Портальный кран - это оборудование для погрузочных работ, которое обладает большой грузоподъемностью. Массивная поворотная конструкция устанавливается на портал, который движется по рельсам. Такая техника используется на открытых площадках, поскольку имеет большой вес и крупные габариты. В зависимости от конструкции портальные краны имеют разное применение.

Использование портальных кранов

Маскус - портал по продаже техники, на котором вы можете найти разное оборудование для складских работ. В каталоге представлена различная техника для обработки контейнеров и другие складские машины, которые позволяют повысить эффективность работы. Новые и подержанные погрузчики для склада, укладчики и комплектовщики без наработки и бу можно приобрести и продать с помощью нашего портала.

Особенности портовых портальных кранов

Мобильные портовые краны используются для контейнеров и других тяжелых грузов. Среди их особенностей:

• грузоподъемность - 1,5-2 т;
• вылет - 15-40 м;
• наличие сменного оборудования.

Как правило, крюками для штучных грузов и грейферами оснащаются машины, грузоподъемность которых превышает 3 тонны. Грейферы применяются ограничено, большинство подъемников оснащаются только крюком. Грузоподъемность обычно остается постоянной на всех вылетах.

Среди современных мобильных кранов наиболее востребованы универсальные модели, которые подходят для любых портовых работ. Они отличаются высокой эффективностью и производительностью, справляются с большими нагрузками быстро и качественно.

Покупка и продажа спецтехники

Портовые краны относятся к сложному и дорогостоящему оборудованию, без которого не обойтись при работе в порту. Разные виды такого оборудования вы найдете на портале Mascus, где доступны и новые, и подержанные погрузчики. Предложения от частных лиц и от компаний помогут найти именно тот вариант, который вам подходит.

Вы можете выбрать оборудование по производителю, стоимости, местонахождению и другим параметрам. Сориентироваться в широком ассортименте поможет специальный фильтр. Доставку из других стран и по России осуществляют транспортные компании-партнеры. Выбирайте на портале Маскус выгодные предложения по покупке и продаже спецтехники!

Описание портального перегрузочного крана

Кран состоит из портала, установленного на четыре ходовые тележки, и поворотной части.

Портал - двухпутный с колеей 10,5 м или трёхпутный с колеей 15,3 м.

Каждая ходовая тележка, входящая в состав механизма передвижения крана, имеет свой привод. На тележках установлены рельсовые захваты с ручным приводом, предохраняющие кран в нерабочем состоянии от угона ветром.

На верхнюю часть портала через опорно-поворотное устройство опирается поворотная часть крана, включающая в себя: шарнирно солнечную стреловую систему, платформу, каркас, машинную кабину, кабину управления. На поворотной части размещены механизмы подъёма, поворота и изменения вылета, а также устройства и приборы, обеспечивающие работу механизмов крана и управления ими.

Стреловая система состоит из стрелы, хобота, канатной оттяжки и коромысла с противовесом, соединённых между собой шарнирно. Противовес коромысла предназначен для уравновешивания стреловой системы. Стреловая система обеспечивает близкое, к горизонтальному перемещение груза при изменении вылета.

Изменение вылета осуществляется реечным механизмом, привод которого расположен на верхнем кронштейне каркаса.

Поворот крана осуществляется механизмом поворота, установленным на платформе.

Опорно-поворотное устройство выполненного в виде многокаткового круга, опирающегося на круговой рельс, укрепленный на оголовке портала.

Механизм подъёма выполнен в виде двух однобарабанных лебёдок и предназначен для работы с грейфером, так и с крюковой подвеской.

В крюковом режиме предусматривается работа двумя лебёдками и одной лебёдкой. Во избежании перегрузки на кране установлен ограничитель грузоподъёмности.

Для ограничения подъёма груза по высоте, а также для ограничения изменения вылета и передвижения крана установлены конечные выключатели.

В комплект грузозахватных устройств, поставляемых с кранов, входят грейфер и крюковая подвеска.

Привод всех механизмов - электрический. Питание крана электроэнергией осуществляется гибким кабелем от наземных колонок. Длина кабеля позволяет крану передвигаться на 50 м в каждую сторону от колонки. Для наматывания кабеля служит кабельный барабан, установленный на затяжке портала.

Управление краном осуществляется крановщиком из кабины управления, расположенной на поворотной платформе.

В комплект крана входят запасные части и инструмент, перечни которых включены в состав технической документации, поставляемой с краном.

Устройство и техническая характеристика грузоподъёмного крана «ГАНЦ» и одного из его механизмов

Основное оборудование. На механизмах подъема груза и закрытия грейфера, а так же на механизме передвижения крана установлено по два электродвигателя, на механизмах поворота и изменения вылета стрелы - по одному. “Питаются” электродвигатели от сети трёхфазного переменного тока напряжением 380 В. Цепи управления электродвигателями “питаются” переменным током напряжением 110В через понижающий трансформатор. Электродвигатели механизмов поворота и передвижения крана - фланцевые: механизма поворота - вертикального исполнения, механизма передвижения крана - горизонтального.

Тормоза механизмов подъёма груза и закрытия грейфера имеют дополнительно гидравлический педальный привод для механического притормаживания механизмов при спуске груза на малых скоростях. Тормоз механизма поворота с гидравлическим педальным приводом имеет механическую защёлку. Педаль тормоза сблокирована с выключателем, автоматически отключающим электродвигатель механизма при нажатии на тормозную педаль. Винтовой стопор у механизмов поворота и изменения вылета стрелы служит для их затормаживания на длительное время.

Управление электроприводами всех механизмов осуществляется с помощью магнитных контроллеров. Кроме того, для автоматизации управления работой грейферных лебедок на кранах установлено дифференциальное устройство.

Вспомогательное электрооборудование. Электродвигатели всех механизмов крана, за исключением механизма передвижения, имеют индивидуальную трехфазную защиту от токов короткого замыкания - плавкие предохранители. Электродвигатели механизма передвижения, кроме индивидуальной защиты, имеют и общую.

Контакты максимально-тепловых реле включены последовательно в цепи катушек блокировочных реле соответствующих электроприводов. Срабатывание максимально-теплового реле вызывает отключение соответствующего электропривода; остальные электроприводы крана остаются включенными.

На механизмах подъёма груза и закрытия грейфера, изменения вылета стрелы установлены конечные выключатели, ограничивающие движение грузозахватного органа и вылет стрелы в обоих направлениях.

У кабельного барабана имеется два конечных выключателя: один срабатывает под действием противовеса барабана, другой - под действием натяжения кабеля. Кроме того, на механизме передвижения крана установлены два конечных выключателя, соединённых последовательно с катушкой блокировочного реле механизма передвижения и разрывающих цепь питания этого реле при закрытых рельсовых захватах.

Ревуны на кране включаются переключателем электропривода механизма передвижения, сирену включает крановщик из кабины управления. В кабине управления и на ноге портала установлено по одному телефонному аппарату.

Ограничитель грузоподъёмности рычажно-пружинной конструкции отключает механизмы подъёма и закрытия грейфера в направлении подъёма при массе поднимаемого груза, превышающей номинальную грузоподъёмность крана на 15%. Предел срабатывания ограничителя разрывается цепь питания катушки реле нулевой блокировки механизмов подъёма груза и закрытия грейфера - груз можно опустить.

На портале расположены четыре светильника с лампами мощностью по 60 Вт, предназначенные для освещения проходов, которые питаются от понижающего трансформатора. Для освещения крановых путей на портале установлены четыре фары с лампами мощностью по 500 Вт и две штепсельные розетки. На стреле расположен прожектор с лампой мощностью 100 Вт, под кабиной крановщика - две фары, в машинном помещении - три плафона, а в кабине управления - один плафон с лампами мощностью по 60 Вт. Для освещения проходов на поворотной части крана помещено четыре светильника с лампой мощностью по 60 Вт.

Электропривод механизмов подъёма и опускания груза, закрытия и раскрытия грейфера. В целях удобства управления электроприводами и вспомогательным электрооборудованием крана все аппараты непосредственного управления размещены в кабине управления.

Питание электроприводов механизмов включается главным автоматом в кабине управления. Цепи управления для опробования включают специальной кнопкой. Управление электроприводами механизмов подъёма груза и закрытия грейфера осуществляется с помощью контроллеров, имеющих одинаковые несимметричные схемы, дифференциального устройства и педального выключателя автоматической работы с грейфером.

Дифференциальное устройство, механически связанно с барабанами грейферной лебедки, предназначено для: автоматического включения двигателя механизма подъёма на подъем и на опускание после раскрытия грейфера в воздухе; смягчения характеристики поддерживающего двигателя в конце операции зачерпывания.

Педальный включатель служит для отключения от сети и растормаживания двигателя механизма подъёма во время зачерпывания для лучшего углубления грейфера в груз.

Подъем и опускание груза происходит при установке рукояток обоих контроллеров в крайнее положение; при этом обеспечивается номинальная скорость. Промежуточные положения командоконтроллеров в направлении подъёма используют для перемещения груза на короткие расстояния пути и получения пониженных скоростей, а в направлении опускания - для получения повышенных скоростей и однофазного торможения.

Для закрытия грейфера с грузом применяют два приёма:

· Нажатие на педаль выключателя и последующий перевод рукояток обоих командоконтроллеров в рабочие положения. В этом случае грейфер после закрытия начинает автоматически подниматься, после чего ногу с педали можно убрать.

· Перевод рукоятки командоконтроллера в рабочее положение. В этом случае для подъёма наполненного грейфера необходимо перед его закрытием рукоятку командоконтроллера совместить с рукояткой другого командоконтроллера

Механизм передвижения крана. Переключатель для управления электроприводом механизма передвижения крана имеет симметричную схему, работающую одинаково в обоих направлениях.

Устройство. Механизм передвижения портального крана состоит из ходовых тележек, размещенных под каждой ногой портала. Ходовые тележки соединены с ногами при помощи опорных устройств, обеспечивающих передвижение крана по криволинейным путям и разворот его на перпендикулярные пути, а также высвобождение тележки из-под ноги портала для ремонта. Балансирная подвеска колес каждой тележки и ее шарнирное соединение с опорным устройством служат для равномерного распределения давления на все ходовые колеса и лучшего преодоления неровностей крановых путей.

На кране “ГАНЦ” механизм передвижения состоит из четырёх ходовых тележек, две из которых приводные. Ходовые тележки - трёхколесные сбалансированные с вертикальным шарниром.

У приводной тележки фланцевый двигатель упругой муфты соединен с горизонтальным коническо-цилиндрическим редуктором. Торможение механизма осуществляется двухколодочным тормозом с электрогидравлическим толкателем. Двигатель и тормоз закреплены на корпусе редуктора, который установлен на раме тележки.

Два противоугонных рельсовых захвата расположены на приводных тележках крана. Основные элементы захвата: шпиндель, конечный включатель дл замыкания цепи управления, упор, распорный клин, рычаг. Захваты приводятся в действие вручную. При закрытых захватах цепь управления электродвигателями механизма передвижения разомкнута

Техническое обслуживание. Техническое обслуживание механизма перемещения крана происходит ежесменно, при ТО-1, осматривают составные части механизма, рельсовых захватов и кабельного барабана, затем механизм опробуют в действии. Ежемесячно проверяют тормоза, втулочно-пальцевые муфты, оси ходовых колес и балансиров, пальцы рельсовых захватов. Один раз в три месяца механизм рассматривают с целью обнаружения поврежденных элементов, трещин, коррозии. Проверяют плотность затяжки резьбовых соединений механизма к металлоконструкции тележки, а так же зубчатых венцов к ходовым колесам. Ежегодно следует проверять износ зубьев шестерен и зубчатых колёс открытых зубчатых передач. В процессе эксплуатации составные части механизма следует смазывать в строгом соответствии с картами смазки или технической документацией крана.

Портальный кран – сложная подъёмно-транспортная машина, сложность конструкции которой определяется сложностью технологических операций и повышенных требований к точности исполнения и работы крана.

Рисунок 3.1 – Кран портальный. Общий вид.

1-ходовая тележка;

3-опорно поворотное устройство;

4-неподвижный противовес;

5-кабина управления;

6-кабина для механизмов;

7-механизм изменения вылета;

8-подвижный противовес;

10-жёсткая оттяжка;

12-сменное рабочее оборудование;

3.2 Классификация портальных кранов по их назначению

Портальные краны по функциональному назначению разделяются на: перегрузочные, монтажные, строительные, судостроительные (рис. 3.2)

Рисунок 3.2 – Блок-схема классификации портальных кранов

3.3 Перегрузочные портальные краны

Портовые краны. Грузоподъемность кранов, используемых в портах при погрузке массовых грузов, колеблется в пределах от 1,5 до 20 тонн. При грузоподъемности свыше 3 т. они обычно снабжаются сменным оборудованием - грейферами для работы с насыпными грузами и крюками для работы со штучными грузами. Для кранов грузоподъемностью до 3 т., включительно применение грейферов весьма ограничено, в основном они используются для снабжения углем каботажных и речных судов. Поэтому для упрощения подъемного механизма такие краны обычно изготовляются только с крюками. Для специализированных морских причалов при больших количествах насыпных грузов целесообразно применение грейферных кранов грузоподъемностью до25 т.

Портовые краны обычно имеют постоянную грузоподъемность на всех вылетах. В зависимости от ширины прикордонных складов и обслуживаемых судов портовые краны имеют максимальный вылет от 15 до 40 м (и 30 м обычно 25). Минимальный вылет принимается из конструктивных соображений. В целях обслуживания наибольшей площади с одной установки крана следует стремиться иметь этот вылет наименьшим. Ширина колеи портала (расстояние между осями подкрановых рельс зависит от количества железнодорожных путей, перекрываемых порталом. Обычно порталы выполняются однопутными, трехпутными двухпутными и. В некоторых случаях порталы заменяются Г-образными полупорталами, в которых горизонтальная рама металлоконструкции одной стороной опирается непосредственно на ходовые тележки, катающиеся по подкрановым рельсам, уложенным на несущих конструкциях зданий прикордонных складов (рис. 3.3) или на специальных эстакадах. В речных портах, имеющих откосные набережные, иногда применяются полупорталы специальной конструкции, которые перемещаются по рельсам, уложенным

Рисунок 3.3 – Полупортальный кран

на разных уровнях (рис. 3.4). Это позволяет приблизить ось вращения крана к разгружаемому судну, не прибегая к возведению дорогостоящих массивных стенок набережных. При больших колебаниях уровня воды в реке во время паводков ходовые тележки, идущие по нижнему рельсу, и часть металлической конструкции полупортала часто работают под водой.

Поворотная часть крана на однопутном портале устанавливается на середине его пролета, на двухпутном она иногда смещается к одному из подкрановых рельсов в зависимости от условий работы крана. Поворотная часть крана на трехпутном портале иногда выполняется передвижной, что увеличивает обслуживаемую площадь, но усложняет конструкцию крана.

Ввиду высокой стоимости сооружения подкрановых путей и набережных давление на ходовые колеса кранов обычно ограничивается 20-30 т. В зависимости от этого давления определяется число ходовых колес.

Рисунок 3.4 – Перегрузочный портальный крана на полупортале специальной конструкции

Возможности применения портальных кранов для выполнения широкого спектра операций:

▬ перевалки штучных грузов при помощи грузового крюка;

▬ работы с тяжелыми грузами;

▬ обработки навалочных грузов при помощи грейфера;

▬ работы с магнитом;

▬ перегрузки металлолома при помощи прямоугольного грейфера;

▬ обработки контейнеров при помощи спредера.

Краны с бункером (краны типа «кенгуру») на портале (рис. 5) применяют для выгрузки сыпучих грузов из судов при устойчивом грузопотоке.

Вращение исключено из рабочего цикла крана, тем самым повышается производительность. Движение грейфера из трюма к бункеру и обратно обеспечивают только механизмы подъема и изменения вылета. Из грейфера

Рисунок 3.5 – Портальные краны с бункером (типа «кенгуру»)

груз высыпается в бункер и доставляется на склад транспортерами, один или два из которых установлены на кране. Размеры бункера в плане, с учетом раскачивания грейфера на канатах, значительны. Для уменьшения раскачивания длина подвеса должна быть возможно меньшей. При передвижении крана вдоль судна бункер не должен выступать в сторону берегового рельса за габарит портала. В кране завода ПТО им. С. М. Кирова (рис. 3.5, а) бункер выполнен поворотным. При выгрузке груза из судна бункер устанавливают горизонтально, а при перемещениях крана вдоль пирса - вертикально; при этом бункер не задевает надстроек судна. В кране фирмы "Кампнагель" из тех же соображений бункер выполнен передвижным (рис. 5, б). Это позволяет уменьшить длину перемещения грейфера и массу стреловой системы.

3 ПОРТАЛЬНЫЕ КРАНЫ. ОПИСАНИЕ. ХАРАКТЕРИСТИКИ

3.1 Перегрузочные портальные краны.

Портальный кран – сложная подъёмно-транспортная машина, сложность конструкции которой определяется сложностью технологических операций и повышенных требований к точности исполнения и работы крана.

Рисунок 3.1 – Кран портальный. Общий вид.
1-ходовая тележка;

4-неподвижный противовес;

5-кабина управления;

6-кабина для механизмов;

7-механизм изменения вылета;

8-подвижный противовес;

10-жёсткая оттяжка;

12-сменное рабочее оборудование;

3.2 Классификация портальных кранов по их назначению

Портальные краны по функциональному назначению разделяются на: перегрузочные, монтажные, строительные, судостроительные (рис. 3.2)

Рисунок 3.2 – Блок-схема классификации портальных кранов
3.3 Перегрузочные портальные краны

Портовые краны. Грузоподъемность кранов, используемых в портах при погрузке массовых грузов, колеблется в пределах от 1,5 до 20 тонн. При грузоподъемности свыше 3 т. они обычно снабжаются сменным оборудованием - грейферами для работы с насыпными грузами и крюками для работы со штучными грузами. Для кранов грузоподъемностью до 3 т., включительно применение грейферов весьма ограничено, в основном они используются для снабжения углем каботажных и речных судов. Поэтому для упрощения подъемного механизма такие краны обычно изготовляются только с крюками. Для специализированных морских причалов при больших количествах насыпных грузов целесообразно применение грейферных кранов грузоподъемностью до25 т.

Портовые краны обычно имеют постоянную грузоподъемность на всех вылетах. В зависимости от ширины прикордонных складов и обслуживаемых судов портовые краны имеют максимальный вылет от 15 до 40 м (и 30 м обычно 25). Минимальный вылет принимается из конструктивных соображений. В целях обслуживания наибольшей площади с одной установки крана следует стремиться иметь этот вылет наименьшим. Ширина колеи портала (расстояние между осями подкрановых рельс зависит от количества железнодорожных путей, перекрываемых порталом. Обычно порталы выполняются однопутными, трехпутными двухпутными и. В некоторых случаях порталы заменяются Г-образными полупорталами, в которых горизонтальная рама металлоконструкции одной стороной опирается непосредственно на ходовые тележки, катающиеся по подкрановым рельсам, уложенным на несущих конструкциях зданий прикордонных складов (рис. 3.3) или на специальных эстакадах. В речных портах, имеющих откосные набережные, иногда применяются полупорталы специальной конструкции, которые перемещаются по рельсам, уложенным

Рисунок 3.3 – Полупортальный кран
на разных уровнях (рис. 3.4). Это позволяет приблизить ось вращения крана к разгружаемому судну, не прибегая к возведению дорогостоящих массивных стенок набережных. При больших колебаниях уровня воды в реке во время паводков ходовые тележки, идущие по нижнему рельсу, и часть металлической конструкции полупортала часто работают под водой.

Поворотная часть крана на однопутном портале устанавливается на середине его пролета, на двухпутном она иногда смещается к одному из подкрановых рельсов в зависимости от условий работы крана. Поворотная часть крана на трехпутном портале иногда выполняется передвижной, что увеличивает обслуживаемую площадь, но усложняет конструкцию крана.

Ввиду высокой стоимости сооружения подкрановых путей и набережных давление на ходовые колеса кранов обычно ограничивается 20-30 т. В зависимости от этого давления определяется число ходовых колес.

Рисунок 3.4 – Перегрузочный портальный крана на полупортале специальной конструкции
Возможности применения портальных кранов для выполнения широкого спектра операций:

▬ перевалки штучных грузов при помощи грузового крюка;

▬ работы с тяжелыми грузами;

▬ обработки навалочных грузов при помощи грейфера;

▬ работы с магнитом;

▬ перегрузки металлолома при помощи прямоугольного грейфера;

▬ обработки контейнеров при помощи спредера.

Краны с бункером (краны типа «кенгуру») на портале (рис. 5) применяют для выгрузки сыпучих грузов из судов при устойчивом грузопотоке.

Вращение исключено из рабочего цикла крана, тем самым повышается производительность. Движение грейфера из трюма к бункеру и обратно обеспечивают только механизмы подъема и изменения вылета. Из грейфера

Рисунок 3.5 – Портальные краны с бункером (типа «кенгуру»)
груз высыпается в бункер и доставляется на склад транспортерами , один или два из которых установлены на кране. Размеры бункера в плане, с учетом раскачивания грейфера на канатах, значительны. Для уменьшения раскачивания длина подвеса должна быть возможно меньшей. При передвижении крана вдоль судна бункер не должен выступать в сторону берегового рельса за габарит портала. В кране завода ПТО им. С. М. Кирова (рис. 3.5, а) бункер выполнен поворотным. При выгрузке груза из судна бункер устанавливают горизонтально, а при перемещениях крана вдоль пирса - вертикально; при этом бункер не задевает надстроек судна. В кране фирмы "Кампнагель" из тех же соображений бункер выполнен передвижным (рис. 5, б). Это позволяет уменьшить длину перемещения грейфера и массу стреловой системы.

3.4 Монтажные судостроительные и судоремонтные краны

Монтажные краны предназначены для работ с ответственными штучными грузами. Судостроительные и судоремонтные краны обычно устанавливаются на высоких порталах для лучшего обслуживания работ по монтажу и ремонту судов. Портальные краны, устанавливаемые на набережных судоверфей для достройки судов на плаву, называются достроечными кранами. Они применяются также при ремонте судов у ремонтных набережных и в сухих доках.

Портальные краны, применяемые для сборки судовых корпусов на стапелях, называются стапельными кранами (рис. 3.6). Современная технология постройки судов предусматривает сборку корпуса корабля крупными узлами, поэтому грузоподъемность стапельных и достроечных кранов достигает 80 т., и более.

Рисунок 3.6 – Стапельный кран

Высота подъема крюка над головкой подкрановых рельсов монтажных кранов (рис. 3.7) достигает 50 м. Обычно они устанавливаются на специальных высоких порталах (рис. 3.7) и, начиная с грузоподъемности 20 т., и более, снабжаются двумя крюками – главным и вспомогательным.

Часто монтажные краны имеют переменную грузоподъемность в зависимости от вылета. Скорости рабочих движений подобных кранов, в отличие от перегрузочных, назначаются небольшими.

Для удобства установки монтируемого оборудования механизм главного подъема, а иногда и другие механизмы крана имеют дополнительную малую (посадочную) скорость. Максимальные вылеты монтажных кранов иногда достигают 35-40 м.

Особую группу составляют устанавливаемые на бортах плавучих доков доковые краны (рис. 3.8, 3.9 и 3.10), которые служат для выполнения работы внутри доков. Они перемещаются вдоль стенки дока по путям с очень малой

Рисунок 3.7 – Монтажный кран

Рисунок 3.8 – Доковый кран со стрелой решётчатой конструкции
колеей-3.0 до 4.5 м. В связи с этим приходится принимать специальные меры для обеспечения устойчивости кранов. Устойчивость крана обеспечивают противовесами на поворотной части и при необходимости заливкой бетона в

Рисунок 3.9 – Доковый кран со стрелой коробчатого типа

Рисунок 3.10 – Применение доковых кранов на плавучих доках (Рижская судоверфь)
опоры портала. Помимо противоугонных захватов доковые краны снабжают противоопрокидывающими захватами (клещами-захватами) охватывающими постоянно головки подкрановых рельсов и предохраняющими кран от возможного опрокидывания при перегрузках и удерживающими кран при

боковом ураганном ветре. Подкрановые рельсы на доке должны быть при этом надежно закреплены для сопротивления отрывающим усилиям. Иногда стрелы доковых кранов должны укладываться в походное положение на время транспортирования в открытом море. Доковые краны проектируют с учетом крена и дифферента дока.

3.5 Строительные портальные краны

Строительные портальные краны используются для механизации строительных работ. Применение портальных кранов на строительстве вследствие их высокой стоимости целесообразно только при перегрузке больших количеств материалов, когда кран работает длительное время на одном месте.

Рисунок 3.11 – Строительные портальные краны на бетоновозной эстакаде
В настоящее время портальные краны широко применяются на постройках плотин, шлюзов и силовых зданий крупных гидростанций (рис.11) для укладки бетона, подаваемого в бадьях по бетоновозной эстакаде. Кран разгружает бадьи, подвозимые по эстакаде под порталом крана, и подает их в блоки, где бадьи опоражниваются и обратно грузятся на транспортные средства. При помощи портальных кранов подают и устанавливают опалубку (в виде щитов), арматурные фермы, плиты, оболочки, устанавливают закладные части затворов и турбин и т. д. В конце строительства эти краны используются для монтажа основного оборудования.

Строительные портальные краны обычно имеют грузоподъемность 10-20 т. В зависимости от вылета стрелы она может быть переменной. Величина максимального вылета этих кранов зависит от ширины плотин и достигает 50 м, высота подъема крюка над головой подкрановых рельсов, 36 м. Глубина опускания крюка ниже головки подкранового рельса зависит от высоты эстакады и достигает 70 м и более.

Для обеспечения высокой производительности при таких больших высотах подъема строительные краны имеют такие же высокие скорости подъема, как и перегрузочные краны. Однако скорости поворота и изменения

Рисунок 3.12 – Строительный портальный кран повышенной грузоподъёмности в порту г. Балтимор США
вылета у строительных кранов несколько меньше, чем у перегрузочных, вследствие необходимости уменьшения раскачивания груза, висящего обычно на длинных канатах. Строительные краны делаются только крюковыми. Порталы их имеют большую высоту, так как под ними могут перевозиться по эстакаде арматурные фермы и обечайки трубопроводов к турбинам (рис. 3.12).

При рассмотрении различных типов портальных кранов правильнее всего различать их по кинематическим схемам стрел, которые определяют как конструкцию крана в целом, так и его эксплуатационные качества.

Рисунок 3.13 – Простая подъёмная стрела
Простая подъемная стрела показана на (рис. 3.13) Такая стрела не обеспечивает горизонтального перемещения груза при изменении вылета.

Неуравновешенность веса стрелы и подъем или опускание груза при изменении вылета требуют весьма мощных механизмов изменения вылета, поэтому такие стрелы встречаются только в кранах старых типов. Краны с простыми стрелами обладают пониженной производительностью, так как на установку груза в нужное положение затрачивается большое время.

В настоящее время для портальных кранов применяются полностью или частично уравновешенные стрелы, обеспечивающие перемещение груза по траектории, горизонтали близкой к горизонтали. Мощность двигателей механизмов изменения вылета таких стрел расходуется только на преодоление трения в шарнирах стрелы, перекатывание канатов по блокам и преодоление ветровых и инерционных сопротивлений. Обычно незначительная часть мощности расходуется на небольшой подъем и опускание груза вследствие отклонения его траектории от точной горизонтальной линии и на преодоление неуравновешенной части момента от веса стрелы.

Рисунок 3.14 – Шарнирно-сочленённая стрела с профилированным хоботом и гибкой оттяжкой
Было предложено и выполнено большое число схем стрел с горизонтальным перемещением груза при изменении вылета. Ниже рассмотрены четыре схемы, получившие наибольшее распространение.

Первая схема - шарнирно-сочлененные стрелы с профилированным хоботом и гибкой оттяжкой (рис. 3.14). Стрела состоит из стрелы 3, 1 хобота и канатной оттяжки 2. Криволинейная часть хобота профилируется так, чтобы обеспечивалось перемещение груза по горизонтали. Траектория движения конца хобота зависит от положения грузового каната. Если канат параллелен оси стрелы, то конец хобота перемещается по горизонтали. С помощью такой стрелы возможно получить наибольшее приближение траектории перемещения груза к горизонтали при изменении вылета.

Вторая схема - шарнирно-сочлененные стрелы с прямолинейным хоботом (рис. 3.15) и с жесткой или с гибкой оттяжкой.

Жесткая оттяжка хобота, имеющая достаточную ширину в нижней части, значительно уменьшает скручивание стрелы под действием сил инерции, приложенных к концу хобота, и удерживает хобот от опрокидывания в случае обрыва груза. Благодаря этим свойствам жесткая оттяжка широко применяется в быстроходных портальных кранах и в кранах

Рисунок 3.15 – Шарнирно-сочленённая стрела с прямым хоботом и жёсткой оттяжкой.
с большой грузоподъемностью (75-100 т). Грузоподъемность плавучих кранов, оборудованных укосинами такого типа, достигает 350 т.

При гибкой оттяжке хобота уменьшается вес стрелы, но возрастает опасность скручивания стрелы и опрокидывания хобота.

Разработана конструкция стрелы с дополнительным шарниром, обеспечивающим вращение хобота в поперечном направлении. Оттяжка хобота в этой стреле сделана в виде одной ветви каната.

При возникновении поперечных сил на конце хобота последний поворачивается, не скручивая стрелу.

К недостаткам стрел с прямолинейным хоботом следует отнести большую длину хобота, большой вес и большую парусность при наличии жесткой оттяжки.

Третья схема - стрелы с уравнительными полиспастами. Такие стрелы обеспечивают перемещение груза по линии, близкой к горизонтали. Для уменьшения длины грузового каната иногда применяют укороченные уравнительные полиспасты (рис. 3.16).

Стрелы с уравнительными полиспастами легки, просты в изготовлении, удобны в монтаже и позволяют без затруднений осуществлять укладку их в походное положение.

Рисунок 3.16 – Стрела с укороченным уравнительным полиспастом
К недостаткам этих стрел относятся большая длина канатов от груза до головки стрелы при малых вылетах и, как следствие, большое раскачивание груза, а также повышенный расход грузовых канатов за счет их большой длины и дополнительного износа от перекатывания по блокам при изменении вылета.

Четвертая схема - стрелы с уравнительными блоками, расположенными на качающемся рычаге и оттягивающими грузовой канат при изменении вылета (рис. 3.17). Траектория движения груза таких стрел значительно отклоняется от горизонтали. Улучшение этой траектории обычно вызывает значительное усложнение стрелового устройства. Уравновешивание собственного веса стрел во всех четырех схемах достигается за счет подвижного противовеса , который располагается на качающемся рычаге-коромысле, соединенном жесткой тягой со стрелой, или на канатной подвеске, стрелой соединенной со стрелой.

Рисунок 3.17 – стрела с уравнительным блоком

3.7 Механизмы изменения вылета

Механизмы изменения вылета портальных кранов должны иметь жесткую кинематическую связь со стрелой, чтобы исключить самопроизвольные движения последней под действием горизонтальных сил (ветра, сил инерции, отклонения грузовых канатов от вертикали и т. п.).

Основными типами механизмов изменения вылета являются: реечный (рис. 3.18, а) с зубчатой ​​или цевочной рейками; винтовой с вращающейся гайкой (рис. 3.18, б) или с вращающимся винтом, гидравлический (рис. 3.18, в), секторный (рис. 3.18, г); секторно-кривошипный (рис. 3.18, д) и кривошипно-шатунный, у которого шатун соединяется непосредственно со стрелой или с коромыслом (рис. 3.18, е).

Рисунок 3.18 –Основные типы механизмов изменения вылета: а- реечный; б – винтовой; в – гидравлический; д – секторно-кривошипный; е – кривошипно-шатунный.

Из приведенных типов реечный механизм самый легкий по весу и простой в изготовлении и находит все большее применение у краностроительных фирм.

Винтовой механизм по весу не тяжелее реечного, но сложнее и дороже в изготовлении и требует тщательного ухода и наблюдения за состоянием резьбы гайки и винта во время эксплуатации кранов.

Гидравлический механизм может обеспечивать весьма плавные пуски и торможения механизма, но сложен и дорог в изготовлении. При эксплуатации требует квалифицированного ухода и наблюдения.

Секторный механизм громоздок, тяжел и сложен в изготовлении.

Секторно-кривошипный механизм является промежуточным между секторным и кривошипно-шатунным, он проще и легче секторного.

Кривошипно-шатунный механизм при условии, если крайние положения стрелы соответствуют мертвым точкам механизма, надежен и безопасен в эксплуатации, так как не требует концевых защит и исключает возможность падения или запрокидывания стрелы на кран при переходе ее за крайние положения. По весу это один из самых тяжелых механизмов.

3.8 Механизмы передвижения

3.8.1 Система передвижения на рельсовом ходу.

В подавляющем большинстве современных портальных кранов механизмы передвижения выполняются с индивидуальными приводами на каждую приводную тележку. Синхронизация приводов осуществляется не электрическим путем, а за счет жесткости порталов.

Число приводных колес составляет обычно 25-100% от общего числа ходовых колес. Небольшое число приводных ходовых колес допустимо только при передвижении крана по строго горизонтальному пути, уложенному на надежном основании, и при небольшой наветренной площади крана и груза. При несоблюдении этих условий может иметь место пробуксовывание колес малонагруженных опор крана.

Существует большое количество различных конструкций ходовых частей. Наиболее часто встречаются конструкции, имеющие по 16 ходовых колес - по 8 приводных и по 8холостых, но скомпонованы они могут быть по-разному. Первый вариант предполагает всего две приводные тележки, расположенные по диагонали на ногах портала. Двигатель каждой тележки приводит в движение четыре приводных колеса. Во втором варианте предусмотрено четыре приводные тележки, расположенные под всеми четырьмя ногами, двигатель каждой тележки приводит в движение два приводных колеса.

Установка двух двигателей большой мощности с соответствующей аппаратурой управления обходится дешевле, чем четырех двигателей такой же суммарной мощности, но при четырех приводных колесах от одного двигателя получается очень длинная кинематическая цепь (10 зубчатых колес и червячная пара). При двух приводных колесах от одного двигателя кинематическая цепь может быть значительно укорочена (3 зубчатых колеса и червячная пара) что в значительной мере компенсирует дополнительные затраты на установку четырех двигателей вместо двух.

При двух двигателях привод получается менее надежным, так как в случае выхода из строя одного из них кран передвигаться не может, в то время как временная работа на трех двигателях вместо четырех вполне возможна. При двух двигателях часто имеют место случаи перегрузки одного из двигателей при работе на неровных подкрановых путях, когда опора, на которой установлен другой двигатель, выключается из работы вследствие неравномерной осадки путей.

В тяжелых портальных кранах применяются ходовые тележки с большим числом ходовых колес. На рисунке 3.19 показана такая тележка 75 тонного портального крана завода ПТО им. Кирова на 10 колесах с двумя

Рисунок 3.19 – Ходовая тележка 75-тонного крана завода ПТО им С. М. Кирова
двигателями. Характерной особенностью этой тележки является доступность для осмотра или ремонта любого ходового колеса. Эти колеса установлены в съемных угловых буксах, каждая из которых присоединяется к раме двумя болтами. Для снятия любого колеса (тележки) необходимо с помощью гидравлического домкрата и специального приспособления освободить его от нагрузки , после чего достаточно приподнять колесо на 2-3 мм и выкатить его вбок.

3.8.2 Пневмоколёсная ходовая система.

Фирма «Kranbau Eberswalde» сделала свои краны мобильными. Процесс отхода от сковывающей системы на рельсовом ходу начался в рамках сотрудничества с фирмой «I-BAU» из Гамбурга с гусеничных механизмов передвижения балансирных кранов, с первых мобильных контейнерных перегружателей системы «FEEDER SERVER» в городе Хошимине и с выпуска двух мобильных конвейерных перегружателей. Теперь мобильность обеспечивается и для высокопроизводительного крана, поворотного крана с шарнирно-сочлененной стрелой «Articulated Harbour Crane AHC».

Конструкция крана AHC на рельсовом ходу с чрезвычайно высокой перегрузочной производительностью, безопасностью и надежностью адаптируется с учетом требований рынка на базе зарекомендовавшего себя оборудования механизма передвижения марки «Кирова».

Чтобы не мешать транспортному потоку в порту, сохраняются преимущества высокого портала. Оптимальная погрузка в вагоны возможна за счет охвата двух или более рельсовых путей. В распоряжении имеются два варианта ходовой части:

▬ для движения по прямой и небольшой частоты движения по кривой. Ходовая часть на базе модифицированной конструкции крана типа RTG (рис. 3.20).

Рисунок 3.20 – Пневмоколёсные ходовые тележки, обеспечивающие движение по прямой траектории
▬ для обеспечения полной гибкости, ходовая часть, предлагающая возможность вращаться на месте. Зарекомендовавшее себя оборудование арки Кирова, многократно используемое в области средств для транспортировки тяжелых грузов. Новинка в мировом масштабе - FEEDER сервер ". (Рис. 3.21).

Рисунок 3.21 – Ходовая система FEEDER SERVER, обеспечивает полную мобильность: а - вид спереди; б - вид сбоку
Преимущества системы FEEDER SERVER:

▬ Лёгкая стальная несущая конструкция и крановая тележка;

▬ Стандартизованные машинные узлы;

▬ Модульные узлы привода;

▬ Короткое время монтажа;

▬ Малые инвестиционные затраты;

▬ Невысокие эксплуатационные издержки;

▬ Мобильность;

▬ Высокая эффективность;

▬ Небольшой уровень шума;

▬ Универсальные возможности применения.

3.9 Конструкции порталов

Разнообразие конструкции порталов объясняется разнообразием требований к порталам и кранам, различием в традициях и опыте краностроительных предприятий и малой изученностью границ рационального применения структур порталов. Порталы различаются по типу присоединения опор к верхнему ригелю (шарнирное и жесткое) по числу соединений с частью (трех-и четырёхопорные) по способу образования конструкции (решетчатые, рамные (см. рис. 3.22 а, б) рамно-башенные (рис. 3.22, в), рамно-раскосные (рис. 3.22, г), по числу присоединений опор к верхнему ригелю: двух-(рис. 3.22, 6) и четырехстоечные (рис. 3.22, а) и т. д. На конструкцию портала влияет тип опорно-поворотного устройства: на многокатковом круге, на поворотной колонне и на шаровом опорно-поворотном круге.

Рисунок 3.22 – Порталы: а – рамный четырёхстоечный; б – рамный двухстоечный; в – рамно-башенный; г – рамно-раскосный
Четырехстоечные порталы по сравнению с двухстоечными более металлоемки, но менее подвержены деформациям, что важно для монтажных кранов. В конструкциях кранов, выпускаемых в последние годы, широко применяют рамно-башенные порталы, в которых цилиндрическая (рис. 3.22, в), цилиндроконическая или пирамидальная башня присоединена к рамной

Рисунок 3.23 – Схемы порталов: а – однопутного; б – двухпутного; в – трёхпутного

Рисунок 3.24 – Рамный четырёхстоечный портал коробчатой конструкции
конструкции. Согласно статистическим данным применение дзухстоечных и рамно-башенных порталов расширяется, а четырехстоечных сокращается.

3.10 Механизмы поворота

Механизм поворота портальных кранов состоит из опорно-поворотного устройства, поддерживающего и центрирующего поворотную часть, и привода, вращающего поворотную часть. В зависимости от типа опорно-поворотного устройства различают краны на колонне и на поворотном круге.

Опорно-поворотные устройства кранов на колонне.

Портальные краны на колонне применяются двух типов - с неповоротной или поворотной колонной (рис. 3.25).

В первом случае (рис. 3.25, а) колонна служит продолжением портала, а поворотная часть вращается вокруг нее. Вес поворотной части с грузом воспринимается упорным подшипником наверху колонны, а опрокидывающий момент – радиальными опорами наверху колонны и у ее основания.

В кранах с поворотной колонной (Рис. 3.25, б) последняя составляет одноцелое с поворотной частью. В этом случае вес поворотной части с грузом воспринимается подшипником , расположенным внизу колонны, а опрокидывающий момент-радиальными опорами внизу колонны и в верхней части портала. Краны с поворотной колонной получили наиболее широкое распространение.

Рисунок 3.25 – Схема опоры кранов на колонне: а – с неповоротной колонной; б - с поворотной колонной

Опорно-поворотные устройства кранов на поворотном круге.

Портальные краны на поворотном круге применяются двух типов: с колесными и с катковыми (или шаровыми) опорно-поворотными устройствами.

Колесное опорно-поворотное устройство обычно имеет четыре опоры, причем в зависимости от нагрузки в каждой опоре устанавливается либо одно колесо, либо двухколесная балансирная тележка.

Катковые опорно-поворотные устройства выполняются с коническими или с цилиндрическими катками (рис. 3.26). В первом случае оно представляет собой большой конический роликоподшипник, у которого оба кольца обработаны на конус так, что образующие этих конусов и оси вращения роликов пересекаются в одной точке на оси вращения поворотной части, при этом катки катятся по рельсам без скольжения. Во втором случае катки имеют цилиндрическую форму, поверхности колец представляют собой две плоскости и катки катятся со скольжением.

Шаровые опорно-поворотные устройства. Применяют шаровые опорно-поворотные устройства двух видов: воспринимающие только вертикальную нагрузку и воспринимающие вертикальную нагрузку, горизонтальные силы и опрокидывающий момент. Во всех случаях применения шаровых устройств для нормальной их работы необходимо обеспечить значительно большую жесткость оголовков, порталов и поворотных платформ, чем при Катковых и колесных устройствах.

Рисунок 3.26 – Схемы катковых опорно-поворотных устройств: а – с коническими катками; б – с цилиндрическими катками

3.11 Механизмы подъёма

В грейферных кранах наибольшее распространение имеют механизмы подъема, состоящие из двух независимых лебедок - подъемной и замыкающей, не имеющих ни механической, ни электрической связи, каждая из которых управляется своим командоконтроллером. Рукоятки командоконтроллеров этих лебедок установлены так, чтобы ими можно было управлять раздельно или совместно (одной рукой).

Лебедки изготовляются из отдельных унифицированных блоков (электродвигатель, тормоз, редуктор, барабан, коренной подшипник барабана, соединительные муфты), которые устанавливаются на общей раме. Такая конструкция лебедок обеспечивает их удобную сборку почти без подгоночных работ, а взаимозаменяемость отдельных блоков значительно упрощает организацию ремонтных работ.

Как видно из рисунка 3.27, оси электродвигателя, входного и выходного валов редуктора и барабана этих лебедок лежат на одной прямой. Такая так называемая соосная схема имеет ряд существенных преимуществ по сравнению со схемой с параллельными осями, а именно: меньшие габариты лебедки в плане, возможность установки двух лебедок рядом при сохранении удобного доступа ко всем их частям для обслуживания, значительно упрощенную конструкцию рам лебедок, редуктора уменьшение веса редуктора.

Рисунок 3.27 - Лебёдка подъёма грейферного крана

Механизмы подъёма крюковых кранов. На рисунках 3.28 и 3.29 показана лебедка 10 -тонного крюкового портального крана. Она состоит из таких же отдельных блоков, как и грейферная лебедка (рис. 3.27), но в отличие от нее здесь ось двигателя и ось барабана параллельны между собой. Регулирование скорости, необходимой для крюковых кранов, осуществляется электрическим методом.

Рисунок 3.28 Устройство лебёдки подъёма крюкового крана: 1 - тормоз, 2 - барабан, 3 - двигатель, 4 - редуктор.

Рисунок 3.29 – Кинематическая схема лебёдки с микроприводом

Для монтажных портальных кранов, применяемых в судостроении, при судоремонте, на строительно-монтажных работах и ​​в других аналогичных случаях, требуется более широкий диапазон регулирования скорости. В связи с этим широкое распространение на монтажных кранах получили лебедки с так называемым микроприводом (рис. 3.29).

3.12 Рабочее оборудование

К рабочему оборудованию относятся; спредеры, двухчелюстные грейферы, электромагниты, многочелючтные грейферы, крюковые подвески, траверсы.
а
б

в
г

Рисунок 3.30 – Рабочее оборудование: а – спредер; б – двухчелюстной грейфер; в – электромагнит; г – многочелюстной грейфер

а
б

Рисунок 3.31 – Рабочее оборудование: а – крюковая подвеска; б – траверса

3.13 Кабины

Кабины управления. Кабины управления портальных кранов (рис. 3.32 и 3.33) обычно располагаются на поворотной раме , в передней ее части. Для обеспечения хорошей видимости из кабины наиболее удобно, когда ось ее совпадает с осью симметрии крана.

В кабине управления устанавливается сиденье для крановщика и размещаются приборы управления и аппаратура для освещения крана (командо-контроллеры, трансформаторы, щит освещения и пр.) в задней части кабины управления помещается отопительно-вентиляционная

Рисунок 3.32 - Кабина управления крана ЗПТО им. С. М. Кирова

Рисунок 3.33 - Вариант исполнения кабины

управления
Электрооборудование, которое может являться источником тепловыделений (сопротивления, пускатели, коммутационная аппаратура), как правило, размещается в кабине механизмов. Пол кабины управления должен быть покрыт резиновым ковриком.

Кабины механизмов. Механизмы поворотной части портальных кранов располагаются в закрытых, водонепроницаемых, неотепленных кабинах (рис. 3.34). Механизм изменения вылета укосины часто устанавливается в специальной кабине, помещаемой на площадке над кабиной механизмов или

Рисунок 3.34 - Кабина механизмов крана ЗПТО им. С. М. Кирова

в верхней части каркаса, а в кранах с колонной - внутри последней. Кроме механизмов, в кабине размещают панели и сопротивления.

К каркасу перекрытия кабины механизмов обычно крепится на болтах двутавровая балка, по которой перемещается ручная тележка с талью для обслуживания механизмов и оборудования, кабине установленных в кабине.

3.14 Устройства безопасности

Главнейшим устройством безопасности портального крана является устройство ограничителя грузоподъемности, состоящее из силоизмерительной ячейки, измерительного усилителя и электронного устройства для восприятия получаемых сигналов, показывающее через индикаторное устройство (световое табло) значения поднимаемого портальным краном груза. Важнейшей задачей электронного устройства грузоподъемности крана является запрет перегрузки портального крана в случае возникновения подъема чрезмерных грузов, превышающих допускаемую грузоподъемность крана и позволяет всего лишь опустить на землю поднимаемый груз.

К числу других важных устройств безопасности крана относится анемометр, постоянно измеряющий и регистрирующий давления ветра. Принцип действия применяемого анемометра основан на лопастном устройстве измерения скорости ветра. При достижении настроенного в устройстве значения скорости ветра и при превышении допускаемого значения скорости ветра устройство анемометра сначала выдает оповещающий, предупреждающий сигнал, а потом выдает команду для остановки движений и отключения крана. В случае достижения давления ветра, превышающего значение давления, принятого в расчет при проектировании крана, устройство анемометра приводит в действие рельсовые противоугонные захваты и останавливает механизм передвижения крана.

Портальный кран обладает специальной системой электрической защиты применяемых электрических устройств и аппаратуры, что, в случае возникновения неполадок в сети служит для защиты электрических устройств и аппаратуры.

К числу дальнейших устройств защиты и безопасности крана следует отнести различные устройства блокировки, устройства механической защиты, конечные выключатели и ограничивающие выключатели, срабатывание которых происходит под действием и совместно с программируемой системой управления приводных устройств крана, они в основном выполняют роль защиты механизмов и узлов крана и в случае возникновения крайних или аварийных ситуаций ограничивают крайние положения или выдают сигнал запрета на выполнение той или иной функции.

В случае возникновения аварийной ситуации на портальном кране его работа может быть остановлена ​​также кнопкой аварийного выключения из кабины крановщика, что, в свою очередь также означает своего рода защитное мероприятие по защите устройств крана.

В интересах безопасности эксплуатации портального крана на нем применены следующие устройства безопасности и сигнализации:

Механические защиты:

▬ устройство электрического рельсового противоугонного захвата

Устройства электрической защиты крана:

▬ система защиты от прикосновения

▬ система защиты от перегрузок токов

▬ защита от токов короткого замыкания

▬ защита от нулевого напряжения

▬ внутренняя молниеотводная защита

▬ защита от перегрузки крана

▬ защита от нулевого положения командоконтроллеров

▬ аварийные выключатели

▬ защита от пуска в закрытом состоянии рельсовых противоугонных захватов (механизм передвижения, портал)

Ограничители крайних положений:

▬ Конечные выключатели верхнего и нижнего конечных положений груза

▬ Конечные положения наибольшего и наименьшего вылета стрелы

▬ Ограничитель от столкновения двух кранов, перемещающихся на одних и тех же подкрановых путях

Применяемые на кране измерительные приборы:

▬ вольтметр

▬ амперметры

▬ анемометр для измерения давления ветра

▬ измеритель нагрузки (ограничитель грузоподъемности)

Сигнализации на кране:

▬ звуковая и световая сигнализация при перемещении крана

▬ сигнальный гудок

▬ сигнальная сирена

▬ индикаторное устройство (дисплей) и операторская панель на пульте управления краном (для целей функции проверки режимов и параметров работы, индикации ошибок и неполадок системы).

Оказавшись в любом портовом городе, и посмотрев вокруг себя, часто на горизонте можно увидеть силуэты портальных кранов. Без них сложно сейчас себе представить порт, судостроительное предприятие, а в 50 - 70-х годах и строительство гидротехнических сооружений. Иногда такие гиганты встречаются и в совершенно неожиданных местах – на складах крупных машиностроительных (не судостроительных) заводов, на предприятиях ЖБИ. "Что же это за краны? Как они устроены? В чем их особенность?" - вот, чем задается человек, видя эти мощные машины. В данной статье мы попытаемся ответить на некоторые вопросы.
Думаем, стоит начать с правильного наименования: часто приходится слышать выражение "портовые краны", что является в корне не правильным, так как в порту могут использоваться краны и перегружатели различных типов и систем. Правильное название - портальные краны, берущее свое начало от основной конструктивной особенности таких машин - ПОРТАЛА. При этом стрела крана может быть абсолютно любого типа - горизонтальная с тележкой, как на башенных кранах, (широко применялась на стапельных кранах в период 30 - 50-х годов XX века) изменяемого наклона (подъемная), фиксированного наклона с дополнительным механизмом изменения вылета (шарнирно-сочлененная стрела). Например, часто встречающийся на заводах ЖБИ кран КП-300 по сути является портальным краном, хотя и похож на недоставленный башенный кран. Так как такие краны больше подходят для раздела «башенные», то рассматривать их не будем, а посмотрим на то, что стоит в портах, на складах массовых грузов, на предприятиях тяжелого машиностроения.

Парк портальных кранов СССР с послевоенного времени пополнялся двумя путями: изготовление на собственных заводах и получение кранов по импорту. Как не печально признавать, но портальных кранов поставленных по импорту в СССР было больше, чем собственного изготовления. Не в разы, но больше. Основными поставщиками были заводы ГДР и Венгрии. Во время войны появились краны изготовления США. В 50-ые годы поступали краны из Италии и Франции, с 60-х годов стали появляться краны из Финляндии. Но краны из этих стран поступали в небольшом количестве, не сравнимым с венгерскими и немецкими. Поступление импортных кранов в Россию и государства бывшего СССР с началом 90-х годов практически прекратилось. В данной статье импортные краны рассмотрены не будут.

В СССР существовало головное предприятие по производству портальных кранов – Завод подъемно-транспортного оборудования им.С.М.Кирова, ведущий свою историю с механических мастерских Санкт-Петербург - Варшавской железной дороги (третьей по времени возникновения в России). Завод располагался на Обводном канале в г.Ленинграде и при создании объединений в начале 70-х годов ХХ века вошел в объединение «Подъемтрансмаш». С началом 90-х годов объем производства резко упал, и к началу 2000-х годов в год собиралось всего несколько портальников с использованием деталей из старых запасов. Последний из известных портальников был отгружен с завода в 2001 году. Дальше судьба завода довольно типичная – образование на его базе нескольких небольших фирм, продажа территории, в одном корпусе организован бизнес-центр, остальные снесены с постройкой на их месте гипермаркета и стоянки.

Если ЗПТО им.Кирова в период 1948-2001 годов выпускал портальные краны постоянно, то существовал еще ряд предприятий, выпускавший портальные краны определенный период времени. К сожалению, история производства портальных кранов на них имеет сейчас больше загадок, чем ответов, поэтому подробно описать их не можем. Пока известны следующие предприятия: «Ждановмаш», г.Жданов (ныне – Мариуполь, предприятие – «Азовмаш»); «Сибтяжмаш», г.Новосибирск; «Коммунар» и Завод горно-шахтного оборудования, г.Пермь; Бурейский механический (крановый) завод. Возможно, существовал еще ряд предприятий, выпускавшие портальные краны до 1990-2000-х годов, но информации по ним нет и вряд-ли количество выпущенных ими кранов было больше нескольких штук. В 2000 годах производством портальных кранов стали заниматься с полдюжины предприятий в России и Украине, но до объема выпуска ЗПТО им.Кирова в советское время им далеко даже вместе.

Ныне существующая маркировка портальных кранов, состоит из 3-ех букв и цифр (по старой системе 4 буквы):
К - Кран;
П - портальный;
П / М / Д - перегрузочный / монтажный / доковый;
Г / К - грейферный / крюковой (старая система обозначения).
Числовые индексы, обычно обозначают: 1- грузоподъемность главного гака максимальную/на максимальном вылете; 2 - максимальный вылет; 3 - колея портала. При переменных значениях грузоподъемности на разных вылетах, грузоподъемность и вылет могут указываться двумя цифрами через дробь – на максимальном вылете и на вылете максимальной грузоподъемности.

Теперь более подробно рассмотрим классификацию портальных кранов по назначению:
1) Перегрузочный кран (самый массовый тип крана). Грузоподъемность варьируется в пределах 5 - 30 тонн у различных моделей. Может оснащаться грейфером для сыпучих грузов, магнитной шайбой для металлолома, либо крюковой подвеской для штучных грузов. Грейферные краны обычно имеют две одинаковые лебедки для работы с грейфером. При работе таких кранов с крюком используется только одна лебедка.

2) Монтажный кран. Широко используется в портах, на судостроительных предприятиях, судоремонтных заводах. Конструктивно идентичен перегрузочному крану и отличается наличием гуська на хоботе и малые скорости перемещения гака. Лебедка либо одна, либо две разных – для главного и вспомогательного подъемов. Г/п в интервале 12,5 - 160 тонн у различных моделей.

3) Стапельный кран. Данный тип один из самых малочисленных. По своей сути, это монтажный кран и используется исключительно на судостроительных предприятиях. Предназначен для монтажа корпуса судна. Конструктивными особенностями являются очень высокий портал и троллейный токоподвод. Особенностью режима работы, следует отметить довольно частое удержание грузов, близких к максимальным, на весу длительное время (обычно, монтаж секции судна занимает несколько суток). Обладает большой грузоподъемностью и малыми посадочными скоростями. Обычно г/п в интервале 30 - 160 тонн.

4) Доковый портальный кран. В силу специфики выполняемых работ обладает относительно небольшой грузоподъемностью. Конструктивными особенностями являются: узкий портал (так как ширина башни дока ограничена), наличие, в дополнение к противоугонным захватам, еще и защиты от опрокидывания. Имеет ограничения по возможности работы при волнении.

Итак, мы разобрались в назначении и правильном наименовании, теперь можно более подробно ознакомиться с основными конструктивными элементами рассматриваемого типа кранов.
Портал . Основное назначение – уменьшение веса противовесов (и соответственно веса самого крана) за счет увеличения площади, при проецировании на которую центра масс не происходит опрокидывания крана. Второе назначение – пропуск между ног автомобильного или железнодорожного транспорта, проезд над механизмами или сооружениями. Следует отметить, что далеко не все портальные краны допускают (нет необходимости) проезд транспорта, а проезд над механизмами и сооружениями крайне редок, так как невозможен на рабочем участке и допускается только при передвижении с рабочего участка на ремонтный. Портал состоит из ног и оголовка. Ноги могут располагаться симметрично, но обычно портал в плане не является квадратом, а вытянут по одной координате. Наиболее распространенные краны с симметричным порталом – «Кировцы» (краны ЗПТО им.С.М.Кирова) с расстоянием прохода 10,5 м (два железнодорожных пути). Обычно между ногами, расположенными вдоль рельса, располагаются стяжки, лестницы и прочее оборудование.

Нога - элемент портала (обычно 4, но в старых конструкциях встречаются порталы с 3-мя ногами) внизу заканчивается одной или несколькими тележками. Тележки бывают моторными или холостыми. На холостой тележке отсутствует двигатель. Обычно портальный кран имеет четыре двигателя передвижения, то есть по одному на каждой ноге. В этом случае нога заканчивается тележкой с двумя колесами, на одно из которых работает двигатель. Бывают краны, на которых обмоторены только две ноги, но это очень легкие краны и встречается такой вариант очень редко.
Также встречаются портальные краны с 8 или 16 (очень редко) двигателями передвижения. Это тяжелые краны, у них бывает до 4 (четырех) тележек на ногу, причем иногда внутренние крайние тележки соседних ног имеют дополнительную связь в виде балансира. Комбинации моторных и холостых тележек на одной ноге в этом случае может быть самой причудливой.
Крайние тележки обязательно должны заканчиваться буферами. На тележках обязателен противоугонный захват, минимальное их количество – по одному на ноге, возможно и большее количество, если масса крана такова, что одного на ноге может не хватать для удержания массы крана при расчетной ветровой нагрузке. На доковых портальных кранах, кроме противоугонных захватов предусматриваются устройства удержания при крене, также обычно устанавливаемые на тележке. Внутренность ноги обычно используется для прокладки кабелей. Лестницы для машиниста внутри ноги не размещаются, только снаружи.

Оголовок портала - верх "табуретки". Служит для соединения ног, основное назначение – прием нагрузок от поворотной части на опорный подшипник. В оголовке расположено электрооборудование, обеспечивающее передвижение крана. Бывает разной формы. Например, на старых «Кировцах» имел квадратную в плане форму, на более поздних круглую.

Величина проезда стандартно считается в железнодорожных путях – 1, 2 или 3. Наиболее распространены на 2 пути (10,5 метров). Портальные краны, которые не работают с транспортом внутри портала, могут иметь другую ширину. Так, строительные портальные краны обычно имеют уменьшенную ширину проезда.

Токоподвод бывает двух исполнений. Самое распространенное - кабельный барабан и гибкий кабель, сматывающийся или разматывающийся по мере передвижения крана. Кабельный барабан обычно располагается на одной из ног, либо вместе с противоугонными захватами на ригеле, соединяющем две ноги. Требует минимальных капитальных затрат, надежен. Применяется в основном в портах. Достаточно редким вариантом является троллейный токоподвод, представляющий из себя длинное помещение ниже уровня путей, в котором протянуты троллеи, а у крана имеется специальная штанга с токосъемниками. Применяется на судостроительных заводах, где есть риск повреждения гибкого кабеля, и необходима возможность переезда путей транспортом в любом месте.

Верхнее поворотное строение состоит из поворотной части, связанной с порталом посредством опорно-поворотных устройств различной конструкции, стрелы и противовеса.

Опорно-поворотное устройство у отечественных кранов производства ЗПТО им.Кирова наиболее массово применялось роликовое поворотное устройство на опорно-поворотном круге. При такой конструкции поворотная часть опирается на катки, которые контактируют с двумя горизонтальными рельсами размещенными на портале и на поворотной части.
Хорошим примером опорно-поворотного устройства на колонне может служить кран КППГ-5. Данная конструкция состоит из двух узлов: верхнего и нижнего. Верхний узел представляет собой систему горизонтальных катков (в зависимости от нагрузок - одинарных, либо двойных на балансире) закрепленных на колонне и передающих на портал нагрузку при любом направлении вертикального момента М. Нижний узел воспринимает вертикальное давление от веса поворотной части с грузом и горизонтальное от момента М.

Стреловые устройства в портальных кранах изменение вылета является рабочим, а не установочным движением, т.е. выполняется с грузом при высоких скоростях его горизонтального перемещения. Рабочий характер изменения вылета определяет два важнейших требования к стреловым устройствам:
1) Стреловое устройство должно быть полностью уравновешено относительно оси качания стрелы, что достигается с помощью подвижных противовесов;
2) Груз при изменении вылета должен двигаться по траектории, мало отличающейся от горизонтальной.

Основными типами стрел являются:
- прямые стрелы, как с устройствами, позволяющими грузу двигаться горизонтально, так и без них. Пример доковый кран и кран КППГ-5
- Шарнирно-сочлененные стрелы с тросовой оттяжкой гуська, применялись в период 1930-1990-х годов.
Шарнирно-сочлененные стрелы с жесткой оттяжкой гуська, обладают преимуществом - частично разгружены от кручения при поперечном раскачивании груза.

Механизмы изменения вылета - бывают:
- Штангового типа (наиболее распространены), в них могут быть использованы зубчатые рейки, либо винтовые тяги;
- Гидравлические;
- Полиспастные, где изменение вылета происходит посредством стягивания подвижной и неподвижной обойм;
- Секторные, применялись в ранних конструкциях кранов, где противовес находился на нижнем конце стрелы;
- Кривошипно-шатунные, обеспечивают возвратно-качательное движение стрелы.