Для монтажа систем пылеприготовления и золоулавливания мощных тепловых электростанций применяют специальные полукозловые краны (рис. 39). Отличаясь высокой производительностью, простотой и низкой стоимостью эксплуатации, полукозловые краны быстро завоевали общее признание и в настоящее время являются неотъемлемой частью схем механизации строительно-монтажных работ.
В зависимости от назначения полукозловые краны изготовляют с различными характеристиками: их грузоподъемность колеблется от 7,5 до 30 тс (табл. 4).
Полукозловые краны, установленные обычно на большой высоте, передвигаются по путям, уложенным на строительных конструкциях здания, поэтому особенно важно, чтобы вес их был минимальным, а нагрузки на подкрановый путь не превышали обычные монтажные нагрузки, предусмотренные проектом здания.
Рис. 39. Кран КП7,5-11, предназначенный для монтажа системы пылеприготовления котлов
Как видно из табл. 4, все полукозловые краны отличаются малым весом, а их весовые коэффициенты в 2 раза ниже, чем у обычных наземных козловых кранов, и не превышают 0,1—0,135 ml (тс-м).
Полукозловый кран (рис. 40) состоит из несущей металлической конструкции, механизмов подъема, передвижения грузовой тележки и передвижения крана.
Мост 1 крана, жестко соединенный с опорой 2, образует совместно с ней пространственную раму. Рама опирается на ходовые тележки 3 и 4 с установленными на них автоматическими противоугонными захватами 14 и ручными рельсовыми захватами 15. Для того чтобы разгрузить подкрановые пути от усилий распора и горизонтальных сил, возникающих вследствие температурных изменений, мост соединяют с ходовой тележкой 4 через короткую гибкую опору 5 при помощи горизонтального шарнира 6.
Каждая ходовая тележка снабжена самостоятельным механизмом передвижения 7, управляемым общим командоконтроллером из кабины 8 машиниста. Грузовая тележка 9, несущая только полиспаст 10 подъема груза, передвигается по монорельсу 11 при помощи канатной тяги. Лебедка 12 подъема груза и лебедка 13 передвижения грузовой тележки установлены на металлоконструкциях верхней части жесткой опоры. Таким образом, пролетная часть моста крана полностью разгружена от веса механизмов.
Развитие конструктивных форм полукозловых кранов, тесно связанное с их назначением и условиями установки, целиком зависело от успешного решения основной проблемы — снижения собственного веса крана и прежде всего веса его металлических конструкций. Уже первый полукозловый кран КП7,5-11,2 отличался сравнительно небольшим весом, полученным главным образом за счет снижения подвижной нагрузки
Таблица 4
Техническая характеристика полукозловых монтажных кранов
на мост крана. Это достигнуто путем уменьшения собственного веса грузовой тележки, разгруженной от веса механизмов подъема и передвижения.
Согласно ГОСТу 7464—55 вес самоходной тележки кранов легкого режима работы грузоподъемностью 5—10 тс составляет соответственно 2 и 3,8 т, т. е. 40 и 38% полезной нагрузки.
Грузовая тележка крана КП7,5-11,2 грузоподъемностью 7,5 тс, передвигающаяся, так же как и у мостовых кранов, по верхним поясам двухбалочного моста, совместно с подвеской весит всего 0,62 т, или 8,3% полезной нагрузки. Таким образом, за счет выноса механизмов подъема груза и передвижения грузовой тележки на опоры моста удельный вес полезной нагрузки на кране КП7,5-11,2 значительно увеличен.
Дальнейшее снижение веса полукозловых кранов шло по пути совершенствования их конструктивной схемы и улучшения элементов металлической конструкции. Так, например, в отличие от первых моделей мост крана КП15-21,5 (рис. 40) состоит только из одной трехгранной пространственной фермы, верхние пояса которой изготовлены из труб, нижний пояс служит ездовой балкой для грузовой тележки. Включение монорельса в состав основного сечения главных ферм позволяет наиболее полно использовать материал двутавровой балки монорельса и значительно улучшает конструкцию соединительных узлов моста.
Замена двухниточного пути монорельсом благотворно сказалась и на конструкции грузовой тележки. Тележка крана КП15-21,5 весит 0,6 т, что составляет 4% полезной грузоподъемности крана.
С точки зрения улучшения технологии изготовления металлических конструкций полукозловых кранов значительный интерес представляет опыт создания крана КПЗО-27,82 (рис. 41), пролетное строение которого выполнено из сварных листовых конструкций. Мост этого крана представляет собой трехгранную сплошностенчатую сварную балку, соединенную с колоннами опоры жесткими узлами. Стенки балки выполнены из листов толщиной 6 мм с продольными и поперечными ребрами жесткости.
Колонны опоры прямоугольного сечения изготовляют также из листов, с внутренней стороны соединенных решеткой из угловой стали. Необходимая пространственная жесткость опорных колонн обеспечена установкой поперечных рам-диафрагм, связанных по высоте продольными ребрами.
Несмотря на некоторые затруднения, вызванные освоением нового типа конструкций, два первых полукозловых крана КПЗО-27,82 были изготовлены в короткий срок, причем весовая характеристика их оказалась более благоприятной, чем у кранов с пролетным строением из профильной стали,
На основании сравнительно небольшого опыта изготовления трехгранных сплошностенчатых балок еще рано делать какие-либо выводы общего характера. Однако замена ручной сварки, неизбежной при изготовлении решетчатых ферм, автоматической сваркой является бесспорно прогрессом, а получаемое при этом снижение веса крана открывает дорогу для более широкого распространения конструкций такого типа.
Для монтажа оборудования хвостовой части мощных котельных агрегатов спроектированы полукозловые консольные краны значительных пролетов.
На рис. 42 показан кран, мост которого выполнен в виде двух сплошностенчатых балок, соединенных горизонтальными связями и подкрепленных шпренгелем. Тележка крана грузоподъемностью 20 тс перемещается канатной тягой по монорельсу, подвешенному к пролетным балкам.
Рис. 41. Полукозловый кран КПЗО-27,82 грузоподъемностью 30 тс:
(I - общий вид; б — схема запасовки каната механизма подъема; в — схема запасовки канатов механизма передвижения грузовой тележки;
1 - мост; 2 — колонны жесткой опоры; 3 — шарнирная опора; 4 — грузовая тележка; 5 — крюковая подвеска грузоподъемностью 30 тс\ 6 — лебедка подъема 7 — лебедка передвижении грузовой тележки S = 2,5 тс\ 8 — верхняя ходовая тележка; 9 — нижняя ходовая тележка; 10 — механизмы передвижения крана; И — автоматические противоугонные захваты; 12 — ручные рельсовые захваты; 13 — ветровой анемометр; 14 ~ кабила машиниста
Рис. 42. Полукозловый кран КП20-40:
а — общим вид; 0 — схема запасовки тягового каната; в — схема запасовки грузового каната; г — схема поперечного сечения моста;
I — мост; 2 — жесткая опора; 3 — гибкая опора; 4 — грузовая тележка; 5 — лебедка подъема 5 = 5 тс; 6 — лебедка передвижения грузовой тележки S = =-2,5 тс; 7 — верхняя ходовая и тележка; в — нижняя ходовая тележка; 9 — механизмы передвижения крана; 10 — противоугонные захваты; 11 — кабина машиниста
Вес 1 м длины моста составляет 0,559 т, что больше веса мостов, выполненных в виде трехгранных ферм. Ветви опор изготовлены из швеллеров, соединенных легкой решеткой из угловой стали. Такая конструкция отличается простотой, технологичностью и малой металлоемкостью (вес 1 м высоты гибкой опоры равен 0,129 т).
Рис. 43. Полукозловый кран КП20-19.5:
а — общий вид; 6 — схема запасовки тягового каната 12.5-170-1; в — схема эапасовки грузового каната 22-Н-160-1; г — поперечное сечение моста; 1 — мост; 2 — жесткая опора; 3 — гибкая опора; 4 — грузовая тележка; 5 — лебедка подъема; 6 — лебедка передвижения грузовой тележки; 7 — натяжное устройство; 5 — кабина машиниста; 9 — ходовая тележка гибкой опоры; 10 — механизм передвижения; 11 — автоматический противоугонный захват; 12 ходовая тележка жесткой опоры
Сравнительно благоприятной весовой характеристикой обладают мосты, выполненные из труб значительных диаметров, к которым подвешена двутавровая балка-монорельс для передвижения грузовой тележки. Общий вид крана с мостом такого типа показан на рис. 43, а, а поперечное сечение моста — на рис. 43, г. Вес 1 м длины моста крана КП20-19,5 составляет 0,330 т.
Одной из отличительных черт крана является установка тяговой лебедки на ходовой тележке гибкой опоры. Необходимое натяжение каната осуществляется винтовым устройством.
Заканчивая описание конструкций полукозловых кранов, необходимо остановиться еще на одной их характерной особенности.
Установленный на главном здании ГРЭС полукозловый кран подвергается воздействию повышенных ветровых нагрузок и передвигается по путям, доступ к которым затруднен (см. рис. 39).
Опрокидывание и падение такого крана на расположенное ниже ценное технологическое оборудование электростанции сопряжено со значительным материальным ущербом и угрожает безопасности монтажного персонала. Поэтому полукозловые краны строятся с повышенным запасом устойчивости и снабжаются специальными противоугонными устройствами.
После окончания работы кран перемещают на тупиковую площадку, где он может быть легко закреплен при помощи ручных винтовых захватов.. Такие захваты располагают обычно по обеим сторонам крана на рамах ходовых тележек (см. рис. 40).
Рис. 44. Автоматический противоугонный захват центробежного типа
Однако во время работы крана на линии при внезапном усилении ветра поставить кран на ручные захваты чрезвычайно трудно. Учитывая изложенное, полукозловые краны дополнительно оборудуют электромеханическими или (что лучше) автоматическими захватами. Последние при любой остановке крана автоматически зажимают рельс. Конструкция такого захвата центробежного типа, специально разработанная для легких полукозловых кранов, приведена на рис. 44.
Устройство состоит из клещей 7, замыкающего груза 12, центробежного регулятора 3, электродвигателя 2, корпуса 4 и системы рычажных связей. Под действием силы тяжести замыкающего груза рычаг И, поворачиваясь относительно оси 10, через серьгу 1 воздействует на клеши /, заставляя их зажать головку рельса. Несмотря на сравнительно небольшой вес груза (50 кгс), благодаря удачно выбранному соотношению длин рычагов, губки клещей прижимаются к рельсу силой N = 5000-н6000 кгс.
При коэффициенте трения / = 0,15 удерживающая сила захвата должна быть не менее F = 2Nf = 2 5000-0,15 = 1500 кгс.
Раскрываются захваты перед пуском электродвигателей механизма передвижения при помощи электродвигателя 2, который вращает грузы регулятора 3. Вертикальная составляющая возникающей при этом центробежной силы грузов преодолевает вес замыкающего груза и перемещает ползун 5 вверх. Последний, будучи связан с серьгой 1 осью 6, заставляет клещи раскрыться и освободить головку рельса. На рычаге 11 установлена упорная планка, которая при открытом захвате воздействует на конечный выключатель 8, замыкающий цепь питания электродвигателей механизма передвижения крана. Таким образом, передвижение крана может быть начато только при раскрытых захватах. Верхний концевой выключатель 9 служит для включения сигнальной лампы в кабине машиниста крана, указывающей, что рельс зажат захватами.
Удерживающая сила захватов описанной конструкции зависит не только от состояния поверхности головки рельса, но и от ее размеров. В соответствии с ГОСТом 3542—47 головка рельса Р38 по ширине может быть изготовлена с отклонениями ±0,5 мм от номинального размера 68, мм, что при незначительных рабочих перемещениях рычагов может существенно влиять на величину усилий, зажимающих клещи.
В дальнейшем, на базе испытания опытных образцов, было создано еще несколько разновидностей захватов центробежного типа.
