемый при недостаточной высоте подъема монтажных средств, производить не рекомендуется, так как нередко это ведет к авариям, вызываемым скручиванием стрел.

Монтажные перемещения портальных кранов между параллельными путями обычно производятся по временному перпендикулярному пути, для чего тележки портала разворачивают на 90°.

Перемещения между непараллельными путями, а также повороты портала относительно вертикальной оси осуществляются за счет движения крана по кривым.

Рис. 7. Схема вписывания четырехколесной тележки крана в криволинейный рельс монтажного пути

Рис. 8. Схема вписывания портала крана на переходном участке криволинейного монтажного пути

Рис. 9. Портальный кран: 1 - ноги, 2 - ходовые тележки, 3 - поворотная рама, 4 - верхний узел портала, 5 - стрела, 6 - кабина, 7 - оттяжка, 8 - каркас, 9 - противовес, 10 -неподвижный противовес, 11 - пост управления (кабина)

Портальный кран - это универсальная перегрузочная машина периодического действия, как правило, имеющая электрический привод с питанием от береговой электрической сети. Свое название портальный кран получил потому, что его основание выполнено в виде буквы. Основные элементы портала - ноги, опирающиеся на ходовые тележки, соединенные в верхней части пролетным строением. Колеса тележек опираются на подкрановые пути, по которым перемещается кран. Размеры портала подбираются с таким расчетом, чтобы между его ногами могли проходить железнодорожные составы. В зависимости от числа проложенных под порталом железнодорожных путей различают порталы однопутные, Двухпутные и трехпутные.

Иногда портал заменяют полупорталом, который имеет только две ноги. Пролетное строение через пару ходовых тележек опирается на рельс, проложенный на стене склада. Катки либо ролики поворотной рамы с закрепленным на ней каркасом поворачиваются вокруг установ ленной на портале вертикальной оси (баллера). Эта ось предупреждает возможность радиального сдвига поворотной части крана. Пос управления располагается со стороны стрелы; с противоположной стороны к каркасу крепится неподвижный противовес.

Портальный кран имеет следующие движения: подъем (опускание) груза, изменение вылета стрелы, поворот вокруг баллера, передвижение портала по подкрановым путям.

В соответствии с этим портальный кран имеет механизм подъема, механизм изменения вылета стрелы, механизм поворота и механизм передвижения. Механизм подъема (основной механизм крана) называется также грузоподъемной лебедкой и состоит из электродвигателя, редуктора, грузового барабана, на который наматывается грузовой канат, и тормозного устройства. Если барабан один, лебедка называется однобарабанной. Широкое распространение получили двух-барабанные лебедки, которые могут вращаться одновременно или по отдельности, что позволяет крановщику управлять грейфером или другим навесным приспособлением для захвата груза.

Поворотный механизм и механизм изменения вылета стрелы также располагается на поворотной части крана. Механизмы передвижения устанавливаются обычно в ходовых тележках.

При изменении вылета стрела движется по некоторому радиусу, в то время как груз движется только по горизонтали. Достигается это применением различных специальных устройств. На кране, показанном на рис. 9, таким устройством является шарнирно закрепленный на конце стрелы гусек и гибкая оттяжка.

Основные параметры кранов-грузоподъемность, величина наибольшего вылета стрелы, рабочие скорости.

Грузоподъемность кранов стандартизована. На массовых перегрузочных операциях встречаются портальные краны грузоподъемностью 5, 10, 15 Т. Краны грузоподъемностью 5 Т применяют главным образом для перегрузки основных грузов. Для перегрузки тяжеловесов, оборудования, массовых навалочных грузов используют краны грузоподъемностью 10 и 15 Т.

Вылет стрелы отсчитывается от оси поворота крана, обычно ег наибольшее значение 25-30 м.

От величин рабочих скоростей крана зависит его производительность, однако конструктивные соображения вынуждают ограничить их следующими пределами: скорость подъема груза 45-80 м/мин, скорость поворота 1,5-2 об/мин, скорость изменения вылета стрелы 50-60 м/мин, скорость перемещения портала 20-30 м/мин.

Более высокими скоростями обладают краны меньшей грузоподъемности.

К атегория: - Портовые подъемно-транспортные машины

Портально-стреловые краны

Портально-стреловые краны являются наиболее распространенным типом крана-бетоноукладчика, применяемого в гидротехническом строительстве для подачи бадьями бетонной смеси с эстакады в блоки сооружения. Будучи установлены в зоне основной механизации, эти краны обслуживают все подготовительные работы бетонного комплекса, а также используются на открытых площадках для обслуживания укрупненной сборки и перегрузочных работ.

Портально-стреловой кран представляет собой опорную конструкцию-передвигающийся по рельсовым путям портал с установленной на нем поворотной крановой частью. Портал является основным отличием портально-стреловых кранов от стреловых кранов других конструкций. Поворотная крановая часть унифицирована для установки на различные передвижные опорные конструкции (рис. 31). Портал крана может перекрывать несколько железнодорожных путей (одно-, двух-, трех- и многопутные порталы).

Грузоподъемность портально-стреловых кранов строительного типа достигает 20/30 г на вылете 50/20 м, что обеспечивает подачу бетонной смеси в бадьях емкостью 6 м3.

Глубина опускания крюка ниже головки подкранового рельса зависит от высоты бетоновозной эстакады и достигает 70 м и более; высота подъема крюка над подкрановым рельсом 36 м.

Портально-стреловые краны строительного типа выполняются только крюковыми. Порталы их имеют большую высоту, так как под ними могут перевозиться по эстакаде арматурные фермы и другие грузы строительного назначения, имеющие большие габариты.

Строительные краны имеют такие же высокие скорости -подъема, как и перегрузочные краны. Однако скорости поворота и изменения вылета у них несколько меньше, чем у перегрузочных, что необходимо для уменьшения раскачивания груза, висящего обычно на длинных канатах.

Грузоподъемность портально-стреловых кранов специального типа достигает 100 т и вылета до 50 м.

Общий вид строительного портально-стрелового крана приведен на рис. 32. Основными узлами крана являются: стрела, каркас, поворотная рама, опорно-поворотное устройство, портал, механизмы вращения поворотной части, подъема груза и изменения вылета, кабина управления краном.

Передвижение крана осуществляется электродвигателями, расположенными на приводных тележках портала, откуда вращение через редуктор передается колесам. Индивидуальный привод удобен в эксплуатации и ремонте и не так чувствителен к повреждениям портала.

Рис. 31. Схемы портально-стреловых кранов:
а - портальный; б - полупортальный; в - на треугольной подставке (откосный); г - передвигающийся по порталу; д - грейферный с бункером; 1 - загрузочный бункер; 2 - конвейеры; 3 - рукава

Учитывая, что эти краны в условиях гидротехнического строительства устанавливаются обычно на высоких бетоновоз-ных эстакадах, а также имея в виду большую наветренную площадь крана и груза, число приводных колес крана нормально принимаем равным 50%, а иногда и 100% всего их наличия, что исключает опасность буксования.

На рис. 33 приведены типовые ходовые тележки портально-стреловых кранов грузоподъемностью 3-25 т завода им. Кирова. Нога портала трехтонного крана опирается непосредственно на тележку; у пятитонных кранов давление ноги портала передается на эту же тележку и дополнительно на третье колесо; у 10- и 15-тонных кранов нога портала через балансир опирается на приводную и холостую тележки.

Рис. 32. Строительный портально-стреловой кран: о - с криволинейным хоботом и гибкой оттяжкой; б - с прямолинейным хоботом и жесткой оттяжкой

Рис. 33. Типы ходовых тележек портально-стреловых кранов: а - двухколесная; б и д - трехколесные; в - четырехколесная; г - восьмиколесная

Для обеспечения правильного движения портала по путям необходимо соблюдать:
а) однолинейность установки полос каждой из сторон портала и параллельность линий колес обеих сторон портала между собой;
б) равенство диаметров всех ведущих колес;
в) правильный профиль колес. Несоблюдение этих условий приводит к нарушению геометрии портала крана и к преждевременному износу его механизма передвижения.

Портально-стреловые краны различают в основное по устройству стрел, которые являются наиболее характерными элементами, определяющими как конструкцию кранов, так и их эксплуатационные качества.

Стреловые устройства, как правило, имеют горизонтальное перемещение груза и выполняются с прямыми или с шарнирно сочлененными стрелами различных типов.

Шарнирно сочлененные стрелы с уравновешенным механизмом изменения вылета обеспечивают горизонтальность траектории перемещения подвешенного на крюке груза, что одновременно создает и условия уравновешенности груза относительно самого механизма.

Наиболее распространены сочлененные стрелы с движением концевых блоков по горизонтали, выполненные по одной из следующих схем: а) стрела с гибкой оттяжкой гуська (см. рис. 32, а) и б) стрела с жесткой оттяжкой гуська (см. рис. 32,6).

Опорами стрел являются нижние шарниры, которыми стрелы соединяются с поворотной рамой, и стреловые тяги, связывающие стрелы с механизмами изменения вылета и уравновешивающими их противовесами.

Для осмотра и обслуживания концевых блоков гуська стрелы оборудуются лестницей с перилами и площадкой.

Стрелы кранов уравновешиваются подвижными противовесами, которые подбирают так, чтобы момент, создаваемый их весом относительно оси вращения рычага, для всех положений стрел равнялся моменту на той же оси, создаваемому общим весом стрел (стрелой, гуськом и оттяжкой). При таком устройстве стрелы всегда находятся в состоянии безразличного равновесия, и для изменения их вылета требуются небольшие усилия.

Так как при изменении угла наклона (вылета) шарнирно сочлененных стрел груз перемещается почти по горизонтали, то при выполнении этой операции дополнительная энергия на подъем груза не затрачивается.

Применение шарнирно сочлененных и уравновешенных стрел дает возможность легко и безопасно изменять вылет крана с грузом, используя это движение как основное рабочее, наравне с движениями подъема и поворота.

Механизмы изменения вылета обычно имеют жесткую кинематическую связь со стреловым устройством, чтобы исключить самопроизвольные движения стрел под действием горизонтальных сил (ветра, сил инерции, отклонения грузовых канатов от вертикали и др.).

Рис. 34. Типы механизмов изменения вылета

На рис. 34 приведены основные типы механизмов изменения вылета: реечный (а) с зубчатой или цевочной рейками, винтовой (б) с вращающимися гайкой или винтом, гидравлический (в), секторный (г), секторно-кривошипный (д) и кривошипно-шатун-ный (е), у которого шагун соединяется непосредственно со стрелой или с коромыслом. Реечный механизм наиболее леший из всех типов, прост в изготовлений и находит все большее применение.

Поворотная часть крана (рис. 35) опирается на опорно-поворотное устройство в виде колесных, Катковых или шаровых опор с центрирующей цапфой (колонной), укрепленной в металлоконструкции портала. На раме поворотной части установлены подъемные лебедки, механизмы поворота и изменения: взлета, электроаппаратура и кабина с пультом управления.

Механизмы поворота портально-стреловых крапов состоят из опорно-поворотного устройства, поддерживающего и центрирующего поворотную часть крана, и привода, вращающего поворотную часть.

Рис. 35. Поворотная часть портально-стрелового крана на поворотном круге:
1 - рычаг со стреловым противовесом; 2 - реечный механизм изменения вылета; 3 - лебедка; 4 - механизм поворота

В зависимости от типа опорно-поворотного устройства различают краны с устройством, устанавливаемым на поворотных кругах (колесные, катковые и шаровые краны) и устанавливаемым на поворотных колоннах. Механизмы поворота обычно имеют муфты предельного момента и открытые управляемые тормоза. В последнее вре,мя получает применение и гидропривод.

Механизмы подъема иорталвно-стрелавых кранов весьма разнообразны. Основными частями механизма подъема являются грузозахватные устройства, канатные полиспасты, приводная лебедка, система управления и сигнально-предохранительные устройства. Компоновка и конструкция грузозахватных устройств, лебедок и других узлов, а также схема запасовки канатов зависят от грузоподъемности, назначения крана и типа его стрелового устройства.

Все портально-стреловые краны снабжаются ограничителями грузоподъемности и указателями вылета стрелы.

Портально-стреловые полноповоротные самоходные краны получили наибольшее распространение при укладке бетонной смеси с бетоновозных эстакад в средние и высокие части сооружений. Эти краны особенно важны при совмещении строительных и монтажных работ при возведении сооружений гидроузлов, где наряду с укладкой бетона выполняется большой объем работ по монтажу металлоконструкций щитового отделения и закладных частей гидроагрегатов. При правильном расположении кранов в отношении щитового отделения и отсасывающих труб представляется возможным обслужить ими весь фронт укладки бетонной смеси и монтажных работ по зданию ГЭС.

Монтаж крана должен выполняться под руководством опытного специалиста по заранее составленному проекту организации монтажных работ. Способ монтажа зависит в первую очередь от имеющихся.монтажных средств, их грузоподъемности и высоты подъема.

При эксплуатации портально-стреловых кранов основное внимание надо обращать на состояние рельсовых путей, соблюдение установленных правил подъема груза, обеспечение устойчивости крана в нерабочем состоянии и соблюдение правил техники безопасности. Обязательны при эксплуатации кранов система планово-предупредительных и текущих ремонтов, регулярный осмотр кранов, регулировка и смазка отдельных узлов и деталей в соответствии с заводской инструкцией, систематический надзор за состоянием несущей конструкции крана и его механизмов.

Проверка устойчивости портально-стрелового крала, поднимающего (или опускающего) максимальный груз, производится с учетом влияния инерционных сил и давления ветра, направленного в сторону груза с расчетным напором для рабочего состояния крана.

Для крана без груза проверка устойчивости производится с учетом действия ветра с расчетным напором для нерабочего состояния крана.

К атегория: - Мачты, шевры, порталы и мачтово-стреловые краны

Парк портальных кранов СССР с послевоенного времени пополнялся двумя путями: изготовление на собственных заводах и получение кранов по импорту. Как не печально признавать, но портальных кранов поставленных по импорту в СССР было больше, чем собственного изготовления. Не в разы, но больше. Основными поставщиками были заводы ГДР и Венгрии. Во время войны появились краны изготовления США. В 50-ые годы поступали краны из Италии и Франции, с 60-х годов стали появляться краны из Финляндии. Но краны из этих стран поступали в небольшом количестве, не сравнимым с венгерскими и немецкими. Поступление импортных кранов в Россию и государства бывшего СССР с началом 90-х годов практически прекратилось. В данной статье импортные краны рассмотрены не будут.

В СССР существовало головное предприятие по производству портальных кранов – Завод подъемно-транспортного оборудования им.С.М.Кирова, ведущий свою историю с механических мастерских Санкт-Петербург - Варшавской железной дороги (третьей по времени возникновения в России). Завод располагался на Обводном канале в г.Ленинграде и при создании объединений в начале 70-х годов ХХ века вошел в объединение «Подъемтрансмаш». С началом 90-х годов объем производства резко упал, и к началу 2000-х годов в год собиралось всего несколько портальников с использованием деталей из старых запасов. Последний из известных портальников был отгружен с завода в 2001 году. Дальше судьба завода довольно типичная – образование на его базе нескольких небольших фирм, продажа территории, в одном корпусе организован бизнес-центр, остальные снесены с постройкой на их месте гипермаркета и стоянки.

Если ЗПТО им.Кирова в период 1948-2001 годов выпускал портальные краны постоянно, то существовал еще ряд предприятий, выпускавший портальные краны определенный период времени. К сожалению, история производства портальных кранов на них имеет сейчас больше загадок, чем ответов, поэтому подробно описать их не можем. Пока известны следующие предприятия: «Ждановмаш», г.Жданов (ныне – Мариуполь, предприятие – «Азовмаш»); «Сибтяжмаш», г.Новосибирск; «Коммунар» и Завод горно-шахтного оборудования, г.Пермь; Бурейский механический (крановый) завод. Возможно, существовал еще ряд предприятий, выпускавшие портальные краны до 1990-2000-х годов, но информации по ним нет и вряд-ли количество выпущенных ими кранов было больше нескольких штук. В 2000 годах производством портальных кранов стали заниматься с полдюжины предприятий в России и Украине, но до объема выпуска ЗПТО им.Кирова в советское время им далеко даже вместе.

Ныне существующая маркировка портальных кранов, состоит из 3-ех букв и цифр (по старой системе 4 буквы):
К - Кран;
П - портальный;
П / М / Д - перегрузочный / монтажный / доковый;
Г / К - грейферный / крюковой (старая система обозначения).
Числовые индексы, обычно обозначают: 1- грузоподъемность главного гака максимальную/на максимальном вылете; 2 - максимальный вылет; 3 - колея портала. При переменных значениях грузоподъемности на разных вылетах, грузоподъемность и вылет могут указываться двумя цифрами через дробь – на максимальном вылете и на вылете максимальной грузоподъемности.

Теперь более подробно рассмотрим классификацию портальных кранов по назначению:
1) Перегрузочный кран (самый массовый тип крана). Грузоподъемность варьируется в пределах 5 - 30 тонн у различных моделей. Может оснащаться грейфером для сыпучих грузов, магнитной шайбой для металлолома, либо крюковой подвеской для штучных грузов. Грейферные краны обычно имеют две одинаковые лебедки для работы с грейфером. При работе таких кранов с крюком используется только одна лебедка.

2) Монтажный кран. Широко используется в портах, на судостроительных предприятиях, судоремонтных заводах. Конструктивно идентичен перегрузочному крану и отличается наличием гуська на хоботе и малые скорости перемещения гака. Лебедка либо одна, либо две разных – для главного и вспомогательного подъемов. Г/п в интервале 12,5 - 160 тонн у различных моделей.

3) Стапельный кран. Данный тип один из самых малочисленных. По своей сути, это монтажный кран и используется исключительно на судостроительных предприятиях. Предназначен для монтажа корпуса судна. Конструктивными особенностями являются очень высокий портал и троллейный токоподвод. Особенностью режима работы, следует отметить довольно частое удержание грузов, близких к максимальным, на весу длительное время (обычно, монтаж секции судна занимает несколько суток). Обладает большой грузоподъемностью и малыми посадочными скоростями. Обычно г/п в интервале 30 - 160 тонн.

4) Доковый портальный кран. В силу специфики выполняемых работ обладает относительно небольшой грузоподъемностью. Конструктивными особенностями являются: узкий портал (так как ширина башни дока ограничена), наличие, в дополнение к противоугонным захватам, еще и защиты от опрокидывания. Имеет ограничения по возможности работы при волнении.

Итак, мы разобрались в назначении и правильном наименовании, теперь можно более подробно ознакомиться с основными конструктивными элементами рассматриваемого типа кранов.
Портал . Основное назначение – уменьшение веса противовесов (и соответственно веса самого крана) за счет увеличения площади, при проецировании на которую центра масс не происходит опрокидывания крана. Второе назначение – пропуск между ног автомобильного или железнодорожного транспорта, проезд над механизмами или сооружениями. Следует отметить, что далеко не все портальные краны допускают (нет необходимости) проезд транспорта, а проезд над механизмами и сооружениями крайне редок, так как невозможен на рабочем участке и допускается только при передвижении с рабочего участка на ремонтный. Портал состоит из ног и оголовка. Ноги могут располагаться симметрично, но обычно портал в плане не является квадратом, а вытянут по одной координате. Наиболее распространенные краны с симметричным порталом – «Кировцы» (краны ЗПТО им.С.М.Кирова) с расстоянием прохода 10,5 м (два железнодорожных пути). Обычно между ногами, расположенными вдоль рельса, располагаются стяжки, лестницы и прочее оборудование.

Нога - элемент портала (обычно 4, но в старых конструкциях встречаются порталы с 3-мя ногами) внизу заканчивается одной или несколькими тележками. Тележки бывают моторными или холостыми. На холостой тележке отсутствует двигатель. Обычно портальный кран имеет четыре двигателя передвижения, то есть по одному на каждой ноге. В этом случае нога заканчивается тележкой с двумя колесами, на одно из которых работает двигатель. Бывают краны, на которых обмоторены только две ноги, но это очень легкие краны и встречается такой вариант очень редко.
Также встречаются портальные краны с 8 или 16 (очень редко) двигателями передвижения. Это тяжелые краны, у них бывает до 4 (четырех) тележек на ногу, причем иногда внутренние крайние тележки соседних ног имеют дополнительную связь в виде балансира. Комбинации моторных и холостых тележек на одной ноге в этом случае может быть самой причудливой.
Крайние тележки обязательно должны заканчиваться буферами. На тележках обязателен противоугонный захват, минимальное их количество – по одному на ноге, возможно и большее количество, если масса крана такова, что одного на ноге может не хватать для удержания массы крана при расчетной ветровой нагрузке. На доковых портальных кранах, кроме противоугонных захватов предусматриваются устройства удержания при крене, также обычно устанавливаемые на тележке. Внутренность ноги обычно используется для прокладки кабелей. Лестницы для машиниста внутри ноги не размещаются, только снаружи.

Оголовок портала - верх "табуретки". Служит для соединения ног, основное назначение – прием нагрузок от поворотной части на опорный подшипник. В оголовке расположено электрооборудование, обеспечивающее передвижение крана. Бывает разной формы. Например, на старых «Кировцах» имел квадратную в плане форму, на более поздних круглую.

Величина проезда стандартно считается в железнодорожных путях – 1, 2 или 3. Наиболее распространены на 2 пути (10,5 метров). Портальные краны, которые не работают с транспортом внутри портала, могут иметь другую ширину. Так, строительные портальные краны обычно имеют уменьшенную ширину проезда.

Токоподвод бывает двух исполнений. Самое распространенное - кабельный барабан и гибкий кабель, сматывающийся или разматывающийся по мере передвижения крана. Кабельный барабан обычно располагается на одной из ног, либо вместе с противоугонными захватами на ригеле, соединяющем две ноги. Требует минимальных капитальных затрат, надежен. Применяется в основном в портах. Достаточно редким вариантом является троллейный токоподвод, представляющий из себя длинное помещение ниже уровня путей, в котором протянуты троллеи, а у крана имеется специальная штанга с токосъемниками. Применяется на судостроительных заводах, где есть риск повреждения гибкого кабеля, и необходима возможность переезда путей транспортом в любом месте.

Верхнее поворотное строение состоит из поворотной части, связанной с порталом посредством опорно-поворотных устройств различной конструкции, стрелы и противовеса.

Опорно-поворотное устройство у отечественных кранов производства ЗПТО им.Кирова наиболее массово применялось роликовое поворотное устройство на опорно-поворотном круге. При такой конструкции поворотная часть опирается на катки, которые контактируют с двумя горизонтальными рельсами размещенными на портале и на поворотной части.
Хорошим примером опорно-поворотного устройства на колонне может служить кран КППГ-5. Данная конструкция состоит из двух узлов: верхнего и нижнего. Верхний узел представляет собой систему горизонтальных катков (в зависимости от нагрузок - одинарных, либо двойных на балансире) закрепленных на колонне и передающих на портал нагрузку при любом направлении вертикального момента М. Нижний узел воспринимает вертикальное давление от веса поворотной части с грузом и горизонтальное от момента М.

Стреловые устройства в портальных кранах изменение вылета является рабочим, а не установочным движением, т.е. выполняется с грузом при высоких скоростях его горизонтального перемещения. Рабочий характер изменения вылета определяет два важнейших требования к стреловым устройствам:
1) Стреловое устройство должно быть полностью уравновешено относительно оси качания стрелы, что достигается с помощью подвижных противовесов;
2) Груз при изменении вылета должен двигаться по траектории, мало отличающейся от горизонтальной.

Основными типами стрел являются:
- прямые стрелы, как с устройствами, позволяющими грузу двигаться горизонтально, так и без них. Пример доковый кран и кран КППГ-5
- Шарнирно-сочлененные стрелы с тросовой оттяжкой гуська, применялись в период 1930-1990-х годов.
Шарнирно-сочлененные стрелы с жесткой оттяжкой гуська, обладают преимуществом - частично разгружены от кручения при поперечном раскачивании груза.

Механизмы изменения вылета - бывают:
- Штангового типа (наиболее распространены), в них могут быть использованы зубчатые рейки, либо винтовые тяги;
- Гидравлические;
- Полиспастные, где изменение вылета происходит посредством стягивания подвижной и неподвижной обойм;
- Секторные, применялись в ранних конструкциях кранов, где противовес находился на нижнем конце стрелы;
- Кривошипно-шатунные, обеспечивают возвратно-качательное движение стрелы.