Пневматические и гидравлические установки

Действие пневматических установок основано на перемещении материала в потоке воздуха. По принципу действия они бывают всасывающего, нагнетательного и комбинированного типа. В систе­ме трубопроводов установок всасывающего типа создается разря­жение (вакуум). Если при этом заборное сопло опустить в груз, то его частицы под действием воздуха будут увлекаться в трубопро­вод. Поток грузовоздушной смеси поступает в осадительную каме­ру, где поперечное сечение его, а следовательно,    и скорость резко изменяются. Частицы груза теряют кинетическую энергию и оседа­ют в камере. Воздух, проходя через фильтры, выбрасывается в ат­мосферу.

В установках нагнетательного типа груз самотеком или механи­ческими средствами подается в смесительные камеры. В них же по­ступает сжатый воздух. Грузовоздушная смесь транспортируется к месту складирования под избыточным давлением. Это позволяет пе­ремещать грузы на большие расстояния, чем при использовании ус­тановок всасывающего типа. В установках комбинированного типа материал всасывается в заборный орган благодаря разрежению воз­духа, а транспортируется в нагнетательном трубопроводе за счет из­быточного давления. Кроме того, существуют установки, перемеще­ние груза в которых осуществляется путем придания ему текучести за счет аэрации (насыщения воздухом).

Наибольшее распространение на станциях получили пневмораз-грузчики всасывающего и комбинированного типов, серийно изготов­ляемые промышленностью, предназначенные для выгрузки зерна, пылевидных и порошкообразных материалов из крытых вагонов и судов в приемные устройства или раздаточные бункера.

Принципиальная схема работы пневматического разгрузчика вса­сывающего типа для цемента показана на рис. 7.13. Производи­тельность пневматических разгрузчиков от 20 до 90 т/ч.

Использование пневматических установок исключает пыление и потерю грузов при транспортировании, предохраняет их от воз­действия атмосферных осадков. Эти установки создают наиболее гигиенические и безопасные условия труда обслуживающих их ра­ботников, обеспечивают охрану окружающей среды от вредного воздействия пылевидных частиц выгружаемых грузов.

 

Рис. 7.13. Принципиальная схема работы пневматического разгрузчика всасывающего действия для цемента:

1 – самоходное заборное устройство; 2 – трубопровод; 3 – рукавные фильтры; 4 – осадительная камера; 5 – вакуум-установка

Гидравлический способ разгрузки вагонов заключается в том, что груз вводится в струю воды, перемещается вместе с ней и затем от­деляется от нее. Этим способом выгружают свеклу, картофель на сахарных, спиртовых заводах, песок и гравий на заводах стройма­териалов и др.

Гидравлические установки отличаются простотой устройства и высокой производительностью. К недостаткам следует отнес­ти большой расход воды, необходимость сложных обезвожива­ющих устройств и желобов.

Глава 8 Краны

Классификация кранов

Кранами называют универсальные грузоподъемные машины пе­риодического действия, состоящие из остова и смонтированных на нем механизмов, при помощи которых перемещают грузы в верти­кальном и горизонтальном направлениях на небольшие расстояния. Краны применяют для погрузки и выгрузки тяжелых машин, грузов, перевозимых в пакетах и контейнерах, металлических и сборных же­лезобетонных конструкций и т.д., а также для выполнения складских операций с этими грузами. При оборудовании кранов специальны­ми захватными приспособлениями и грейферами краны успешно при­меняются для погрузки и выгрузки массовых сыпучих и кусковых грузов, а при оборудовании электромагнитами – для погрузки и выгрузки различных изделий из стали и чугуна.

Основа любого крана – остов (ферма) и механизмы подъема и перемещения груза. Многие краны имеют механизмы передвиже­ния и поворота, а также подъема своих собственных конструкций.

В зависимости от конструкции краны подразделяются на следу­ющие группы:

- мостового типа (мостовые, козловые, полукозловые, перегру­зочные мосты);

- стрелового типа (портальные, стреловые, башенные, железно­дорожные, плавучие и др.);

- кабельного типа с грузоподъемным механизмом, перемещае­мым по канату.

В зависимости от грузозахватного органа краны подразделяют­ся на крюковые, грейферные, магнитные, штыревые и др.

В зависимости от возможности перемещения краны подраз­деляются на стационарные, самоподъемные, переставные, ра­диальные и передвижные.

По виду ходового устройства краны подразделяются на краны на железнодорожном, гусеничном, колесном ходу, на специальном шасси и др.

По виду привода краны подразделяются на ручные, электричес­кие, механические, гидравлические.

По степени поворота краны подразделяются на поворотные, пол­ноповоротные, неполноповоротные, неповоротные.

По способу строенияия краны подразделяются на опорные и подвесные.

Режим работы крана. Режим работы крана устанавливается ГОСТ-25546 и ИСО 4301/1, которым определены девять групп, ха­рактеризуются классом использования и режимом нагружения.

Класс использования зависит от общего числа рабо­чих циклов за срок службы крана. Под рабочим циклом понимает­ся период времени, который начинается с момента, когда кран го­тов к подъему груза, и заканчивается, когда кран готов к подъему следующего груза.

Краны мостового типа

Отличительная особенность мостовых кранов – передвижной мост, выполненный в виде жесткой рамы, фермы или балок, который уста­новлен на ходовые колеса, обычно перемещающиеся по рельсам.

Рельсовый путь уложен на подкрановые балки, закрепленные на консолях колонн складских зданий или на эстакаде. Вдоль моста перемещается тележка, на которой смонтированы механизмы для подъема груза и собственного ее перемещения. Расстояние по гори­зонтали между опорами крана по осям подкрановых путей называ­ется пролетом крана.

По конструкции моста краны бывают двух- и однобалочными. На рис. 8.1 представлен однобалочный мостовой кран с электрическим приводом.

    Рис. 8.1. Мостовой однобалочный кран:

1 – двутавровая ездовая балка; 2 – кабина управления; 3 – подъемный меха­низм (электроталь); 4 – вспомогательная ферма; 5 – поперечная концевая балка с ходовыми колесами

Мостовые краны обслуживают площади прямоугольной фор­мы. Грузоподъемная тележка обеспечивает подъем груза и его перемещение поперек площади склада, а передвижением моста достигается транспортирование груза вдоль обслуживаемой площади. На транспортно-складских комплексах нашли приме­нение мостовые краны грузоподъемностью 5–32 т.

Электрические двухбалочные краны подразделяются на три основные группы:

- общего назначения (крюковые) грузоподъемностью от 5 до 250 т, предназначены для переработки различных штучных грузов;

- специальные (магнитные, грейферные, магнитно-грейферные и др.) грузоподъемностью 5–30 т;

- металлургические.

Управляют электрическими кранами из кабины крановщика, с пола при помощи переносного кнопочного пульта или дистанционно с цент­рального пульта. Мостовые электрические краны применяемые на грузовых дворах для перегрузки контейнеров и тяжело­весов, имеют три механизма: передвижения моста (крана), передвижения грузовой тележки по мосту и подъема груза. Механизм подъема в виде лебедки установлен на грузовой тележке.

Особую группу кранов мостового типа составляют кран-балки (подвесные краны). Они применяются при незначительных объемах работ, небольших пролетах и малой грузоподъемности. Отличие кран-балки от однобалочного мостового крана состоит в том, что ее ходовые колеса опираются на рельсы, подвешиваемые к пото­лочному перекрытию.

Краны-штабелеры мостового типа широко применяются в кры­тых складах для выполнения трудоемких складских работ (подъем, перемещение и укладка груза на места хранения, подборка их из раз­ных мест хранения, перемещение и подготовка к отправлению и т.д.).

Козловые краны представляют собой разно­видность кранов мостовых и отличаются тем, что мост крана устанав­ливается на двух высоких опорах, каждая из которых состоит из жест­ких стоек, расположенных под углом друг к другу в виде козел. Стойки опираются на ходовые тележки, передвигающиеся по наземным под­крановым путям. У козловых кранов электрический привод. Питание электроэнергией осуществляется через троллеи или гибкий кабель.

Для козловых кранов по сравнению с мостовыми не требуется дорогостоящих эстакад, где укладывают подкрановые пути. Ши­роко распространены козловые краны на открытых складах опор­ных станций и подъездных путях промышленных предприятий. Их используют для грузовых операций с контейнерами, тяжеловесны­ми, лесными и навалочными грузами и др. В качестве грузоподъем­ного механизма применяют электротали или обычные грузовые те­лежки, как у мостовых кранов, передвигающиеся по верхнему или нижнему поясу фермы крана.

В зависимости от взаимного расположения моста и его опор раз­личают краны бесконсольные, одно- и двухконсольные. Некоторые краны самомонтирующиеся, для чего на их опорах установлены спе­циальные лебедки с блочной системой самомонтажа.

В козловых кранах, так же как и в мостовых, реализуются три са­мостоятельные операции: подъем (опускание) груза на требуемую вы­соту, перемещение груза по мосту крана поперек обслуживаемой пло­щади и перемещение груза краном вдоль обслуживаемой площади. Сочетанием перечисленных операций можно транспортировать гру­зы в любые точки прямоугольной площади склада.

На транспортно-складских комплексах преимущественное распро­странение получили двухконсольные самомонтирующиеся краны, по­зволяющие наиболее эффективно использовать складские площади, поскольку представляется возможным подавать под консоли ваго­ны и автомобили, а грузы размещать по всему пролету между опора­ми крана. Для переработки среднетоннажных контейнеров массой брутто 3 и 5 т применяются козловые краны КК-6, КДКК-10.

Кран КК-6 специально приспособлен для переработки контей­неров автостопом с поворотной головкой, его механизм подъема груза смонтирован на грузовой тележке с ездой поверху.

Для работы с тяжеловесными грузами на грузовых дворах станций используется двухконсольный, самомонтирующийся кран КДКК-10 (рис. 8.2), оборудованный крюком, электромаг­нитом, моторным грейфером для сыпучих грузов и грейферным захватом для леса. В качестве грузоподъемного механизма слу­жит тележка мостового типа, передвигающаяся вдоль фермы по рельсам (езда поверху). Питание крана электроэнергией осуще­ствляется от троллеев или через гибкий кабель. Электродвигатель механизма передвиже­ния грузовой тележки пита­ется через кабель, подве­шенный петлями к пере­движным кареткам. Кран оборудован генератором для работы с магнитной шайбой. Устанавливают его в основном на площадках для тяжеловесных грузов и контейнеров.

Рис. 8.2. Двухконсольный козловой кран КДКК-10

Козловой кран типа ККС-10 (рис. 8.3), двухконсольный са­момонтирующийся грузоподъемностью 10 т, широко применя­ется для переработки длинномерных и тяжеловесных грузов, та­ких как лесоматериалы, прокат, строительные конструкции. Ферма прямоугольная, решетчатая с монорельсом, по которому пе­редвигается грузовая тележка. Лебедки подъема груза и передви­жения грузовой тележки установлены на ферме над жесткой опо­рой. Кабина крановщика перемещается вместе с тележкой или жестко закреплена на опоре. Сменные секции позволяют изме­нять пролет крана от 20 до 32 м.

Для переработки крупнотоннажных контейнеров массой брутто 10, 20 и 30 т предназначен козловой двухконсольный контейнерный кран КДКК-32 (рис. 8.4), оборудованный автома­тическим захватом-спредером.

Рис. 8.3. Двухконсольный козловой кран ККС-10

Рис. 8.4. Козловой двухконсольный контейнерный кран КДКК-32:

1 – мост; 2 – кабина управления; 3 – вспомогательный кран для монтажных и ремонтных работ; 4 – грузовая тележка; 5 – балки для жесткой увязки стоек опор; 5 – автоматический захват; 7 – ходовые тележки

На перегрузке крупнотоннажных контейнеров используются так­же двухконсольные козловые краны КДКК-20, КК-20, КК-24, КК-32.

Большие пролеты козловых кранов перекрывают одновременно складские площадки, железнодорожные пути и автомобильные доро­ги. Козловые краны с пролетами свыше 32 м называют перегрузочны­ми мостами. У них одна опора имеет жесткое соединение с мостом, а вторая – гибкое. Она может отклоняться от своего вертикального по­ложения при изменении длины моста под влиянием температуры.

Стреловые краны

Стреловыми кранами называются такие, у которых груз переме­щается с помощью укосины стрелы или консоли, поворачивающейся в горизонтальной плоскости или в горизонтальной и вертикальной. К таким кранам относятся настенные поворотные краны в виде стре­лы или консоли, смонтированные на поворотной колонне, само­ходные поворотные краны на железнодорожном, автомобильном, пневмоколесном, гусеничном ходу (портальные, полупортальные и башенные).

Поворотные стреловые самоходные краны состоят из двух основ­ных частей: ходовой – нижней несущей рамы, к которой крепятся ходовые устройства, и поворотной, в которую входит платформа с крановыми механизмами, стрелой, мачтой и ее оснасткой. Кратчай­шее расстояние по горизонтали между осью вращения крана и вертикальной линией, проходящей через точку подвеса груза, на­зывается вылетом. Чтобы повысить грузоподъемность кранов, не­которые из них оснащены выносными опорами (аутригерами).

Универсальные полноповоротные самоходные железнодорож­ные краны на тележках нормальной колеи шириной 1 520 мм широко применяются для погрузочно-разгрузочных работ со штучными и сыпучими грузами на транспортно-складских комплексах и подъездных путях.

На рис. 8.5 показан общий вид крана на железнодорожном ходу. Изготавливаются, в основном, железнодорожные краны с дизель-электрическим приводом ввиду его больших преимуществ по срав­нению с приводом от двигателей внутреннего сгорания. Дизель-элек­трические краны КДЭ-161, КДЭ-162, КДЭ-163, КДЭ-251, КДЭ-253, КДЖЭ-253 оборудуются основной 15-метровой стрелой с крюком и по особому заказу могут иметь дополнительное оборудование (5-метровую вставку для удлинения стрелы до 20 м, захват для леса или грейфер, грузовой электромагнит с соответствующим обо­рудованием).

 

Рис. 8.5. Дизель-электрический кран на железнодорожном ходу:

1 – ходовая платформа; 2 – поворотная платформа; 3 – стрела; 4 – ограничитель грузоподъемности; 5 – указатель вылета стрелы

Основное достоинство автомобильных кранов – большая ско­рость передвижения, что позволяет перебрасывать их с одного про­изводственного участка на другой. Автомобильные краны выпол­няют погрузочно-разгрузочные и складские работы на всей терри­тории грузового района и за ее пределами, не требуя при этом ка­ких-либо специальных подкрановых путей.

Автомобильные краны (КС-3577, КС-3572, КС-4372 и др.) разли­чаются между собой типом автомобиля, на котором они смонтиро­ваны, грузоподъемностью, а также конструктивным использовани­ем отдельных узлов и механизмов.

Ходовой частью стреловых кранов на пневматическом ходу яв­ляется специальное шасси, на котором установлена поворотная платформа. На ней смонтированы двигатель, механизмы подъема груза и стрелы, поворота платформы, пульт управления.

На погрузочно-разгрузочных работах широко используются кра­ны-экскаваторы на гусеничном ходу.

Портальные краны (рис. 8.6, а) – это грузоподъемные машины, у которых поворотная часть 3 (с механизмами вращения, подъема груза, изменения вылета стрелы) монтируется на высокой самоход­ной П-образной раме 1 (портале), передвигающейся по уширенной железнодорожной колее. Различаются они по числу перекрываемых порталом железнодорожных путей (с одно-, двух- и трехпутными порталами). Эти краны изготавливают со стрелами 4 и механизма­ми, позволяющими при изменении вылета получить горизонтальное перемещение крюка, а, следовательно,         и груза. Кроме того, поворот­ная платформа снабжена противовесом 2, автоматически уравнове­шивающим массу груза при изменении вылета стрелы.

Рис.8.6. Стреловые краны на портале

Краны, у которых одна из опор портала отсутствует и один из подкрановых рельсов уложен на стене или эстакаде, называ­ют полупортальными (рис. 8.6, б). Портальные и полупорталь­ные краны широко применяют для переработки различных на­валочных, сыпучих, кусковых, штучных и тяжеловесных грузов в речных и морских портах при перевалке с железнодорожного на водный транспорт и наоборот, а также на прирельсовых скла­дах различных предприятий. Портальные краны изготавливают грузоподъемностью от 3,2 до 30 т с вылетом стрелы от 7–8 до 30–50 м, высотой подъема груза до 45 м. Для обозначения типа портального крана приняты следующие буквенные и числовые индексы: КП – кран портальный; ПК – перегрузочный крюко­вой или ПГ – перегрузочный грейферный; первое число, следу­ющее за буквами, – грузоподъемность; второе – наибольший вылет стрелы; третье – ширина колеи портала, например, КППК-3-25-10,5 или КППГ-15-30-15,5.

Башенные краны (рис. 8.7) применяют, когда необходимо подни­мать грузы на большую высоту при сравнительно небольшом выле­те стрелы.    В отличие от портальных у них между порталом и полно­поворотной головкой со стрелой расположена башня, увеличиваю­щая общую высоту крана. Грузоподъемность этих кранов достигает 40 т, вылет стрелы – 10–40 м, высота подъема груза – 70 м.

Рис. 8.7. Башенный кран БКСМ-1

Кабельные краны

Кабельные (мостокабельные) краны применяют в тех случаях, ког­да возникает необходимость обслуживать перегрузочными опера­циями открытые склады больших размеров (лесные и перевалоч­ные базы, получающие лес по воде, склады массовых грузов с боль­шим объемом работы).

Кабельными эти краны называют потому, что их грузовая тележка перемещается по несущему канату, размещенному между двумя опорами: машинной, в которой расположены механизмы подъема и пе­редвижения тележки, и контрбашней.

Высота опор кабельных кранов достигает 40 м, устраиваются опоры в виде мачт или башен.

Кабельные краны разделяют на стационарные (рис. 8.8, а), ког­да обе башни неподвижные, их грузоподъемность 1,0–13,5 т и про­лет 100–1800 м; передвижные (рис. 8.8, в, г), когда обе башни расположены на тележках, передвигающихся по рельсовым путям, уложенным параллельно, грузоподъемность их 3,0–20 т при про­лете 150–700 м; радиальные (рис. 8.8, б), когда одна башня не­подвижная, а вторая передвигается по дуге окружности, такие кра­ны обслуживают площадь сектора круга и имеют грузоподъем­ность 3–30 т и пролет от 150 до 800 м.

Важным показателем работы кабельных кранов является их устойчивость, которая должна обеспечивать высокую надежность их работы, предохранять их от возможного опрокидывания и тем самым выполнять требования техники безопасности при выполнении грузовых операций.

Рис. 8.8. Кабельные краны:

а – стационарный; б – передвижной радиальный; в – параллельно-передвижной; г – параллельно-передвижной с бревнотаской

Параллельно-передвижные могут быть с двумя жесткими или с одной жесткой и одной качающейся башнями.

Устойчивость кранов

Передвижные краны должны обладать достаточной устойчиво­стью для их безопасной работы.

Устойчивость крана характеризуется грузовой и собственной устой­чивостью. В соответствии с требованиями Госгортехнадзора краны на устойчивость проверяют при работе с грузом и при положении крана без груза в условиях, самых неблагоприятных в отношении опрокиды­вания. Наименьшая устойчивость стреловых кранов наблюдается в том случае, когда поворотная часть расположена поперек ходовой рамы.

Коэффициентом грузовой устойчивости называется отношение восстанавливающего момента к опрокидывающему. По правилам Госгортехнадзора коэффициент грузовой устойчивости крана не должен быть менее 1,4.