Портальный кран

Введение

Грузоподъемные краны занимают ведущее место в системе машин  для механизации монтажных и  погрузочно-разгрузочных работ в  строительстве. С помощью грузоподъемных кранов достигаются высокие темпы  и индустриальность производства строительно-монтажных работ. Объектами применения таких машин являются практически все строительные площадки и пункты грузопереработки (склады и др.).

Грузоподъемные краны относятся  к машинам цикличного действия, так  как их рабочий процесс состоит  из отдельных чередующихся циклов, включающих рабочие и вспомогательные  периоды. Они обеспечивают обслуживание большой площадки рабочей зоны, равной двойному вылету (башенных, пневмоколесных, гусеничных кранов) и ходу грузовой тележки (козловых и мостовых кранов), умноженным на длину подкрановых путей. Для увеличения мобильности кранов применяются современные способы их монтажа, демонтажа, транспортирования, подготовки к эксплуатации.

На развитие исполнений кранов, составляющих основную часть парка машин эксплуатационных баз (башенные, пневмоколесные и гусеничные краны), оказывают влияние происходящие изменения в строительном производстве: индустриальность работ, в т. ч. при реконструкции промышленных и гражданский зданий, расширение масштабов замены домов устаревших серий новыми в сложившихся дворовых территориях. Неотъемлемой частью организационно-технологических решений на строительных площадках являются проекты производства работ и технологические карты, в которых приведены последовательность выполнения технологических комплексов и операций грузоподъемными кранами, места установки и безопасные рабочие зоны машин.

Электропривод кранов с момента своего появления занимает главенствующее положение в краностроении. Первый электрический портальный кран был построен в 1890 г. фирмой «Кампна-гель». В первом десятилетии XX века такие фирмы как «Демаг», «Кампнагель», «Бабкокс — Вилькокс» и др. осваивают производство портовых перегрузочных кранов с электроприводом. Однако слабая энерговооруженность портов и припортовых регионов не позволила широко использовать такого рода технику. В это время преобладают однодвигательный электропривод с громоздкими и неудобными механическими трансмиссиями.

С развитием электромашиностроения  и ростом энерговооруженности портов совершенствуются и конструкции  кранов в первую очередь благодаря  созданию многодвигательных систем с индивидуальными приводами  на каждый механизм. Поколение кранов 30—40-х годов имеет уже независимые  электроприводы на всех рабочих механизмах (подъем, поворот, изменение вылета стрелы, передвижение), что дает возможность  совмещать рабочие операции в  цикле 

 

крана, обеспечивая при этом удобство управления и существенное повышение  производительности. Управление двигателями  ведется при помощи простейших аппаратов  непосредственного управления —  силовых контроллеров.

Практика морских портов требовала  существенного повышения производительности на перегрузочных работах. Растут рабочие  скорости, обязательными становятся такие передовые методы работы, как  сокращение времени цикла крана  за счет максимального совмещения движений. Системы управления на силовых контроллерах не обеспечивают выполнение этих требований. Большие габаритные размеры, трудность  в управлении не дают возможности  сблокировать на одну рукоятку два  контроллера, реализовать даже простейшие элементы автоматизации электроприводов  и т. п.

В конце 40-х и начале 50-х годов  появляются системы управления, построенные  на аппаратуре косвенного управления — магнитные контроллеры. Поколение  кранов этих лет («Каяр», «Аппле-важ», «Кировец», «Черетти — Танфани», «Абус» и др.) уже имеют на всех приводах индивидуальные электроприводы с управлением на магнитных контроллерах с элементами автоматизации. Разгон и торможение двигателей автоматические, предусмотрены защиты и блокировки, обеспечивающие безопасную и безаварийную работу. Утяжеляется режим работы двигателей, увеличивается количество переключений в единицу времени. Это привело к разработке специального кранового электрооборудования, позволяющего эксплуатировать перегрузочную технику с максимальной эффективностью. Разрабатываются новые сложные системы крановых электроприводов.

В 70-х годах появляются принципиально  новые перегрузочные машины: перегружатели  и козловые краны для крупнотоннажных  контейнеров, машины внутрипортовой механизации  и т. п. Наряду с этим продолжается совершенствование традиционных типов  перегрузочной техники. Реализуются  технические требования к электроприводам, позволяющие обеспечить высокую  точность при выполнении рабочих  операций, максимальную производительность за счет автоматизации процессов  и сокращения вспомогательных операций, сохранность груза, высокую надежность, безопасность и т. д. Внедряются системы  бесконтактного и непрерывного управления на базе силовых полупроводниковых  приборов.

Кран «Кондор» спроектирован и изготовлен на заводе «VEB Kranbau Eberswalde» в Германской Демократической Республике.

Кран предназначен для перегрузки контейнеров международного стандарта, штучных и навалочных грузов.

Перечень наиболее часто встречающихся  или возможных неисправностей электрооборудования 

 

 

 

^{1 Проектная часть}

1.1 Обоснование необходимости ремонта

В настоящее время на механизме  поворота  портального крана «Кондор» установлен электропривод на базе асинхронного электродвигателя с фазным ротором, скорость которого регулируется изменением сопротивления цепи ротора.

Данный привод имеет:

- мягкую характеристику, следовательно,  большое изменение скорости при  увеличении момента нагрузки;

- малый диапазон регулирования  скорости;

- большие потери в цепи ротора, и, следовательно, низкий КПД;

- низкая надежность двигателя  с фазным ротором, обусловленная  наличием щеточно-контактного узла.

Кроме указанных недостатков двигателя  применяемый в настоящее время  электропривод механизма поворота обладает существенным недостатком  – ступенчатым регулированием скорости, что значительно усложняет работу механизма.

В настоящее время в связи  с созданием простых и надежных преобразователей частоты, все большее  применение находят частотно–регулируемые  электроприводы с применением асинхронных  двигателей с короткозамкнутым ротором.

Прежде всего, электроприводы на базе асинхронных электродвигателей  с короткозамкнутым ротором оказываются  более выгодными в эксплуатации.

Отсутствие щеточно-контактного  узла позволяет резко снизить  объемы и периодичность, а, следовательно, и стоимость технического обслуживания асинхронных электродвигателей  с короткозамкнутым ротором.

Бесконтактное исполнение асинхронных  электродвигателей с короткозамкнутым ротором позволяет беспрепятственно использовать и эффективно применять  их в случаях, когда использование  асинхронных электродвигателей  с фазным ротором весьма стеснено из-за тяжелых условий работы (металлургия, транспортные средства) или даже невозможно (химически агрессивные производства, погружные установки, взрывоопасные  среды).

Асинхронные электродвигатели  с  короткозамкнутым ротором имеют  меньшую стоимость, более простую  конструкцию и технологию изготовления, малый момент инерции ротора и  могут долго работать при повышенных температурах и угловых скоростях  вращения.

Учитывая сказанное, в качестве электропривода механизма передвижения целесообразно использовать частотно-регулируемый электропривод с асинхронным  короткозамкнутым двигателем, который  по всем параметрам удовлетворяет предъявляемым  требованиям.

 

Установленная релейно-контакторная система управления, несмотря на её широкое распространение, обладает существенными недостатками, обусловленными в первую очередь тем, что аппарат  управления имеет движущиеся части  и подвижные замыкающие и размыкающие  контакты. Контакты и подвижные части  довольно быстро изнашиваются, что  приводит к нарушению соединения между контактами и выходу из строя  некоторых аппаратов и всей схемы  управления. Вероятность нарушения  контактов становится весьма существенной и работа системы – ненадежной. Другими недостатками релейно-контактной системы является высокая материалоёмкость, в некоторых случаях сложность  электромеханических узлов и  нерациональный расход электроэнергии, значительная часть которой уходит на нагрев пускотормозных реостатов  без совершения полезной работы.

В связи с указанными недостатками существующего привода возникает  вопрос о необходимости модернизации электропривода механизма хода крана  – замена настоящего электропривода на более надежный, плавно-регулируемый электропривод.

1.2 Задачи, решаемые ремонтом

Как правило, при эксплуатации металлоконструкция кранов остается со временем в хорошем  состоянии и намного переживает его механические и электрические  компоненты, сохраняя возможность дальнейшего  использования крана в тяжелых  режимах работы. Модернизация обеспечивает продление срока службы крана  и улучшение технических параметров путем замены морально устаревших и  исчерпавших свой ресурс электрооборудования  и системы управления на современные.

После ремонта обеспечивается возможность использования средств технической диагностики для контроля состояния систем крана, а всё расположение механизмов и электрооборудования обеспечивает удобный и безопасный доступ.

1.3 Варианты  решения проблемы

Ремонт всех узлов (замена системы управления и двигатель на более новые) или часть узла (т.е. замена двигателя на более новый, а систему управления оставить; замена системы управления на более новую, а двигатель оставить старый)

В настоящее время большую  часть грузоподъемной техники портов составляют морально и физически  устаревшие краны. Покупка новой  техники, учитывая её высокую цену, зачастую представляется трудновыполнимой задачей, а имеющаяся техника  уже не соответствует современным  требованиям.

Обоснование выбранного варианта организации электромонтажных работ:

Электромонтажные работы (ЭМР) ведутся  двумя способами:

-         подрядным;

-         хозяйственным;

-         смешанным.

 

 

При подрядном способе работы выполняются  постоянными строительно-монтажными организациями по заказу предприятия. 

При хозяйственном способе заказчик выступает одновременно и в качестве подрядчика, и именуется застройщиком.

Застройщик на базе своего отдела капитального строительства (ОКС) или  управления капительного строительства (УКС) создает временное строительное подразделение, как правило, из рабочих  основного и подсобного производства предприятия. Иногда для выполнения сложных строительно-ремонтных работ ОКС нанимает специалистов извне.  Кроме того, в процессе строительства используются машины и механизмы предприятия или при необходимости они арендуются у других организаций.

Достоинства подрядного способа очевидны по сравнению с хозяйственным. Это наличие у подрядчика собственной производственной базы, наличие опыта, более высокая квалификация персонала и как следствие, более высокие темпы строительства объекта, более высокое качества, минимум затрат материальных, технических, трудовых и денежных средств.

Но есть область эффективного применения хозяйственного способа, а именно:

-         реконструкция;

-         техническое перевооружение и ремонт промышленных объектов, особенно без остановки основного производства и совмещение с ним по графику строительных работ.

Преимущество хозяйственного способа заключается еще и в том, что идет процесс более оперативного управления.

Когда часть работ выполняется  собственными силами застройщика, а  часть  работ выполняется по договору подряда, такой способ получил название смешанного.

1.4 Технологическая документация

Производство электромонтажных работ регламентируется технической  и директивной документацией. Основным техническим документом служит проект электроустановки, в строгом соответствии с которым и должны производиться  электромонтажные работы. Изменять принятые проектом технические решения, если они носят принципиальный характер, допускается только по согласованию с проектной организацией — автором  проекта. Изменения непринципиального  характера производят по согласованию с заказчиком.

Основными директивными документами, требования которых подлежат безусловному выполнению при производстве электромонтажных работ, являются действующие Правила  устройств электроустановок (ПУЭ) и  Строительные нормы и правила (СНиП).

 

 

 

На основе директивных  документов в монтажных организациях создают монтажные инструкции и  технологические карты, а поставщики электрооборудования и материалов разрабатывают заводские инструкции, которыми исполнители электромонтажных работ руководствуются в своей  практической деятельности. Существующие монтажные инструкции, являясь директивными документами, в которых регламентирована технология выполнения работ, отражены нормы и правила, приведены характеристики применяемых материалов, приспособлений, механизмов и др., не могут в полной мере отразить высокоэффективные приемы работ, обеспечивающие максимальную производительность труда. Инструкции отражают требования, предъявляемые к исполнению определенного  технологического комплекса, но не содержат подробного анализа приемов, необходимых  для достижения этих требований.

Поэтому разрабатываются  технологические карты трудовых процессов.

В них определяются технологическая  последовательность рабочего процесса; передовые приемы и методы труда; перечень применяемых механизмов, приспособлений и инструмента; рекомендации по укрупнению оборудования и изделий в монтажные  узлы; нормативные материалы —  график трудового процесса, калькуляция  затрат труда, схема организации  рабочих мест, количественный состав бригады, звена, их квалификация и др. Наличие технологических карт позволяет монтажным бригадам выполнять работы на достигнутом к данному времени уровне и обеспечить более высокую степень текущего контроля.