Грузоподъемные краны мостового типа. Техническое освидетельствование

ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ КРАНЫ МОСТОВОГО ТИПА. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСВИДЕТЕЛЬСТВОВАНИЕ


Монография














Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2019

УДК 621.874
ББК 39.9
     Г90




Авторы:
        В. Н. Анферов, С. И. Васильев, А. А. Вундер, В. В. Пилипчук




    Г90         Грузоподъемные краны мостового типа. Техническое освиде-

         тельствование : монография / [В. Н. Анферов и др.] - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2019. - 172 с. : ил., табл.
              ISBN 978-5-9729-0392-4


       Приведены основные сведения о кранах мостового типа, о конструкции главных узлов и оборудования, включая устройства систем автоматического управления, а также эскизы, схемы, таблицы, рисунки. Основную часть монографии представляет материал, полученный при выполнении экспертиз промышленной безопасности грузоподъемных машин.
       Для специалистов предприятий, ответственных за исправное состояние и безопасную эксплуатацию грузоподъемных машин, а также для экспертов в области их промышленной безопасности. Издание может быть полезно преподавателям технических вузов и научным работникам.

                                                        УДК 621.874
                                                        ББК 39.9









ISBN 978-5-9729-0392-4  © Издательство «Инфра-Инженерия», 2019
                          © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2019

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение....................................................7

1. Показатели надежности технических систем.................8

2. Показатели, связанные с ресурсом грузоподъемной техники..9

3. Методы оценки технического состояния грузоподъемных машин.11

4. Классификация диагностических приборов..................15

5  Акустический метод неразрушающего контроля..............18

6. Магнитный метод неразрушающего контроля.................20

7. Оптический метод неразрушающего контроля................21

8. Контроль проникающими веществами........................22

9. Радиационный метод (рентгенография).....................23

10. Радиоволновой метод....................................23

11. Тепловой метод.........................................23

12. Электрический метод....................................24

13. Вихретоковый метод неразрушающего контроля (электромагнитный).........................................25

14. Ультразвуковой метод...................................26

15. Визуально-измерительный контроль.......................28

16. Электрооборудование крана..............................29
      16.1. Основные элементы электрооборудования кранов мостового типа.......................................30


3

      16.2. Аппаратура защиты крана...........................31
      16.3. Токовая нулевая защита............................35
      16.4. Заземление крановых установок.....................35
      16.5. Устройство молниезащиты крана.....................44
      16.6. Реле защиты кранового электрооборудования от перегрузок.46

17. Эксплуатационные дефекты электрооборудования и аппаратуры защиты крана......................................50
      Выводы........................................................52

18. Краны мостового типа. Общие сведения......................52
      18.1. Типы мостовых кранов..............................52
      18.2. Типы козловых кранов..............................56
      18.3. Конструкция козлового крана общего назначения КК-Кит 45-16/4,5/6-12,5.................................65
      18.4. Анализ конструкции механизмов козлового крана.....66
      18.5. Особенности монтажа козловых кранов с двухстоечными опорами..................................................66
      18.6. Металлоконструкции мостов и кранов................67
           18.6.1. Металлоконструкции мостовых кранов.........67
           18.6.2. Металлоконструкции козловых кранов.........69

19. Эксплуатационные и конструкционные дефекты металлоконструкции кранов.....................................71
      Выводы........................................................79

20. Крановые тележки..........................................79
      20.1. Механизм подъема груза мостовых кранов............79
      20.2. Механизмы подъема груза и передвижения грузовой тележки козловых кранов.........................................81
      20.3. Эксплуатационные дефекты механизмов подъема и крановых тележек кранов мостового типа................85
      20.4. Выводы по результатам экспертизы крановых тележек и механизмов подъема кранов мостового типа..............91

21. Механизмы передвижения кранов мостового типа..............92
      21.1. Механизмы передвижения мостовых кранов............92
      21.2. Механизмы передвижения козловых кранов............94


4

      21.3. Эксплуатационные дефекты механизмов передвижения кранов мостового типа...................................99
      21.4. Выводы по результатам экспертизы механизмов передвижения грузовых тележек и подъема груза кранов мостового типа.........................................102

22. Втулочно-пальцевые и зубчатые муфты крана.................102

23. Тормозные устройства механизмов мостовых кранов...........105
      23.1. Тормоз колодочный серии ТКТ.......................105
      23.2. Колодочный тормоз переменного тока серии ТКГ......106
      23.3. Тормозные устройства механизмов козловых кранов...108
      23.4. Эксплуатационные дефекты тормозных устройств крана....111
      23.5. Выводы по результатам экспертизы тормозных устройств крана..................................................114

24. Ходовая часть крана.......................................115
      24.1. Эксплуатационные дефекты ходовой части кранов мостового типа.........................................118
      24.2. Выводы по результатам экспертизы ходовой части кранов.119

25. Железобетонные подкрановые балки мостовых кранов..........119
      25.1. Крановые рельсовые пути мостовых кранов...........121
      25.2. Устройство путей козловых кранов..................125
      25.3. Эксплуатационные дефекты подкрановых железобетонных балок и подкрановых путей кранов мостового типа........127
      25.4. Выводы по результатам экспертизы подкрановых железобетонных балок и подкрановых путей кранов мостового типа.........................................133

26. Устройства безопасности механизмов передвижения кранов, грузовых тележек и подъема груза..............................133
      26.1. Предохранительные устройства механизмов передвижения кранов, грузовых тележек и подъема груза...............133
      26.2. Тупиковые упоры...................................138
      26.3. Эксплуатационные дефекты устройств безопасности механизмов передвижения и подъема грузов...............143


5

      26.4. Выводы по результатам экспертизы устройств безопасности механизмов передвижения кранов, грузовых тележек и механизмов подъема груза..................146

27. Состояние промышленной безопасности на предприятиях....146

28. Общие положения промышленной безопасности
    грузоподъемных машин. Цель, сроки технического освидетельствования...................................149

29. Требования техники безопасности при проведении технического освидетельствования и испытания грузоподъемной техники ...151

Заключение................................................155

Список использованной литературы..........................158

Приложение 1. Справка о характере работ, выполненных краном козловым..................................................160

Приложение 2. Пример оценки остаточного ресурса козлового крана.....................................................161

Приложение 3. Справка о характере работ, выполненных мостовым краном....................................................165

Приложение 4. Пример оценки остаточного ресурса мостового крана.....................................................166


6

    ВВЕДЕНИЕ


      Технологические производственные процессы связаны с перемещением грузов при помощи различных подъёмно-транспортных машин, среди которых ведущее место принадлежит грузоподъёмным машинам.
      Новые образцы грузоподъемной техники разрабатываются и совершенствуются в результате инженерной деятельности с концентрированной в конструкторских бюро, а также отдельных инженерных коллективах. Особенности конструирования и изготовления грузоподъемных устройств зависят от вида технического устройства, требований заказчика к его техническим характеристикам (производительности, надёжности, экономичности, долговечности и т. д.), качеству, стоимости, технологии изготовления, а также от финансовых и технических возможностей заказчика, но всегда регламентированы требованиями и правилами устройства и безопасной эксплуатации [1].
      Современная грузоподъемная техника является продуктом научнотехнической революции, а уровень развития грузоподъемной техники является показателем научно-технического развития общества. В условиях глобализации мировой экономики передовые идеи развития техника быстро распространяются по миру. Вместе с тем использование новых моделей грузоподъемной техники, в отдельно взятой стране или её части, зависит от множества факторов, влияющих на доступность грузоподъемной техники и эффективность её практического применения - например, рынка потребления, кредитно-финансовой системы, наличие и дееспособность инфраструктуры ремонта и обслуживания, покупательская способность потенциальных заказчиков, а также квалификация обслуживающего персонала.
      Работа грузоподъемной техники связана с безопасностью обслуживающих и находящихся в зоне их работы людей.
      Поэтому к ним предъявляются высокие требования по надёжности и безопасной эксплуатации, регламентированные Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор), которые отражены в документе: ПБ 10-382-00 Правила устройства и безопасной эксплуатации.

7

     1. ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

     Показателями надежности называют количественные характеристики одного или нескольких свойств объекта, составляющих его надежность. К таким характеристикам относят, например, временные понятия - наработку, наработку до отказа, наработку между отказами, ресурс, срок службы, время восстановления. Значения этих показателей получают по результатам испытаний или эксплуатации.
     По восстанавливаемости изделий показатели надежности подразделяют на показатели для восстанавливаемых изделии и показатели невосстанавли-ваемых изделии.
     Применяются также комплексные показатели. Надежность изделий, в зависимости от их назначения, можно оценивать, используя либо часть показателей надежности, либо все показатели.

     Показатели безотказности
        - вероятность безотказной работы - вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникает;
        - средняя наработка до отказа - математическое ожидание наработки объекта до первого отказа;
        - средняя наработка на отказ - отношение суммарной наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки;
        - интенсивность отказов - условная плотность вероятности возникновения отказа объекта, определяемая при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не возник. Этот показатель относится к невосстанавливаемым изделиям.

     Показатели долговечности
     Количественные показатели долговечности восстанавливаемых изделий делятся на 2 группы: показатели, связанные со сроком службы изделия и показатели, связанные с ресурсом грузоподъемной техники.
     Показатели, связанные со сроком службы изделия:
        - срок службы - календарная продолжительность эксплуатации от начала эксплуатации объекта или ее возобновление после ремонта до перехода в предельное состояние;
        - средний срок службы - математическое ожидание срока службы;


8

        - срок службы до первого капитального ремонта агрегата или узла - это продолжительность эксплуатации до ремонта, выполняемого для восстановления исправности и полного или близкого к полному восстановления ресурса изделия с заменой или восстановлением любых его частей, включая базовые;
        - срок службы между капитальными ремонтами, зависящий преимущественно от качества ремонта, т.е. от того, в какой степени восстановлен их ресурс;
        - суммарный срок службы - это календарная продолжительность работы технической системы от начала эксплуатации до выбраковки с учетом времени работы после ремонта;
        - гамма-процентный срок службы - календарная продолжительность эксплуатации, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с вероятностью у, выраженной в процентах.
     Показатели долговечности, выраженные в календарном времени работы, позволяют непосредственно использовать их в планировании сроков организации ремонтов, поставки запасных частей, сроков замены оборудования. Недостаток этих показателей заключается в том, что они не позволяют учитывать интенсивность использования оборудования.

    2. ПОКАЗАТЕЛИ, СВЯЗАННЫЕ С РЕСУРСОМ ГРУЗОПОДЪЕМНОЙ ТЕХНИКИ

     К таким показателям относятся:
        - ресурс - суммарная наработка объекта от начала его эксплуатации или ее возобновление после ремонта до перехода в предельное состояние;
        - средний ресурс - математическое ожидание ресурса; для технических систем в качестве критерия долговечности используют технический ресурс;
        - назначенный ресурс - суммарная наработка, при достижении которой эксплуатация объекта должна быть прекращена независимо от его технического состояния;
        - гамма-процентный ресурс - суммарная наработка, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью у, выраженной в процентах.
     Единицы для измерения ресурса выбирают применительно к каждой отрасли и к каждому классу машин, агрегатов и конструкций отдельно. В качестве


9

меры продолжительности эксплуатации может быть быть выбран любой неубывающий параметр, характеризующий продолжительность эксплуатации объекта (для самолетов и авиационных двигателей естественной мерой ресурса служит налет в часах, для автомобилей - пробег в километрах, для прокатных станов - масса прокатанного металл в тоннах. Если наработку измерять числом производственных циклов, то ресурс будет принимать дискретные значения.

     Комплексные показатели надежности
     Показателем, определяющим долговечность системы, объекта, машины, может служить коэффициент технического использования.
     Коэффициент технического использования - отношение математического ожидания суммарного времени пребывания объекта в работоспособном состоянии за некоторый период эксплуатации к математическому ожиданию суммарного времени пребывания объекта в работоспособном состоянии и всех простоев для ремонта и технического обслуживания.
     Коэффициент технического использования, взятый за период между плановыми ремонтами и техническим обслуживанием, называется коэффициентом готовности, который оценивает непредусмотренные остановки машины и что плановые ремонты и мероприятия по техническому обслуживанию не полностью выполняют свою роль.
     Коэффициент готовности - вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается. Физический смысл коэффициента готовности - это вероятность того, что в прогнозируемый момент времени изделие будет исправно, т.е. оно не будет находиться во внеплановом ремонте.
     Коэффициент оперативной готовности - вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается, и, начиная с этого момента, будет работать безотказно в течение заданного интервала времени.

     Классификация показателей
     В зависимости от способа получения показатели подразделяют на расчетные, получаемые расчетными методами; экспериментальные, определяемые по данным испытаний; эксплуатационные, получаемые по данным эксплуатации.


10

     В зависимости от области использования различают показатели надежности нормативные и оценочные.
     Нормативными называют показатели надежности, регламентированные в нормативно-технической или конструкторской документации.
     К оценочным относят фактические значения показателей надежности опытных образцов и серийной продукции, получаемые по результатам испытаний или эксплуатации.
     Техническая диагностика представляет собой систему методов, применяемых для установления и распознания признаков, характеризующих техническое состояние оборудования. Все методы технического диагностирования разделяются на субъективные (органолептические) и объективные (приборные).
     Несмотря на развитие аппаратных средств измерений и контроля, большая роль в определении неисправностей и нахождении повреждений механического оборудования приходится на субъективные методы, предполагающие использование человеческих органов чувств. Комплекс таких органолептических методов контроля получил название осмотр. Осмотр, включает в себя элементы визуального, измерительного контроля, восприятия шумов и вибраций, оценку степени нагрева корпусных деталей, методы осязания, используемые для определения фактического состояния оборудования и его составных частей, процессов их функционирования и взаимодействия, влияния окружающей среды и условий эксплуатации.

    3. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МАШИН

     В практике оценки технического состояния грузоподъемных машин принята система в которой технология неразрушающего контроля определяется общим стандартом, в частности ГОСТ 18353-73 Методы неразрушающего контроля, для ультразвукового контроля сварных соединений применяется ГОСТ Р 55 724-2013 [3], для органолептического метода ISO 11036-2017 [4], ГОСТ 23829-85 контроль неразрушающий акустический [5], для неразрушающего магнитного контроля ГОСТ Р 55612-2013 [6], для неразрушающего оптического контроля ГОСТ 24521-80[7].

     Органолептические методы
     Органолептический метод (органо- + греч. leptikos - способный взять, воспринять) основан на анализе информации, воспринимаемой органами

11