Крановые пути кранов: устройство подкрановых направлений, особенности рельс и прокладок по ГОСТу

Важно разбираться не только в грузовой спецтехнике, но и в направляющих, по которым она перемещается. Поэтому всесторонне рассмотрим крановые пути: это конструкция крана, обеспечивающая возможность передвижения подъемного оборудования по заданным векторам, а также равномерно распределяющая его вес по всей своей поверхности.


Уделим внимание сферам, в которых они актуальны, вариантам монтажа, нюансам эксплуатации и ремонта – чтобы вы понимали, по каким принципам выбирать среди разновидностей данных опорных элементов и как их правильно использовать на практике. Свое применение они нашли на крупных производствах и в средних по масштабам мастерских, на транспортных неразборных узлах, при выполнении операций с опасными и/или сыпучими грузами. Одним словом, задействованы при интенсивной работе как в нормальных, так и в экстремальных условиях.

Содержание

1. Виды и особенности крановых путей
2. Понятие и назначение подкрановых путей, конструкция мостового крана
3. Устройство мостового крана
4. Способы установки рельс
5. Особенности крепления тележки к балке, установленной на крановых путях
6. Особенности применения разных видов крановых путей
7. Специфика ремонта

Виды и особенности крановых путей

Они напрямую зависят от конфигурации мостовых кранов, каждый из которых оснащен несущей конструкцией и грузовой тележкой. Спецтехника может быть с электрическим или ручным приводом, управляться оператором или дистанционно, нести на своем борту не только крюк, но и любое другое захватное устройство (магнит, грейфер и так далее). В рассматриваемом нами случае главное – это характер установки.

По типу крепления выделяют 2 принципиально разные группы оборудования:

• Подвесная – рельсы монтируются на конструкции, крепящиеся, в свою очередь, к стенам и потолкам помещений. Сам механизм портальных кранов нависает над площадкой, над которой требуется перемещать по рельсовым путям грузы.
  
• Опорная – здесь агрегат стоит на двутаврах, закрепленных на специальной высотной направляющей. Такой способ размещения позволяет выдерживать значительно большие нагрузки. Такие системы часто используются вне помещений.
  

Выполняются из металла или бетона. Поверхности их должны быть идеально ровными и абсолютно параллельными для ровной укладки линий.


Например, консольные размещаются на специальных стойках с мощным столбом и стрелой, специальные балочные подъемные устройства, такие как штабелеры, передвигаются под самым потолком. У полукозловых моделей одна часть опирается на рельсовые опоры, проложенные по земле, другая – на специальную конструкцию, высота которой ограничена техническими характеристиками.


Главное, чтобы формирующие колею прокатные изделия отвечали требованиям ГОСТ 5876-82 и 4121-96, а сама установка проводилась в полном соответствии с РД 10-117-95 и 50-48-0075.03.05, а также ПБ 10-382-00. При должном соблюдении всех эксплуатационных норм использовать такое оборудование можно годами, не задумываясь о ремонте (специфику проведения которого мы рассмотрим ниже).


Применяются следующие марки рельсов:

• крановые – к ним относятся КР70, КР80, КР100, КР120, КР140;
  
• стандартные ж/д, если нагрузка будет небольшая, например – Р43, Р50, Р65.
  
  

В случае с опорами типа КР применяют следующие методы для улучшения прочности и износостойкости:

• Головка закругляется. Цель – создать идеальную поверхность контакта, чтобы исключить рывки, которые раскачивают груз, создают опасность и сокращают срок службы.
  
• Утолщают шейку, чтобы она не сминалась при подъеме тяжестей.
  
• Металлопрокат делают более низким, чтобы избавиться от чрезмерных напряжений.
  
• Подошва увеличивается для устойчивости изделия.
  
  

Понятие и назначение подкрановых путей, конструкция мостового крана

Сформулируем еще одно определение – в дополнение к уже данному выше: выражаясь максимально простыми словами, это совокупность направляющих. Основная роль – обеспечивать саму возможность перемещения спецтехники в пределах рабочей зоны, дополнительная – упрощать движение, делая его безопаснее, что на практике проявляется в распределении действующих нагрузок.

Перейдем непосредственно к грузовому оборудованию и ключевым параметрам его классификации.

Схема подкрановых путей

По конфигурации несущей части (моста) все выпускаемые модели разделяют на 2 группы:

• Однобалочные – на концах единственного двутаврового прокатного изделия или несущей фермы установлены концевые металлоконструкции с тележками. Данное решение позволяет нести как основной агрегат, так и вспомогательный, консольный. В числе преимуществ такого оборудования его сравнительно легкий вес.
  
• Двухбалочные – жестких элементов уже пара. В результате можно навешивать более мощные подъемные механизмы, которые особенно удобны при дистанционном управлении. Производительность данного варианта выше, чем предыдущего, но и масса тоже больше, а значит нагрузка на опору серьезнее.

Разделение по типу крепления мы уже рассмотрели, но также отметим, что существуют нетрадиционные виды мостовых кранов, передвигающиеся по альтернативным надземным путям, и это:

• Радиальные – вращаются по О-образному рельсу, который надежно зафиксирован на опорах вокруг рабочей зоны.
  
• Хордовые – отличаются от предыдущих только тем, что передвижение несущей части осуществляется не по всей окружности, а лишь по некоторой ее части, в силу чего обслуживаемая площадь несколько меньше, чем у первого варианта.
  
• Поворотные – они могут выполнять задачи погрузки-разгрузки не только по фронтальной плоскости, но и в любой точке, до которой только способны достать.
  

Устройство мостового крана

В самом общем случае оно представляет собой перемещающуюся по рельсам несущую конструкцию (двух- или однобалочную), по которой в свою очередь передвигается грузовая тележка. На обоих этих элементах расположены механические приспособления и электрические приборы.

Управление осуществляется оператором – вручную из подвесной кабины, либо дистанционно – с помощью пульта, причем отдавать команды допустимо как с пола рабочей площадки, с возможностью визуального контроля, так и находясь за ее пределами.

Монтаж направляющих выполняется либо на свободно размещенную эстакаду, либо с задействованием колонн, стропильных ферм.

Теперь перейдем к рассмотрению ключевых функциональных узлов.

Тормозная система

Нужна для надежного удержания грузов, а также для чуткого контроля его подъема, спуска, перемещения в пространстве с обеспечением возможности замедления или полной остановки, особенно в экстренных случаях.

Внимание, при стандартном строении подкрановых путей можно обойтись и без нее, если максимальная скорость тележки меньше 32 м/мин. В этом случае движение эффективно гасится за счет силы трения, возникающей при качении по рельсам и в подшипниках. В остальных ситуациях она необходима.

Схема тормозной системы

Наиболее распространенный тормоз – замкнутый, у которого возможны 3 состояния:

• нормальное – перемещение заблокировано;
  
• подана команда (нажата педаль, повернута рукоять) – происходит растормаживание;
  
• авария (поломка, выход из строя функционального узла) – автоматическое включение с полной остановкой спецтехники.

Также популярность нашел колодочный вариант исполнения, отличающийся более плавным и быстрым срабатыванием (но и стоит он сравнительно дороже).

Механизмы подъема

Представляют собой комплект из основного элемента и пары вспомогательных, устанавливаемых опционально (так как их подъемная сила обычно в 3-10 раз ниже).

Вне зависимости от степени важности или эффективности, обладают следующими составными частями:

• электроприводом;
  
• редуктором;
  
• трансмиссионными валами;
  
• барабаном с тросами;
  
• захватными устройствами.
  

Фото подъемной системы

Схема подъемной системы

Размещаются на тележке, обеспечивают вертикальное перемещение объектов. Если вес грузов превышает 80 т, устанавливается понижающая зубчатая передача. Для улучшения тягового усилия используют полиспаст: чаще всего отдают предпочтение сдвоенному кратному, чтобы наматывание троса с обоих концов происходило равномерно, в результате чего нагрузка на пролетную часть оказывается максимально сбалансированной.


Все модели спецтехники – с грейфером, крюком, магнитом, электроподъемником – обладают подвеской, которая:

• гибкая;
  
• либо жесткая.
  

Вторая предназначена для оборудования, эксплуатируемого в суровых условиях металлургической промышленности.


Запускается оборудование за счет электродвигателей (основного и вспомогательных), размещенных на передней галерее моста. Последний – несущая часть, обеспечивающая связь всех элементов между собой и состоящая из одной или пары двутавровых прокатных изделий, зафиксированных на поперечных металлоконструкциях.

Подкрановые пути

Повторимся, важно, чтобы они не только предоставляли спецтехнике возможность передвигаться достаточно быстро и безопасно, но и одинаково распределяли давление веса транспортируемых объектов по всей своей поверхности, в том числе и опорам. Поэтому при их выборе обязательно ориентируются на то, какие рабочие задачи призвано решить оборудование, что за грузоподъемность у него должна быть. Как мы уже писали выше:

• если нагрузка небольшая, подойдут стандартные направляющие, которые укладывают на железных дорогах – например, профили Р-43, Р-50, Р-65;
  
• если от 20 т и выше, потребуются уже особые прокатные изделия КР, выполненные специально для подъемных агрегатов.

Необходимо с особенным вниманием относиться к вопросу установки – так, чтобы полностью исключить сход с колеи. Для этого колеса должны быть несколько шире того полотна, по которому они едут: на 30 мм и более, если они цилиндрические, или как минимум на 40 мм, если конические.

В общем случае направляющие элементы крановых и подкрановых путей – это двутавровые рельсовые балки, закрепляемые с тепловым зазором и допуском по перепаду высот в местах стыка до 2 мм. Если последнее требование не выдержать, в процессе эксплуатации могут возникнуть чрезмерно высокие ударные нагрузки, и тогда придется ремонтировать или даже менять подвижные части.

Электрооборудование

В категорию основного входят:

• Двигатели, от трех до пяти штук, причем два находятся на тележке и ответственны за перемещение груза поперек, вторая пара перемещает всю конструкцию вдоль, а еще один, главный – обеспечивает движение вниз-вверх.
  
• Устройства управления – пускатели, контроллеры, пульты, реле и тому подобное.
  
• Регуляторы тормозной системы (которую мы уже рассмотрели).
  
• Электрозащита – всевозможные предохранители и другие сходные с ними автоматы.
  

В группе дополнительного: приборы освещения, сигнализация, система отопления кабины и любые другие вспомогательные узлы, не выполняющие главную задачу непосредственно, но повышающие комфорт оператора и способствующие эффективности процесса.

Схема электрооборудования

Требования к такому оборудованию особые: необходимо, чтобы оно сохраняло работоспособность и оставалось безотказным даже в условиях перегрузок, постоянного изменения скоростей, резких торможений и разгонов, сотен кратковременных включений-выключений за час.

Организовать электропитание можно одним из двух методов:

• С помощью троллейной линии – лучше подходит для спецтехники с большой грузоподъемностью. В этом случае у захватного механизма собственная линия подачи энергии. Ради обеспечения безопасности эксплуатации шину нужно размещать от 3,5 м над уровнем пола и от 2,5 до настила.
  
• С использованием кабельной системы – гибкой, предполагающей применение подвесных кареток.

Устройство тележки

Эксплуатируемые как на основных, так и на тыловых подкрановых путях краны просто обязаны обладать функциональным элементом, отвечающим за подъем/опускание груза. И важно, чтобы его конфигурация не допускала неравномерного воздействия на ходовую пару и/или на какой-то из концов несущей части.

Схема устройства тележки

Поэтому в основе – жесткая стальная рама с приводами, основными и вспомогательными двигателями на борту, а также с блокираторами, токосъемниками и другими узлами, и с колесами, ведущими и ведомыми. Она консольная, если спецтехника однобалочная, а если двух-, то универсальная, то есть перемещающаяся и по верхнему, и по нижнему балочному профилю.

Если в движение она приводится с помощью электропривода, то ее остановка осуществляется за счет тормозной системы (а при неисправности последней – буферами), а для безопасности ее эксплуатации предусмотрены поручни. В зависимости от навесных устройств, у тележки может быть несколько барабанов: первый – для троса грейфера, второй – для питания магнита и так далее.

Способы установки рельс

Мы уже выяснили, что по типу монтажа есть опорные и подвесные конструкции. Но чем их двутавровые балки фиксируются на несущих поверхностях? Для обеспечения надежного стыка используются следующие варианты крепежа:

• прижимными пластинами;
  
• крюками с резьбой;
  
• сваркой.
  
  

Практичнее всего создавать сборно-разборные соединения подкранового пути: лежни, рельсы и другие отдельные элементы в таком случае проще демонтировать, если они получили повреждения или отремонтировать.


Ради обеспечения высокого уровня безопасности в крайних точках созданной колеи рекомендуется устанавливать тормозные буфера. Они могут быть контактного типа (когда кинетическая энергия гасится за счет ударного соприкосновения), безударными (когда происходит накат на упор) или со смешанным действием (сочетают в себе преимущества обоих вариантов).


Для обеспечения качества монтажа важно жестко фиксировать направляющие на поверхностях. После установки в течение эксплуатации необходимо периодически проверять состояние пути и заземления.

Пластинчатая фиксация подкрановых путей в разрезе, фото.

Пластинчатая фиксация подкрановых путей в разрезе. Чертеж

Фото крюкового крепления

Схема крюкового крепления рельса к стальной подкрановой балке

Особенности крепления тележки к балке, установленной на крановых путях

Этот момент зависит от того, какое перед нами устройство – двухбалочное или однобалочное:

• В первом случае подвижный несущий узел перемещается как по верхним, так и по нижним поясам балочной части. Ролики расположены по бокам. Вал с низкими оборотами передает крутящий момент для перемещения. Длина зависит от задачи, поставленной перед оборудованием.
  
• Во втором случае направляющие размещены сбоку или с обратной стороны, чтобы таль не опрокинулась от нагрузки или от собственной тяжести. Перемещается она либо по боку балочной фермы либо висит снизу за счет обратно установленных роликовых опор.
  

Особенности применения разных видов крановых путей

Каждый из них построен из основных и дополнительных элементов:

• главные – рельсы и балки;
  
• вспомогательные – постели, концевые упоры, детали крепежа.
  

Направляющие нужно надежно фиксировать – так, чтобы они не смещались в процессе эксплуатации, даже под воздействием серьезных нагрузок. Одновременно с этим важно обеспечить практичность монтажа, поэтому сварочному соединению стоит предпочесть разборное.


Используемые металлоконструкции должны различаться в зависимости от предполагаемого характера нагрузок. Он должен соответствовать регламентированным ГОСТами допускам по посадкам и нормам по заземлению и энергосбережению.

Специфика ремонта

Обычно он зависит от вида колеи. Если она наземная, чаще всего требуется убрать разницу высот, либо заменить изношенные направляющие или вышедший из строя крепеж. Реже возникает необходимость в починке электрооборудования. Все обнаруженные в ходе проверки дефекты устраняются, после чего проводится контрольная нивелировка.


Однако, если конфигурация подвесная, проблемы, как правило, возникают на стыках – это те места, которые стоит осмотреть в первую очередь. Также повышенного внимания заслуживают кабели питания. В остальном же характер ремонта аналогичен предыдущему случаю.


Мы подробно рассмотрели устройство и назначение крановых путей, кранов, отдельных функциональных узлов и ключевых механизмов. Теперь у вас больше информации для вдумчивого и верного выбора спецтехники. Ну а заказать рельсы и другие прокатные изделия для организации колеи, по которой будет передвигаться купленная модель, вы всегда и по выгодным ценам можете, обратившись в «ПромПутьСнабжение». 

Также смотрите видео: