Една от най-критичните части от оборудването в стоманодобивната фабрика е кранът за кофа, но твърде много оператори на стоманодобивна фабрика не обръщат достатъчно внимание на дизайна и доставката на крана. Правилният избор на материали, компоненти и спецификации на крана е от решаващо значение за осигуряване на високи нива на производителност и ефективен цех за производство на стомана.
По време на процеса на възлагане на обществени поръчки обаче се набляга повече на тежкото оборудване като турбини, котли и до известна степен помпи и клапани, докато крановете за кофа се пренебрегват. Решенията за закупуване на черпачен кран се вземат прибързано, с малко научно мислене, така че техническите спецификации отговарят само приблизително на изискванията за приложение.
Освен това бюджетните ограничения често влошават нещата. Тъй като крановете за черпаци обикновено се доставят след фабричното леене, цех за стомана и пещ, остават малко пари за доставка, което ограничава подходящите спецификации на крана.
За да се осигури ефикасно и правилно пускане в експлоатация, доставка, проектиране, производство и монтаж на кранове, сътрудничеството между производителя и клиента е от решаващо значение.
За по-малките заводи цената винаги е важен фактор в процеса на доставка и общото финансиране за разширяване трябва да бъде внимателно балансирано.
Съкращаването на разходите на този етап обаче вероятно ще има допълнителен-ефект върху производителността на инсталацията през следващите години, независимо дали чрез по-големи и по-чести ремонти и поддръжка от необходимото, или чрез съкратен жизнен цикъл поради неподходящост за задачата.
В дългосрочен план, независимо дали става дума за валцова мелница с 3 м тона или 5 м тона, е необходим кран. Ако една фабрика иска да осигури най-високо ниво на ефективност, цената не може да бъде водещ фактор в процеса на покупка.
Стандарти за проектиране на черпакови кранове
Има няколко концепции, които трябва да имате предвид при избора на кран за черпаци. Индия приема IS-4137, докато международните пазари препоръчват стандартите FEM и CMAA. Стандартът FEM има ясни предимства, тъй като намалява размера на колелата, като същевременно оптимизира размера на куката. От всички налични стандарти за проектиране на черпачен кран, FEM е най-подходящият стандарт по няколко причини.
Първо, тъй като изчисленията на натоварването на колелата за кранове не използват средни натоварвания, оптимизирането на колелата всъщност е възможно. Този стандарт за проектиране позволява точни сравнения на размерите на колело и релса.
В допълнение към подробните насоки за това как да проверявате умората и точно да избирате въжета и барабани за въжета, класификацията на всеки наличен механизъм е ясно обяснена, което позволява на дизайнерските екипи да разберат добре различните опции пред тях.
Разглеждайки кранове с кофа за 3 милиона тона или 5 милиона тона стоманодобивни заводи, има пет важни области, които трябва да бъдат взети предвид при проектирането на крана.
Първият и може би най-важен е задвижващата система. Повечето съвременни стоманодобивни заводи използват задвижвания с променливо напрежение и променлива честота (VVVF) вместо традиционната концепция за двигател с контактен пръстен.
Двигателите ще бъдат стандартни AC двигатели с катерица, които не изискват поддръжка, докато липсата на роторни контактори и роторни кабели означава по-малко сложност.
За допълнително намаляване на сложността са вградени-защита от претоварване, защита от ниско напрежение и включване/изключване, така че не са необходими външни контактори и защитни релета.
Непрекъснато променливата скорост от минимална до максимална скорост също означава, че е възможна всяка настройка на скоростта, дори микро-скорости между 5% и 100%, без да се изисква допълнителен хардуер и позволява плавно движение.
Друг аспект на дизайна на крана за кофа, който може да намали резкия ход, е намаляването на стартовия ток. Пусковият-ток е по-нисък от традиционния директен-on-старт (DOL), което подобрява работата и спестява консумация на енергия.
Функции като електрическо спиране намаляват износването на спирачните челюсти и накладките в сравнение с простото механично спиране, което означава по-малко механична умора на компонентите на крана, удължавайки жизнения цикъл на неговите механични компоненти.
Други характеристики, като функционалност за тандемно управление с добър контрол на оборотите, както и опции за обратна връзка за улесняване на тандемния контрол, показване на параметри и диагностичен дисплей на LCD, също могат да се използват, докато кранът е онлайн, като по този начин се намалява времето за престой. Преминавайки към втората точка на бележка при проектирането на кран-кофа, отказоустойчивите-спирачки винаги трябва да се внасят от реномирани доставчици. Въпреки че домашните спирачки работят добре, когато се поставят под въпрос съображенията за безопасност, спирачките, произведени от Sime или Sibre, често се предпочитат в Индия. Въпреки това, местните спирачки, произведени от Galvi, са идеални за кранове с кофа.
Трябва да се използват телени въжета с достатъчна здравина и конструкция, за да издържат на строга работа на кран-черпак. Anupam използва стоманено телено въже с якост 2160n/mm2 за постигане на добра работна ефективност. В Индия се препоръчват телени въжета Usha Martin.
По време на работа могат да възникнат напрежения в монтажните щифтове на теленото въже и комплекта куки, което може да доведе до преждевременна повреда на крана. Anupam използва по-добър материален състав от серията EN и се използва като щифт за блока на куката, за да устои на напрежението.
Колелата са важен компонент, когато става въпрос за дълготрайността и безпроблемната работа на кран-черпак. Много клиенти обикновено изискват по-висока твърдост от около 400 BHN или 58/RC, за да се справят с износването, което възниква по време на работа. Друг важен аспект е използването на материал EN-28, който увеличава дълготрайността и здравината на колелата, като им помага да издържат на ударни натоварвания за продължителна гладка работа. Материалите EN-28 обаче са оскъдни.
По-често се използва материал C55Mn75 или SAE5160 с твърдост от 250 до 280 BHN за добро здраве на кранове с черпаци и в това няма нищо лошо. Но за кранове с по-голям размер от 400 t и повече, критичността на операцията е много строга, така че силно се препоръчва използването на материали EN-28.
Кинематиката има значение
Днес има продължаващ дебат в областта на кинематиката, като някои предпочитат кинематиката на два двигателя, докато други предпочитат кинематиката на четири двигателя. Няма проблеми нито при двата подхода, но използването на кинематика на четири-мотора за главния подемник има значителни предимства. В система с четири-мотора четири двигателя се задвижват през две скоростни кутии с вградена-планетна скоростна кутия, вместо два двигателя да се задвижват през една скоростна кутия. Въжените барабани са механично свързани чрез големи зъбни колела за синхронизиране на движенията на барабана. Това означава, че изборът на двигател попада в категорията на стандартния размер, което от своя страна намалява поддръжката и първоначалните разходи за двигателите в сравнение с конвенционалното устройство с два-мотора.
Всеки път, когато се изискват увеличени конски сили, традиционната схема на два-мотора ще доведе до не-стандартни размери на мотора и една скоростна кутия, изискваща големи стандартни входни планетарни предавки, което значително увеличава разходите, свързани с техния размер.
В случай на повреда на двигателя на крана, четири-двигателната система предлага допълнителни предимства, които дву-моторната система няма, като например способността да продължи работата на крана на половин скорост с другите два двигателя дори при 100% натоварване Дву-скоростни системи. Работата трябва да бъде спряна. Това избягва проблеми при намаляване на натоварването.
Освен това, в случай на повреда, свързана с входящото зъбно колело на скоростната кутия на главния подемник, четири-двигателната система позволява на крана да продължи да работи по подобен начин, докато дву-моторната система няма излишък и ще види само аварийно спиране-, което изисква поддръжка при повреда, за да възобнови работата.
Всъщност дори разликите в системата за аварийно спиране на всяка система могат да окажат значително влияние върху размера на подемника и неговите показатели за безопасност.
За системи с двоен двигател, комплект аварийни дискови спирачки обикновено се монтират на всеки въжен барабан, заедно с подходяща защита за превишаване на скоростта. Въпреки това, механична повреда в която и да е част от задвижващата система между двигателя и барабана първоначално ще доведе до свободно падане на товара. Когато възникне такава механична повреда, скоростта на товара ще надвиши номиналната максимална скорост, което изисква незабавно прилагане на аварийно спиране, за да се поддържа товарът. При освобождаване на товара от всякаква височина, падащият товар ще генерира много високи скорости и въртящи моменти и в този случай аварийното спиране ще създаде допълнителен удар.
Такива необичайни удари често причиняват повреда на основната структура на крана, особено на шийката на крайната конзола между релсите и колелата, която може да се среже. Освен това беше необходимо допълнително пространство за поставяне на аварийната дискова спирачка върху фланеца на барабана за въжета, което изискваше повече място за метода на куката и повече пространство за главата.
Обратно, механична повреда, която води до същото състояние на превишена скорост на система с четири-мотора, може да бъде открита от енкодер, монтиран на вала на двигателя, или от краен изключвател, монтиран на вала на барабана. В този случай захранването незабавно се прекъсва от едно или две устройства и работната спирачка на входящия вал веднага действа, за да задържи товара.
Освен това има множество резервни работни спирачки на входящия пиньонен вал, така че дори ако едната спирачка откаже, другата ще поддържа общото натоварване и ще спре свободното падане. Следователно в тази система при никакви обстоятелства няма свободно падане.
Въженият барабан на четири-моторната система е механично свързан чрез зъбен венец, с отделен вал от входната страна на скоростната кутия, свързан директно с изходното зъбно колело чрез вградена-зъбна предавка. Работната спирачка е монтирана на входящия вал и действа като аварийна спирачка в тази система.
Аварийната и работната спирачка са свързани паралелно към двигателя MH чрез енкодер, монтиран на двигателя на подемника. Поради това не е необходима аварийна дискова спирачка на барабана за въжета и вече не е необходим намален достъп до куката и свободно пространство.
В обобщение, някои от най-очевидните предимства на кинематиката на четири-мотора спрямо кинематиката на два-мотора са свързани с безопасността.
Дву{0}}двигателната система разчита на щателна и честа поддръжка на аварийната дискова спирачка, за да осигури подходяща безопасност, тъй като тя функционира само в случай на механична повреда и следователно трябва да осигури първото задействане дори след дълги периоди на бездействие. Тъй като няма резервна спирачна функция, той не е 100% безопасен-от повреда.
Въпреки това, благодарение на четиримоторната система, работната спирачка и предавката на въжения барабан улесняват стандартното електромеханично спирачно действие в случай на механична повреда на задвижващата система между двигателя и въжения барабан.
Вграденото резервиране прави системата 100%{1}}сигурна при отказ и дори без аварийна дискова спирачка на въжения барабан, няма свободно падане при никакви обстоятелства.
Структурният и механичен дизайн на този тип изключително-голям тежкотоварен-кран с черпак възприема технологии като изчисляване на умората, анализ на крайните елементи и елиминиране на резонанса. Има по-малко резервни части и по-ниска сложност на поддръжката.
