Зарубежная техника

 Модернизация мостовых кранов

На примере фирмы Dearborn Crane & Engineering Co. Inc. (США)

Модернизация любого крана повышает его производительность за счет увеличения  его технических характеристик.  Для сохранения  конкурентоспособности своих кранов, многие их производители идут на существенные финансовые затраты. В частности, ожидается, что  у более 50% мостовых кранов в США работающих в промышленности, после модернизации возрастут технические характеристики,  главным образом грузоподъемность.

 Один из цехов фирмы Dearborn Crane & Engineering Co. Inc. по производству мостовых кранов.

Краны, выпущенные 30 или более лет назад, часто не отвечают современным требованиям новых технологических процессов при эксплуатации,  из-за ограниченной грузоподъемности или медленных скоростей.  Так например, если раньше мостовой кран поднимал локомотив весом 145 тонн, то сегодня,  вес локомотивов возрос до 205 тонн, а кран в цеху остался тот же.  При этом,  он испытывает повышенные нагрузки и частые перебои в работе. В результате,  ряд владельцев старых мостовых кранов рассмотрели вопрос их модернизации,  которая в ряде случаев становится экономичной и эффективной альтернативой приобретению новых мостовых кранов,  и которая увеличивает срок службы мостового крана и, при необходимости, значительно увеличивает его грузоподъемность.

  

                 На старой фотографии мостовой кран поднимает локомотив весом 145 т.

ТЕНДЕНЦИИ. Для максимизации эффективности производства, многие владельцы мостовых кранов в прошлом увеличивали ( в допустимых пределах)  грузоподъемность при каждом  его перемещении,  либо увеличивали число  производственных циклов в течении рабочей смены. Мостовые краны возрастом 25-30 лет были рассчитаны на определенное число рабочих циклов.

Но, в отличии от других видов грузоподъемных кранов, мостовые краны на практике требуют подъема максимального груза, на который они рассчитаны. 

 Сегодня грузоподъемность мостовых кранов возросла почти в два раза,  и обычным  является то, что грузы, которые весят больше, поднимаются в два раза чаще. Интенсивность использования возросла, и частые перебои в работе вызывают большие расходы на техническое обслуживание.  Ожидается, что необходимость в увеличении грузоподъемности мостовых кранов продолжится, что связано с реальной перспективой роста числа грузоподъемных операций в ближайшие несколько лет. При этом, еще раз подчеркивается необходимость в модернизации существующих старых кранов для увеличения их грузоподъемности и срока службы.         

ПРОБЛЕМЫ ПЕРЕГРУЗКИ КРАНА. Требования к безопасности и экономичности работы мостовых кранов определяет срок их усовершенствования. Перегрузки мостовых кранов могут поставить рабочий персонал цехов под угрозу, и привести к нарушению стандартов OSHA (Федерального агентства по охране труда и здоровья) . Хуже того, продолжение грузоподъемной операции при известной перегрузке, может стать причиной обвинения владельцев мостовых кранов в «грубой небрежности», в случае травмирования персонала. Фактически, страховые регуляторы (оценщики страхового убытка) определили  фактор перегрузки мостовых кранов, как проблему для безопасной работы современных промышленных предприятий. Большинство менеджеров также прекрасно понимают результаты  «подталкивания»,  старого, с предельным износом оборудования к эксплуатации на пределе его возможностей.

Необходимые ремонтные работы некоторых мостовых кранов, могут привести к значительному простою с потерями до $20,000/час, особенно когда на предприятии отсутствуют другие краны для замены мостовых кранов во время их ремонта.

Кроме того,  для установки на ремонтируемых мостовых кранах необходимо заказать новые детали, соответствующих старым, которые уже отработали  значительную часть своего ресурса. Поставка таких деталей может занять до шести-восьми недель. Практика усовершенствования мостовых кранов по частям («неправильный путь»), может вызвать множество побочных эффектов. Например, новые шестерни, установленные в старом корпусе редуктора, будут иметь более короткий срок службы, чем оригинальный комплект. Затраты на техническое обслуживание будут увеличиваться с течением времени, несмотря на инвестиции в новые части.

 РЕШЕНИЯ ПО ТЕХНИЧЕСКОЙ МОДЕРНИЗАЦИИ. Модернизация - это возможность выборочной замены деталей. Это позволяет избежать недостатков подхода «Band-Aid» (половинчатая мера),  который состоит в установке некоторых новых деталей на кран, но  при этом существенно не увеличивает грузоподъемность, срок службы или надежность оборудования. При оценке важных моментов модернизации старого крана и ее преимуществах над  конструкцией нового мостового крана, необходимо рассмотреть несколько вопросов. На старых заводах, где оборудование располагалось под мостовым краном, его демонтаж может быть трудным и дорогостоящим.

 Трудно демонтировать старый мостовой кран, учитывая наличие оборудования под ним.

К счастью, элементы конструкции существующих мостовых кранов, обычно, имеют большой запас прочности, заложенный при разработке оригинальной конструкции мостового крана. Даже если это не так, элементы повышения жесткости фермы (рамы) и конструктивные модификации крана могут быть недорогими. Фирма   Dearborn Crane & Engineering Co. Inc. располагает оригинальными планами  модернизации многих мостовых кранов, полученными от подрядчиков или приобретенными у  других крановых компаний.

.Фирма Dearborn Crane может иногда использовать непосредственно  оригинальные чертежи для получения информации о возможности модификации, а не проводить дорогостоящие экспериментальные исследования или делать допущения, которые могут быть неточными. При отсутствии копий чертежей, необходимо провести исследование на месте. Как правило, клиент связывается с независимым подрядчиком, поэтому он владеет результатами обследований.

     Одним из лучших преимуществ модернизации старых мостовых

 кранов является тот факт, что это экономически выгодно по сравнению с покупкой нового крана. Новый мостовой кран может  стоить десятки и даже сотни тысяч долларов, в зависимости от модели, но модернизация может быть выполнена по более низкой цене. Это связано с тем, что базовая инфраструктура старого крана (главным образом металлоконструкции) часто все еще пригодна для эксплуатации, в то время как некоторые из механических или электрических компонентов можно легко модернизировать (усовершенствовать).  При этом нет необходимости в демонтаже старого мостового крана, и как результат, отсутствуют затраты на его вывоз с территории цеха.

Так например, существующие двигатели мостового крана могут быть заменены частотно-регулируемыми приводами (VFD) для обеспечения точного управления при выполнении маневров, и уменьшения динамических нагрузок. Замена односкоростного двигателя на частотно-регулируемый привод, также обеспечивает большую эксплуатационную гибкость, увеличение производительности и сокращение персонала  для обслуживания и ремонта. Даже односкоростной двигатель может управляться с помощью частотно-регулируемого привода, что помогает снизить высокие пусковые токи асинхронных двигателей переменного тока, и минимизирует негативное воздействие на груз и оборудование. К настоящему времени многие производители разработали двухскоростные частотно-регулируемые приводы  (высокочастотные и низкочастотные), и появляется возможность выбора числа оборотов двигателя). Но. некоторые производители работают над возможностью работы в пяти и даже более режимах. Возможность выбора параметров скорости позволяют крану адаптироваться к его конкретному применению в текущее время.

Добавление системы дистанционного управления к старому мостовому крану является одним из наиболее типичных примеров модернизаций, поскольку это не только упрощает управление крановой системой, но и освобождает крановщиков  для выполнения других задач.

Хотя подвесные кнопочные станции  управления позволяют крановщику подойти ближе к грузу и исключают потребность в сигнальщике, они не так безопасны или эффективны, как удаленные системы беспроводного управления, которые не требуют соединительных проводов. Так как кнопочная станция подвешена на мостовом кране или на отдельном гирляндном токопроводе, крановщику, возможно, придется уклоняться от свисающих кабелей.

Беспроводное дистанционное управление может передаваться по радиочастотным (RF) сигналам или с помощью инфракрасного излучения. Использование радиочастотных сигналов очень популярно в США, на долю которых приходится 98 процентов передач команд управления  с помощью дистанционного управления. Радиочастотные сигналы намного эффективнее инфракрасного излучения, которое характеризуется короткими рабочими диапазонами, наличием помех в результате воздействия пыли, инородных частиц и яркого света.

 Экономия затрат по сравнению с приобретением нового мостового крана может быть существенной, и владельцы компаний часто предпочитают модернизировать свои старые краны как способ сэкономить деньги, а также иметь практически обновленные краны, которые могут выполнять требуемую работу. Если владельцем крана принято решение о закупке нового мостового крана вместо старого, то, например, (частный случай)  стоимость демонтажа и вывоза старого мостового крана может составить $50,000, плюс $100,000  стоимость нового мостового крана, то итоговая стоимость нового оборудования составляет фактически $150,000. Этот вариант стоит значительно больше, чем модернизация, которая может составлять, в зависимости от модели и грузоподъемности старого мостового крана от $25,000 до $75,000.

Модернизация также осуществляется в короткие сроки. Фактический срок простоя мостового крана для модернизации составляет, в среднем, от трех до пяти дней, по сравнению с 10 днями,  необходимыми для демонтажа и вывоза старого мостового крана и монтажа / запуска нового крана в работу.  Фирма Dearborn Crane разработала модули, которые можно предварительно собрать в ее цехе, а затем установит на  старый мостовой кран на месте его эксплуатации, что еще больше сократит время простоя. Замена 30-летних изношенных деталей на современные, улучшенные аналоги - одно из преимуществ модернизации. В то же время следует отметить, что бывают случаи, когда замена старого мостового крана необходима, например,  если это очень старые, изношенные краны, но в большинстве случаев старый кран можно легко модернизировать.

Технологические достижения в технике также могут быть добавлены для создания модернизированного крана с увеличенным сроком службы. Фирма Dearborn Crane    рекомендует установку зубчатых передач, разработанных в соответствии с современным отраслевым стандартом AGMA (Американская ассоциация производителей зубчатых передач и приводов- стандарт качества 11). Этот стандарт определяет существенно меньшие допуска, уменьшенный  уровень вибрации, меньшую степень износа механизма, меньший объем работ по  техобслуживанию и работу  крана с существенно низким уровнем шума, по сравнению с мостовыми кранами на которых установлены шестерни с 6 стандартом качества, характерные для большинства старых мостовых кранов.

Около пяти лет назад ситуация ухудшилась из-за запрета применения в тормозах асбестовых накладок, материала, ранее использовавшегося для фрикционных дисков. Новые материалы в дисках должны интенсивно работать и, таким образом, создавать больше теплоотдачи в редукторе. Грузовой тормоз  обычно заменяется устройством вспомогательного торможения, регенеративной тормозной системой, которая рассеивает тепловую энергию через резисторную сетку без движущихся частей.

  Используемый на старых мостовых кранах механический грузовой тормоз с большим количестовом движующихся частей.

Регенеративная тормозная система, рассеивающая тепловую энергию через резисторную сетку без движущихся частей. 

    

 Модернизированный мостовой кран часто включает в себя новый редуктор механизма подъема и канатный барабан, подшипники, валы, оси, тормоза и органы управления. Эти компоненты, установленные в начале срока их износа, обеспечивают многие годы работы с низким уровнем техобслуживания. Много раз новое подъемное оборудование и отсутствие грузоподъемного тормоза  означают, что вес грузовой тележки значительно меньше. При замене старых тележек на современные, грузоподъемность иногда может быть увеличена, потому что разница в весе тележки настолько значительна.

Когда кран имеет меньшую грузоподъемность или работает в легком режиме, лучше всего заменить лебедку. Крановые компании  с подразделениями, предназначенными для модернизации продукции, могут иметь запатентованные  варианты для повышения уровня долгосрочной эффективности и снижения затрат на техническое обслуживание мостовых кранов. Это следует учитывать при выборе фирмы осуществляющей модернизацию.

Повышение  срока службы, снижение эксплуатационных расходов и повышение производительности - это результаты, которые могут ожидать владельцы модернизированных мостовых кранов. Но еще одно важное преимущество может заключаться также в малошумной работе зубчатых передач изготовленных по 11 стандарту качества, что составляет резкий, иногда поразительный, контраст с шумной работой старых мостовых кранов.

                      

         

 На фотографиях показано состояние узлов мостовых кранов до и после модернизации.  При модернизации были установлены новые электродвигатели, тормоза, барабаны лебедок,  редуктора и органы управления.

По материалам сайтов              

http://www.dearborncrane.com/pdf/bridge_cranes/104-Crane%20modernization%20raises%20production.pdf

и                                                                           

http://customelectricalpanel.com/benefits-of-modernizing-an-overhead-crane/

http://www.spanco.com/blog/entry/easy-overhead-crane-modernization

подготовил Н.В. Волчек