Выбор козлового крана: параметры MG и MH
Система знаний по выбору козлового крана. Выбор козлового крана охватывает пять ключевых аспектов: параметры моделей типов MH/MG/MHL/MHE/MHZ, выбор главной балки (коробчатого или ферменного сечения), конструкцию аутригеров (L-, C-, A-образные), схему электропитания механизма передвижения и комплектацию по стандартам безопасности. В данной статье собраны материалы 21 технической публикации, систематизирующие полный цикл знаний — от сравнения моделей, конструктивных решений и конфигурации безопасности до монтажа и приёмки, с учётом требований стандартов ISO 4301 / FEM 1.001, GB/T 14406 и др., что позволяет заказчику обоснованно выбрать кран и оптимально его сконфигурировать.
Конструкция козлового крана: обзор
Козловой кран (также называемый козловым краном портального типа) — это грузоподъёмная машина, в которой главная балка опирается на П-образную раму, а перемещение осуществляется с помощью ходовых тележек по подкрановым рельсам. Основными компонентами являются главная балка, аутригеры (опоры), механизм передвижения моста и механизм подъёма. Главная балка перекрывает пролёт между двумя опорами; в нижней части опор установлены ходовые тележки, движущиеся по рельсам. Механизм подъёма (электрическая таль или тележка) перемещается поперёк главной балки, обеспечивая грузопереработку в трёх измерениях. По числу главных балок различают однобалочные и двухбалочные краны; по форме опор — L-, C-, A-образные и с боковым расположением балки; по назначению — универсальные, грейферные, взрывозащищённые и контейнерные.
Модельный ряд и параметры кранов
Тип MH — козловой кран с электрической талью. Грузоподъёмность 1–20 т, пролёт ≤35 м. В качестве механизма подъёма используется электрическая таль. Отличается простотой конструкции, малым собственным весом и невысокой стоимостью. Предназначен для условий эксплуатации со средней и лёгкой нагрузкой при прерывистом режиме работы.
Тип MG — козловой кран с тележкой. Грузоподъёмность 5–50 т, пролёт 18–50 м. Оснащён тележечным механизмом подъёма, обеспечивает большую высоту подъёма и более высокий режим работы. Рекомендуется для интенсивной эксплуатации при средних и тяжёлых нагрузках.
Тип MHL — козловой кран с боковым расположением главной балки. Грузоподъёмность 1–20 т, пролёт ≤35 м. Главная балка смещена к одной из опор, что создаёт увеличенный боковой зазор. Оптимален для перемещения длинномерных грузов — проката, труб, пиломатериалов.
Тип MHE — полукозловой кран. Грузоподъёмность 1–16 т, пролёт ≤30 м. Одна опора опирается на наземный рельс, другая — на подкрановую консоль колонны заводского здания. Применяется при ограниченном пространстве с одной стороны здания.
Тип MHZ — грейферный козловой кран. Грузоподъёмность 5–20 т, пролёт ≤35 м. Оснащён электрической талью с грейфером. Предназначен для перегрузки сыпучих материалов и захватных операций.
Тип MHhs — козловой кран с ручной цепной талью. Грузоподъёмность 0,5–10 т, пролёт ≤20 м. Вместо электрической тали используется ручная цепная таль. Применяется на объектах без электропитания и во взрывозащищённом исполнении.
| Модель | механизм подъёма | Грузоподъемность(t) | Пролёт(m) | Область применения |
|---|---|---|---|---|
| Тип MH | Электрическая таль | 1~20 | ≤35 | средне-лёгкий режим,прерывистый режим работы |
| Тип MG | Тележкатип | 5~50 | 18~50 | средне-тяжёлый режим,высокочастотный режим работы |
| Тип MHL | Электрическая таль | 1~20 | ≤35 | перемещение длинномерных грузов с боковым подвесом |
| Тип MHE | Электрическая таль | 1~16 | ≤30 | Заводское зданиеполукозловой боковой |
| Тип MHZ | Электрическая таль+Грейфер | 5~20 | ≤35 | перегрузка навалочных грузов,грейферный захват |
| Тип MHhs | ручная цепная таль | 0.5~10 | ≤20 | безЭлектропитание/взрывозащищённыйпомещение |
Конструкция главной балки козлового крана
Главная балка является основным несущим элементом козлового крана, и её конструкция напрямую влияет на собственный вес, жёсткость и стоимость изготовления. Наиболее распространённые типы главных балок — коробчатая и ферменная. Коробчатая балка представляет собой замкнутый профиль, сваренный из верхней и нижней полок и двух стенок; она обладает высокой крутильной и изгибной жёсткостью, технологична в производстве и применяется для кранов различных грузоподъёмностей и пролётов, являясь самым распространённым решением. Ферменная балка выполняется из уголков или труб, сваренных в пространственную решётчатую конструкцию; она отличается малым собственным весом, низким ветровым сопротивлением и экономией стали, что особенно актуально для козловых кранов с большим пролётом (свыше 35 м), эксплуатируемых на открытых площадках в регионах с сильными ветрами. Однако ферменная конструкция сложнее в изготовлении и предъявляет высокие требования к качеству сварных соединений в узлах.
В последние годы в практике также применяются комбинированные и U-образные балки. Комбинированная балка сочетает коробчатую главную балку с ферменными поперечными связями, обеспечивая баланс между жёсткостью и экономичностью. U-образная балка имеет открытый профиль, что удобно для размещения внутренних смотровых проходов. При выборе типа главной балки необходимо учитывать грузоподъёмность, пролёт, режим работы, условия эксплуатации и стоимость изготовления. Подробное сравнение конструкций главных балок козловых кранов приведено в статье Сравнительный анализ конструкций главных балок козловых кранов.
Конструкция опор (аутригеров) козлового крана
Опоры (аутригеры) соединяют главную балку с механизмом передвижения и определяют общую устойчивость крана и его габариты в рабочей зоне. По геометрической форме опоры подразделяются на L-образные, C-образные и A-образные. L-образные опоры отличаются простотой конструкции, технологичностью и минимальной стоимостью; они широко применяются на козловых кранах малой и средней грузоподъёмности. C-образные опоры за счёт консольного исполнения имеют нижнюю часть, смещённую внутрь, что обеспечивает больший зазор для проезда вилочных погрузчиков или другого транспорта между опорами. A-образные опоры образуют треугольную устойчивую конструкцию, обладающую высокой сопротивляемостью боковым нагрузкам; они рекомендуются для кранов с большим пролётом, высокой грузоподъёмностью или для эксплуатации в регионах с сильными ветрами.
Соединение опор с главной балкой может быть жёстким или шарнирным. Жёсткое соединение проще в исполнении, однако опоры воспринимают значительные изгибающие моменты. Шарнирное соединение исключает передачу изгибающего момента между опорой и балкой, улучшая напряжённое состояние опор; оно применяется на кранах с большим пролётом. Выбор конструкции опор должен выполняться совместно с расчётом главной балки, пролёта, давления колёс и рельсового основания. Основные рекомендации по выбору и расчёту опор приведены в статье Выбор опор козлового крана: параметры и расчёт.
Механизмы передвижения и система электропитания
Механизмы передвижения козлового крана включают механизм передвижения моста и механизм передвижения тележки. Механизм передвижения моста состоит из приводных двигателей, редукторов, тормозов, колёсных блоков и рельсов и обеспечивает продольное перемещение крана по рельсам. Механизм передвижения тележки установлен на главной балке и обеспечивает поперечное перемещение груза вдоль балки. Привод механизмов передвижения может быть центральным или раздельным. При центральном приводе один двигатель через трансмиссионный вал приводит в движение колёса с обеих сторон; такая схема применяется для кранов с пролётом ≤30 м. При раздельном приводе каждая сторона оснащается собственным двигателем (или несколькими), синхронизация обеспечивается электрической системой управления; такая схема применяется для кранов с большим пролётом.
Электропитание крана осуществляется тремя основными способами: через троллейный шинопровод, через кабельный барабан или с помощью кабельного канала (энергоцепи). Троллейный шинопровод применяется для кранов с фиксированным рельсовым путём в закрытых помещениях или на открытых площадках; он надёжен и удобен в обслуживании. Кабельный барабан используется при больших пролётах или значительных расстояниях перемещения: кабель автоматически сматывается и разматывается барабаном. Кабельный канал (энергоцепь) применяется для питания тележки или при коротких перемещениях моста; он гибок и компактен. При выборе способа электропитания учитываются условия эксплуатации (закрытое/открытое исполнение, взрывозащищённое/обычное), дальность перемещения и бюджет.
Устройства безопасности и стандарты для козловых кранов
Козловой кран относится к специальному оборудованию и должен оснащаться полным комплектом устройств безопасности в соответствии с государственными стандартами. К таким устройствам относятся: ограничитель перегрузки, устройство антистолкновения, конечные выключатели хода, ветрозащитное противоскользящее устройство (рельсовый зажим, анкерное устройство, рельсовый клин), анемометр, устройство защиты от схода с рельсов, буфер, кнопка аварийной остановки, звуковой и световой сигнализатор. Ограничитель перегрузки является обязательным устройством: при превышении номинальной грузоподъёмности на 105% он автоматически отключает механизм подъёма и подаёт звуковой и световой сигнал. Козловые краны, эксплуатируемые на открытом воздухе, также должны оснащаться анемометром и ветрозащитным противоскользящим устройством для предотвращения сдвига крана под действием ветровой нагрузки в нерабочем состоянии.
Проектирование, изготовление, монтаж и инспекция козловых кранов регламентируются рядом государственных стандартов и отраслевых норм. Основные стандарты включают: ISO 4301 (ранее ISO 4301 / FEM 1.001) «Нормы расчёта и проектирования кранов», GB/T 14406-2011 «Козловые краны общего назначения», GB/T 28264-2017 «Система мониторинга и управления безопасностью грузоподъёмных машин», TSG Q5001-2009 «Правила эксплуатации грузоподъёмных машин» и ISO 12480 (ранее GB 6067.1-2010) «Правила безопасности для грузоподъёмных машин». Подробные требования к оснащению устройствами безопасности приведены в статье Нормы оснащения козловых кранов устройствами безопасности.
Ограничитель перегрузки
При нагрузке ≥105% от номинальной грузоподъёмности автоматически отключает механизм подъёма и подаёт звуковой и световой сигнал. Обязателен к установке.
Ветрозащитное противоскользящее устройство
Рельсовый зажим / анкерное устройство / рельсовый клин. Обязательно для козловых кранов на открытом воздухе — предотвращает сдвиг под действием ветровой нагрузки в нерабочем состоянии.
Анемометр
Осуществляет непрерывный контроль скорости ветра. При превышении заданного порога автоматически подаёт предупреждение и активирует ветрозащитное торможение. Обязателен для кранов на открытом воздухе.
Конечный выключатель хода
Ограничитель высоты подъёма, концевые выключатели хода моста и тележки предотвращают выход за пределы рабочей зоны и аварии при подъёме.
\\\\\\\\n\\\\\\\\n\\\\\\\\n Выбор козлового крана начинается с определения условий эксплуатации: грузоподъёмность (с учётом массы подъёмного устройства), пролёт (колея), высота подъёма, режим работы (A3~A8), условия окружающей среды (помещение/открытая площадка, диапазон температур, взрывозащищённое исполнение). Исходя из грузоподъёмности и режима работы выбирается тип механизма подъёма: для лёгких и редких нагрузок — электрическая таль (тип MH), для тяжёлых и интенсивных — тележечный механизм (тип MG). Форма аутригеров определяется планировкой площадки и характеристиками груза: L-образные — универсальное решение, C-образные — для проезда вилочных погрузчиков, A-образные — для больших пролётов и ветровых нагрузок. Ключевые контрольные точки при монтаже: бетонное основание подкрановых путей должно набрать 100% проектной прочности; прямолинейность рельсов по всей длине — не более 5 мм, отклонение колеи — не более ±3 мм; строительный подъём главной балки — в пределах L/1000 ±10%; перпендикулярность аутригеров — не более H/1000; сопротивление изоляции электросистемы — не менее 1 МОм, сопротивление заземления — не более 4 Ом. После монтажа проводятся: холостой прогон (не менее 30 минут), статическое испытание с номинальной нагрузкой и динамическое испытание с нагрузкой, кратной 1,1 от номинальной. Подробная процедура монтажа и пусконаладки — в регламенте по монтажу и пусконаладке козловых кранов.Выбор крана и монтаж: ключевые этапы
\\\\\\\\n\\\\\\\\n\\\\\\\\n
Частые вопросы о козловых кранах
\\\\\\\\n\\\\\\\\n\\\\\\\\nВ: В чём разница между козловыми кранами типов MH и MG?
\\\\\\\\nО: Кран типа MH использует электрическую таль в качестве механизма подъёма: простая конструкция, малый собственный вес, невысокая стоимость — оптимален для лёгких и средних условий эксплуатации с грузоподъёмностью 1–20 т. Кран типа MG оснащён тележечным механизмом подъёма: большая высота подъёма, более высокий режим работы — предназначен для средних и тяжёлых условий с грузоподъёмностью 5–50 т. Производитель рекомендует: для лёгких и редких нагрузок — тип MH, для тяжёлых и интенсивных — тип MG.
\\\\\\\\nВ: Какие ветрозащитные предохранительные устройства обязательны для козловых кранов на открытом воздухе?
\\\\\\\\nО: Согласно требованиям ISO 4301 / FEM 1.001 и TSG Q5001, козловые краны, эксплуатируемые на открытом воздухе, должны быть оснащены рельсовым зажимом или анкерным устройством для предотвращения сдвига под действием ветровой нагрузки в нерабочем состоянии, а также анемометром для непрерывного контроля скорости ветра. При достижении установленного порогового значения выдаётся предупреждение и автоматически активируется ветрозащитное торможение. Для крупных и средних козловых кранов (грузоподъёмностью ≥20 т) рекомендуется дополнительно устанавливать швартовочные устройства.
\\\\\\\\nВ: Какие требования предъявляются к основанию подкрановых путей козлового крана?
\\\\\\\\nО: Основание должно обеспечивать необходимую несущую способность. Толщина бетонной плиты — не менее 200 мм, армирование — двойной сеткой. Шаг подкрановых балок — 600–800 мм, рельсы — типа P43 или P50. Сопротивление заземления рельсов — не более 4 Ом. Для козловых кранов на пневмоколёсном ходу требуется твёрдое покрытие площадки с несущей способностью не менее 10 т/м².
\\\\\\\\nВ: Почему аутригеры козлового крана иногда проектируют с боковым смещением главной балки?
\\\\\\\\nО: Конструкция с боковым смещением (тип MHL) позволяет разместить главную балку с одной стороны аутригеров, освобождая с другой стороны увеличенный зазор для продольного прохода длинномерных грузов (сталь, трубы, пиломатериалы). При такой компоновке аутригеры воспринимают значительный внецентренный изгибающий момент, поэтому требуется усиление сечения аутригеров и проверка общей устойчивости против опрокидывания. Проектирование и изготовление такой конструкции несколько сложнее и дороже по сравнению с центральной компоновкой.
\\\\\\\\nКонечный выключатель хода
Ограничитель высоты подъёма, концевые выключатели хода моста и тележки предотвращают выход за пределы рабочей зоны и аварии при подъёме.
\\\\\\\\n