Hafenportalhubkran nach GB/T 17495-2009 Technische Daten
Die Norm GB/T 17495-2009 „Technische Bedingungen für Hafenportalhubkrane“ ist das Produktstandard für Konstruktion & Fertigung von Hafenportalhubkranen. Die Norm legt Typparameter, technische Anforderungen, Sicherheitseinrichtungen und Prüfverfahren für Hafenportalhubkrane fest und gilt für Portalwippdrehkrane, die im Hafenterminal für den Umschlag von Stückgut und Schüttgut eingesetzt werden.
GB/T 17495-2009 ist der spezifische Produktstandard für Hafenportalhubkrane und wurde 2009 veröffentlicht. Hafenportalhubkrane gehören zu den wichtigsten Umschlaggeräten im Hafenterminal. Sie verfügen über vier Arbeitsmechanismen – Hubwerk, Wippwerk, Drehwerk und Fahrwerk – und ermöglichen eine Präzisionspositionierung der Last im dreidimensionalen Raum. Die Norm gilt für Konstruktion, Fertigung und Abnahme von allgemeinen Hafenportalhubkranen (Typ MQ) mit einer Nenntragfähigkeit von 5 bis 100 t und einer maximalen Arbeitsausladung bis 45 m. Diese Krantypen werden vielfältig eingesetzt, etwa für den Stückgutumschlag, den Schüttgutumschlag mit Greifer sowie für den Containerumschlag im Hafenterminal, und sind aus modernen Häfen nicht wegzudenken.
Typen und Grundparameter
Die Norm legt die Grundtypen und Parameterserien für Hafenportalhubkrane fest. Nach der Auslegerbauart wird zwischen Geradausleger (für den Stückgutumschlag mit großer Arbeitsausladung) und Wippausleger mit Gelenk (für den Schüttgutumschlag mit hoher Hubfähigkeit) unterschieden. Nach der Fahrweise wird zwischen schienengebundener Ausführung (Fahrwerk entlang der Kranschiene, Abdeckung der gesamten Kaikante) und ortsfester Ausführung (Festinstallation an einem bestimmten Terminalpunkt) unterschieden. Die Serie der Nenntragfähigkeit umfasst 7 Stufen: 5 t, 10 t, 16 t, 25 t, 40 t, 63 t und 100 t. Die Serie der maximalen Arbeitsausladung umfasst 5 Stufen: 25 m, 30 m, 35 m, 40 m und 45 m. Die Hubgeschwindigkeit beträgt 20–60 m/min für den Stückgutbetrieb und 40–80 m/min für den Greiferbetrieb. Die Wippgeschwindigkeit liegt bei 30–60 m/min, die Schwenkgeschwindigkeit bei 1,0–2,0 U/min und die Fahrgeschwindigkeit bei 20–30 m/min.
Die Arbeitsumgebung von Hafenportalhubkranen ist deutlich anspruchsvoller als die von Landkranen – sie sind ganzjährig salzhaltiger Luft, hoher Luftfeuchtigkeit und starken Winden ausgesetzt. Die Norm trägt dem mit spezifischen Anforderungen Rechnung. Die gesamte Metallkonstruktion ist mit einem Korrosionsschutzbeschichtungssystem zu versehen; die gesamte Trockenschichtdicke muss mindestens 250 μm betragen, wobei Grundierung und Zwischenbeschichtung zusammen mindestens 150 μm aufweisen müssen. Für Verbindungsbolzen der Stahlkonstruktion ist eine Dacromet-Beschichtung oder Edelstahl vorgeschrieben. Die Schutzart (IP) der elektrischen Ausrüstung darf IP55 nicht unterschreiten; im Schaltschrank ist eine Heizung zur Kondensatvermeidung vorzusehen. Die Motorisolierung muss mindestens der Isolationsklasse H (180 °C) entsprechen. Es sind seewasserbeständige, ölbeständige und witterungsbeständige Schiffskabel zu verwenden. Die Norm legt fest, dass die Triebwerksgruppe des gesamten Krans mindestens A6 und die des Hubwerks mindestens A7 betragen muss.
Technische Anforderungen und Sicherheitseinrichtungen
Die technischen Anforderungen der Norm an Hafenportalhubkrane umfassen sämtliche Bereiche: Metallkonstruktion, Mechanismus und elektrisches System. Zur Metallkonstruktion: Der Portalrahmen (Portalunterbau) ist das charakteristische Strukturbauteil, das den Hafenportalhubkran von anderen Krantypen unterscheidet. Die Norm verlangt, dass der Portalrahmen eine ausreichende lichte Höhe für den Durchgang von Eisenbahn- oder Straßenfahrzeugen bietet. Die Festigkeit und Steifigkeit der Portalbeine müssen den Lastanforderungen des Terminals entsprechen. Der Querschnitt des Hauptauslegers kann als Kasten- oder Fachwerkstruktur ausgeführt sein; die Einbauposition der Wippzahnstange oder -spindel muss ausreichend steif und justierbar sein. Die Drehbühne muss über ausreichenden Einbauraum und Festigkeit verfügen, um Hubwerk, Wippwerk und Drehwerk zu tragen. Die Anordnung der Mechanismen ist so zu wählen, dass eine Tägliche Prüfung und Wartung problemlos möglich ist.
Bei den Sicherheitseinrichtungen benötigt der Hafenportalhubkran ein umfassenderes Schutzsystem als ein allgemeiner Kran. Zu den vorgeschriebenen Sicherheitseinrichtungen gehören: Überlastsicherung (mit doppelter Begrenzung für Tragfähigkeit und Lastmoment), Hubhöhenbegrenzer (doppelt ausgeführt, mechanisch und elektronisch), Senkendschalter, Wippen-Endschalter (getrennt für Maximale und Minimale Ausladung), Drehbegrenzer (begrenzt die Anzahl der Drehungen, um Kabelschäden zu vermeiden), Windmesser (automatische Alarmauslösung bei Windstärke 6, automatische Abschaltung der Stromversorgung für das Fahrwerk bei Windstärke 8), Windschienenklemme oder Verankerungseinrichtung (elektrische Schienenklemme gekoppelt mit dem Windmesser), Not-Aus-Taster (einer im Führerhaus, einer am Boden) sowie Türverriegelung (die Mechanismen dürfen bei geöffneter Führerhaustür nicht starten). Die Norm empfiehlt außerdem einen Überdrehzahlschutz für das Hubwerk und einen Seilschlaffschutz für das Drahtseil.
Prüfverfahren und Werksabnahme
Die Prüf- und Inspektionsanforderungen an Hafenportalhubkrane sind deutlich strenger als bei Universal- oder Standardkranen. Vor Auslieferung muss jeder Kran stückweise folgenden Prüfungen unterzogen werden: Leerlaufprüfung – alle Mechanismen laufen 1 Stunde lang mit Nenngeschwindigkeit; dabei werden die Laufruhe sowie die Übertemperatur aller Lager geprüft, die 40 °C nicht überschreiten darf. Nennlastprüfung (100 % SWL) – die Nennlast wird bei verschiedenen repräsentativen Ausladungen angehoben und alle Mechanismen werden durchgefahren; dabei wird die Durchbiegung des Hauptauslegers gemessen. Dynamische Belastungsprüfung – mit 1,1-facher Nennlast werden alle Mechanismen mindestens 5 Mal bei maximaler Geschwindigkeit betrieben; der Zustand der Bremsen und der Strukturbauteile wird kontrolliert. Statische Belastungsprüfung – mit 1,25-facher Nennlast wird der Kran bei maximaler Ausladung 10 Minuten in Ruheposition gehalten; nach dem Entlasten wird die bleibende Verformung der Struktur gemessen. Die Norm fordert außerdem eine Stabilitätsprüfung der Gesamtkonstruktion: Bei maximaler Ausladung mit 1,4-facher Nennlast oder bei minimaler Ausladung mit 1,25-facher Nennlast darf der Kran nicht umkippen.
Ebenso wichtig ist die Abnahmeprüfung nach der Montage vor Ort. Nach der Montage sind folgende Punkte zu prüfen: Betonfestigkeit der Portalunterbau-Fundamente sowie Lagegenauigkeit der Einbauteile (Spurabweichung ≤ ±3 mm, Diagonaldifferenz ≤ ±5 mm). Schienenmontagegenauigkeit – Spurabweichung ≤ ±5 mm, Geradheit ≤ 2 mm/10 m, Höhendifferenz im gleichen Querschnitt ≤ ±3 mm. Nach Abschluss der Montage sind ein Leerlauftest und eine Nennlastprüfung durchzuführen, um das koordinierte Zusammenspiel aller Mechanismen und die einwandfreie Funktion der Sicherheitseinrichtungen zu bestätigen. Die Klemmkraftprüfung der Windschienenklemme muss im Nichtarbeitszustand unter simulierter maximaler Windlast die Bremswirkung der Schienenklemme verifizieren. Kelude Schwerindustrie bietet bei Hafenportalhubkran-Projekten einen umfassenden Service von der Konstruktion bis zur Montageabnahme und stellt sicher, dass das Produkt alle Normanforderungen erfüllt.
Anforderungen an Wippwerk und Drehwerk
Die Norm stellt spezifische technische Anforderungen an das Wippwerk und das Drehwerk von Hafenportalhubkranen. Für das Wippwerk werden Zahnstangen- oder Hydrauliksysteme empfohlen. Beim Zahnstangen-Wippwerk muss der Antriebsmotor mit einer Doppelbremse ausgestattet sein; Zahnstange und Zahnrad sind aus hochfestem Legiertem Stahl (z. B. 40Cr oder 42CrMo) zu fertigen, mit einer Härte nach dem Abschrecken von HRC48~55. Am Ende des Wippwegs ist eine Puffervorrichtung vorzusehen, die den Ausleger vor dem Anschlag abbremst und Stöße vermeidet. Beim hydraulischen Wippsystem darf der Nenndruck 25 MPa nicht überschreiten; die Hydraulikleitungen sind als nahtlose Rohre aus Edelstahl auszuführen. Ein Hydrauliksperrventil muss bei Leitungsbruch den Ausleger automatisch arretieren und ein Absenken verhindern. Das Wippwerk muss mit einer Ausladungsanzeige und einem Ausladungsbegrenzer ausgestattet sein – an den Positionen für Maximale und Minimale Ausladung werden Endschalter ausgelöst, die den Wippantrieb abschalten.
Das Drehwerk besteht aus der Antriebseinheit und der Drehverbindung. Für den Drehantrieb kommen entweder ein Planetengetriebe mit Direktantrieb oder ein Schneckengetriebe in Frage. Das Planetengetriebe überzeugt durch hohen Wirkungsgrad und kompakte Bauweise und ist die bevorzugte Lösung für mittlere und große Portalwippdrehkrane. Das Schneckengetriebe bietet durch seine Selbsthemmung eine Reduzierung der Drehstöße, hat jedoch einen geringeren Wirkungsgrad. Die Drehverbindung ist als Drei-Reihen-Rollen- oder Kreuzrollenlager auszuführen; ihre Tragfähigkeit ist auf Basis des Kippmoments bei maximaler Ausladung zu bemessen. Die Bremse des Drehwerks muss das Drehteil bei maximaler Windlast und maximaler Ausladung zuverlässig festhalten. Der Schwenkbegrenzer ist so einzustellen, dass ein übermäßiges Aufwickeln des Kabels verhindert wird – der Schwenkwinkel ist in der Regel auf 1,5 bis 2,5 Umdrehungen begrenzt. Die Schmierung des Drehwerks ist über ein automatisches Schmiersystem sicherzustellen, das die Drehverbindung und das Drehritzel in regelmäßigen Abständen mit Fett versorgt.
Kernparameter des Hafenportalhubkrans im Überblick
Die folgende Vergleichstabelle zeigt die wichtigsten Kernparameter des Hafenportalhubkrans zur Referenz für Auswahl- und Bedienpersonal.
| Tragfähigkeit(t) | Maximale Ausladung(m) | Minimale Ausladung(m) | Hubhöhe(m) | Hubgeschwindigkeit(m/min) |
|---|---|---|---|---|
| 5~10 | 25~30 | 7~9 | Oberkranträger22/Unterkranträger15 | 40~60 |
| 16~25 | 30~35 | 8~10 | Oberkranträger25/Unterkranträger18 | 20~40 |
| 30~40 | 35~40 | 9~12 | Oberkranträger28/Unterkranträger20 | 12~25 |
| 40~50 | 38~45 | 10~14 | Oberkranträger30/Unterkranträger22 | 8~20 |
Häufige Fragen zu Hafenportalhubkran und Allzweck-Portalkran
F: Worin unterscheiden sich Hafenportalhubkran und Allzweck-Portalkran?
A: Der Hafenportalhubkran verfügt über ein Drehwerk und ein Wippwerk und kann Lasten im 360°-Winkel drehen. Er gilt für den Umschlag von Schiffsladungen an der Kaikante. Der Allzweck-Portalkran besitzt kein Drehwerk und verfährt geradlinig auf der Schiene. Er eignet sich für die Stapelung im Freilager sowie den Lkw-Umschlag. Die Bauart und die Einsatzbereiche beider Krantypen unterscheiden sich grundlegend.
F: Welche Sicherheitsanforderungen gelten für den Windschutz am Hafenportalhubkran?
A: Da Hafenportalhubkrane ganzjährig der starken Windlast an der Kaikante ausgesetzt sind, ist eine Windsicherung mit gekoppeltem Windmesser zwingend erforderlich. Bei Windstärke >6 wird ein Alarm ausgelöst, bei >8 erfolgt die automatische Feststellung durch die Schienenklemme. Im Nichtarbeitszustand ist der Ausleger in Windrichtung zu drehen und die Drehwerkbremse zu lösen.
F: Welche Bauarten des Wippwerks gibt es am Portalwippdrehkran?
A: Übliche Wippsysteme sind die Wippzahnstange (Kraftübertragung über Zahnrad und Zahnstange, geeignet für mittlere Tragfähigkeit), die Spindelwippe (über Spindel und Mutter, hohe Genauigkeit bei geringerer Geschwindigkeit) sowie das hydraulische Wippwerk (Zylinder bewegt den Ausleger, geeignet für große Tragfähigkeit). Die Normempfehlung sieht die Wippzahnstange als bevorzugte Lösung vor.
F: Worauf ist bei der Wartung des Hafenportalhubkrans besonders zu achten?
A: Der Korrosionsschutz durch Salznebel hat höchste Priorität – dazu gehören die wiederkehrende Prüfung des Beschichtungszustands und die Kontrolle der Stahlkonstruktion auf Rost. Weitere Schwerpunkte sind die Schmierung der Drehverbindung und die Prüfung der Vorspannkraft der Schrauben, der Verschleiß und die Schmierung der Wippzahnstange sowie die Funktionsprüfung der Windschienenklemme auf Zuverlässigkeit.
