Реконструкція металургійних кранів. Актуальність. Практичний досвід
Реконструкція металургійних кранів. Актуальність. Практичний досвід.
Справжня тема виступу обрана нами з кількох причин: по-перше - металургійна галузь одна з декількох, де реально йдуть процеси технічного оновлення; по-друге - ми маємо достатній досвід роботи пов'язаний з обстеженням і розробкою техдокументації для різних металургійних кранів (рисунок 1).
Малюнок 1. Кран ливарний вантажопідйомністю 520 т.
Розмірковуючи на цю тему, хотілося б добрим слово згадати своїх колег, довгий час пропрацювали на красноярському заводі «Сибтяжмаш». На жаль, заводу вже немає, але крани з його емблемою у великій кількості працюють в Росії (малюнок 2), в країнах ближнього і далекого зарубіжжя і здатні ще не один десяток років задовольняти потреби експлуатаційників. Продукція заводу має як сильні, так і слабкі сторони, що важливо для нас в своїй практичній роботі.
Малюнок 2. Кран кліщовий вантажопідйомністю 110 т.
Досвід «ВНІІПТМАШ», а так само статистика, зібрана фахівцями Оскольського електрометалургійного комбінату (ОЕМК), показують, що слабкими місцями металургійних кранів, особливо ливарних, є: релейно-контакторная система управління і редуктори механізму головного підйому (рисунок 3).
Малюнок 3. Редуктори заводу "Сибтяжмаш" №1 і №2.
Більшість своїх кранів "Сибтяжмаш" оснащувати редуктораммі з відкритими зубчастими зачепленнями, що також є слабким місцем (рисунок 4 і 5).
Малюнок 4. Опора барабана з боку редуктора.
Малюнок 5. Зубцювате зачеплення барабанів.
Найбільша кількість відмов у ливарних кранів на ОЕМК було пов'язано з електрообладнанням. На сучасному рівні розвитку техніки ця проблема ефективно вирішується заміною електродвигунів з фазовим ротором на електродвигуни з короткозамкненим ротором і широким застосуванням систем частотного регулювання.
На другому місці по відмовах виявилися механізми, де найменш надійними були редуктори. Цю проблему кожен вирішує по-своєму. Одні вважають за краще більш надійні редуктори європейських фірм, а інші купують додатковий комплект редукторів російського виробництва для подальшого знеособленого ремонту.
На кранах ОЕМК кількість несправностей металоконструкцій було значним і проявлялося у вигляді тріщин в шарнірах балансиров (рисунок 6). Конструктивно це хворе місце лікується дуже ефективно і великих проблем не створює.
Малюнок 6. Тріщина на стінці балансира з позначеними кінцями.
Для пратцен-кранів, проблемою є швидкий знос ходових коліс і великі витрати на їх заміну, в тому числі пов'язані з простоєм устаткування. На ОЕМК термін служби коліс до чергової заміни становив від двох тижнів до трьох місяців. На нашу думку, такий швидкий знос головним чином пов'язаний з перекосом коліс після їх заміни. Колеса міняли в зборі з буксами, не контролюючи, а отже і не виставляючи їх у потрібному напрямку. На це не було часу.
Довговічність роботи коліс, можна істотно збільшити, застосувавши комплекс технічних рішень. Але такий підхід виявляється непотрібним, зіткнувшись з необхідними потребами в грошах, часу і кваліфікованих виконавців.
Виходячи зі свого досвіду ми маємо підставу стверджувати, що реконструкція металургійних кранів може бути досить ефективною, тому що металоконструкції спроектовані з великим запасом міцності і можуть експлуатуватися протягом багатьох десятиліть, а заміна електрообладнання та редукторів на нові істотно дешевше нового крана. Ми стверджуємо, що в умовах обмеженого фінансування, з технічної та організаційної точки зору, така практика прийнятна, а з точки зору стратегії розвитку виробництва можуть бути інші, більш вагомі, аргументи.
На підтвердження позитивного досвіду реконструкції ливарного крана можна навести досвід Бекабадского металургійного комбінату (малюнок 7).
Реконструкція проводилася за проектом заводу-виготовлювача. В ході її виконали заміну осей барабанів головного підйому, осей і валів ходових коліс головною візки і вихідних валів редукторів механізму її пересування. Замість гальм ТКП 500 були встановлені гальма ТКП 600 і відповідні їм гальмівні шківи.
Малюнок 7. Кран з боку кабіни і шахти.
Посилення моста крана, рами вантажного візка і траверси не було потрібно. Виконаний розрахунок на міцність показав, що при роботі механізму підйому з вантажем 140 тонн напруги в елементах розрахункових перетинів не перевищують мінімально-допустимі, як при нормальному, так і при аварійному режимах роботи.
Малюнок 8. Головна і допоміжна візки крана.
За результатами обстеження крана і необхідних розрахунків на міцність був розроблений проект реконструкції, виконаний в два етапи. Спочатку були посилені нижні пояси прогонових балок моста. Для цього міст розвантажувався (вантажні візки встановлювалися у кінцевих балок), виконувалася підготовка нижніх поясів для посилення, а зварені в єдине ціле з окремих шматків підсилюють пояса викладалися під пролітних балками. Далі вони піднімалися і притискалися до існуючих поясам, після чого зварювалися між собою (див. Малюнки 9, 10 і 11).
Малюнок 9. Підйом листа посилення нижнього пояса.
Малюнок 10. Закріплення листа посилення нижнього пояса.
На другому етапі демонтувати стара вантажний візок, посилювався верхній пояс, з перевстановлення тележечного рейки і монтувалася нова візок.
Малюнок 11. Приварений до ніжніму поясу, лист посилення.
Ці етапи були розірвані в часі для скорочення простою крана, а так само створення сприятливих умов для дообстеження конструкції і подальшого проектування.
Візок змінювалася істотно. Підвищення вантажопідйомності забезпечувалося за рахунок зміни кратності поліспастів і зменшення можливої висоти підйому, що замовника цілком влаштовувало. Паралельно зі збільшенням вантажопідйомності зменшилася швидкість підйому, а швидкість пересування не змінювалася. Тягові зусилля на канатах, а отже на барабанах, залишилися на рівні колишніх значень. Тому, без змін, були збережені редуктори механізму підйому і барабани, збірки ходових коліс і електродвигуни. Заміні підлягали рама візка з верхніми блоками, а також траверса з гаками. Гальма механізму підйому змінювалися на нові тій же конструкції, а редуктори механізму пересування на нові, наступного типорозміру. Габарити візка збереглися, але внесені конструктивні зміни дозволили забезпечити напруги в елементах розрахункових перетинів на допустимому рівні, як при нормальному, так і при аварійному режимах роботи. Наявність фланцевих роз'ємів на коткових і блокових балках (рисунок 12) дозволило забезпечити транспортний габарит для перевезення залізницею і автотранспортом, при цьому розміщення елементів механізмів ніщо не заважало.
Малюнок 12. Фланцеві з'єднання частин вантажного візка.
При проектуванні рами, верхні пояси коткових і блокових балок були свідомо збільшено за рахунок об'єднання несучих і допоміжних елементів (рисунок 13). Плазморіз дозволив виготовити деталі незвичайної форми, з безліччю внутрішніх кутів, виключивши зварювання.
Малюнок 13. Збірка вантажного візка.
Малюнок 14. Збірка вантажного візка.
Контрольне збирання рами виконувалася на заводі «Глазовхіммаш» (див. Малюнки 12 ... 14), далі вона розбиралася на транспортні блоки і автомобілем доставлялася замовнику, де після демонтажу старої рами запозичені старі елементи механізмів переставлялися на нову раму. Зібрана в основному, візок піднімалася на посилений міст, де виконувалася остаточна зборка. Після цього виконувалися деякі допоміжні роботи і запасовувати гілки вантажного каната, поєднуючи в єдине ціле візок і траверсу з гаками (рисунок 15).
Малюнок 15. запасовка вантажних канатів
Нова траверса була укомплектована гаками вантажопідйомністю 90 тонн кожен, виготовленими по ГОСТ 6619-75 і балансирами для закріплення кінців вантажних канатів (рисунок 15 і 16). Рама траверси була посилена. У зв'язку зі збільшенням кратності поліспастів, треба було змінити конструкцію вузлів установки блоків.
Малюнок 16. Обтягування вантажних канатів Пслі запасування.
Малюнок 17. Ливарний кран в роботі.