Terasetehase üks kriitilisemaid seadmeid on koppkraana, kuid liiga paljud terasetehase operaatorid ei pööra piisavalt tähelepanu kraana projekteerimisele ja hankimisele. Kraana materjalide, komponentide ja spetsifikatsioonide õige valik on kõrge tootlikkuse ja tõhusa terasetööstuse tagamiseks ülioluline.
Hankeprotsessis pööratakse aga suuremat rõhku rasketele seadmetele, nagu turbiinid, katlad ning mõningal määral ka pumbad ja ventiilid, samas jäetakse tähelepanuta koppkraanad. Kulpkraana ostuotsused tehakse kiirustades, vähese teadusliku mõtlemisega, mistõttu tehnilised kirjeldused vastavad rakenduse nõuetele vaid ligikaudu.
Lisaks muudavad eelarvepiirangud asja sageli hullemaks. Kuna koppkraanad hangitakse tavaliselt pärast tehase ratast, terasepoodi ja ahju, jääb hankimiseks vähe raha, mis piirab kraanade sobivaid tehnilisi andmeid.
Kulpkraanade tõhusa ja korrektse kasutuselevõtu, hankimise, projekteerimise, valmistamise ja paigaldamise tagamiseks on tootja ja kliendi koostöö ülioluline.
Väiksemate tehaste puhul on hind hankeprotsessis alati oluline tegur ja kogu laienemise rahastamine tuleb hoolikalt tasakaalustada.
Siiski avaldab kulude kärpimine selles etapis tõenäoliselt{0}}mõju tehase tootlikkusele järgmistel aastatel, kas siis suuremate ja sagedasemate remondi- ja hooldustööde tõttu, kui vaja, või elutsükli lühenemise tõttu, kuna see ei sobi antud ülesande täitmiseks.
Pikemas perspektiivis, olgu tegemist 3m-tonnise valtspingi või 5m-tonnise valtspingiga, on vaja kraanat. Kui tehas soovib tagada kõrgeima efektiivsuse, ei saa hind olla ostuprotsessi edasiviivaks teguriks.
Kulpkraanade projekteerimisstandardid
Kulpkraana valimisel tuleb arvestada mitme kontseptsiooniga. India võtab kasutusele standardi IS-4137, samal ajal kui rahvusvahelised turud soovitavad FEM- ja CMAA-standardeid. FEM-standardil on selged eelised, kuna see vähendab rataste suurust, optimeerides samal ajal konksu suurust. Kõigist olemasolevatest koppkraanade disaini standarditest on FEM mitmel põhjusel sobivaim standard.
Esiteks, kuna kraanade rattakoormuse arvutused ei kasuta keskmisi koormusi, on rataste optimeerimine tegelikult võimalik. See disainistandard võimaldab täpselt võrrelda ratta ja rööpa mõõtmeid.
Lisaks üksikasjalikele juhistele väsimuse kontrollimise ning trosside ja trossitrumlite täpse valimise kohta on iga saadaoleva mehhanismi klassifikatsioon selgelt lahti seletatud, võimaldades projekteerimismeeskondadel hästi mõista erinevaid võimalusi, mis on nende ees.
Vaadates 3 miljoni tonnise või 5 miljoni tonnise terasetehaste koppkraanasid, on viis olulist valdkonda, mida kraana projekteerimisel tuleb arvestada.
Esimene ja vaieldamatult kõige olulisem on ajamisüsteem. Enamik kaasaegseid terasetehaseid kasutavad traditsioonilise libisemisrõnga mootori kontseptsiooni asemel muutuva pingega muutuva sagedusega (VVVF) ajameid.
Mootorid on standardsed vahelduvvooluga puurmootorid, mis ei vaja hooldust, samas kui rootori kontaktorite ja rootorikaablite puudumine tähendab vähem keerukust.
Keerukate arvu edasiseks vähendamiseks on sisseehitatud ülekoormuskaitse, alapingekaitse ja sisse- ja väljalülitus{0}}, seega pole väliseid kontaktoreid ega kaitsereleed vaja.
Pidevalt muutuv kiirus minimaalselt maksimumini tähendab ka seda, et kõik kiiruse seadistused on võimalikud, isegi mikro{0}}kiirused vahemikus 5% kuni 100%, ilma täiendavat riistvara vajamata ja sujuvat liikumist võimaldamata.
Veel üks koppkraana konstruktsiooni aspekt, mis võib vähendada tõmblevat tööd, on käivitusvoolu vähendamine. Käivitusvool- on madalam kui traditsiooniline otse-on-line (DOL) käivitamine, mis parandab tööd ja säästab energiatarbimist.
Sellised funktsioonid nagu elektriline pidurdus vähendavad piduriklotside ja hõõrdkatete kulumist võrreldes lihtsa mehaanilise pidurdamisega, mis tähendab vähem kraana komponentide mehaanilist väsimust ja pikendab selle mehaaniliste komponentide eluiga.
Muid funktsioone, nagu tandemjuhtimise funktsionaalsus koos hea pöörete arvu juhtimisega, samuti tagasisidevalikud, mis hõlbustavad tandemjuhtimist, parameetrite kuva ja diagnostikakuva LCD-ekraanil, saab kasutada ka siis, kui kraana on võrgus, vähendades seega seisakuaega. Liikudes koppkraana konstruktsiooni teise tähelepaneku juurde, tuleks -tõrkekindlad pidurid alati importida tuntud tarnijatelt. Kuigi kodumaised pidurid toimivad hästi, eelistatakse Indias sageli Sime'i või Sibre'i valmistatud pidureid, kui ohutuskaalutlustes kahtluse alla seada. Galvi toodetud kodumaised pidurid sobivad aga ideaalselt kulpkraanadele.
Kulpkraana karmile tööle vastupidamiseks tuleb kasutada piisava tugevuse ja konstruktsiooniga trossi. Anupam kasutab hea töötõhususe saavutamiseks 2160n/mm2 tugevusega terastrossi. Indias on soovitatav kasutada Usha Martini terastrosse.
Töö ajal võivad trossi ja konksukomplekti montaažitihvtides tekkida pinged, mis võivad põhjustada kraana enneaegse rikke. Anupam kasutab paremat EN-seeria materjali koostist ja seda kasutatakse konksuploki koostu tihvtina, et pinget taluda.
Rattad on koppkraana pikaealisuse ja sujuva töö seisukohalt oluline komponent. Paljud kliendid nõuavad tavaliselt suuremat kõvadust, umbes 400 BHN või 58/RC, et toime tulla töö ajal tekkiva kulumisega. Teine oluline aspekt on EN-28 materjali kasutamine, mis suurendab rataste pikaealisust ja tugevust, aidates neil taluda löögikoormust, et töö jätkuks sujuvalt. Kuid EN-28 materjale napib.
Tavaliselt kasutatakse koppkraanadel hea tervise tagamiseks materjali C55Mn75 või SAE5160 kõvadusega 250–280 BHN ja selles pole midagi halba. Kuid suuremate 400-tonniste ja suuremate koppkraanade puhul on töö kriitilisus väga range, seetõttu on tungivalt soovitatav kasutada EN-28 materjale.
Kinemaatika on oluline
Tänapäeval on käimas arutelu kinemaatika valdkonnas, kus mõned eelistavad kahte motoorset kinemaatikat, teised aga nelja motoorset kinemaatikat. Kummagi lähenemisviisiga pole probleeme, kuid nelja-motoorse kinemaatika kasutamisel peatõstuki jaoks on olulisi eeliseid. Nelja-mootorilises süsteemis juhitakse nelja mootorit läbi kahe käigukasti, millel on sisseehitatud-planeedi käigukasti süsteem, selle asemel, et kaks mootorit käiaksid ühes käigukastis. Trossitrumlid on trumli liikumiste sünkroniseerimiseks mehaaniliselt ühendatud suurte hammasrataste kaudu. See tähendab, et mootorivalik kuulub standardsuuruste kategooriasse, mis omakorda vähendab mootorite hooldus- ja algkulusid võrreldes tavapärase kahe-mootori paigutusega.
Kui on vaja suurendada hobujõudu, põhjustab traditsiooniline kahe-mootori paigutus mitte-standardsete mootorisuuruste ja ühe käigukasti, mis nõuab suuri standardseid planetaarülekandeid, mis suurendab oluliselt nende suurusega seotud kulusid.
Kraanamootori rikke korral pakub nelja{0}}mootoriline süsteem lisaeeliseid, mida kahe-mootorilisel süsteemil ei ole, näiteks võime jätkata kraana tööd poole kiirusega kahe teise mootoriga isegi 100% koormuse juures. Kahe-kiirusega süsteemid Töö tuleb peatada. See väldib probleeme koormuse vähendamisel.
Lisaks võimaldab tõsteseadme peakäigukasti sisendhammasratta rikke korral nelja-mootoriga süsteem kraanal samamoodi edasi töötada, samas kui kahe-mootorilisel süsteemil puudub liiasus ja see lülitub sisse ainult hädapidurdus-, mistõttu on töö jätkamiseks vaja rikkehooldust.
Tegelikult võivad isegi erinevused iga süsteemi hädapidurdussüsteemis oluliselt mõjutada tõstuki suurust ja selle ohutust.
Kahe mootoriga süsteemide puhul paigaldatakse tavaliselt igale trossitrumlile komplekt avarii-ketaspidureid koos sobiva ülekiiruse kaitsega. Kuid mootori ja trumli vahelise ajamisüsteemi mis tahes osa mehaaniline rike põhjustab esialgu koormuse vaba langemise. Sellise mehaanilise rikke ilmnemisel ületab koormuse kiirus nimikiiruse maksimumkiirust, mistõttu on koormuse säilitamiseks vaja koheselt rakendada hädapidurdust. Koorma mistahes kõrguselt vabastamisel tekitab langev koorem väga suuri kiirusi ja pöördemomente ning sellisel juhul tekitab hädapidurdus lisalöögi.
Sellised ebatavalised löögid kahjustavad sageli kraana esmast konstruktsiooni, eriti rööbaste ja rataste vahelist otsaklambri kaela, mis võib puruneda. Lisaks oli vaja lisaruumi trossitrumli ääriku häda-ketaspiduri mahutamiseks, mis nõudis rohkem ruumi konksmeetodi jaoks ja rohkem pearuumi.
Seevastu mehaanilise rikke, mille tulemuseks on sama kiiruse ületamine nelja-mootoriga süsteemis, saab tuvastada mootori võllile paigaldatud koodri või trumli võllile paigaldatud piirlüliti abil. Sel juhul katkestab toiteallika koheselt üks või kaks seadet ja sisendvõllil olev tööpidur hakkab kohe koormat hoidma.
Lisaks on sisendhammasratta võllil mitu üleliigset sõidupidurit, nii et isegi kui üks pidur ebaõnnestub, säilitab teine kogu koormuse ja peatab vaba langemise. Seetõttu ei ole selles süsteemis mitte mingil juhul vaba langemist.
Nelja{0}}mootorisüsteemi trossitrummel on mehaaniliselt ühendatud hammasrattaga, käigukasti sisendküljel on eraldi võll, mis on sisseehitatud-käigukasti kaudu otse väljundülekandega ühendatud. Sõidupidur on paigaldatud sisendvõllile ja toimib selles süsteemis hädapidurina.
Avarii- ja tööpidur on paralleelselt ühendatud MH-mootoriga tõstuki mootorile paigaldatud anduri kaudu. Seetõttu ei ole trossitrumlil hädaketaspidurit vaja ning konksu juurdepääsu ja vaba ruumi vähendamine pole enam vajalik.
Kokkuvõttes on nelja{0}}motoorse kinemaatika kõige ilmsemad eelised kahe-motoorse kinemaatika ees seotud ohutusega.
Kahe{0}}mootoriline süsteem tugineb piisava ohutuse tagamiseks hädaketaspiduri põhjalikule ja sagedasele hooldusele, kuna see toimib ainult mehaanilise rikke korral ja peab seetõttu tagama esmase käivitamise isegi pärast pikka tegevusetust. Kuna üleliigset pidurdusfunktsiooni pole, pole see 100% tõrke-ohutus.
Kuid tänu neljamootorilisele süsteemile hõlbustavad sõidupiduri ja trossitrumli käigukast standardset elektromehaanilist pidurdamist mootori ja trossitrumli vahelise ajamisüsteemi mehaanilise rikke korral.
Sisseehitatud liiasus muudab süsteemi 100% tõrkekindlaks- ja isegi ilma trossitrumli hädaketaspidurita ei toimu mingil juhul vaba langemist.
Seda tüüpi eriti{0}}suurte raskeveokite-koppkraanade struktuurne ja mehaaniline konstruktsioon kasutab selliseid tehnoloogiaid nagu väsimuse arvutamine, lõplike elementide analüüs ja resonantsi elimineerimine. Sellel on vähem varuosi ja väiksem hoolduse keerukus.
