Грузоподъёмные ЖД-краны. Обзор и характеристики

Грузоподъёмные ЖД-краны относятся к машинам прерывного действия и предназначены для поднятия и перемещения грузов на сравнительно небольшие расстояния. Они бывают стационарные и передвижные.

В зависимости от конструкции остова и характера движения краны разделяют на три основные группы: а) стреловые (на железнодорожном, гусеничном или автомобильном ходу, портальные и полупортальные, мачтово-стреловые, плавучие) ; б) мостового типа (козловые, мостовые, перегрузочный мост). Ферма таких кранов перекрывает обслуживаемую площадь, что позволяет транспортировать грузы в пределах прямоугольной формы этой площади; в) кабельные, перемещающие грузы по линии (если концевые башни его стационарны) и в пределах прямоугольника или сектора (если обе или одна из башен подвижны).

Краны стреловые могут быть полноповоротными или неполноповоротными. Стационарные неполноповоротные краны перемещают груз в пределах площади, имеющей конфигурацию сектора, а полноповоротные краны в пределах круга. Передвижные стреловые краны на рельсовом ходу перемещают груз в пределах площади, параллельной путям, а на гусеничном или автомобильном ходу в пределах площади любой конфигурации.

В зависимости от типа привода различают краны с ручным или механическим приводом. Краны с ручным приводом имеют небольшую грузоподъемность и используются главным образом при незначительном объёме перегрузочных работ. Краны с механическим приводом в зависимости от установленной на них основного силового агрегата подразделяют на паровые, электрические, краны с приводом от двигателя внутреннего сгорания непосредственно (однодвигательные), например, краны СУК-б, МК-б, КДВ-15 или в сочетании с электрическим генератором (многодвигательные дизель-электрические краны серии КДЭ и ЕДК). В последнее время всё больше появляется кранов с гидравлическим приводом (дизель-гидравлические).

На паровых кранах устанавливаются паровой котел и паровая машина, приводящая в действие все его механизмы. Паровой привод на кране по сравнению с другими видами приводов отличается простотой, надежностью и обеспечивает бесступенчатое изменение скоростей работы крана, однако имеет ряд недостатков: а) низкий коэффициент полезного действия (около 5%); б) большие габаритные размеры и увеличенный вес; а) непроизводительный расход топлива и необходимость непрерывного обслуживания и наблюдения за паровым котлом, даже в период перерыва в работе крана; г) значительное время (45-60 мин) затрачивается на приведение крана в рабочее сОстояние или его остановку; д) длительное время находится в ремонте из-за периодической промывки котла.

На кранах с однодвигательным приводом применяются как дизельные, так и карбюраторные двигатели внутреннего сгорания. Однодвигательный привод требует сравнительно сложных, зависимых друг от друга механизмов, со значительным количеством соединительных муфт, что является его недостатком. 3а последнее время все большее распространение получили краны дизель-электрические с многодвигательным приводам, на которых установлена дизель-генераторная установка, обеспечивающая электроэнергией двигатели каждого отдельного приводного механизма. Эти крапы могут питаться током и от внешней сети.

Каждый механизм имеет самостоятельный привоя и может быть включен или отключен независимо от других механизмов. В кранах с электрическим приводом отдельные его механизмы приводятся в действие от электродвигателей, питаемых током от внешней сети через силовой кабель, закрепляемый или на нижней части крана или подводимый через крышу крана. Этот привод наиболее экономичен и прост по своему устройству. Затрата рабочей силы при обслуживании электрического крана меньше примерно в 2,5 раза, чем на паровом кране, и в 1,3 раза при приводе от двигателя внутреннего сгорания. Однако кабель значительно сокращает поле действия, поэтому кран может работать лишь при наличии на рабочей площадке силовой линии и мест подключения к ней. В зависимОсти от условий работы отдельных механизмов и крана в целом, степени их загрузки по времени и по грузоподъемности для кранов с механическим приводом устанавливаются четыре группы режимов работы: легкий — Л, средний С, тяже-лый Т и весьма тяжелый — ВТ. Группа режима работы определяется соответствующими расчетами по формулам госгортехнадзора и указывается в техническом паспорте крана.

На железнодорожном транспорте широкое применение получили полноповоротные стреловые самоходные краны, которые используются на погрузочно-разгрузочных работах на грузовых дворах, угольных складах, локомотивных депо, в составе аварийно-восстановительных поездах и в строительстве на работах по монтажу оборудования.

Технические данные стреловых кранов

По характеру работы на железнодорожном транспорте наиболее распространены краны на железнодорожном ходу, хотя используются и краны на гусеничном и пневматическом ходу. Краны состоят из двух основных частей: ходовой платформы и подъёмно-поворотной рамы со стрелой и грузозахватными устройствами. На поворотной раме также размещаются: силовая установка, основные рабочие механизмы крана, стрела с грузозахватными устройствами и органы управления.

На каждом самоходном стреловом полноповоротном кране как минимум имеются четыре механизма: подъема груза, изменения вылета стрелы, поворота верхней части крана и механизм передвижения крана самоходом. Все эти механизмы могут приводиться в движение от отдельных приводов или в комплексе от одного силового привода.

Технической характеристикой крана являются грузоподъемность, мощность силового привода и суммарная мощность установленных двигателей, скорость подъема груза и передвижения крана самоходом, время полного изменения вылета стрелы, частота вращения поворотной рамы крана, наибольшая высота подъёма грузозахватного устройства, радиус, описываемый поворотной частью крана, габаритные размеры, масса крана и допустимая скорость транспортировки крана в составе поезда.

Мощность тепловых двигателей (паровых, двигателей внутреннего сгорания) выражается в лошадиных силах (л. с.), а электрических в киловаттах (кВт) . Скорость подъема груза, передвижения самоходом выражается в метрах в 1 мин (м/мин), а скорость транспортировки крана в составе поезда в километрах в 1 ч (км/ч). Время подъема или опускания стрелы крана от одного крайнего положения до другого выражается в минутах (мин). Быстрота поворота верхней рамы крана характеризуется частотой вращения.

Вылетом стрелы называется расстояние по горизонтали между осью вращения крана и вертикальной линией, проходящей через точку подвеса груза. От вылета стрелы зависит величина обслуживаемой краном площади: чем больше вылет, тем больше эта площадь; но с увеличением вылета повышается возможность опрокидывания крана, так как снижается его устойчивость, поэтому при увеличении вылета должен быть уменьшен вес поднимаемого груза. Для повышения устойчивости и возможности поднятия более тяжелого груза краны оборудуют дополнительными выносными опорами (аутригерами). В этом случае кран имеет двойную техническую характеристику по грузоподъемности: для работы без дополнительных опор и для работы с ними. Максимальная грузоподъемность крана обуславливается величиной веса наибольшего груза, на подъём которого рассчитан кран, для работы при наименьшем вылете стрелы и дополнительных опорах (аутригерах). Собственная масса грузозахватных устройств (кроме грузового крюка): грейфера, грузового электромагнита, чалочных устройств и т. д. учитывается в составе общего веса поднимаемого груза.

Производительность крана

Производительностью крана называется объем работы, выполняемый им за какай-либо промежуток времени, например: за 1 ч работы, за смену, за месяц или за год и соответственно называется часовой, сменной, месячной и годовой.

Производительность крана тем выше, чем больший груз перемещается краном и чем меньше продолжительность рабочего цикла. Естественно, чем ближе вес поднимаемого груза к весу, соответствующему вылету стрелы, на котором производится работа, тем полнее используется кран и выше его производительность. Длительность рабочего цикла определяется затратами времени на выполнение операции по перемещению одной порции груза и слагается из машинного и ручного времени, т, е. времени выполнения операций механизмами крана (подъем, опускание, поворот, передвижение с грузом и возврат в исходное положение) и времени выполнения работ вручную — качалка, установка н расчалка груза.

Сокращение продолжительности рабочего цикла, а следовательно, повышение производительности крана может быть осуществлено как за счет сокращения машинного времени путем полного использования скоростей, заложенных в характеристике крана, так и за счет уменьшения ручного времени путем применения более совершенных чалочных устройств и самозахватных приспособлений. Сокращение рабочего цикла также во многом зависит от квалификации машиниста, позволяющей наиболее полно использовать технические возможности крана и совмещать выполнение одновременно нескольких операций.