Особенности конструкции и эксплуатации многопролетных мостовых кранов.

Ахсарбек Иванович ЦЕБОЕВ*, г. Москва

Описаны области применения, особенности конструкции и эксплуатации многопролетных подвесных мостовых кранов, получивших повсеместное применение и составляющих в настоящее время основу подъемно-транспортных систем цехов предприятий авиационной промышленности.

Ключевые слова: многопролетные мостовые краны, конструкция, подвесные пути, мосты, тележки, тали, траверсы, приводы, стыковка кранов, телескопические колонны, поворотные платформы, исполнение, особенности эксплуатации.

Многопролётные мостовые краны принадлежат к семейству подвесных кранов, которые устанавливаются на путях, закреплённых на нижних поясах ферм зданий, и имеют грузоподъёмность до 100 т при пролётах до 100 м (рис. 1). Наибольшее применение эти краны нашли в цехах агрегатной и окончательной сборки самолётов, а также при их ремонте, техобслуживании и покраске.

Для зданий с большой шириной пролетов, например, при необходимом пролете крана 42 м и более, применение опорных мостовых кранов становятся менее рентабельным из-за большого их собственного веса и габарита по высоте и, как следствие, большой высоты и веса конструкций здания. Сравнение суммарной стоимости кранов и здания при пролётах более 36 м показывает преимущество подвесных многопролётных кранов. Это относится к кранам среднего и лёгкого режима работы, т.к. тяжёлый режим работы на практике не требуются.

В нашей стране такие краны были впервые разработаны в ГИПРОНИИ-АВИАПРОМе [1]. Авторское свидетельство на подвесной многопролетный кран было получено в конце 1948 года специалистами института А.Г. Берлин-блау, Н.Е. Пахомовым и А.П. Новосёловым [2]. Краны изготавливались с 1951 года по спецзаказам на Ленинградском заводе ПТО им. Кирова и Ташкентском заводе «Подъёмник». Они до настоящего времени работают на всех отечественных самолётостроительных заводах авиационной промышленности.

Подвесные пути многопролётных кранов могут быть из стандартного строительного прокатного двутавра, а также из специальных сварных двутавровых балок. Строительный двутавр изначально не предназначен для езды колёс крана по нижним полкам, поэтому при длительной эксплуатации или большой нагрузке на колесо наблюдается шелушение и отслоение чешуек металла, а также постепенный отгиб полок (рис. 2 а). По этой причине максимальную нагрузку на колесо обычно ограничивают величиной 1-2 т. Для увеличения срока эксплуатации желательно применять двутавр из стали 09Г2с.

Специальный сварной двутавр для многопролётных кранов большой грузоподъемности применяют ведущие зарубежные изготовители (рис. 2 б), а в России бистальной двутавровый профиль по чертежам ГИПРОНИИАВИА-ПРОМа изготавливают по спецзаказу. Нижняя часть профиля шириной 80-100 мм в виде тавра с толщиной нижней полки 20-25 мм изготовляется из легированной стали, обладающей большой контактной прочностью. Специальные выемки у стенки позволяют металлу равномерно «растекаться» в обе стороны полок двутавра, без создания дополнительных напряжений в колёсах и полках (рис. 2 в). Большая толщина полок допускает применение ходовой части крана с несущими ходовыми колёсами без реборд, с боковыми роликами по обоим сторонам нижнего тавра, что обеспечивает лёгкий ход крана. Сварной двутавр описанной конструкции применяется и для путей многопролётных кранов, и в балках самого крана для передвижения подвесных грузовых тележек. При этом нагрузка на колесо может достигать 5-6 т.

Крепление подвесных путей многопролётных кранов производится к нижним поясам ферм зданий. Узлы крепления путей в виде двутавров аналогичны узлам крепления путей обычных стандартных кран-балок и предусматривают возможность рихтовки по горизонтали и вертикали. Для кранов большой грузоподъёмности и больших пролётов целесообразно применять крепления на штангах с шаровыми опорами на обеих концах, особое внимание уделяется точности монтажа подвесных путей. Цилиндрические штанги имеют снизу резьбу и специальные гайки для регулировки по высоте, а верхнее крепление штанг можно перемещать при монтаже по горизонтали в овальных отверстиях (рис. 3). Такое крепление подвесных путей обеспечивает наилучшие условия для работы ходовой части крана, т.к. при погрешности монтажа путей и перекосах моста крана пути могут «раздвигаться» до +10 мм по горизонтали.

Мосты многопролётных кранов могут быть однобалочными и двухбалочными, а балки моста - двутаврового сечения или сварные, коробчатого сечения. Во втором случае передвижение грузовых тележек крана происходит по нижнему поясу, выступающему за стенки балки, который часто выполняют из более прочной стали.

В зданиях большой ширины приходится учитывать, что их ферменное перекрытие, первоначально имеющее проектный строительный подъём, в процессе эксплуатации от снеговых и крановых нагрузок значительно изменяет своё положение по высоте. При пролёте 96 м в середине фермы здания это изменение может достигать + 0,6 м. Поэтому, во избежание перегрузок и деформаций, мост многопролётного крана разбивается на секции, которые сочленяются друг с другом шарнирным соединением с достаточным зазором между торцами балок крана. Длина секции моста примерно равна расстоянию между подвесными подкрановыми путями и может составлять 15-18 м. Вдоль моста крана устанавливается проходная галерея для обслуживания механизмов и электрооборудования крана, а также для установки электрошкафов.

Грузовые тележки многопролётных кранов. В однобалочных кранах грузоподъемностью до 12,5 т обычно используются передвижные электротали (рис. 4, а), а сам кран управляется дистанционно с радиопульта. На одном мосту могут совместно или раздельно работать несколько грузовых тележек. Грузовые тележки двухбалочных кранов снабжаются механизмами передвижения на каждой балке и могут оснащаться площадками обслуживания, а также кабинами управления (рис. 4, б).

При необходимости тележки могут оборудоваться приводными поворотными траверсами (рис. 4, в), на которых крепятся стационарные или передвижные электротали, позволяющие вращать изделия горизонтально или наклонять их в нужную позицию в вертикальной плоскости.

Приводы механизмов передвижения мостов и тележек могут быть двухскоростными или с плавным регулированием скорости.

Стыковка и совместная работа подвесных многопролётных кранов.

Существенным преимуществом подвесных мостовых кранов по сравнению с опорными является возможность стыковки мостов кранов, работающих на соседних параллельных путях (рис. 5). В состыкованном состоянии возможно совместное передвижение мостов, раздельная или совместная работа грузовых тележек кранов, что значительно расширяет технологические возможности производства. Системы из стыкующихся между собой кранов нашли широкое применение за рубежом в самолётостроительных цехах, ангарах обслуживания и окраски самолётов.

На предприятии «Авиастар» (г. Ульяновск) в цехах агрегатной сборки пролётом 60 м работает крановая система из десятков подвесных многопролётных кранов с поворотными тележками грузоподъемностью 20/20т, которая обеспечивает передачу крупногабаритных грузов из любого рабочего места одного пролёта здания в другой пролёт без перевалок (рис. 6). Проект крановой системы был разработан в ГИПРОНИИАВИАПРОМе, она изготовлена в Германии на заводах Demag.

Многопролётные краны в ангарах обслуживания, ремонта и окраски самолётов. Здесь применяются краны с обычными крюковыми грузовыми тележками, а также с тележками, оборудованными поворотными платформами на телескопической колонне (рис. 7). Применение платформ позволяют персоналу иметь удобный доступ ко всем труднодоступным местам самолёта. Такие краны дают большой экономический эффект, т.к. позволяют отказаться от специальных для каждого типа самолётов громоздких стапелей, хранение которых требует больших площадей, а монтаж -значительных трудозатрат и времени. На платформах достаточного размера и грузоподъёмности размещаются до четырех человек персонала с необходимым оборудованием для окраски или ремонта. Вращение платформ относительно колонны на + 180° плавно производится ручным или электрическим приводом.

Телескопические колонны имеют систему направляющих шин и роликов, обеспечивающих плавный подъём и незначительные колебания платформы при трогании и торможении тележки или моста крана. Секции колонны поднимаются или собираются вместе тросовым механизмом подъёма, расположенным сверху на раме грузовой тележки. Внутри колонн установлены дополнительные цепные механизмы для обеспечения принудительного одновременного подъёма-опускания всех секций, а также размещены автоматические ловители на каждой секции, срабатывающие в случае превышения скорости опускания платформы более чем на 10% от номинальной.

Краны управляются с пультов на платформах, расположенных рядом с телескопической колонной, при этом для безопасности оператор должен стоять рядом с колонной и одновременно нажимать две кнопки на пульте управления. Также возможно управление подъёмом-спуском платформы и передвижением крана на минимальной скорости с пола, чтобы освободить место в цехе для работы другого оборудования. По периметру платформы устанавливаются секции лёгкосъёмных перил, для удобства доступа к обслуживаемым частям самолёта. Чтобы предотвратить случайный наезд платформы на самолёт, она по нижнему периметру оборудуются мягкими надувными бамперами и системами аварийного предупреждения и отключения приводов крана (рис. 8).

Для совместной работы двух кранов и создания крановых систем мосты кранов могут оборудоваться системами стыковки. После стыковки тележки с платформами на телескопической платформе могут раздельно или совместно передвигаться вдоль мостов состыкованного крана.

На кранах, работающих в ангарах окраски, электрическое и дополнительное технологическое оборудование, расположенное на платформах, имеют взрывозащищенное исполнение. Мощная система вентиляции в ангарах обеспечивает направленный приток свежего воздуха от потолка с вытяжкой в полу ангара, поэтому одна треть высоты помещения сверху здания не взрывоопасна. Это позволяет применять электрооборудование, расположенное в этой зоне в пожаробезопасном исполнении.

Рассмотренные краны обеспечивают высокую производительность работ при окраске, ремонте и обслуживании, ими оснащаются все современные ангары.