УДК 621. 875

д.т.н, проф. Суглобов В.В., доцент Михеев В.А., аспирант Ткачук Е.В.

ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», Украина

Влияние конструкции стреловых систем на надёжность портальных кранов

При проектировании и расчёте портального крана закладывается его надёжность. Она зависит от конструкции машины и её узлов, от качества изготовления, уровня расчётно-конструкторских работ, условий эксплуатации [1, 2].

Установлено, что значительное влияние на надежность портального крана оказывает тип стреловой системы (СС), конструкция которой требует обеспечения горизонтального перемещения груза при изменении вылета стрелы [3]. Это диктуется особенностями работы кранов на причалах морских и речных портов в условиях ограниченного пространства и наличия стесняющих движения надпалубных сооружений судов.

Существует три способа обеспечения перемещения груза к приближённо горизонтальной траектории и, соответственно, три принципа формирования структуры стреловых систем [3]:

- прямые стрелы с уравнительными полиспастами или уравнительными блоками;

- шарнирно-сочленённые стреловые устройства с постоянной высотой подвеса;

- шарнирно-сочленённые стреловые устройства с переменной высотой подвеса;

Каждый тип СС имеет ряд преимуществ и недостатков. Так, в работах [3, 5] указано, что прямые стрелы (рис. 1) менее трудоёмки, имеют меньшую массу, но большую высоту подвеса груза, что приводит к его раскачиванию и длительным колебаниям с большой амплитудой.

В современных конструкция портальных кранов зарубежных производителей управление и гашение колебаний осуществляется за счёт использования автоматизированных систем «anti-sway», позволяющих контролировать процесс движения груза [18-21].

Рисунок 1 – Портальный кран с прямой стрелой

Однако рекомендуемые электронные системы требуют автоматического управления всеми операциями, связанными с работой крана, что для отечественных производителей не всегда является возможным вследствие высокой стоимости такого оснащения.

Одним из достоинств прямых стрел является отсутствие кручения стрелы, но автор [2] отмечает наличие деформаций верхнего конца стрелы, вызванные повышенными напряжениями от значительных изгибающих моментов. К недостаткам конструкции прямых стрел относят большую канатоёмкость, что является причиной многочисленных аварий [2, 5].

Анализируя конструкцию прямых стрел с уравнительными полиспастами или блоками, можно сделать вывод, что их главным недостатком является отклонение траектории перемещения груза от горизонтали. Это приводит к увеличению нагрузок как на стрелу, так и на механизм изменения вылета стрелы. Такое положение ведёт к снижению надёжности всей системы крана.

В связи с этим, в многочисленных работах рекомендуется применять для портальных кранов шарнирно-сочленённые стреловые системы, в которых точка подвеса груза при изменении вылета стрелы перемещается по траектории, близкой к горизонтали.

Среди шарнирно-сочленённых стреловых систем перспективным типом принято считать системы с прямым хоботом и жёсткой оттяжкой (рис. 2) [3]. Это обусловлено тем, что системы с профилированным хоботом сложны в изготовлении, стрела испытывает кручение, а профилированная часть хобота подвержена повреждению из-за неравномерности распределения усилий на оттяжке [2].

Рисунок 2 – Кран портальный перегрузочный КПП 40-34-10,5 с прямым хоботом и жёсткой оттяжкой: 1 – портал; 2 – уравновешивающее устройство; 3 – жёсткая оттяжка; 4 – прямой хобот; 5 – стрела.

Автор [2] считает, что «в современных условиях применение профилированных хоботов с гибкими оттяжками не даёт каких-либо преимуществ с точки зрения надёжности по сравнению с прямыми стрелами с уравнительными полиспастами».

Таким образом, более совершёнными конструкциями являются шарнирно-сочленённые стреловые системы с прямым хоботом и жёсткой оттяжкой, что подтверждается данными исследования парка портальных кранов Украины

Как показывают исследования, широкое распространение шарнирно –сочленённых стреловых систем с прямым хоботом и жёсткой оттяжкой вызвано рядом преимуществ, а именно – меньшая высота подвеса груза, большая жёсткость, возможность размещения под стрелой грузов больших габаритов, технологичность изготовления хобота, безопасность и удобство управление краном. Брауде В.И. отмечает, что «жёсткие оттяжки разгружают стрелы от кручения, что сказывается положительно на их долговечности и надёжности». В тоже время надёжность портального крана обеспечивается при его изготовлении за счёт выполнения функциональных требований, эксплуатационных ограничений, методов расчёта СС и СУ.

_{Литература:}

1. Тупищева М.С. Некоторые вопросы повышения надёжности портовых кранов /М.С. Тупищева // Материалы международной научной конференции, посвящённой 70-летию АГТУ: в 3т. – Астрахань: Астраханский гос. техн. ун-т, 2001. – Т.3. – С.161-164. (340с)

2. Брауде В.И. Надёжность портальных кранов / В.И. Брауде. – Л:Машиностроение, 1967.– 324 с.

3. Михеев В.А., Власов В.Т. Специальные краны / В.А. Михеев, В.Т. Власов. – Мариуполь: ПГТУ, 2004.– 424 с.

4. Андриенко А.О. Состояние и перспективные направления обновления парка портовых кранов в морских портах Украины /А.О. Андриенко // Вісник Одеського національного морського університету: Зб. наук. праць. – Одеса: ОНМУ, 2006. – Вип.20. – С.86-89.

5. Справочник по кранам: в 2-х т. Т.2 под общ. ред. М.М. Гохберга.– Л.: Машиностроение, 1988.– 559 с.