GB/T 29561-2013 Portalwippdrehkran Technische Bedingungen
Die Norm DIN 15018 „Portalwippdrehkrane – Technische Bedingungen“ ist die verbindliche technische Spezifikation für Konstruktion, Fertigung und Abnahme von Portalwippdrehkranen. Sie definiert die technischen Anforderungen, Sicherheitsanforderungen, Prüfverfahren und Prüfregeln für Hafen- und Werftportalwippdrehkrane und ergänzt bzw. präzisiert die bisherige Norm für Hafenportalhubkrane. Sie gilt für allgemeine Portalwippdrehkrane und Hafenportalhubkrane mit einer Nennlast bis 100 t.
Die Norm DIN 15018 ist das produktspezifische Regelwerk für Portalwippdrehkrane und legt die technischen Anforderungen, Prüfverfahren und Prüfregeln fest. Portalwippdrehkrane gehören zu den wichtigsten Umschlaggeräten in Häfen und Werften; ihre technische Ausführung wirkt sich unmittelbar auf Umschlagleistung und Betriebssicherheit aus.
Anforderungen an die Gesamtmaschine
Die Norm DIN 15018 stellt umfassende Anforderungen an die Gesamtleistung von Portalwippdrehkranen: Der Kran setzt sich aus Portalstruktur, Drehbühne, Auslegersystem, Hubwerk, Wippwerk, Drehwerk und Fahrwerk zusammen. Die Triebwerksgruppe des Krans ist nach DIN 15018 zu klassifizieren und muss für den Hafenumschlag mindestens der Stufe A6 und für den Werfteinsatz mindestens der Stufe A5 entsprechen. Zur Kippsicherheit der Gesamtmaschine: Im Arbeitszustand mit Windlast auf vier Stützbeinen muss der Kippstabilitätsfaktor ≥ 1,33 betragen; im Nichtarbeitszustand bei maximaler Windlast ≥ 1,25. Im Nichtarbeitszustand ist der Ausleger auf Minimale Ausladung zu bringen und der Haken auf die höchste Position zu heben, um die Windangriffsfläche zu reduzieren. Für die statische Steifigkeit der Metallkonstruktion gilt: Unter Nennlast darf die vertikale Durchbiegung am Auslegerende 1/200 der Auslegerlänge und die horizontale Verschiebung 1/400 der Auslegerlänge nicht überschreiten.
Anforderungen an die einzelnen Triebwerke
Die Norm definiert die technischen Anforderungen für jedes Triebwerk des Portalwippdrehkrans: Hubwerk – bei größeren Tragfähigkeiten mit Doppelmotor- oder Doppelbremsen-Konfiguration; die Hubgeschwindigkeit ist zweistufig ausgeführt: Schnellgang (Hubgeschwindigkeit bei voller Last ≥ 12 m/min) und Kriechgang (≤ 2 m/min), um unterschiedlichen Betriebsanforderungen gerecht zu werden. Hubhöhe – bei Hafenportalhubkranen in der Regel ≥ 22 m (für den Umschlag von vier Containerlagen), bei Werftkranen ≥ 35 m (für den Sektionsbau großer Schiffe im Dock). Wippwerk – Antrieb über Zahnstange oder Spindel; die Wippgeschwindigkeit beträgt üblicherweise 5–15 m/min. Die Schwerpunktverlagerung des Auslegers während des Wippens ist durch ein Kompensationssystem (bewegliches Gegengewicht oder Seilausgleich) automatisch auszugleichen, um die Wippleistung zu reduzieren. Drehwerk – über Drehverbindung (dreireihige Rollen- oder Kreuzrollenlager) oder Großwälzlager; die Schwenkgeschwindigkeit beträgt 1–2 min⁻¹. Die Bremse des Drehwerks muss den Ausleger bei voller Last und maximaler Ausladung in jeder beliebigen Schwenkposition sicher arretieren können. Fahrwerk – die Kranfahrgeschwindigkeit beträgt 15–25 m/min (Hafen) bzw. 10–20 m/min (Werft); Schienenklemmen oder Verankerungseinrichtungen sind vorzusehen, um die Windsicherheit im Nichtarbeitszustand zu gewährleisten.
Auslegersystem und Wippkompensation
Die Norm stellt detaillierte Anforderungen an das Auslegersystem und die Wippkompensation: Auslegerbauart – Man unterscheidet zwischen Geradausleger (einfache Konstruktion, wirtschaftliche Fertigung, geeignet für mittlere und kleinere Tragfähigkeiten) und Kombinationsausleger (Hauptausleger + Hilfsausleger in Rüsselbauform, der über einen großen Ausladungsbereich eine horizontale Lastführung ermöglicht; bevorzugt für Hafenportalhubkrane). Wippkompensation – Der Kombinationsausleger oder das bewegliche Gegengewichtssystem muss eine horizontale Lastführung beim Wippen gewährleisten, d. h. die Höhenänderung des Hakens darf über den gesamten Ausladungsbereich ± 200 mm nicht überschreiten. Dadurch wird beim Wippbetrieb keine zusätzliche vertikale Hubbewegung der Last erzeugt, was die Umschlagleistung erhöht und den Energieverbrauch senkt. Auslegerauswuchtung – Das Auslegersystem (einschließlich Eigengewicht des Auslegers, Lastaufnahmemittel und Last) ist über Gegengewichte oder Federsysteme so auszuwuchten, dass die Antriebskraftdifferenz des Wippwerks zwischen Volllast und Leerlauf 30 % der Antriebskraft bei Volllast nicht überschreitet; andernfalls ist die Wippleistung unverhältnismäßig hoch. Auslegerendschalter – Es sind Ausladungsbegrenzer (für maximale und minimale Ausladung) sowie eine Ausladungsanzeige vorzusehen, die den aktuellen Ausladungswert im Führerhaus in Echtzeit anzeigt.
Elektrisches System und Sicherheitseinrichtungen
Anforderungen an das elektrische System und die Sicherheitseinrichtungen: Stromversorgung – Hafenportalhubkrane werden in der Regel über Kabeltrommelversorgung gespeist (automatisches Auf- und Abwickeln des Kabels beim Kranfahren); die Versorgungsspannung beträgt 380 V/415 V (Niederspannung) oder 6 kV/10 kV (Mittelspannungseinspeisung). Elektrischer Schutz – Es sind Überstromschutz, Über-/Unterspannungsschutz, Phasenausfallschutz, Erdungsschutz und Fehlerstromschutz vorzusehen. Sicherheitseinrichtungen – Der Portalwippdrehkran ist mit folgenden Sicherheitseinrichtungen auszurüsten: Traglastbegrenzer (automatische Abschaltung der Hub- und Ausladungsvergrößerungsbewegung bei Überschreitung der Nennlast um 110 %), Lastmomentbegrenzer (akustische Warnung und automatischer Stopp gefährlicher Bewegungen bei Überschreitung des Lastmoments um 105 %), Hubhöhenbegrenzer (automatischer Stopp der Hubaufwärtsbewegung bei Erreichen der oberen Endlage des Hakens), Senkendschalter (Stopp des Senkens bei Erreichen der eingestellten untersten Lastabsenkungshöhe), Ausladungsbegrenzer (Begrenzung der maximalen und minimalen Arbeitsausladung), Schwenkwinkelbegrenzer (Begrenzung des Schwenkbereichs zur Vermeidung von Kabelschäden), Windmesser (Alarm bei Windgeschwindigkeiten ≥ 20 m/s) sowie Fahrwegbegrenzer und Puffer für alle Bewegungen. Kelude Schwerindustrie konstruiert und fertigt Hafen- und Werftportalwippdrehkrane nach der Norm DIN 15018.
| Getriebe | Antriebsart | GeschwindigkeitBereich | Sicherheitseinrichtung |
|---|---|---|---|
| Hubwerk | Motor+Getriebe+Trommel | Schnellgang≥12,Langsamgang≤2m/min | Doppelbremse+Überlastbegrenzung |
| Wippwerk | Zahnstange/Spindelantrieb | 5~15m/min | AusladungEndschalter+Ausgleichskompensation |
| Drehwerk | Motor+Getriebe+Drehverbindung | 1~2r/min | Schwenkbegrenzung+Bremse |
| Fahrwerk | Motor+Getriebe+FahrwerkLaufrad | 10~25m/min | Schienenklemme+Verankerungseinrichtung |
Häufige Fragen
F: Aus welchen Arbeitsmechanismen besteht ein Portalwippdrehkran?
A: Ein Portalwippdrehkran setzt sich aus folgenden Hauptmechanismen zusammen: 1) Hubwerk – für das vertikale Heben und Senken der Last, bestehend aus Elektromotor, Getriebe, Trommel, Drahtseil und Hakenflasche; 2) Wippwerk – verändert den Neigungswinkel des Auslegers und damit den Arbeitsradius; es gibt zwei Ausführungen: Seilwippwerk und Zahnstangenwippwerk; 3) Drehwerk – ermöglicht eine 360°-Drehung des Auslegers um das Drehzentrum, bestehend aus Drehverbindung, Drehgetriebe und Antriebseinheit; 4) Fahrwerk – bewegt den gesamten Kran entlang der Schiene, bestehend aus Kranbrücken-Antriebsfahrwerken und Lauffahrwerken. Das Zusammenspiel dieser vier Mechanismen ermöglicht eine präzise Positionierung der Last im dreidimensionalen Raum.
F: Welche Lastfälle sind beim Stabilitätsnachweis eines Portalwippdrehkrans zu berücksichtigen?
A: Die normativen Lastfälle für den Stabilitätsnachweis umfassen: 1) Stabilität im Arbeitszustand – bei maximaler Nenntragfähigkeit und maximaler Ausladung unter Berücksichtigung von Windlast (Arbeitswindgeschwindigkeit ≤ 20 m/s) und Trägheitslast, Stabilitätsbeiwert ≥ 1,15; 2) Stabilität im Nichtarbeitszustand – bei Sturmwindlast im Nichtarbeitszustand (basierend auf der maximalen Windgeschwindigkeit mit 50-jähriger Wiederkehrperiode für den Standort), Stabilitätsbeiwert ≥ 1,25; 3) Stabilität bei Montage und Demontage – Stabilitätsnachweis für jede Phase des Auf- und Abbaus, wobei das Kippmoment ≤ Stabilisierungsmoment sein muss; 4) Seilbruchfall – Berücksichtigung der Schlaglast bei plötzlichem Bruch des Hub- oder Wippseils.
F: Welche Sicherheitsanforderungen gelten für den Windschutz eines Portalwippdrehkrans?
A: Aufgrund der großen Windangriffsfläche und des hohen Schwerpunkts ist der Windschutz bei Portalwippdrehkranen von größter Bedeutung. Die Norm fordert: 1) Doppelte Windschutzausrüstung bestehend aus Schienenklemme und Verankerungseinrichtung; 2) Windgeschwindigkeitsgrenzwert für den Arbeitsbetrieb ≤ 20 m/s (Windstärke 7); bei Überschreitung sind die Arbeiten einzustellen und der Kran ist zur Verankerungsposition zu fahren; 3) Installation eines Windmessers zur Echtzeitüberwachung der Windgeschwindigkeit; bei Überschreitung des Alarmwerts (17 m/s) wird ein akustischer und optischer Alarm ausgelöst; 4) Im Nichtarbeitszustand müssen Schienenklemme und Verankerungseinrichtung gleichzeitig aktiviert sein; 5) In Küstenregionen sind zusätzlich Windschutzseile vorzusehen, ausgelegt für eine Windbeständigkeit von 55 m/s. Die Portalwippdrehkrane von Kelude sind serienmäßig mit Windmesser, elektrischer Schienenklemme und Verankerungseinrichtung ausgestattet.
F: Was sind die Inspektionsschwerpunkte bei der täglichen Prüfung eines Portalwippdrehkrans?
A: Tägliche Prüfung: einwandfreie Funktion der Bremsen aller Mechanismen, Prüfung der Drahtseile auf Drahtbruch und Verschleiß, Kontrolle der Drehverbindung auf ungewöhnliche Geräusche. Wöchentliche Prüfung: Schmierung und Verschleiß von Wippzahnstange und Zahnrad, Wellenausrichtung der Kupplungen aller Mechanismen, Kontaktverhältnis zwischen Spurkranz der Laufräder und Schiene. Monatliche Prüfung: Schraubendrehmoment der Verbindungsbolzen der Drehverbindung (muss 100 % des Bemessungswerts erreichen), Kontrolle der tragenden Schweißnähte der Metallkonstruktion auf Risse (Schwerpunkt: Auslegerfuß sowie Verbindungsstellen zwischen Portalunterbau und Querträger). Alle sechs Monate ist eine umfassende Lastprüfung und ein Stabilitätsnachweis durchzuführen.
