Мостовые краны представляют собой сложное оборудование. Устройство их имеет множество систем, регулирующих работу. Одной из самых важных является – тормозная.
Тормозная система отвечает за остановку движущихся механизмов оборудования и удержания груза на весу, а так же плавного его опускания и предотвращения непроизвольных движений машины.
Тормозная система регулирует работу различных частей и узлов крана
Как происходит процесс торможения и для чего нужны тормоза мостовым кранам?
Принцип работы тормозной системы довольно прост. Для того, чтобы остановить движение механизма, необходимо кинетическую энергию, которую он теряет во время совершения движений, преобразовать в тепловую. Сделать это проще всего посредством трения, поэтому в первых тормозах специальная накладка прижималась к колесу, останавливая его. Современные системы позволяют не просто производить остановку механизма, но и собрать всю, теряемую энергию в накопители или батареи для дальнейшего использования.
Важность этого механизма обусловлена, помимо всего прочего, тем, что , при всей своей массивности и крупных габаритах, имеет хорошую подвижность и высокую частоту циклов работы. Это значит, что за определенную единицу времени кран способен совершать большое количество операций, в связи с чем, скорость пуска-торможения должна быть довольно высокой. Поэтому так важно, чтобы все элементы тормозной системы работали слаженно и исправно.
Какие тормоза применяются в мостовых кранах?
На мостовые краны, чаще всего, устанавливают колодочную или диско-колодочную систему торможения. Колодочная тормозная система – это тормоз, в котором колодки прижимаются к колесу. В грузоподъемной технике такое устройство необходимо для остановки и удержания валов механизмов при неработающем электродвигателе.
Так выглядит тормозная колодка
Тормозная колодка - это металлическая пластинка с закрепленной фрикционной накладкой. Состав материала, из которого она делается, очень сложен. В нем и керамика, и каучук, и специальные смолы, и различные волокна и минералы, а так же множество наполнителей. Одним из самых важных качеств для этой детали является устойчивость к высоким температурам, поскольку в момент трения о диск она может нагреваться до 1000 градусов, при этом не должно произойти деформации или потери фрикционных свойств.
Вместе пластина и накладка повторяют форму той поверхности, к которой прижимаются - диска (плоскость трения прямая) или барабана (плоскость трения дугообразная). Такая фрикционная накладка закрепляется на пластине, как правило, клеем или заклепками. Представляет собой изнашиваемую деталь, которая подлежит периодической замене.
Самые главные враги тормозных колодок - перегрев, вода, масла и агрессивные жидкости (антифриз, тормозная жидкость). При недостаточной эффективности торможения или скрипе и визге тормозов, когда накладка стерта и тормозит одна металлическая основа, колодки необходимо заменить, причем меняются они только парами.
Когда запускается процесс торможения, в тормозном приводе возникает давление воздуха (либо тормозной жидкости, либо натягивается трос), оно передается на механизмы (тормозной кулак или тормозные цилиндры), которые прижимают тормозную колодку к диску (барабану). Сила торможения зависит от силы, с которой колодка нажимает на диск. Вместе они берут на себя кинетическую энергию движения машины и поэтому нагреваются.
Колодочные тормоза ТКГ применяют для подъемно-транспортного оборудования и машин, чьи условия эксплуатации схожи с условиями эксплуатации подъемно-транспортного оборудования. Например их могут применять для мостовых, башенных, козловых кранов. Их используют для остановки валов и их удержания различных крановых механизмов в заторможенном состоянии в случае когда привод находится в неработающем состоянии.
Раньше тормоза ТКГ были известны под маркой ТКТГ, но на сегодняшний день все производства выпускают марку ТКГ. Производимые сегодня на любом предприятии ТКГ ничем не отличаются от своих предшественников - ТКТГ. Могут быть лишь незначительные изменения в связи с тем, что на сегодняшний день их производят несколько производственных предприятий в России и на Украине, а также в некоторых других странах ближнего зарубежья. Все они абсолютно идентичны и могут служить заменой друг друга.
Тормоза для кранов - технические характеристики
Основные параметры и технические характеристики тормозов приведены в таблице. Значения климатических факторов для величин параметров указанных в таблице соответствуют климатическим исполнениям ХЛ2 и У2 согласно ГОСТу 15150 и ГОСТу 15543.1.
Колодочные тормоза серии ТКГ применяются для использования под каким либо навесом либо в помещении, но если он будет применяться на открытом воздухе, необходимо защитить их кожухом от возможного прямого попадания любых атмосферных осадков либо солнечной радиации. Его устанавливают в вертикальном положении (ось вращения тормозного шкива, а так же основания для крепления тормоза располагается горизонтально), допустимое отклонение от вертикали 15°.
Тормоза ТКТГ должны нормально функционировать при отклонении напряжения питающей сети от 0,95 до 1,1 от номинального значения напряжения и при отклонении частоты ±0,2 Гц, от номинального значения частоты.
| Характеристика | Маркировка |
|||||
| ТКГ-160 У2 | ТКГ-200 У2 | ТКГ-300 У2 | ТКГ-400 У2 | ТКГ-500 У2 | ||
| 1 | Тормозной шкив - диаметр, мм. | 160 | 200 |
300 |
400 |
500 |
| 2 | Ход штока толкателя не меньше, мм. | 32 | 32 | 60 | 60 | 60 |
| 3 | Марка гидротолкателя |
ТЭ-30 | ТЭ-30 |
ТЭ-50 |
ТЭ-80 |
ТЭ-80 |
| 4 | Тормозной расчетный момент, Нм. |
100 |
300 |
800 |
1500 |
2500 |
| 5 | Установочная длина пружины, мм. | 178,14±5,1 | 172,22 | 333,82±21,6 | 305,66±14,6 | 305,66±14,6 |
| 6 | Наложение колодок-время, сек. |
0,2 | 0,2 |
0,35 |
0,4 |
0,4 |
| 7 | Усилие номинальное на штоке гидротолкателя не меньше, Н. |
300 | 300 |
500 |
500 |
800 |
| 8 | Напряжение, В. |
220/380 |
||||
| 9 | Частота тока, Гц. |
50 |
||||
| 10 | Масса тормоза в сборе не больше, кг. |
39 | 46 |
69 |
100 |
160 |
В таблице приведены параметры для гидротолкателей ТЭ серии ТЭ-80, ТЭ-50, ТЭ-30 поставляемых компанией ООО ТПК "ГРЕЙФЕР", в случае установки толкателей электрогидравлических других производителей, технические характеристики могут меняться.
Тормоз ТКГ (ТКТГ) для крана - состав и принцип действия
| Типоразмер тормоза |
D | d | L | S | h | H | a | A | a1 | L | L1 | B | b | b1 | b2 | t | t1 |
| 500 | 27 | 380 | 8 |
400 |
438 |
85 |
410 |
85 |
380 |
630 |
216 | 116 |
160 |
200 |
60 | 40 | |
| ТКГ-400 У2 | 400 | 22 | 308 | 8 |
300 |
445 |
68 |
340 |
68 |
308 |
495 |
140 |
180 |
60 | 40 | ||
| ТКГ-300 У2 | 300 | 22 | 275 | 8 |
240 |
557 |
150 |
500 |
80 |
275 |
429 |
120 |
140 |
60 | 40 | ||
| ТКГ-200 У2 | 200 | 18 | 195 | 8 |
170 |
445 |
120 |
350 |
60 |
195 |
355 |
90 |
90 |
32 | 22 | ||
| ТКГ-160 У2 | 160 | 13 | 147 | 6 |
144 |
438 |
90 |
200 |
90 |
147 |
268 |
120 |
70 |
32 | 22 |
Устройство тормоза колодочного ТКГ приведено на рисунке выше. Он состоит из: толкатель электрогидравлический - 1 и механическая часть. Механическая часть включает в себя:
- основание - 10;
- пружина - 3;
- система рычагов: стойки 4 и 6, рычаг - 2;
- колодки - 9;
- шток - 5;
- регулировочные винты колодок - 7;
- регулировочные винты - 8.
При неработающем толкателе тормоза ТКГ для крана система заторможена, под действием пружины (3) отрегулированной согласно расчетному тормозному моменту. Колодки удерживают шкив в неподвижном состоянии. При включении электрогидравлического толкателя рычаг (2) поднимается в верхнее положение как показано на рисунке выше. Действие пружины преодолевается, стойки (4 и 6) расходятся. Ход рычажной системы ограничен упорами, и они регулируются регулировочными винтами (8). Колодки отходят от шкива на величину S (указана в таблице выше), система расторможена. После отключения гидротолкателя под действием пружины (3) система рычагов (2, 4, 6) возвращается в свое исходное состояние. Колодки затормаживают шкив. Система заторможена. Для правильного их прилегания к нему используются регулировочные винты (7).
Тормоза крановые ТКГ - подготовка к работе
Тормоза крана ТКГ можно устанавливать на шкив, удовлетворяющий нижеуказанным требованиям:
- Его рабочая поверхность, должна иметь минимальную частоту шестого класса по ГОСТ 2789, точность не ниже четвертого класса, биение, овальность и конусность - не более 0,0005 D и твердость не ниже HRC 35-45 (стальные) или HB 250-300 (чугунные).
- Дефекты на его изнашиваемой поверхности не допускаются.
После установки на шкив, ТКГ должен быть отрегулирован. Регулировка колодочного тормоза заключается в регулировке пружины, установке равномерного отхода колодок и нормального хода штока толкателя. Для того чтобы сделать установку нормального хода штока толкателя нужно установить шток гидротолкателя в верхнее крайнее положение, далее опустить его на величину приведенную в таблице выше (столбец t1) и в данном положении нужно зафиксировать рычаги с помощью гаек штока (5).
| Кол-во | Размеры, мм | |||
| s | Y | X | ||
| ТКГ-160 У2 | 2 | 6 | 132 | 70 |
| ТКГ-200 У2 | 2 | 8 | 132 | 90 |
| ТКГ-300 У2 | 2 | 8 | 193 | 140 |
| ТКГ-400 У2 | 2 | 8 | 238 | 180 |
| ТКГ-500 У2 | 2 | 8 | 238 | 180 |
Заключительным этапом подготовки ТКГ к работе является регулировка пружины. Рабочая длина пружины должна соответствовать изначально заданному тормозному моменту. Установочная длина пружины на расчетный тормозной момент приведена в таблице выше (№5 п/п).
Обкладки колодок относятся к числу быстроизнашиваемых деталей. Они должны быть заменены при их износе в крайних частях до 1/3, в средней части до 1/2 от первоначальной толщины. Их изготавливают из фрикционной эластичной ленты ЭМ-1 по ГОСТ 15960-99. Размеры и количество обкладок в зависимости от типоразмера ТКГ приведены в таблице справа, где X - ширина, Y - длина, s - толщина.
Меры безопасности при использовании тормоза ТКГ
Внимание! Все действия с данным устройством следует проводить с соблюдением мер пожарной и электробезопасности, его включение, испытание и эксплуатацию нужно проводить при соблюдении "Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей" и "Правил техники безопасности", безопасности производственного оборудования по ГОСТ 12.2.003. Колодочный тормоз обязательно должен быть заземлен.
Подключение и отключение толкателя нужно производить при обесточенной сети. После подключения толкателя кабельный ввод должен быть закрыт крышкой.
Сопротивление изоляции между корпусом и обмоткой нового электрического двигателя при нормальных климатических условиях в холодном состоянии составляет не менее 20 МОм по ГОСТ 15150-69. Изоляция обмотки двигателя толкателя относительно корпуса, выдерживает на протяжении одной минуты без пробоя и перекрытия по поверхности испытательное напряжение с переменным током частотой 50 Гц 1760 Вт. При повторных проверках величина напряжения должна быть снижена на 20%.
К эксплуатации данного оборудования должны допускаться лица не моложе 18 летнего возраста, прошедшие специальное обучение, знающие правила безопасности, устройство и принцип работы тормоза, различные возможные неисправности изделия и пути их устранения.
Тормоза колодочные ТКГ - транспортировка, хранение, комплектация
Транспортирование тормоза колодочного для крана может производится крытым транспортом различного вида в соответствии с установленными правилами перевозки грузов, действующих на данном транспорте, так же ж/д транспортом в соответствии с "Техническими условиями крепления и погрузки грузов", утвержденных Министерством путей сообщения. Условия перевозки ТКТГ - по группе 9 ГОСТ 15150.
Гарантийный срок службы составляет 1 год со дня ввода в эксплуатацию. Полный ресурс до капитального ремонта изделия составляет не более 7х10 6 циклов (включений-отключений).
ТКГ для кранов или их части при необходимости утилизации, необходимо:
- отключить от источников питания;
- демонтировать толкатель из механизма;
- слить его рабочую жидкость;
- разобрать на составные части сам толкатель;
- от механической части отсоединить пружину и колодки;
- сдать заводу изготовителю или на предприятие по переработке отходов.
В комплект поставки входит тормоз который укомплектован в соответствии со всеми требованиями ТУ У 29.2-33120036-003:2007г..
Важнейший элемент, отвечающий за стабильность и безопасность работы всей конструкции. Тормоза используются в подъемных механизмах для того чтобы удерживать груз в определенном положении. В механизмах передвижения они позволяют исключить непредвиденное движение крана и обеспечивают его остановку в определенном месте.
Как работают тормоза мостовых кранов
Тормозная система работает по тому же принципу, что и во многих других механизмах: тормозная колодка прижимается к валовому колесу механизма, преобразуя кинетическую энергию движения в тепловую. В современных моделях мостовых кранов преобразованная энергия не только преобразуется, но и накапливается для дальнейшего использования.
Тормозные колодки прижимаются к колесу с помощью тормозного кулака или цилиндра - механизмов торможения, которые могут приводиться в действие под давлением воздуха или тормозной жидкости, или от натяжения тормозного троса. Аналогичный принцип работы тормозящего механизма соблюдается в большинстве других машин и механизмов. Безопасность тормозной системы обеспечивается полной работоспособностью каждого из вышеперечисленных элементов.
Что представляет собой тормозная колодка
Тормозная колодка - конструкция, состоящая из металлического основания и синтетической накладки, обеспечивающей плавное торможение. Накладка выполняется из термоустойчивых материалов, потому что именно она в первую очередь нагревается при торможении. Температура данной детали может достигать 1000 градусов Цельсия. Поверхность колодки может быть плоской (при её прижимании к диску или колесу) или дугообразной, если производится торможение цилиндрической детали. Накладка является расходным материалом, который подлежит замене по мере проявления износа. Для обеспечения стабильной работы системы накладки необходимо менять попарно.
Различия тормозов однобалочных и двухбалочных кранов
Устройство тормозов однобалочных мостовых кранов не имеет кардинальных отличий от двухбалочных моделей. Различия есть только в тормозной системе движущего механизма тележки: кран мостовой двухбалочный обладает другой конструкцией подъемного механизма, в которой тормозные колодки располагаются на обеих главных балках, а не на одной, как на однобалочных механизмах. Тем не менее, сам принцип работы остается тем же - торможение производится за счет колодок.
Важность тормозной системы связана не только с тем, что она используется во многих процессах. Сам по себе мостовой кран - очень ресурсоемкий механизм, который выдерживает длительное и частое использование. Большой ресурс крана позволяет использовать его на протяжении рабочего дня в несколько смен без перерывов, поэтому необходимо, чтобы тормозная система соответствовала всем техническим требованиям и нормам безопасности.
В металлургии и строительстве, в производственном цеху и на складе, на транспорте и в ремонтных мастерских, при работе с сыпучими и опасными грузами, для перемещения крупногабаритных грузов, неразборных узлов и многого другого применяются мостовые краны. Эта техника предназначена для интенсивной работы в самых разнообразных, порой, экстремальных условиях.
Назначение и конструкция мостового крана
Для перемещения грузов по цеху, складу, иному производственному помещению служит мостовой кран. По проложенным по стенам подкрановым путям передвигается крановый мост с закрепленной на нем грузовой тележкой, осуществляющей подъем и опускание груза.
По конструкции моста краны разделяются на:
- Однобалочные. Мост состоит из одной балки двутаврового сечения, на концах которой установлены концевые балки с ходовыми колесами. В дополнение к основной грузовой тележке может устанавливаться дополнительная консольного типа. Краны этого типа отличаются небольшим весом, но и грузоподъемность у них, как правило, не превышает 10 т.
- Двухбалочные. Конструктивно мост составлен из двух жестких балок с концевыми балками, снабженными ходовыми колесами. Грузовая тележка помимо основного, может оснащаться и вспомогательными грузоподъемными механизмами. Этот тип кранов имеет большую грузоподъемность, управление осуществляется из кабины или дистанционно.
Схема мостового, подвесного крана
По типу крепления мостовые краны разделяют на 2 вида:
- Подвесные. Грузовая тележка перемещается по нижней плоскости балки моста.
- Опорные. Грузовая тележка перемещается по верхней плоскости опорной балки. Такая конструкция обеспечивает максимальную грузоподъемность.
Существует несколько типов мостовых кранов, отличных от традиционных, перемещающихся по параллельным подкрановым путям:
- Радиальный. Вращение крана осуществляется по кольцевому рельсу вокруг жестко закрепленной в центре рабочей площадки опоры.
- Хордовый. Передвижение осуществляется по кольцевому рельсу. В силу конструктивных особенностей, площадь обслуживаемого краном кольца меньше, чем у радиального при том же радиусе вращения.
- Кольцевой. Кран передвигается по двум кольцевым рельсам различного диаметра. Для исключения проскальзывания, ходовые колеса делают разного диаметра.
- Поворотный. Мост крана равен диаметру кольцевого рельса, по которому происходит перемещение. В отличие от радиального, отсутствует центральна опорная балка, и кран может выполнять погрузо-разгрузочные работы в любой точке внутри окружности, ограниченной подкрановыми путями.
Помимо основного рабочего инструмента, крюка, кран может быть оснащен грейфером, магнитным захватом.
Устройство мостового крана
Общее устройство мостового крана состоит из одно- или двухбалочного моста, перемещающейся по нему грузовой тележке. Как на мосту, так и на тележке установлено необходимое электрооборудование и механические узлы. Управляется механизм из подвесной кабины или с пульта, при нахождении оператора на полу цеха или вне рабочей площадки.
Монтаж подкрановых путей может осуществляться как на свободностоящей крановой эстакаде, так и с использованием пола, колонн, стропильных ферм цеха.
На фото устройство мостового крана
Тормозная система
Для удержания груза или контроля скорости его перемещения (спускной тормоз), остановки передвижения моста крана или грузовой тележки (спускной тормоз) служит тормозная система. Традиционно в подъемных механизмах используются замкнутые (закрытые) тормоза, блокирующие движение в нормальном состоянии. При нажатии на педаль или рукоять, механизм растормаживается. При аварийной ситуации, в случае поломки или остановки какого-либо узла крана, такой тормозной механизм автоматически срабатывает.
Более плавное и быстрое торможение обеспечивают колодочные тормоза.
В случае если перемещение грузовой тележки осуществляется со скоростью, не превышающей 32 м/мин, необходимости в тормозной системе нет, т.к. потери на трение в подшипниках колес и при качении по рельсам обеспечивают устойчивое замедление. Этот путь, который прошла тележка до полной остановки с момента начала торможения называется путем торможения.
Механизмы подъема
На крановой тележке расположен механизм подъема и опускания груза. В дополнение к основному, могут использоваться один или два вспомогательных механизма, грузоподъемность которых меньше грузоподъемности основного в 3-10 раз в зависимости от класса крана.
Составными частями любого из них являются:
- Приводной электродвигатель.
- Трансмиссионные валы.
- Редуктор.
- Грузовые тросы с барабаном для намотки.
Схема подъемного механизма мостового крана
Для работы с грузами более 80 т используется дополнительный редуктор или понижающая зубчатая передача.
Для повышения тягового усилия применяется полиспаст, наиболее распространенной разновидностью которого является сдвоенный кратный. Благодаря ему трос наматывается равномерно на барабан с обоих концов, тем самым позволяя сбалансировать нагрузку на опоры барабана и всю пролетную часть моста.
Подкрановые пути
Назначение подкрановых путей – обеспечить равномерное распределение веса мостового крана на фундамент и перемещение крановой балки по этим путям. Для опорных однобалочных кранов с небольшой грузоподъемностью в качестве направляющих используются обычные железнодорожные рельсы. Для механизмов грузоподъемностью 20 и более тонн используют специальные крановые рельсы. Основанием для них чаще всего является стальная двутавровая балка.
Учитывая вес самого крана и груза, а также скорость перемещения по подкрановым путям, к качеству их установки должны применяться повышенные требования, исключающие возможность схода крана с рельсов. Для того, чтобы предотвратить это, ширина колес должна превышать ширину используемых рельсов. Так, при использовании цилиндрических колес, их ширина должна быть больше ширины рельса на 30 и более мм. Для конических колес это значение должно быть не менее 40 мм.
Укладка рельсов должна производиться с тепловым зазором, а также обеспечиваться перепад высот на них не более 2 мм. При больших значениях возникает сильная ударная нагрузка на колеса.
В случае подвесного мостового крана, устройство кранового пути представляет собой закрепленную на стропильных фермах помещения балку, чаще всего двутавровую, грузовая каретка при этом перемещается по нижней плоскости этой балки (подвешивается к ней).
Электрообрудование
К электрооборудованию мостовых кранов предъявляются особые требования, среди которых режим работы, при котором в течение часа может производиться до нескольких сотен кратковременных включений и выключений, перегрузки, возникающие при разгоне и торможении крановой тележки и самого крана, изменение скоростей передвижения.
Перемещение моста и грузовой тележки, манипуляции с грузом обеспечивает основное электрооборудование мостового крана.
К электрооборудованию относятся:
- Электродвигатели. Устанавливаются 3 или 4 двигателя, 2 из которых смонтированы на тележке для осуществления подъема/опускания груза, перемещения ее по балке моста, и 1 или 2 двигателя обеспечивают перемещение балки крана по подкрановым путям.
- Управляющая аппаратура (реле, контроллеры, пускатели и т.д.).
- Устройства электрозащиты (предохранители, автоматические выключатели и т.д.).
- Устройства, обеспечивающие работу тормозной системы крана.
Электросхема мостового крана
К вспомогательному электрооборудованию относятся осветительные приборы, системы отопления кабины, звуковая и проч. сигнализация, и т.п.
Электропитание крана обеспечивается двумя способами:
