Портальный кран по ГОСТ 29561-2013
ГОСТ GB/T 29561-2013 «Портальные краны. Технические условия» — это технический регламент, определяющий требования к проектированию, изготовлению и приёмке портальных кранов. Стандарт устанавливает технические требования, требования безопасности, методы испытаний и правила контроля для портальных кранов, используемых в портах и на судостроительных верфях. Он детализирует и дополняет стандарт GB/T 17495-2009 на портовые козловые краны и применим к универсальным портальным кранам и портовым козловым кранам грузоподъёмностью до 100 т включительно.
GB/T 29561-2013 — это стандарт технических условий на портальные краны, устанавливающий технические требования, методы испытаний и правила приёмки. Портальные краны являются одним из основных перегрузочных средств в портах и на судостроительных верфях, и их технические характеристики напрямую влияют на эффективность перегрузки и безопасность работ.
Технические требования к крану в целом
GB/T 29561-2013 устанавливает комплексные требования к характеристикам портального крана в целом. Портальный кран состоит из конструкции портала, поворотной платформы, стреловой системы, механизма подъёма, механизма изменения вылета стрелы, механизма поворота и механизма передвижения. Стандарт устанавливает, что режим работы портального крана (по стандарту GB/T 3811) должен быть не ниже A6 (для портовых перегрузочных работ) или A5 (для монтажных работ на судостроительных верфях). Устойчивость крана в целом: при работе на четырёх аутригерах коэффициент устойчивости против опрокидывания должен составлять не менее 1,33 в рабочем состоянии при ветровой нагрузке и не менее 1,25 в нерабочем состоянии при максимальной ветровой нагрузке. В нерабочем состоянии кран должен обеспечивать возможность укладки стрелы в положение минимального вылета и подъём крюка в верхнюю точку для уменьшения площади воздействия ветровой нагрузки. Требования к статической жёсткости металлоконструкции портального крана: при номинальной нагрузке вертикальный прогиб конца главной стрелы не должен превышать 1/200 длины стрелы, а горизонтальное смещение — не более 1/400 длины стрелы.
Технические требования к механизмам
Стандарт устанавливает технические требования к механизмам портального крана. Механизм подъёма: для кранов большой грузоподъёмности применяется двухдвигательная или двухтормозная схема; скорость подъёма предусмотрена в двух диапазонах — высокоскоростном (скорость подъёма с полным грузом ≥ 12 м/мин) и низкоскоростном (≤ 2 м/мин) — для различных режимов работ. Высота подъёма: для портовых козловых кранов, как правило, ≥ 22 м (для перегрузки контейнеров в 4 яруса), для кранов судостроительных верфей — ≥ 35 м (для монтажа крупных секций судов в доке). Механизм изменения вылета стрелы: применяется реечный или винтовой привод; скорость изменения вылета стрелы обычно составляет 5–15 м/мин. Изменение высоты центра тяжести стрелы в процессе изменения вылета должно автоматически компенсироваться системой уравновешивания (подвижный противовес или канатная компенсация) для снижения потребляемой мощности. Механизм поворота: применяется опорно-поворотное устройство (трёхрядное роликовое или перекрёстно-роликовое) либо крупногабаритный поворотный подшипник; скорость поворота — 1–2 об/мин. Стандарт требует, чтобы тормоз механизма поворота обеспечивал надёжную остановку стрелы с грузом при максимальном рабочем вылете в любом произвольном угле поворота. Механизм передвижения: скорость передвижения моста обычно составляет 15–25 м/мин (для портового применения) или 10–20 м/мин (для судостроительных верфей); кран оснащается рельсовым зажимом или анкерным устройством для обеспечения безопасности при ветровых нагрузках в нерабочем состоянии.
Стреловая система и компенсация при изменении вылета
Стандарт предъявляет подробные требования к стреловой системе портального крана и компенсации при изменении вылета. Тип стрелы: стрела портального крана может быть прямой (простая конструкция, удобна в изготовлении, применяется для кранов малой и средней грузоподъёмности) либо комбинированной (главная стрела + гусёк, образующие конструкцию «хобот», обеспечивающую горизонтальное перемещение груза в широком диапазоне вылета; применяется для портовых козловых кранов). Компенсация при изменении вылета: комбинированная стрела или система подвижного противовеса должны обеспечивать горизонтальное перемещение груза при изменении вылета (отклонение высоты крюка при любом вылете стрелы не должно превышать ±200 мм), исключая дополнительный вертикальный подъём или опускание груза в процессе операции изменения вылета стрелы, что повышает производительность перегрузки и снижает энергопотребление. Уравновешивание стрелы: стреловая система (с учётом собственного веса стрелы, грузозахватного приспособления и нагрузки) должна иметь надлежащую силовую балансировку посредством противовеса или пружинной системы — разница усилий привода механизма изменения вылета в состоянии с полной нагрузкой и без нагрузки не должна превышать 30% от усилия при полной нагрузке, в противном случае мощность привода механизма изменения вылета будет неоправданно завышена. Ограничение вылета: должны быть установлены ограничитель вылета (контроль максимального и минимального вылета) и индикатор вылета (отображение текущего значения вылета в кабине оператора в реальном времени).
Электрическая система и предохранительные устройства
Требования стандарта к электрической системе и предохранительным устройствам. Электроснабжение: портовые козловые краны обычно получают питание через кабельный барабан (автоматическая смотка/размотка кабеля при передвижении крана); напряжение питания — 380 В/415 В (низкое напряжение) или 6 кВ/10 кВ (высоковольтный ввод). Электрозащита: должны быть предусмотрены защита от перегрузки по току, защита от повышенного/пониженного напряжения, защита от обрыва фазы, защитное заземление и защита от утечки. Предохранительные устройства: портальный кран должен быть оснащён следующими предохранительными устройствами: ограничитель грузоподъёмности (автоматическое отключение механизма подъёма и увеличения вылета при превышении номинальной нагрузки на 110%), ограничитель грузового момента (ОГМ) (сигнализация и автоматическая остановка опасных направлений движения при превышении номинального грузового момента на 105%), ограничитель высоты подъёма (автоматическая остановка подъёма при достижении крюком крайнего верхнего положения), конечный выключатель опускания (остановка опускания при достижении крюком заданного нижнего положения), ограничитель вылета (ограничение максимального и минимального рабочего вылета), ограничитель угла поворота (ограничение диапазона поворота для предотвращения наматывания кабеля), анемометр (звуковая сигнализация при скорости ветра ≥ 20 м/с), а также путевые выключатели и буферы всех механизмов. Келуде Тяжёлая Промышленность осуществляет проектирование и производство портальных кранов для портов и судостроительных верфей в соответствии со стандартом GB/T 29561.
| Механизм | тип привода | скоростьДиапазон | предохранительное устройство |
|---|---|---|---|
| механизм подъёма | Двигатель+редуктор+Барабан | Высокая скорость≥12,Низкая скорость≤2m/min | Двойной тормоз+ограничение перегрузки |
| механизм изменения вылета стрелы | Зубчатая рейка/Винтовой привод | 5~15m/min | Вылетконечный выключатель+Компенсация балансировки |
| механизм поворота | Двигатель+редуктор+Опорно-поворотное устройство | 1~2r/min | ограничитель поворота+Тормоз |
| механизм передвижения | Двигатель+редуктор+Ходовая частьХодовое колесо | 10~25m/min | рельсовый зажим+анкерное устройство |
Часто задаваемые вопросы
В: Какие механизмы входят в состав портального крана?
О: Портальный кран состоит из следующих основных механизмов: 1) механизм подъёма — обеспечивает вертикальный подъём груза, включает электродвигатель, редуктор, барабан, стальной канат и крюк; 2) механизм изменения вылета стрелы — изменяет угол наклона стрелы и, соответственно, рабочий вылет; реализуется двумя способами: изменение вылета канатом или реечным приводом; 3) механизм поворота — обеспечивает вращение стрелы на 360° вокруг оси поворота, состоит из опорно-поворотного устройства, поворотного редуктора и приводного устройства; 4) механизм передвижения — перемещает кран вдоль рельсового пути, состоит из приводных и неприводных ходовых тележек моста. Согласованная работа всех четырёх механизмов обеспечивает точное позиционирование груза в трёхмерном пространстве.
В: Какие расчётные случаи учитываются при проверке устойчивости портального крана?
О: Нормативные расчётные случаи для проверки устойчивости включают: 1) устойчивость в рабочем состоянии — при сочетании максимальной номинальной грузоподъёмности и максимального вылета, с учётом ветровой нагрузки (рабочая скорость ветра ≤20 м/с) и инерционных нагрузок, коэффициент устойчивости ≥1,15; 2) устойчивость в нерабочем состоянии — при воздействии штормового ветра (по максимальной скорости ветра для данного региона с периодом повторяемости 50 лет), коэффициент устойчивости ≥1,25; 3) устойчивость при монтаже и демонтаже — проверка устойчивости на всех этапах монтажа и демонтажа, при этом опрокидывающий момент не должен превышать стабилизирующий момент; 4) случай обрыва каната — учёт ударной нагрузки при внезапном обрыве каната механизма подъёма или изменения вылета стрелы.
В: Каковы требования безопасности портального крана при ветровых нагрузках?
О: Ввиду большой парусности и высоко расположенного центра тяжести портального крана защита от ветра является критически важной. Нормативные требования: 1) обязательное наличие двухуровневой ветрозащиты: рельсовый зажим + анкерное устройство; 2) предельная скорость ветра для работы ≤20 м/с (7 баллов по шкале Бофорта); при превышении работы должны быть остановлены, кран должен быть перемещён в зону анкеровки; 3) установка анемометра для мониторинга скорости ветра в реальном времени; при превышении порогового значения (17 м/с) включается звуковая и световая сигнализация; 4) в нерабочем состоянии рельсовый зажим и анкерное устройство должны быть задействованы одновременно; 5) для прибрежных районов дополнительно предусматривается ветрозащитный трос, расчётная ветровая нагрузка — 55 м/с. Портальные краны Келуде Тяжёлая Промышленность в стандартной комплектации оснащаются анемометром, электрическим рельсовым зажимом и анкерным устройством.
В: Каковы ключевые точки ежедневного осмотра портального крана?
О: Ежедневный осмотр: проверка исправности тормозов всех механизмов, состояния стальных канатов на предмет обрыва проволоки и износа, отсутствия постороннего шума при работе опорно-поворотного устройства. Еженедельная проверка: состояние смазки и износ рейки и шестерни механизма изменения вылета, центровка валов муфт всех механизмов, контакт реборд ходовых колёс с рельсом. Ежемесячная проверка: момент затяжки соединительных болтов опорно-поворотного устройства (должен составлять 100% расчётного значения), контроль сварных швов металлоконструкции на наличие трещин (особое внимание — корень стрелы, места соединения портала с поперечными балками). Один раз в полгода проводится полное испытание нагрузкой и проверка устойчивости.
