асc. Ткачук Е.В.

ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», Украина

Показатели эффективности портальных кранов с шарнирно – сочленённой стреловой системой

Эффективность работы крана связана с его работоспособностью. Работоспособность – состояние, при котором портальный кран способен выполнять работу согласно техническим характеристикам и при этом является надёжным и безопасным при эксплуатации.

Сохранение работоспособности портальных кранов в течении длительной эксплуатации стало возможным благодаря замене и модернизации наиболее ответственных узлов механического и электрического оборудования с большим запасом прочности, заложенным в металлоконструкции на стадии проектирования [1, 2, 3].

Эффективность крана – комплексное понятие, включающее в себя следующие критерии:

1) Производительность – это масса груза, переработанного за единицу времени. Исходя из этого, производительность прямо-пропорциональна грузоподъёмности крана и обратно-пропорциональна продолжительности рабочего цикла. Большинство современных кранов с шарнирно-сочленённой стреловой системой имеют максимальную грузоподъёмность на всем диапазоне вылетов и работают при высокоскоростных режимах горизонтального перемещения груза, что позволяет оперативно проводить погрузо-разгрузочные работы [4, 5, 6].

2) Надёжность – способность крана сохранять в установленных границах значений всех своих характеристик и параметров, которые обеспечивают способность крана выполнять необходимые функции при требуемых условиях эксплуатации [2, 6, 7]. Надёжность портального крана является важнейшим показателем его качества. Свойства надёжности изделия в конкретных условиях их эксплуатации характеризуются следующими показателями: долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью. Анализируя приведенные свойства надёжности, установлено, что основными факторами, влияющими на качество крана, являются условия работы, материал конструкции и влияние окружающей среды.

3) Манёвренность крана – критерий, который зависит и от характеристик машины, и от навыка и опыта работы оператора-крановщика. Под маневренностью понимают способность крана быстро менять своё положение или состояние. Маневренность шарнирно-сочленённой стреловой системы зависит от скорости изменения вылета стрелы, от веса и её габаритных размеров.

4) Безопасность и эргономичность. Абсолютно каждая машина должна быть безопасной для людей, эксплуатирующих, обслуживающих её. Эргономичность – способность крана быть простым и удобным в управлении.

5) Экономичность крана зависит от затрат на электроэнергию, которые рассчитываются исходя из суммарной мощности электродвигателей крана и от продолжительности работы каждого двигателя.

Рассматривая составляющие эффективности крана, можно сделать вывод, что большинство из них зависит от продолжительности рабочего цикла машины. Поэтому, для достижения максимальной эффективности крана, необходимо обеспечить его максимальную грузоподъёмность при минимальной продолжительности рабочего цикла. Однако каждый кран имеет чёткую грузовую характеристику и установленную грузоподъёмность, которую увеличить невозможно. В связи с этим, эффективность крана увеличивают путём уменьшения рабочего цикла, снижения энергопотребления, обеспечения маневренности крана.

В конструкции портальных кранов должны быть заложены решения, в максимальной мере обеспечивающие безопасную и эффективную работу кранов в этих условиях:

1) Груз при изменении вылета стрелы должен перемещаться по траектории, мало отличающейся от горизонтальной прямой линии;

2) Отклонение груза от горизонтальной траектории опасно непредсказуемостью и затрудняет работу машиниста;

3) Длина подвеса груза должна быть минимально возможной при всех значениях вылета стрелы, что уменьшит раскачивание груза;

4) Изменение вылета стрелы является рабочим, а не установочным движением, выполняется с грузом при высоких скоростях;

5) Стреловая система должна быть уравновешена относительно оси качания стрелы;

6) Кинематические схемы стреловой системы и системы уравновешивания должны быть оптимизированы для минимизации мощности привода механизма изменения вылета стрелы.

Наиболее полно реализованы эти решения в конструкции портальных кранов с четырехзвенной, шарнирно-сочлененной стреловой системой и системой уравновешивания.

Эксплуатационные свойства и технические характеристики, определяющие стоимость и массу портального крана, закладываются на стадии его расчёта и проектирования [7].

Поэтому, одним из способов существенно повлиять на эффективность работы крана является качественное проектирование с использованием программ автоматизированного синтеза, учитывающих все требования, ограничения и условия работы.

Литература:

1. Веретенников Е. Г. Обоснование безопасной эксплуатации портальных кранов на основе теории риска: дис. … канд. техн. наук: 05.22.19 / Веретенников Евгений Геннадьевич. — Москва, 2011. – 154 с.

2. Душанін Я. С. Оптимізація сталого руху зміни вильоту врівноваженої шарнірно-зчленованої стрілової системи крана: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.05.05 / Я. С. Душанін; Одеський нац. морський ун–т.– Київ, 2001. – 18 с.

3. Александров М. П. Подъемно-транспортные машины : [учеб. для машиностроит. спец. вузов] / М.П. Александров. – М. : Высшая школа, 1985. – 520 с.

4. Пелашенко С. Краны нужны разные / С. Пелашенко // Порты Украины: информационно-аналитический журнал. – Одесса: Ports of Ukraine plus.– №4 (116), 2012.[Электронный ресурс]

Режим доступа: http://portsukraine.com/node/2796

5. Продиус О. Проблемы морских контейнерных перевозок в Украины / О. Продиус, М. Власенко // Вісник Одеського національного політехнічного університету: Зб. наук. праць. – Одеса: ОНПУ. – 2015. – С.147 – 161.

6. Дукельский А.И. Портовые грузоподъёмные машины / А. И. Дукельский. – М.: Машиностроение, 1970. – 439 с

7. 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)