г. Челябинск, пр-т Ленина, д. 21-В, оф. 511
Поиск
Войти
Логин
Пароль
Зарегистрироваться
После регистрации на сайте вам будет доступно отслеживание состояния заказов, личный кабинет и другие новые возможности
челябкрансервис
Основано в 2005 г.
Заказать звонок
Логин
Пароль
Зарегистрироваться
После регистрации на сайте вам будет доступно отслеживание состояния заказов, личный кабинет и другие новые возможности
Логин
Пароль
Зарегистрироваться
После регистрации на сайте вам будет доступно отслеживание состояния заказов, личный кабинет и другие новые возможности

Производство железнодорожных кранов грузоподъемностью 150-200т

ООО «Челябкрансервис»  представляет свою новую разработку: грузоподъемный кран на железнодорожном ходу ФМ-150.

Кран ФМ-150 - полноповоротный кран с телескопической трёхсекционной стрелой овоидного сечения и комбинированным (дизель-электро-гидравлическим) приводом агрегатов.

Кран ФМ-150 - современная грузоподъемная машина, отвечающая последним требованиям безопасности, охраны труда, с расширенным спектром возможностей по применению для выполнения различных операций.

Кран предназначен для выполнения широкого круга работ на путях железных дорог колеи 1520 мм: для использования в качестве аварийно-восстановительного грузоподъемного средства для ликвидации последствий сходов подвижного состава, в том числе инновационного, а также для ликвидации последствий происшествий природного и техногенного характера. Применение крана возможно при ремонте и эксплуатации инфраструктуры железных дорог, а именно: при замене элементов и пролетных строений мостов, погрузке/выгрузке крупногабаритных тяжеловесных грузов и техники, монтажных работах в условиях портов, ТЛК, промышленных предприятий, строительстве промышленных объектов.

kran150.jpg

Конструкция крана имеет ряд принципиальных инноваций, позволяющих в полной мере использовать весь спектр современных достижений в области краностроения. Реализованы оригинальные технические решения, существенно улучшающие рабочие характеристики крана по сравнению с известными аналогами.

В современном машиностроении актуальной  тенденцией является повышение требований к техническому уровню, качеству и надежности изделий, сокращение сроков их морального старения. Также характерны  применение материало-, трудо- и энергосберегающих технологий, программируемых и гибких производственных систем; использование достижений мировой практики, новейших научных открытий, прогнозирования, применения прогрессивных методов проектирования техники, углубления подетальной и технологической специализации, развитие качества и технологий производства, обработки и применения инновационных материалов.

Опираясь на эти идеи, а также изучив весь опыт эксплуатации железнодорожных кранов различных марок на сети дорог ОАО «РЖД», нами  была разработана своя концептуальная идея создания нового железнодорожного крана - максимально инновационного, но в то же время в полной мере технологически совместимого с существующей железнодорожной инфраструктурой, климатическими и логистическими реалиями его эксплуатации в российских условиях.

kran150:2.jpg

Конструкция крана обеспечивает максимальную степень автоматизации всех операций, снижение доли немеханизированного ручного труда при подготовке крана к работе, во время выполнения рабочих операций и приведения в транспортное положение, а также повышенную безопасность работ, высокую управляемость и контроль оператора крана за совершением рабочих операций.

kran150:3.jpg

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КРАНА ФМ-150

 

Наименование параметра

характеристики

Максимальная паспортная  грузоподъемность 150 т

опорный контур 7,0 х 2,27 м (основной) в рабочей зоне 360 град

Максимальная паспортная  грузоподъемность 150 т

опорный контур 4,4х6,5  м в рабочей зоне 360 град

Максимальная паспортная  грузоподъемность без выносных опор

80 т в рабочей зоне 10 град от продольной оси пути, 36 т в рабочей зоне 30 град

Максимальная паспортная грузоподъемность с внутренними опорами в секторе до 30 град от оси пути

100 т

Максимальная фактическая грузоподъемность с выносными опорами в основном опорном контуре 7,0 х 2,27 м под углом 90 град от оси пути

180 т

Максимальная фактическая грузоподъемность с выносными опорами в основном опорном контуре 7,0 х 2,27 м в рабочей зоне 13 град от оси пути

200 т

Грузовой момент, тс

паспортный 1200, фактический 1350

Грузоподъемность при максимальном вылете стрелы

 20 т на 28 м (28 т на 26 м)

Максимальная масса груза, с которой допускается передвижение крана, т

60

Высота подъема крюка с выдвинутой стрелой, максимальная, м

21

Вылет минимальный, м

7

Вылет максимальный, м

28

Скорость подъема-опускания груза, м/мин

0…6

Частота вращения максимальная, об/мин

1

Скорость передвижения рабочая, км/ч

до 5

Скорость телескопирования стрелы максимальная, м/мин

6

Максимальная масса груза, с которым допускается телескопирование секций стрелы, т

50

Преодолеваемый уклон пути с грузом, ‰

2

Преодолеваемый уклон пути без груза, ‰

2

Габаритные размеры:

 

Длина

17300

высота   

5136

Ширина

3260

Максимальный радиус провождения кривых, м

100

Скорость передвижения в составе поезда, км/ч

80…100

Масса, т

180

Диаграмма грузоподъемности

круговая (до вылета 14 м)

Стрела

Трехсекционная телескопическая стрела овоидного сечения с двумя гидроцилиндрами подъема

Силовая установка

Дизель-генераторная установка (ДГУ) крана мощностью 200 кВт на базе двигателя ЯМЗ. ДВС с охлаждением и с предпусковым подогревом, позволяющим производить запуск при температуре до –50 0С. ДГУ оборудована контролером DATACOM 307 с возможностью запуска, остановки и аварийной остановки двигателя, а также с контролем параметров двигателя

Ходовая платформа крана

четыре двухосных тележки, соединенные попарно

Аварийная сборка

В случае выхода из строя основной силовой установки для приведения крана в транспортное положение может быть использован источник внешнего питания для подачи питания к электроагрегатам, и любой из трех гидравлических насосов (гидравлическая схема крана предусматривает автономную работу каждого из них).

Предусмотрена система аварийного сбора стрелы, работающая без насосных установок и электроприводов

Общая масса крана, т

180

Кабина

Рабочее место оператора крана выполнено в соответствии с современными требованиями к эргономике рабочего места крановщика и оборудовано системой микроклимата и вентиляции. На рабочем месте установлена современная панель управления.

Эксплуатационный срок службы крана на железнодорожном ходу и всех его частей

25 лет (с возможностью дальнейшего продления по результатам экспертизы промышленной безопасности)

Крюковая обойма

Один двурогий крюк. Конструкция крюковой обоймы исключает неправильную намотку троса грузовой лебедки


kran150:1.jpg
Дополнительные опции:

На кране ФМ-150 установлен целый ряд современных систем автоматизации, безопасности и контроля. В российском краностроении многие из этих  разработок реализованы впервые.

1.         Для автоматизации операции по выдвижению противовеса на кране установлена «Система управления консолями и домкратами подъема противовесов стрелового подъемного крана», позволяющая поднимать и опускать домкраты левой и правой консоли по отдельности, выдвигать консоли от 0 до 1,5 м (Патент №164761
ООО «Челябкрансервис») с возможностью управления с выносного пульта.

2.         Кран оборудован выносными гидравлическими опорами, имеющими три фиксированных опорных контура.

3.         Установлена гидравлическая система управления аутригерами крана и отжима домкратов, позволяющая производить автоматическое выдвижение/закрытие аутригеров с выдвижением/задвижением домкратов аутригера при расстановке крана перед работой, а также сборку и приведение крана в транспортное положение по завершению работ (Патент № 164796 ООО «Челябкрансервис»). Система управляется с пультов управления марки ПУ-001 (основного и дублирующего), расположенных на подкрановой платформе с обеих сторон крана.

4.         Система фиксации аутригеров в поездное положение с невозможностью следования в составе поезда.

5.         Предусмотрена система самовыравнивания (горизонтирования) аутригеров с функцией автоматического выставления крана в горизонтальное положение (в нулевую отметку) в процессе отжима домкратов аутригера. Для выставления крана в горизонтальное положение (в нулевую отметку) в процессе отжимания домкратов аутригеров предусмотрена возможность отдельного управления каждым аутригером. Система также фиксирует отклонения от горизонтального положения, возникающие в процессе работы крана (например, в случае проседания грунта, деформации клети шпал и т.д.), и сигнализировать об этом оператору крана.

6.Кран оборудован облегченными пирамидами аутригеров с улучшенной устойчивостью и прочностью (Патент №153732 ООО «Челябкрансервис») и предусмотрены места их крепления на платформе крана.


7.         Предусмотрена система синхронизации вылета стрелы и положения груза (противораскачивания), предназначенная для обеспечения возможности изменять вылет стрелы и одновременно автоматически выравнивать груз, удерживая его на одном уровне и предохраняя от раскачивания.

8.         Предусмотрена возможность составления программ для конкретного вида работ, контроля и корректировки работы машиниста, записи и анализа ошибок при работе, фиксации всех выполненных действий.

9.         Для аварийной остановки имеется система экстренной остановки крана, включающая в себя датчики сближения и датчики контроля работы крана.

10.         Установлен прибор безопасности ОНК-160С. Также кран оснащен оборудованием обеспечения безопасности с функциями мониторинга и контроля всех движений и операционных данных:

- автоматической защитой от перегрузки;

- запрограммированным выключателем предельных величин (высота подъема стрелы, угол наклона и др.). Информация отображается на мониторе.

11.         Предусмотрен датчик контроля температуры масла гидравлической системы с управлением подогрева в холодное время и системой охлаждения в летнее время.

12.         Разработана оригинальная джойстиковая система управления краном.

image3-1.png     

ОСНОВНЫЕ КОНКУРЕНТНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА КРАНА ФМ-150

 

Телескопическая стрела овоидного сечения

Исторически конструкторская мысль в области краностроения стремилась найти такую форму стрелы, при котором показатели грузоподъемности являлись бы максимальными.

На стреловых телескопических кранах традиционно применялась стрела прямоугольного, «коробчатого» сечения. Недостатки такой конструкции, проявляющиеся при больших нагрузках, в том, что при подъеме груза в плоскости подвеса основная нагрузка приходится на верхний и нижний листы стрелы. А боковые листы сохраняют форму стрелы, при этом верхняя половина работает на растяжение, а нижняя на сжатие. При повороте с грузом возникают значительные боковые нагрузки, и эти листы стрелы начинают работать на изгиб, что может привести к их деформации. Поэтому при изготовлении четырехгранных стрел используют ребра жесткости, но они утяжеляют стрелу, а также увеличивают затраты на ее изготовление.

Исследования показали, что, чем больше граней в профиле стрелы, тем эффективнее распределяется напряжение по ее сечению.
В конструкциях стрел кранов в мировой практике применяются различные сечения коробов секций стрел:  пяти-, шести-, семи-, восьмигранные профили стрел.

Плюс многогранных профилей стрелы в том, что за счет конструктивной прочности многогранную стрелу можно изготовить из более тонкого листа, и она, при тех же эксплуатационных характеристиках, что и стрела прямоугольного сечения, будет намного легче, прочнее и надежнее.

Минусом многогранных профилей стрелы является их стоимость, так как она растет соразмерно количеству граней в связи со сложностью технологии.  После продолжительных поисков, конструкторы остановили свой выбор на комбинированном сечении, состоящем из двух полукоробов - верхнего прямоугольного со скругленными углами, и нижнего, напоминающего полуэллипс, то есть  в сечении такая стрела выглядит «овоидом».  Секции соединяются при помощи сварки по нейтральной линии напряжения, что придает им максимальную устойчивость к нагрузкам. По сравнению с другими формами сечения стрелы (коробчатой или многогранной) «овоид» имеет преимущество в прочностных характеристиках на 20-30%.

Изготовление телескопических овоидных стрел для кранов является технологией мирового уровня. Стрелы овоидного сечения считаются самой современной разработкой в краностроении, по сравнению с коробчатыми они обладают безусловно лучшими грузовыми, прочностными и эксплуатационными характеристиками. Для упрощения процесса некоторые заводы производят имитацию овоидного профиля, используя многогранную гибку.

В России на данный момент освоено производство овоидных стрел для стреловых автокранов грузоподъемности не больше 60 т.

Технология производства овоидной стрелы для крана г/п 150 и более тонн реализована на кране ФМ-150 впервые в истории российского краностроения.

Применение данной конструкции стрелы дает возможность достичь круговой диаграммы грузоподъемности, ранее недостижимой для гидравлических кранов,  то есть возможности поднимать максимальный  груз под углом 90гр от оси пути.

Комбинированная система приводов основных рабочих механизмов крана

Одной из отличительных особенностей крана ФМ-150 является комбинированная система приводов основных рабочих механизмов крана: ряд приводов крана имеет гидравлический привод, а ряд - электромеханический с частотным преобразованием.

Чтобы объяснить наш выбор технических решений, уместно провести небольшой экскурс в историю мирового краностроения.

Во второй половине 20 века, в соответствии с уровнем технологического развития, большинство как мобильных стреловых, так и стационарных грузоподъемных кранов были оснащены релейно-контакторной системой управления и приводами преимущественно с асинхронными электродвигателями с фазным ротором. Явным недостатком такой системы является "избыточный динамический момент", который возникает в момент пуска электродвигателя. Это явление порождает ударные нагрузки, что приводит к преждевременному износу элементов, появлению люфтов в трансмиссии приводов, снижению точности позиционирования.

Примерно 20-30 лет назад не только в мировом машиностроении, произошла смена технологических эпох.

В производстве мобильных стреловых кранов вместо электромеханического стал активно применяться гидравлический привод с телескопической стрелой. Это был безусловный прогресс. Краны с телескопической стрелой более управляемые, маневренные, способны выполнять операции в стесненных условиях: под проводами, в туннелях, под мостами и т.д.

Но в условиях российского резко континентального климата с годовым перепадом температур в 80-90 градусов у гидравлического привода есть ряд недостатков, среди которых можно выделить: большое количество гидравлических масел, недоступность для ремонта и обслуживания  РВД; недостаточная ремонтопригодность большинства гидроагрегатов; РТИ и РВД подвержены температурной коррозии, что приводит к утечкам гидравлического масла. При низких или наоборот высоких температурах  необходим подогрев или охлаждение масел для регулировки вязкости. Если в небольших механизмах, автокранах или манипуляторах, эти неисправности удается устранять на месте, то для кранов большой грузоподъемности, где количество масел измеряется в тоннах, а величина агрегатов такова, что температурные расширения материалов уже выходят на макроуровень, эти случаи становятся действительно актуальной проблемой. Например, при отказе гидропривода поворота большегрузного гидравлического крана  в условиях сибирской зимы, аварийная сборка   его в транспортное положение стала бы практически нереализуемой задачей, как и любая поломка гидравлики.

Поэтому целью разработки новой системы приводов для ФМ-150 было устранение недостатков, характерных для кранов с полностью гидравлическим приводом.

Как гидравлические, так и электромеханические механизмы крана, а также его системы управления созданы конструкторами ООО «Челябкрансервис».

Разработанные нами комбинированные приводы рабочих механизмов крана ФМ-150 имеют ряд преимуществ:

1.         Возможность работы от постороннего источника питания.

2.         Более высокий КПД: 0,85-09 по сравнению с известными аналогами.

3.         Значительное сокращение гидропроводных систем.

4.         Сокращение объема используемого гидравлического масла.

5.         Сокращение количества контрольно-регулирующего и предохранительного оборудования в гидравлической схеме.

6.         Уменьшение подготовительного времени для подготовки крана к работе.

image0-1.png

Микропроцессорная система управления с частотным регулированием

В связи с развитием технологической и инженерной мысли в машиностроении, разработкой новых материалов и технологий их обработки, внедрением новых информационных технологий, в производстве грузоподъемных кранов основная тенденция в настоящий период заключается в совершенствовании электромеханического привода.

Самыми современными разработками в приводном машиностроении на сегодня считаются микропроцессорные системы управления с частотным регулированием. В последние годы эти технологии стали широко заменять успевший стать классическим гидропривод повсеместно, вплоть до легкового автомобилестроения. Например, немецкие автоконцерны, когда-то стоявшие у истоков разработки и внедрения гидравлического привода усилителя руля и регулирования подвески, сейчас отказываются от гидравлики в пользу электропривода. 

Данная технология в последнее десятилетие получила широкое распространение на стационарных грузоподъемных кранах (мостовых, козловых, башенных, портальных) с электромеханическим  приводом от стационарной электросети. Сейчас уже сложно найти новый мостовой или портальный кран, грузоподъемностью  от пяти тонн и выше, на котором не установлен частотный преобразователь. Также эта технология уже с успехом применяется и в железнодорожном машиностроении, в том числе на локомотивах. Установка частотного регулирования на приводные механизмы  крана позволяет революционно улучшить его управляемость и точность позиционирования во время совершения операций. Известные мировые лидеры в производстве автомобильных кранов также начали широко внедрять данную технологию.

Есть веские основания прогнозировать, что в ближайшие десятилетия сохранится тенденция отказа от объемного гидравлического привода в пользу электромеханического. Это уже происходит в различных сферах машиностроения, где гидропривод до сих пор считался ведущим, в том числе в вертолето- и авиастроении, автомобилестроении и других отраслях. Если мы говорим о перспективах развития железнодорожного краностроения, то целесообразно уже сейчас разрабатывать и активно внедрять крановую технику, основанную на самых современных технологиях. 

                                   .