Esquema eléctrico de una grúa flotante kpl 5 30. Grúas flotantes

Las grúas flotantes de las modificaciones KPL y KNG pertenecen a la categoría "buques fluviales de la flota técnica" y están destinadas a operar fuera de las aguas portuarias, cuya función principal es la carga y descarga, la extracción de minerales comunes (arena, grava, etc.). ), trabajos de dragado y limpieza de fondos en condiciones alejadas de zonas pobladas y otras zonas de ríos y lagos de difícil acceso.

En algunas publicaciones, así como en algunos documentos internos de organizaciones, en modificaciones de grúas flotantes, en lugar de la abreviatura KPL, se utiliza la abreviatura KNG (las abreviaturas KPL y KNG son equivalentes y se pueden indicar dependiendo de la modificación de la grúa flotante). grua). El número que sigue a la abreviatura indica una modificación de la grúa flotante, cuyas características técnicas están determinadas por la documentación técnica de la grúa flotante específica.

A continuación se muestran algunas (pero no todas) modificaciones de las grúas flotantes:

  • KPL-1 es una grúa flotante no autopropulsada totalmente giratoria con una capacidad de elevación de 5 toneladas y una altura de elevación del gancho de 16 m.
  • KPL-2 es una grúa flotante no autopropulsada totalmente giratoria con una capacidad de elevación de 16 toneladas y una altura de elevación del gancho de 18,3 m.
  • KPL-3 es una grúa flotante no autopropulsada totalmente giratoria con una capacidad de elevación de 5 toneladas y una altura de elevación del gancho de 24 m.
  • KPL-5 es una grúa flotante no autopropulsada totalmente giratoria con una capacidad de elevación de 5 toneladas y una altura de elevación del gancho de 18,3 m.
  • KPL-5-30 es una grúa flotante no autopropulsada totalmente giratoria con una capacidad de elevación de 5 toneladas y una altura de elevación del gancho de 18,3 m.
  • KPL-16 es una grúa flotante no autopropulsada totalmente giratoria con una capacidad de elevación de 16 toneladas y una altura de elevación del gancho de 22 m.
  • KPL-25 es una grúa flotante no autopropulsada totalmente giratoria con una capacidad de elevación de 25 toneladas y una altura de elevación del gancho de 16 m.
  • KPL-351 es una grúa flotante autopropulsada con una capacidad de elevación de 350 toneladas y una altura de elevación del gancho de 36 m.
  • KNG-19, KNG-20, KNG-22, KNG-25: grúa flotante no autopropulsada totalmente giratoria con una capacidad de elevación de 5 toneladas con una altura de elevación del gancho de 18,3 m.
  • KNG-37, KNG-38: grúa flotante no autopropulsada totalmente giratoria con una capacidad de elevación de 5 toneladas con una altura de elevación del gancho de 18,3 m.
  • KNG-62 es una grúa flotante no autopropulsada totalmente giratoria con una capacidad de elevación de 16 toneladas y una altura de elevación del gancho de 25 m.
  • KNG-65 es una grúa flotante no autopropulsada totalmente giratoria con una capacidad de elevación de 16 toneladas y una altura de elevación del gancho de 25 m.
  • KNG-81, KNG-82: grúa flotante no autopropulsada totalmente giratoria con una capacidad de elevación de 25 toneladas y una altura de elevación del gancho de 25 m.

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Un extracto que caracteriza la KPL (grúa flotante)

Habiendo expresado todo lo que le habían ordenado, Balashev dijo que el emperador Alejandro quiere la paz, pero no iniciará negociaciones excepto con la condición de que... Aquí Balashev vaciló: recordó aquellas palabras que el emperador Alejandro no escribió en la carta, pero que ciertamente ordenó que Saltykov fuera incluido en el rescripto y que Balashev ordenó entregarlo a Napoleón. Balashev recordó estas palabras: "hasta que no quede ni un solo enemigo armado en tierra rusa", pero un sentimiento complejo lo detuvo. No podía decir estas palabras, aunque quería hacerlo. Dudó y dijo: con la condición de que las tropas francesas se retiren más allá del Neman.
Napoleón notó la vergüenza de Balashev al pronunciar sus últimas palabras; su rostro temblaba, su pantorrilla izquierda comenzó a temblar rítmicamente. Sin moverse de su lugar, comenzó a hablar con voz más alta y apresurada que antes. Durante el discurso posterior, Balashev, bajando más de una vez la vista, observó involuntariamente el temblor de la pantorrilla de la pierna izquierda de Napoleón, que se intensificaba cuanto más alzaba la voz.
“Deseo la paz no menos que al emperador Alejandro”, comenzó. “¿No soy yo quien ha estado haciendo todo lo posible durante dieciocho meses para conseguirlo?” Llevo dieciocho meses esperando una explicación. Pero para iniciar negociaciones, ¿qué se requiere de mí? - dijo frunciendo el ceño y haciendo un enérgico gesto interrogativo con su pequeña, blanca y regordeta mano.
"La retirada de las tropas más allá del Neman, señor", dijo Balashev.
- ¿Para Neman? - repitió Napoleón. - ¿Entonces ahora quieres que se retiren más allá del Neman, sólo más allá del Neman? – repitió Napoleón, mirando directamente a Balashev.
Balashev inclinó respetuosamente la cabeza.
En lugar de la exigencia de hace cuatro meses de retirarse de Numberania, ahora exigían retirarse sólo más allá del Neman. Napoleón rápidamente se giró y comenzó a caminar por la habitación.
– Dices que me exigen que me retire más allá del Neman para comenzar las negociaciones; pero hace dos meses me exigieron exactamente lo mismo que me retirara más allá del Oder y del Vístula y, a pesar de ello, usted acepta negociar.
Caminó silenciosamente de un rincón a otro de la habitación y nuevamente se detuvo frente a Balashev. Su rostro pareció endurecerse en su expresión severa y su pierna izquierda tembló aún más rápido que antes. Napoleón conocía ese temblor de su pantorrilla izquierda. “La vibración de mon mollet gauche est un grand signe chez moi”, dijo más tarde.
“Proposiciones como limpiar el Oder y el Vístula pueden hacerse al príncipe de Baden, y no a mí”, casi gritó Napoleón, de forma completamente inesperada para él. – Si me hubieran dado San Petersburgo y Moscú, no habría aceptado estas condiciones. ¿Estás diciendo que comencé la guerra? ¿Quién llegó primero al ejército? - El emperador Alejandro, no yo. Y me ofreces negociaciones cuando he gastado millones, mientras estás en una alianza con Inglaterra y cuando tu posición es mala, ¡me ofreces negociaciones! ¿Cuál es el propósito de su alianza con Inglaterra? ¿Qué te dio ella? - dijo apresuradamente, obviamente ya dirigiendo su discurso no para expresar los beneficios de concluir la paz y discutir su posibilidad, sino solo para demostrar tanto su rectitud como su fuerza, y para demostrar los errores y errores de Alejandro.

La grúa flotante se puede instalar en un pontón o en un barco. En el pontón de la grúa está montada una pieza giratoria con un brazo oscilante. En sección longitudinal, el pontón tiene forma rectangular con socavaduras en los extremos inferiores de las partes de proa y popa. En los extremos (en el plano central) del pontón de una grúa con una capacidad de elevación de 5 toneladas (prototipo KPL5-30) se encuentran pasacables para la instalación de pasadores de pilotes.

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El cuerpo metálico del pontón está dividido en compartimentos estancos mediante mamparos longitudinales y transversales. Los compartimentos albergan la sala de máquinas, donde se ubican los generadores diésel principal y auxiliar; sistemas de drenaje, contra incendios, sanitarios y otros; locales de servicio y residenciales (para la tripulación). En la cubierta del pontón hay mecanismos de anclaje y amarre, un bastidor para guardar la botavara en posición replegada.

Las grúas de recarga flotantes son totalmente giratorias, están equipadas con mecanismos de elevación de tipo cuchara y pueden funcionar independientemente de la disponibilidad de fuentes de energía en tierra para recargar casi toda la carga seca en atracaderos no equipados. La capacidad de elevación en todos los radios de la pluma suele ser constante, lo que crea la posibilidad, especialmente cuando se trabaja en modo cuchara, de cargar los barcos de forma continua.

Los diseños de grúas flotantes, incluso con la misma capacidad de elevación y radio máximo de pluma, pueden diferir en los tipos de cojinetes giratorios. (sobre columna o círculo de soporte) y un sistema de pluma (pluma articulada con tensor flexible o rígido, pluma recta con polea niveladora). Para grúas flotantes con una capacidad de elevación de hasta 16 toneladas, la pluma se baja sobre el puntal del pontón mediante un mecanismo de elevación sin desconectar las varillas de la pluma, lo que reduce la intensidad del trabajo y reduce el tiempo dedicado a colocar la pluma. en la posición de viaje.

La electricidad se suministra a los mecanismos de la parte giratoria desde un generador diésel ubicado en la sala de máquinas del pontón, a través del orificio interno del eje central y el colector de corriente adjunto al mismo. También es posible conectar la grúa a la red eléctrica de puerto.

La grúa se fija al muelle o embarcación con cabos de amarre enrollados en los tambores de cabrestantes o cabrestantes de amarre, o con dos pasadores que se bajan al suelo a través de puertas de hablen al final del pontón. Los pilotes se levantan del suelo mediante tornos de amarre y un sistema de poleas.

Desarrollar un proyecto de grúa flotante basado en el prototipo KPL-5-30. Con especificaciones técnicas proporcionadas en la Tabla 1.

Características técnicas de la grúa diseñada.

tabla 1

Indicadores

Valores

Nombre

Unidad

Designación

Capacidad de carga

Velocidades:

cambio en el radio de la pluma

Velocidad de la grúa

Alcance del auge:

máximo

mínimo

Altura de elevación estimada:

encima de la cabeza del riel

a la cabeza del riel

Carga recargada

Contenedor (5 t.)

Modo operativo

Tuma-Group vende repuestos y equipos para la grúa flotante KPL 5-30.

Repuestos para grúas flotantes KPL 5-30 proyecto R99, R12A, 528, 81040, 1451:

  1. Reductor del conjunto del mecanismo de cambio de alcance y piezas: eje de engranaje, ruedas dentadas, resortes, etc.
  2. Cojinete de anilla de giro (conexión de la pluma al tronco)
  3. Mecanismo de giro para grúas flotantes de los proyectos P99, 81040, 1451 ensamblados y sus piezas: tren de rodaje (estriado y enchavetado), eje vertical, piezas del acoplamiento limitador de par, eje del engranaje de alta velocidad, par cónico y otras piezas de repuesto.
  4. Cabrestantes de elevación y cierre.
  5. Motores eléctricos para mecanismos de giro, elevación y alcance de 80 kW, 75 kW. 37 kilovatios.
  6. Paneles de control, contactores, interruptores, colectores de corriente.
  7. Rieles del dispositivo de soporte, rodillos, casquillos para los mismos.
  8. Bloques de flecha y tronco.
  9. Mitades de acoplamiento de freno y accionamiento para mecanismos de elevación, giro y retracción.
  10. Bloques de flecha y tronco.


Tipo KPL 5-30, proyecto 1451
Capacidad de grúa flotante 5 t

Tipo de embarcación:
Tipo de grifo: agarre de rotación completa.
Objeto del buque: realización de trabajos de recarga.
Lugar de construcción: Astillero Svirskaya (Rusia, región de Leningrado, pueblo de Nikolsky); Astillero Gorodets (Rusia, Gorodets).
Clase de registro:"*ACERCA DE"

Características:

Longitud total (pluma en posición replegada): 45,2 m
Longitud estimada: 28,6 m Ancho: 12,2 m
Altura lateral: 2,6 m
Calado medio con carga: 1,23 m
Desplazamiento cargado: ~300 t
Tripulación (de guardia): 2 personas




Tipo KPL 5-30, proyecto 528, 528B
Capacidad de grúa flotante 5 t

Tipo de embarcación: Grúa flotante no autopropulsada diésel-eléctrica de elevación de carga totalmente giratoria.
Tipo de grifo: Agarre eléctrico totalmente giratorio.
Objeto del buque: realización de operaciones de carga y descarga.
Lugar de construcción: Planta "Nizhny Novgorod Motor Ship" (Rusia, Bor);
Clase de registro:"*R"


Características:

Proyecto 528 /528B
Longitud total (pluma en posición replegada): 38,5 m
Longitud estimada: 24,7 / 24,8 m
Ancho: 12,1m
Altura lateral: 2,5 m
Altura total (pluma en posición replegada): 8,93 m
Calado medio cargado: 0,87 m
Desplazamiento cargado: 221,4 t
Número de asientos para la tripulación: 11/8 personas
Autonomía: 15 días
Potencia del generador diésel principal: 300 l. Con.
Marca principal del generador diésel: DG200/1 (U08) (diésel 7D12, generador MS128-4) o U18GS-2k (diésel 1D12B-2k, generador GS104-4)
Potencia del generador diésel auxiliar: 20 l. Con.
Marca del generador diesel auxiliar: DG12/1-1 (diesel 2Ch10.5/13-2, generador MSA72-4A)


Tipo KPL-5-30, proyecto 81040
Capacidad de grúa flotante 5 t

Tipo de embarcación: Grúa flotante no autopropulsada diésel-eléctrica de elevación de carga totalmente giratoria.
Tipo de grifo: agarre de rotación completa.
Objeto del buque: realización de trabajos de recarga.
Lugar de construcción: Planta "Nizhny Novgorod Motor Ship" (Rusia, Bor); Astillero Akhtubinsky (Rusia, Akhtubinsk).
Clase de registro:"*ACERCA DE"

Características:

Longitud total (pluma en posición replegada): 45,1 m
Longitud estimada: 28,6 m
Ancho: 12 metros
Altura lateral: 2,6 m

Calado medio cargado: 1,14 m
Desplazamiento cargado: 349,7 t
Número de asientos para la tripulación: 9 personas
Autonomía: 20 días
Potencia del generador diésel principal: 330 l. Con. (224 kilovatios)
Marca principal del generador diésel: DGR224/750 (diesel 6Ch23/30, generador MCC375/280-750)
Potencia del generador diésel auxiliar: 80 l. Con. (58,8 kilovatios)
Marca de generador diesel auxiliar: DGA50M1-9 (diesel 6Ch12/14, generador MSK83-4)


Tipo KPL-5-30, proyecto R-99
Capacidad de grúa flotante 5 t

Tipo de embarcación: Grúa flotante no autopropulsada diésel-eléctrica de elevación de carga totalmente giratoria.
Tipo de grúa: cuchara eléctrica totalmente giratoria.
Objeto del buque: operaciones de carga y descarga.
Lugar de construcción: Planta "Nizhny Novgorod Motor Ship" (Rusia, Bor)
Clase de registro:"*ACERCA DE"

Características:

Longitud total (pluma en posición replegada): 45 m
Longitud estimada: 28,6 m
Ancho: 12,3m
Altura lateral: 2,6 m
Altura total (pluma en posición replegada): 10 m
Desplazamiento con carga: 333 t
Calado medio con carga: 1,1 m
Número de asientos para la tripulación: 9 personas
Autonomía: 20 días
Potencia del generador diésel principal: 330 l. Con.
Marca principal del generador diésel: DGR224/750 (diesel 6Ch23/30-1, generador MCC375/280-750)
Potencia del generador diésel auxiliar: 80 l. Con.
Marca del generador diesel auxiliar: DGA50-9 (diesel 6Ch12/14, generador MSK83-4)

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Grúa flotante Es una grúa elevadora instalada de forma permanente en una embarcación especial, tanto autopropulsada como no, y diseñada para realizar operaciones de elevación y recarga.

2.1.1. información general

A diferencia de otros tipos de grúas, las flotantes cuentan con vivienda para la tripulación (tripulación permanente), talleres de reparación y aparejo, comedores, equipo adicional para el barco, mecanismos de cubierta y sus propias plantas de energía, lo que permite que la grúa funcione de forma autónoma lejos de la costa. Los mecanismos de las grúas flotantes suelen ser de accionamiento diésel-eléctrico. También es posible suministrar electricidad desde la costa. Como propulsores se utilizan hélices o hélices aladas. Estos últimos no requieren dispositivo de dirección y pueden mover la grúa hacia adelante, hacia atrás, hacia los lados (retrasada) o desplegarse en el lugar.

Dependiendo de las vías navegables, las grúas flotantes están sujetas a la jurisdicción del Registro Marítimo de Transporte de Rusia o del Registro Fluvial de Rusia.

De acuerdo con los requisitos del Registro Marítimo, las grúas flotantes deben estar equipadas con todos los dispositivos previstos para los buques, es decir. debe tener defensas (vigas de madera que sobresalen a lo largo de la parte exterior del francobordo del barco de forma continua o en partes, protegiendo el revestimiento lateral de impactos con otros barcos y estructuras), cabrestantes (mecanismos del barco en forma de puertas verticales para levantar y soltar anclas , levantar objetos pesados, tirar de amarres, etc.), bolardos (pedestales emparejados con una placa común en la cubierta de un barco, diseñados para sujetarles cables), anclas y cabrestantes de ancla, así como equipos de señalización luminosa y sonora, comunicaciones por radio. , bombas de sumidero y equipos de salvamento. Durante su funcionamiento, la grúa flotante deberá disponer de un suministro de agua dulce, alimentos, combustible y lubricantes de acuerdo con las normas para la duración de la navegación autónoma. Los principales requisitos para los pontones de grúa flotantes son la resistencia estructural, la flotabilidad y la estabilidad.

En el caso del transporte por vías navegables interiores, la altura total de la grúa en estado replegada debe cumplir con GOST 5534 y asignarse teniendo en cuenta las dimensiones del andamio y la posibilidad de pasar por debajo de líneas eléctricas aéreas.

Según su finalidad, las grúas se pueden clasificar en:

Grúas de recarga(propósito general), destinados a operaciones de manipulación masiva (su descripción se presenta en las obras). Según GOST 5534, la capacidad de elevación de las grúas de recarga flotantes es de 5, 16 y 25 toneladas, el alcance máximo es de 30...36 m, el mínimo es de 9...11 m, la altura del gancho sobre el nivel del agua. es de 18,5...25 m, la profundidad de descenso por debajo del nivel del agua (por ejemplo, en la bodega del barco) - al menos 11...20 m (dependiendo de la capacidad de carga), velocidad de elevación 1,17...1,0 m/s (70 …45 m/min), velocidad de cambio de salida 0,75…1,0 m/s (45...60 m/min), velocidad de rotación 0,02...0,03 s -1 (1,2...1,75 rpm). Se trata de grúas como, por ejemplo, "Gantz", fabricadas en Hungría (Fig. 2.1.), grúas domésticas (Fig. 2.2).

Grúas para fines especiales(alta capacidad de carga): para recargar objetos pesados, trabajos de construcción, instalación, construcción naval y rescate.

Las grúas flotantes destinadas a trabajos de instalación se utilizan en la construcción de estructuras hidráulicas y para trabajos en astilleros de construcción y reparación naval.

Durante la reconstrucción de los puentes de Leningrado, durante la instalación se utilizó una grúa de la empresa alemana Demag con una capacidad de elevación de 350 toneladas.
Grúas pórtico de 80 toneladas, al desplazar grúas pórtico de una zona portuaria a otra, etc.

Grúa de la planta de toma de fuerza que lleva su nombre. S. M. Kirov con una capacidad de elevación de 250 toneladas fue fabricado para la instalación de plataformas petrolíferas en el Mar Caspio.

Las grúas Chernomorets con una capacidad de elevación de 100 toneladas y las grúas Bogatyr con una capacidad de elevación de 300 toneladas (Fig. 2.3) recibieron el Premio Estatal de la URSS.

Arroz. 2.2. Grúas flotantes de recarga con capacidad de elevación de 5 toneladas ( A) y 16 toneladas ( b): 1 – agarre al máximo alcance; 2 – tronco; 3 – flecha viajera; 4 – énfasis; 5 – auge de trabajo; 6 – pontón; 7 – agarre al alcance mínimo; 8 – cabina; 9 – soporte giratorio; 10 – columna; 11 – dispositivo de equilibrio combinado con un mecanismo para cambiar el alcance; 12 – contrapeso

Arroz. 2.3. Grúa flotante "Bogatyr" con una capacidad de elevación de 300 toneladas (planta de Sebastopol que lleva el nombre de S. Ordzhonikidze): 1 – pontón; 2 – flecha viajera; 3 – suspensión del elevador auxiliar; 4 – suspensión del ascensor principal; 5 – auge

La grúa Vityaz (Fig. 2.4) con una capacidad de elevación de 1600 toneladas se utiliza cuando se trabaja con cargas pesadas, por ejemplo, cuando se instala sobre soportes de estructuras de puentes sobre un río montados en la orilla. Además del polipasto principal, esta grúa dispone de un polipasto auxiliar con una capacidad de elevación de 200 toneladas. El alcance del polipasto principal es de 12 m, el polipasto auxiliar de 28,5 m, existen grúas flotantes con mayor capacidad de elevación.

Las grúas especiales que realizan la recarga de pesos pesados ​​en los puertos, trabajos de instalación y construcción durante la construcción de barcos, reparación de barcos y construcción de centrales hidroeléctricas, operaciones de rescate de emergencia, tienen estructuras superiores totalmente giratorias. Capacidad de carga: de 60 (grúa de Astracán) a 500 toneladas, por ejemplo: Chernomorets - 100 toneladas, Sebastopolets - 140 toneladas (Fig. 2.5), Bogatyr - 300 toneladas, Bogatyr-M - 500 toneladas. En la Fig. 2.6 muestra grúas Bogatyr con diversas modificaciones de plumas y los correspondientes gráficos de capacidad de elevación, variables según el alcance.

Las grúas especializadas para operaciones de elevación y salvamento de barcos y para la instalación de estructuras pesadas de gran tamaño, por regla general, no son giratorias.

Arroz. 2.5. Grúa flotante “Sebastopolets” con una capacidad de elevación de 140 toneladas (planta de Sebastopol que lleva el nombre de S. Ordzhonikidze): 1 – pontón; 2 – flecha viajera; 3 – auge del estilo de trabajo

A) b) V) b,V A b)

Arroz. 2.6. Grúas flotantes: A- "Héroe"; b– "Bogatyr-3" con una pluma adicional; V– “Bogatyr-6” con un brazo adicional extendido; q– capacidad de carga permitida al alcance R; norte- altura de elevación

Ejemplos de este tipo de grúas son: “Volgar” - 1400 toneladas; "Vityaz" - 1600 toneladas (Fig. 2.4), la elevación de una carga que pesa 1600 toneladas se realiza mediante un cabrestante de tres polipastos de cubierta, "Magnus" (Alemania) con una capacidad de elevación de 200 a 1600 toneladas (Fig. 2.7), “Balder”, Holanda) con una capacidad de elevación de 2000 a 3000 toneladas (Fig. 2.8).

Yacimiento petrolífero. Los buques grúa para el suministro de yacimientos petrolíferos marinos y la construcción de estructuras de yacimientos de petróleo y gas en la plataforma suelen tener partes superiores giratorias, un alcance y una altura de elevación significativos y son capaces de dar servicio a plataformas de perforación estacionarias. Estas grúas incluyen, por ejemplo, "Yakub Kazimov", con una capacidad de elevación de 25 toneladas (Fig. 2.9), "Kerr-ogly", con una capacidad de elevación de 250 toneladas. En relación con el desarrollo de la plataforma continental, existe una tendencia hacia un aumento en los parámetros de las grúas de este grupo (capacidad de carga - hasta 2000...2500 toneladas y más).

Arroz. 2.7. Grúa flotante "Magnus" con una capacidad de elevación de 800 toneladas (HDW, Alemania): 1 - pontón; 2 – flecha viajera; 3 – torno de cubierta; 4 – cabrestante de inclinación del foque; 5 – puntal; 6 – auge; 7 – foque; 8 – suspensión del ascensor principal; 9 – suspensión de elevación auxiliar

Arroz. 2.8. Grúa flotante "Balder" con una capacidad de elevación de 3000 toneladas ("Gusto", Holanda - ( A) y un calendario para cambiar la capacidad de carga permitida q desde la salida R (b)):
1 – pontón; 2 – plataforma giratoria; 3 – auge; I…IV – perchas con gancho

Arroz. 2.9. Buque grúa “Yakub Kazimov”: 1 – pontón; 2 – flecha viajera; 3 – equipo nivelador; 4 – cabina; 5 – marco de pieza giratoria

Dependiendo de la navegabilidad, los grifos se pueden clasificar de la siguiente manera:

1) puerto (para realizar trabajos de transbordo en puertos y puertos, embalses cerrados y zonas costeras marítimas (costeras) y fluviales, en astilleros de construcción y reparación naval);

2) en condiciones de navegar (para trabajos en mar abierto con posibilidad de largos pasajes independientes).

La industria nacional de grúas se caracteriza por el deseo de crear grúas universales, y la industria extranjera, por grúas altamente especializadas.

2.1.2. Construcción de grúas flotantes.

Las grúas flotantes constan de una estructura superior (la propia grúa) y un pontón (un buque especial o grúa).

La estructura superior de una grúa flotante, buque grúa, etc.– una estructura de elevación instalada en una cubierta abierta diseñada para transportar un dispositivo de elevación y carga.

pontones, al igual que los cascos de los barcos, constan de elementos transversales (cuadernas y vigas de cubierta) y longitudinales (quillas y quillas) revestidos con chapa de acero.

Marco - una viga transversal curva del casco del barco, que proporciona resistencia y estabilidad a los costados y el fondo.

Haz– una viga transversal que conecta las ramas derecha e izquierda del marco. La plataforma se coloca sobre las vigas.

Quilla- una conexión longitudinal instalada en el plano central del recipiente en el fondo, que se extiende a lo largo de toda su longitud. La quilla de barcos grandes y medianos (vertical interior) es una lámina instalada en el plano central entre el piso del doble fondo y el revestimiento del fondo. Para reducir el cabeceo, se instalan quillas laterales normales al casco exterior del barco. La longitud de la quilla lateral es de hasta 2/3 de la eslora del barco.

Kilson– una conexión longitudinal en buques sin doble fondo, instalada a lo largo del fondo y que conecta las partes inferiores de las cuadernas para su funcionamiento conjunto.

La forma de los pontones es de paralelepípedo con esquinas redondeadas o tiene contornos de barco. Los pontones con esquinas rectangulares tienen un fondo plano y un corte en la parte de popa (o proa) (Fig. 2.10). A veces la grúa está montada sobre dos pontones (grúa catamarán). En estos casos, cada pontón tiene una quilla más o menos pronunciada y una forma similar a la de los cascos de los barcos comunes. Los pontones de las grúas flotantes a veces se hacen insumergibles, es decir, equipado con mamparos longitudinales y transversales. Para aumentar la estabilidad de una grúa flotante, es decir capacidad de regresar de una posición inclinada a una posición de equilibrio después de retirar la carga, es necesario bajar su centro de gravedad si es posible. Para ello, se deben evitar las superestructuras altas y dentro del pontón se deben colocar las viviendas para el personal de la grúa y los almacenes. Sólo se llevan a cubierta la timonera (cabina de control del barco), la cocina (cocina del barco) y el comedor. En el interior del pontón, a lo largo de sus costados, se encuentran tanques (tanques) para combustible diesel y agua dulce.

Las grúas flotantes pueden ser autopropulsadas o no autopropulsadas. Si la grúa está destinada a dar servicio a varios puertos o a desplazarse largas distancias, entonces debe ser autopropulsada. En este caso se utilizan pontones con contornos de barco. Las grúas marítimas tienen pontones con contornos de barco; algunas grúas pesadas utilizan pontones de catamarán (Ker-ogly con una capacidad de elevación de 250 toneladas; una grúa de Värtsilä, Finlandia, con una capacidad de elevación de 1600 toneladas, etc.).

Según el diseño de la superestructura. Las grúas flotantes se pueden clasificar en rotativas fijas, rotativas totales y combinadas.

Fijado(mástil, pórtico, con plumas oscilantes (inclinables)). Las grúas de mástil (con mástiles fijos) tienen un diseño sencillo y de bajo coste. El movimiento horizontal de la carga se realiza al mover el pontón, por lo que la productividad de este tipo de grúas es muy baja.

Arroz. 2.10. Diagrama de pontón de grúa flotante.

Las grúas flotantes con pluma basculante son más adecuadas para trabajar con pesos pesados. Con alcance variable, su productividad es mayor que la de los montados en mástil. Estas grúas tienen una estructura sencilla, bajo coste y gran capacidad de elevación. El brazo de la grúa consta de dos postes que convergen hacia la parte superior en un ángulo agudo y está articulado en la proa del pontón. La pluma se levanta mediante una varilla rígida (cilindro hidráulico, cremallera o dispositivo de tornillo) o mediante un mecanismo de polea (por ejemplo, en la grúa Vityaz). La pluma en posición de transporte está fijada a un soporte especial (Fig. 2.3). Para realizar esta operación se utiliza pluma y cabrestantes auxiliares.

Una grúa pórtico flotante es una grúa pórtico convencional montada sobre un pontón. El puente grúa está ubicado a lo largo del eje longitudinal del pontón, y su única consola se extiende más allá de los contornos del pontón en una distancia a veces llamada voladizo exterior. El alcance exterior suele ser de 7...10 m y la capacidad de elevación de las grúas pórtico flotantes alcanza las 500 toneladas. Sin embargo, debido al alto consumo de metal, en nuestro país no se fabrican grúas pórtico flotantes.

Rotación completa Las grúas (universales) vienen con una plataforma giratoria o una columna. Hoy en día, las grúas giratorias con pluma basculante se utilizan ampliamente. Son los más productivos. Sus flechas no sólo se inclinan, sino que también giran alrededor de un eje vertical. La capacidad de elevación de las grúas giratorias varía mucho y puede alcanzar cientos de toneladas.

Las grúas totalmente giratorias incluyen la grúa Bogatyr con una capacidad de elevación de 300 toneladas y un alcance externo de 10,4 m con una altura de elevación del gancho principal (gancho) sobre el nivel del mar de 40 m, así como el buque de transporte e instalación en alta mar Ilya. Muromets. Este último tiene una capacidad de elevación de 2×300 toneladas con un alcance exterior de 31 m. La altura del buque grúa con la pluma levantada es de 110 m. Estas grúas son capaces de cruzar el mar en tormentas de 6...7 puntos. y vientos de 9 puntos. La autonomía de navegación es de 20 días. La velocidad de la grúa Bogatyr es de 6 nudos y la del buque grúa Ilya Muromets es de 9 nudos. Ambos buques están equipados con un conjunto de mecanismos y dispositivos que proporcionan un alto nivel de mecanización de los procesos principales y auxiliares. En la posición de transporte, las botavaras de ambos buques descritos se colocan sobre soportes especiales y se fijan.

Conjunto. Entre ellos se encuentran, por ejemplo, las grúas pórtico flotantes, sobre cuyo puente se mueve una grúa giratoria.

El tipo predominante de dispositivo de pluma para grúas flotantes es una pluma recta con polea niveladora; Los dispositivos de brazo articulado se utilizan con menos frecuencia, pero su uso está asociado con dificultades para guardarlo en modo de viaje.

Para evitar que los brazos rectos de las grúas marinas se vuelquen durante las olas, bajo la influencia de la inercia y las fuerzas del viento, así como cuando la carga se rompe y cae, los brazos están equipados con dispositivos de seguridad en forma de topes o equilibrios especiales. sistemas. Las grúas Magnus tienen una pluma con una carga sujeta por un puntal rígido.

A medida que se desarrollaron los diseños de barreras, se hizo una transición de barreras de celosía y sin soportes a barreras de paredes sólidas (en forma de caja, menos a menudo tubulares) en un diseño de viga o atirantado. En las grúas de los últimos años, se utilizan con mayor frecuencia plumas de caja en forma de lámina. Sin embargo, se conocen plumas de celosía de algunas grúas extranjeras con capacidades de elevación muy grandes (grúa Balder, ver Fig. 2.8). Al modernizar las grúas, los brazos básicos a menudo se amplían con brazos atirantados adicionales (ver Fig. 2.6), lo que permite aumentar significativamente el alcance máximo y la altura de elevación y al mismo tiempo garantizar una amplia unificación con el modelo base.

Los principales tipos de rodamientos para grúas flotantes son una columna giratoria y fija, una corona giratoria de varios rodillos y una corona giratoria en forma de rodamiento de rodillos de dos hileras. Existe una tendencia hacia el uso de coronas giratorias en forma de rodamientos en grúas con una capacidad de elevación de hasta 500 toneladas. En las grúas más pesadas todavía se utilizan plataformas giratorias de múltiples rodillos; se está trabajando en la creación de rodamientos de rodillos segmentados para este tipo de grúas.

Los mecanismos de elevación utilizados en las grúas flotantes son cabrestantes con tambores independientes e interruptores diferenciales. Según GOST 5534, se proporciona una velocidad reducida de aterrizaje de la cuchara sobre la carga, que asciende al 20...30% de la velocidad principal. Es posible sustituir la cuchara por una suspensión de gancho.

Los mecanismos de giro (uno o dos) suelen tener cajas de cambios de bisel helicoidal con embragues limitadores de par de discos múltiples y un engranaje abierto o accionamiento de linterna.

El mecanismo de cambio de alcance es sectorial con la instalación de sectores en la palanca de contrapeso o hidráulico con un cilindro hidráulico conectado a la plataforma y una varilla conectada a la palanca de contrapeso. Se conocen grúas con mecanismo de tornillo para cambiar el alcance. Los diseños de mecanismos para cambio de alcance se presentan en el apartado 1 “Grúas pórtico”.

Las grúas de cuchara flotantes para recarga se utilizan de forma muy intensiva en los puertos fluviales y marítimos. Para los mecanismos de elevación, los valores de PV alcanzan el 75...80%, para los mecanismos de giro - 75%, para los mecanismos de cambio de alcance - 50%, el número de arranques por hora - 600.

2.1.3. Funciones de cálculo

Geometría del pontón. Al diseñar y calcular, el pontón se considera en tres planos mutuamente perpendiculares (ver Fig. 2.10). El plano principal es el plano horizontal tangente al fondo del pontón. Uno de los planos verticales, el llamado plano central, recorre el pontón y lo divide en partes iguales. Se toma como eje la línea de intersección de los planos principal y diametral. X. Otro plano vertical se dibuja a través del medio de la longitud del pontón y se llama plano de la estructura central o plano central. La línea de intersección de los planos principal y medio del barco se toma como eje. Y, y la línea de intersección de los planos central y central, detrás del eje z.

El plano paralelo al plano de la sección media y que pasa por el eje de rotación de la válvula rotativa se llama medial. Las líneas de intersección de la superficie del casco del pontón con planos paralelos al plano de la sección media se denominan cuadernas (el mismo nombre se le da a los elementos transversales de la embarcación que forman la cuaderna de su casco). Las líneas de intersección de la superficie del cuerpo del pontón con planos paralelos al plano principal se denominan líneas de flotación. La marca de la superficie del agua en el cuerpo del pontón tiene el mismo nombre.

Dado que un pontón situado en el agua puede inclinarse, la línea de flotación resultante se denomina activa. El plano de la línea de flotación actual, no paralelo a los planos de las otras líneas de flotación, divide el pontón en dos partes: superficial y submarina. La línea de flotación correspondiente a la posición de la grúa sobre el agua sin carga, equilibrada de tal manera que su plano principal sea paralelo a la superficie del agua, se denomina línea de flotación principal.

La inclinación del barco hacia proa o popa se llama asiento, y la inclinación del barco hacia estribor o babor se llama escora. Esquina ψ (ver Fig. 2.10) entre las líneas de flotación efectiva y principal en el plano central se llama ángulo de compensación, y el ángulo θ entre las mismas líneas en el plano de la sección media: el ángulo de balanceo. Cuando se recorta hacia la proa y cuando se escora hacia la botavara, los ángulos ψ Y θ se consideran positivos.

Longitud l Los pontones generalmente se miden a lo largo de la línea de flotación principal, el ancho estimado B pontón: en el punto más ancho del pontón a lo largo de la línea de flotación y la altura estimada h lados: desde el plano principal hasta la línea lateral de la plataforma (ver Fig. 2.10). La distancia desde el plano principal hasta la línea de flotación efectiva se llama calado. t pontón, que tiene diferentes significados en la proa del pontón T.H. y en la popa tk. Diferencia de valores TH – TK llamado recorte. Diferencia entre altura y calado. H-T llamado altura F francobordo. Si la forma del pontón no es un paralelepípedo, es decir tiene contornos suaves, luego, para los cálculos, se elabora el llamado dibujo teórico, que determina la forma externa del casco (varias secciones a lo largo de las cuadernas). Con pontones rectangulares no es necesario realizar dicho dibujo.

Volumen V la parte submarina del pontón se llama desplazamiento volumétrico. El centro de gravedad de este volumen se llama centro de magnitud y se designa CV. Masa de agua en volumen. V llamado desplazamiento de masa D.

Estabilidad de grúas flotantes. La estabilidad es la capacidad de un barco para regresar a una posición de equilibrio después de que cesan las fuerzas que lo inclinan.

Las características del cálculo de la estabilidad de las grúas flotantes se reducen en gran medida a tener en cuenta la influencia del balanceo y el asiento. Una grúa sin carga debe tener un borde hacia la popa y con carga hacia la proa. Si la pluma está ubicada en el plano medio sin carga, la grúa debe inclinarse hacia el contrapeso y con carga, hacia la carga. El cambio de alcance debido al balanceo o al trimado puede ascender a varios metros. Se toma como alcance de diseño el alcance que tiene la grúa cuando el pontón se encuentra en posición horizontal.

Para una grúa con carga, la parte giratoria de la grúa con contrapeso crea un momento que equilibra parcialmente el momento de carga y se llama equilibrio (ver Fig. 2.10): M У = G K y K , Dónde G k- peso de la superestructura; yk- distancia desde el eje de rotación de la grúa hasta el centro de gravedad de la superestructura (incluidos los contrapesos).

Para grúas con contrapesos móviles, el momento de equilibrio se define como la suma de los momentos de los pesos de la superestructura y los contrapesos.

momento de carga M G = GR,Dónde GRAMO- peso de la carga con suspensión de gancho; R- salida de flecha. La relación entre el momento de equilibrio y el momento de carga se denomina coeficiente de equilibrio. φ = M U / M G.

Para determinar los momentos de escora y de compensación, considere la Fig. 2.11, que muestra el pontón y la botavara en planta. Peso de la parte giratoria de la grúa con carga. G k adjunto a distancia mi desde el eje o 1 rotación de la pluma. acción del peso G k sobre el hombro mi puede ser reemplazado por la acción de una fuerza vertical G k en el punto o 1 y el momento G K e en el plano de la flecha. Peso del pontón con lastre G 0 aplicado en el punto O2. Además, la grúa está sometida a un momento vertical debido a la carga del viento, que tiene componentes con respecto a los ejes correspondientes. M VX Y M ВY. Entonces el momento escora está determinado por la dependencia de la forma. M K = M X = G K mi porque φ + M BX, y el momento de recorte METRO D = METRO U = GRAMO K mi pecado φ + M B Y.

Para determinar el momento de restauración, considere la Fig. 2.12, que muestra una sección transversal del pontón a lo largo del plano de la sección media en posiciones antes y después de la aplicación del momento escora. Se indica el centro de gravedad de la grúa pontón. HD. Una grúa en reposo está sujeta a fuerzas verticales que tienen una resultante norte, y fuerza de flotación D = Vρg, Dónde V- volumen desplazado; ρ - densidad del agua; gramo- aceleración de la gravedad. Según la ley de Arquímedes, D=N.

En un estado de equilibrio de poder norte Y D actúa a lo largo de una vertical, pasando por el centro de gravedad y el centro de magnitud y se llama eje de natación. En este caso, el ángulo de balanceo puede tener algún significado. θ (ver figura 2.10).

Arroz. 2.11. Esquema para determinar los momentos de escora y compensación.


Arroz. 2.12. Diagrama de la posición del pontón antes ( A) y después ( b) aplicación del momento de escora

Supongamos que se aplica un momento escora estático a la grúa. mk, causado, por ejemplo, por el peso de la carga GRAMO al final del brazo de la grúa. En este caso, el centro del valor se desplaza. Al cambiar las fuerzas D Y GRAMO en comparación con el estado de equilibrio puede despreciarse, ya que el peso de la carga es significativamente menor que el peso de la grúa. Entonces fuerza D en posición inclinada la grúa se aplicará en el punto CV(Figura 2.12, b). En este caso, se producirá un momento de fuerza restaurador. D Y N=D sobre el hombro l θ, igual al momento de escora mk, es decir. , donde está la altura metacéntrica transversal, es decir distancia del metacentro al centro de gravedad.

Un punto se llama metacentro. F intersección del eje de natación con la línea de acción de la fuerza D, y el radio metacéntrico es la distancia desde el metacentro F al centro del valor.

Cuando se recorta en ángulo ψ el momento de recuperación es igual al momento de recorte MD, es decir. , donde es la altura metacéntrica longitudinal; a- la distancia entre los centros de gravedad y magnitud. Los productos se denominan coeficientes de estabilidad estática.

Determinemos los radios metacéntricos y . De la teoría del barco se sabe lo siguiente:

1) en ángulos de balanceo pequeños θ y recortar ψ posición metacentro F sin cambios, y el centro de la cantidad se mueve a lo largo de un arco circular descrito alrededor del metacentro;

2) radio metacéntrico R=J/V, Dónde j- momento de inercia de la zona limitada por la línea de flotación con respecto al eje correspondiente alrededor del cual bascula la grúa.

Para una grúa en reposo, el área limitada por la línea de flotación es igual a LICENCIADO EN DERECHO..

Para un pontón rectangular (sin tener en cuenta contornos ni biseles), momentos de inercia con respecto a los ejes principales. J X = LB 3 / 12; J Y = B L 3 / 12, y el volumen de agua desplazado V = BLT. En este caso, los radios metacéntricos son; .

Así, los ángulos de balanceo y trimado, dependiendo de los momentos de escora y trimado, se determinan a partir de las expresiones

; .

A) b) b,V

Arroz. 2.13. Diagramas de estabilidad de grúas flotantes: A– estática mvk(q); b - dinámica A B(q)

En el caso de grúas giratorias con pluma oscilante, estos ángulos son variables tanto en términos de alcance como de ángulo de rotación.

Los momentos de restauración durante el balanceo y el ajuste están determinados por fórmulas de la forma:

; (2.1)

En ángulos de balance superiores a 15°, la fórmula (2.1) no es aplicable y el momento adrizante mvk dependiendo del ángulo θ cambia según el diagrama de estabilidad estática (Fig. 2.13). Con un aumento gradual del momento de escora hasta un valor igual al valor máximo del momento de adrizamiento mvk máximo en el diagrama, el ángulo de balanceo alcanza θ METRO , y la grúa será inestable, ya que cualquier inclinación accidental en la dirección del rollo provocará un vuelco. Aplicación de momentos de escora M θ ³ M VC máximo no está permitido. Punto A(diagrama de puesta de sol) caracteriza el ángulo de balanceo máximo θ PAG , cuando se excede mvk< 0 y la grúa vuelca. El diagrama de estabilidad estática está incluido en la documentación obligatoria de la grúa; su construcción según dibujo de pontón o mediante fórmulas aproximadas se da en la obra.

En caso de aplicación repentina (o en un tiempo inferior a medio período de oscilaciones naturales) de un momento dinámico a un pontón sin escora MD(ver figura 2.13, A), que posteriormente permanece constante, en el período inicial de rodaje M D > M VK y la nave rodará con aceleración, acumulando energía cinética. Habiendo alcanzado el ángulo de balanceo estático q(punto EN), el barco se escorará más hasta alcanzar el ángulo de escora dinámico qD, cuando la reserva de energía cinética se gasta para superar el trabajo del momento restaurador y las fuerzas de resistencia (punto CON, correspondiente a la igualdad de áreas OVA Y SVE). En q D £ 10…15 O(Figura 2.13, A) podría considerarse qD = 2q(teniendo en cuenta la resistencia al agua qD= 2 Xq, Dónde X- coeficiente de atenuación ( X" 0,7); en presencia de un ángulo de balanceo inicial ± q 0ángulo de balanceo dinámico qD = ± q 0+ 2q. Momento dinámico de vuelco M D.OPR y ángulo de inclinación q D.OPR determinado encontrando una línea recta AE, cortando áreas iguales en el diagrama de estabilidad estática OVA Y EMV(Figura 2.13, b).

El diagrama de estabilidad dinámica (ver Fig. 2.13) es una gráfica del trabajo del momento de restauración. A B= D desde el ángulo de balanceo ( l q- brazo de momento adrizante durante el balanceo (ver Fig. 2.12); es una curva integral respecto del diagrama de estabilidad estática; magnitud d B = A B / D= llamado brazo de estabilidad dinámica. Trabajo del momento de escora A K = M D q D = D d K, Dónde d K = A K / D D = M D q D / D Trabajo específico del momento escora. Cronograma AK (qD) hay una línea recta DE, pasando por puntos oh Y F con coordenadas (1 rad, MD); Punto R intersecciones (ver Fig. 2.13, A) o tocar (ver Fig. 2.13, b) diagramas de estabilidad dinámica con línea recta DE determina el ángulo de balanceo dinámico qD (A) o ángulo de vuelco durante el balanceo dinámico q D.OPR (b).

El balanceo (o ajuste) dinámico ocurre cuando la carga se levanta con un tirón o cuando la carga se rompe. En la Fig. 2.14 muestra la posición del espejo de agua con respecto al pontón para una grúa sin carga (posición de equilibrio 1 en ángulo de inclinación q 0) y con una carga en rollo estático (posición 2 en ángulo de inclinación q). Para el funcionamiento normal de la grúa, es deseable tener igualdad en los valores absolutos de los ángulos de balanceo para una grúa cargada y vacía. Si la carga se rompe, la grúa oscilará respecto a su posición de equilibrio. 1 con amplitud Δ q(ver Fig. 2.14), alcanzando la posición 3 en ángulo de balanceo dinámico q DIN = q 0+ Δ q. Los valores de estos últimos son más precisos si se tiene en cuenta la resistencia al agua, según la fórmula

DIN= q 0+ (0,5 – 0,7) Δ q.


Arroz. 2.14. Diagrama de pontón para determinar el balanceo dinámico.

Determinación del momento de vuelco y del ángulo de balanceo dinámico en condiciones operativas en caso de rotura de la carga según el diagrama de estabilidad dinámica, así como verificación de la estabilidad de la grúa durante la transición, el transporte y en condiciones no operativas; La determinación del momento de vuelco en el estado de marcha y el momento máximo de adrizamiento en el estado no operativo se analizan en detalle en el trabajo.

Cargas sobre el mecanismo de rotación y cambios de alcance. En la Fig. 2.15, A mostrado transversalmente (en el plano Y) y longitudinal (en el plano X) secciones del pontón después de un giro en ángulo q y recortar por ángulo ψ .

Peso G k la parte giratoria de la grúa con carga tiene componentes S Y S X, actuando en el plano de rotación y determinado por dependencias de la forma S Y = G K pecado q Y SX = GK pecado ψ .

Para una grúa flotante, el momento adicional causado por el balanceo y el ajuste y que actúa sobre el mecanismo de rotación (Fig. 2.11) está determinado por la fórmula

Esta expresión se puede explorar al máximo. METRO φ. En particular, si el componente del momento de recorte М ψ = GRAMO К a – GRAMO 0 b = 0(pontón equilibrado), entonces el máximo METRO φ logrado en φ = 45o.

Potestades S X Y S tener componentes que actúan en el plano de giro de la pluma y perpendiculares a ella. Los componentes que actúan perpendicularmente al plano de giro de la pluma crean un momento que carga el mecanismo de rotación, cuya expresión se obtuvo anteriormente. fuerza total t fuerzas componentes S X Y S en el plano de giro de la pluma está determinado por una expresión de la forma T=SX pecado φ + S Y porque φ = GRAMO K ( pecado q pecado φ – pecado ψ porque φ).

Esta fuerza actúa en el plano de giro de la pluma y se dirige a lo largo del pontón. En la Fig. 2.15, b Se muestra la descomposición del peso. G k para fortalecer R, perpendicular al plano principal del pontón y tenido en cuenta en los cálculos del mecanismo de cambio de alcance y de la fuerza. t, paralelo al eje longitudinal del pontón y creando una carga adicional causada por el balanceo y el recorte. Así, en el centro de gravedad de cada unidad de la parte giratoria de la grúa (pluma, tronco, etc.) el peso yo surge el poder yo causado por el balanceo y el recorte. Punto adicional METRO, cargar el mecanismo para cambiar el desplazamiento, está determinado por la fórmula .

Cargas por fuerzas de inercia., que actúan sobre la grúa durante el cabeceo transversal y longitudinal del buque, se presentan en detalle en la obra.

Insumergibilidad– la capacidad del buque para mantener la flotabilidad y estabilidad mínimas requeridas después de la inundación de uno o más compartimentos del casco. El cálculo de la insumergibilidad se presenta en detalle en el trabajo.

1. Introducción

2. Datos iniciales para el diseño.

3. Rendimiento de la grúa y modo de funcionamiento de sus mecanismos.

Mecanismo de elevación

Sistema de pluma y mecanismo de cambio de alcance.

Corona giratoria y mecanismo giratorio.

Estabilidad de la grúa

Control de mecanismos de grúa.

Conclusión

Literaturas

1. INTRODUCCIÓN

La grúa flotante se puede instalar en un pontón o en un barco. En el pontón de la grúa está montada una pieza giratoria con un brazo oscilante. En sección longitudinal, el pontón tiene forma rectangular con socavaduras en los extremos inferiores de las partes de proa y popa. En los extremos (en el plano central) del pontón de una grúa con una capacidad de elevación de 5 toneladas (prototipo KPL5-30) se encuentran pasacables para la instalación de pasadores de pilotes.

El cuerpo metálico del pontón está dividido en compartimentos estancos mediante mamparos longitudinales y transversales. Los compartimentos albergan la sala de máquinas, donde se ubican los generadores diésel principal y auxiliar; sistemas de drenaje, contra incendios, sanitarios y otros; locales de servicio y residenciales (para la tripulación). En la cubierta del pontón hay mecanismos de anclaje y amarre, un bastidor para guardar la botavara en posición replegada.

Las grúas de recarga flotantes son totalmente giratorias, están equipadas con mecanismos de elevación de tipo cuchara y pueden funcionar independientemente de la disponibilidad de fuentes de energía en tierra para recargar casi toda la carga seca en atracaderos no equipados. La capacidad de elevación en todos los radios de la pluma suele ser constante, lo que crea la posibilidad, especialmente cuando se trabaja en modo cuchara, de cargar los barcos de forma continua.

Los diseños de grúas flotantes, incluso con la misma capacidad de elevación y radio máximo de pluma, pueden diferir en los tipos de cojinetes giratorios. (sobre columna o círculo de soporte) y un sistema de pluma (pluma articulada con tensor flexible o rígido, pluma recta con polea niveladora). Para grúas flotantes con una capacidad de elevación de hasta 16 toneladas, la pluma se baja sobre el puntal del pontón mediante un mecanismo de elevación sin desconectar las varillas de la pluma, lo que reduce la intensidad del trabajo y reduce el tiempo dedicado a colocar la pluma. en la posición de viaje.

La energía eléctrica se suministra a los mecanismos de la parte giratoria desde un generador diesel ubicado en la sala de máquinas del pontón, a través del orificio interno del eje central y el colector de corriente adjunto al mismo. También es posible conectar la grúa a la red eléctrica de puerto.

La grúa se fija al muelle o embarcación con cabos de amarre enrollados en los tambores de cabrestantes o cabrestantes de amarre, o con dos pasadores que se bajan al suelo a través de puertas de hablen al final del pontón. Los pilotes se levantan del suelo mediante tornos de amarre y un sistema de poleas.

2. DATOS INICIALES PARA EL DISEÑO

Desarrollar un proyecto de grúa flotante basado en el prototipo KPL-5-30. Con especificaciones técnicas proporcionadas en la Tabla 1.

Características técnicas de la grúa diseñada.

tabla 1

Velocidades: cambio de radio del brazo de elevación m/min m/min

Altura de elevación estimada: por encima del cabezal del riel al cabezal del riel m m

. RENDIMIENTO DE LA GRÚA Y MODO DE FUNCIONAMIENTO DE SUS MECANISMOS

La tecnología de transbordo de carga para la opción de operación vagón-buque se muestra esquemáticamente en la Fig. 1.

Arroz. 1 Esquema de la variante de funcionamiento de la grúa buque almacén. hp - altura de elevación de la carga, hp=7 m; salto - altura de descenso de la carga, salto=12 m; - ángulo de rotación de la grúa = 180°; R1 - radio mínimo de la pluma, R1=8 m; R2 - radio máximo de la pluma, R2=27 m.

La productividad no es más que la masa de carga manipulada en 1 hora de trabajo.

¿Dónde está la masa de la carga?

Número de ciclos por hora.

peso de carga:

Determinemos el número de ciclos por hora:


donde es un coeficiente que tiene en cuenta la combinación de operaciones del ciclo, que se supone es 0,8;

Tiempo para asegurar la carga:

Tiempo para levantar la carga a una altura:

Con

Tiempo para girar la grúa con carga y viceversa;

Tiempo de cambio de extensión de pluma;

Tiempo de descenso de carga:


Tiempo para soltar la carga:

Tiempo de instalación de la pinza:

Duración media de la activación de los mecanismos de la grúa:

mecanismo de elevación

mecanismo de rotación

mecanismo de salida


4. MECANISMO DE ELEVACIÓN

El mecanismo de elevación de carga está diseñado para levantar, sujetar, ajustar, bajar cargas y activar pinzas.

El mecanismo de elevación de una grúa de gancho consta de un gancho, cables de carga, bloques guía y cabrestantes idénticos de un solo tambor. Cada cabrestante está equipado con un motor eléctrico, un embrague, un freno de doble bloque, una caja de cambios y un acoplamiento para conectar la caja de cambios al tambor. Uno de los cabrestantes se llama de cierre y el otro de apoyo. Los cables enrollados en los tambores de estos cabrestantes reciben el nombre correspondiente: cierre y soporte.

La grúa de gancho tiene 2 mecanismos de elevación. Un requisito previo para el diseño del mecanismo de elevación es un dispositivo de control de velocidad. El mecanismo de elevación está equipado con un conjunto de dispositivos que garantizan un funcionamiento seguro, tales como: limitador de carga (LOL), finales de carrera de altura de elevación y profundidad de descenso.

Cálculo de cuerda

El cálculo del mecanismo de elevación comienza con la selección del cable de carga.

El cable de acero del cabrestante de carga se selecciona según GOST, teniendo en cuenta la fuerza de rotura.

¿Dónde está la fuerza máxima en la rama de la cuerda?

Tasa de utilización de cuerdas;

Para grúas con funcionamiento bivalvo.

Determinemos la fuerza máxima en la rama de la cuerda:


¿Dónde está la aceleración de la caída libre?

Número de cuerdas que salen de los bloques finales;

Teniendo en cuenta la fuerza de rotura encontrada, para la grúa diseñada es adecuado un cable de acero de doble tendido hecho de alambres tipo LK-R 6x19 con un núcleo orgánico con un diámetro de 24 mm, GOST 2688-80.

Cálculo de bloques

Los bloques se calculan y seleccionan teniendo en cuenta las cuerdas que los atraviesan.

Según las reglas GOST, el diámetro del bloque se determina:

Representaremos el bloque de cable según los cálculos realizados para la grúa diseñada en la Fig. 2.

Arroz. 2 bloque de cuerda

Cálculo del tambor

1.- paso de corte;

Profundidad de ranura del tambor:

Radio de ranura:

Arroz. Perfil de 3 ranuras para cuerda con bobinado monocapa



Diámetro del tambor:

Grosor de la sección del tambor:

Longitud del tambor:

¿Dónde está la longitud del corte del tambor?

Determine la longitud de la parte sin cortar del tambor.

A- longitud de la parte sin cortar del tambor.

Número total de vueltas de roscado;

¿Dónde están los turnos de trabajo?

H1=23m=23000mm;

H2=15m=15000mm;

Bobinas de repuesto;

Hilos de sujeción;

Determinar la longitud del corte del tambor.

Determinar la longitud del tambor.

Fig.5 Fijación de la cuerda al tambor con almohadillas

Cálculo del motor eléctrico del mecanismo de elevación.

Determinemos la potencia requerida de la grúa:


¿Dónde está la eficiencia general del mecanismo?

Dado que la grúa diseñada tiene un modo de funcionamiento con gancho, se utilizan dos motores eléctricos con la siguiente potencia:

Guiados por los cálculos anteriores, seleccionamos un motor del tipo MTN 711-10 con una potencia norte 80 kW y velocidad de rotación 580 rpm.

Cálculo de la caja de cambios

Para seleccionar una caja de cambios, necesitamos saber la relación de transmisión:

¿Dónde está la frecuencia de rotación del tambor?

Teniendo en cuenta la relación de transmisión encontrada, seleccionamos la caja de cambios RM-850, que tiene una velocidad de rotación del eje de alta velocidad de 600 rpm, potencia en el ciclo de trabajo = 40% - 69 kW, en el ciclo de trabajo = 100% - 27,9 kW.

Cálculo de frenos

El cálculo y selección de un freno comienza con encontrar el valor del par de frenado:

¿Dónde está el coeficiente de frenado?

Esfuerzo de torsión;

¿Dónde está el número de cabrestantes?

Teniendo en cuenta el par de frenado, seleccionamos un freno de zapata accionado por un empujador electrohidráulico tipo TKG-400M con un diámetro de polea de freno de 400 mm y un par de frenado de 1500 Nm.

5 SISTEMA DE PLUMA Y MECANISMO DE CAMBIO DE ALCANCE DE PLUMA

El mecanismo para cambiar el radio de la pluma con un dispositivo de pluma está diseñado para cambiar el radio del área de servicio. Con alcance variable, la distancia desde la carga hasta el centro de rotación de la grúa cambia y la grúa da servicio al área entre dos círculos con radios iguales al alcance máximo (Rmax=30m) y mínimo (Rmin=8 m) de la pluma.

La grúa que estamos diseñando utiliza un sistema de pluma articulada, formada por pluma, tronco y tensor. El tipo es flexible, en forma de cuerda. Las dimensiones geométricas de la pluma, el tronco y el viento deben ser tales que garanticen la capacidad de mover la carga a una altura determinada y a un alcance máximo y mínimo determinados de la pluma. El tirante flexible está articulado al tronco con un hombro constante, es decir. una distancia constante desde esta bisagra hasta el punto de conexión de la pluma con el tronco. El tronco, conectado de forma articulada a la pluma, puede moverse con respecto a la pluma en su plano. Para reducir el consumo de energía del mecanismo de cambio de alcance, los sistemas de pluma se equilibran mediante un contrapeso móvil de alcance variable.

Mecanismo para cambiar la extensión de la pluma. en la grúa diseñada es de manivela sectorial.

En un mecanismo de manivela sectorial, el sector de engranajes es impulsado por un engranaje. El sector, rígidamente unido al balancín de contrapeso, tiene un eje de rotación común con el balancín, sostenido por soportes. Cuando el engranaje gira, el sector del engranaje junto con el balancín gira, y la fuerza de la varilla de la pluma, conectada de manera pivotante al balancín y la pluma, hace que la pluma oscile. El diagrama cinemático del mecanismo para cambiar el alcance de la pluma se muestra en la Fig. 5.

Diagrama cinemático fig.

6 DISPOSITIVO GIRATORIO Y MECANISMO GIRATORIO

El rodamiento giratorio y el mecanismo de rotación se utilizan en todas las grúas de elevación de carga, que prevén la rotación de parte de su estructura alrededor de un eje vertical. Todos ellos pertenecen a grúas rotativas totales y parciales.

Hay dos tipos principales de dispositivos de rotación completa: en una plataforma (para nuestra grúa), en una columna.

En una grúa giratoria, la parte giratoria descansa sobre ruedas o rodillos que se mueven a lo largo de un carril circular (anillo de carril) unido a un tambor de soporte. El mecanismo de giro de la plataforma giratoria consta de un motor eléctrico, un acoplamiento elástico con polea de freno, un freno de doble bloque y una caja de cambios con un eje vertical, en cuyo extremo se monta un engranaje recto sobre una llave. Al girar, este engranaje se separa de un engranaje estacionario (unido rígidamente al tambor de soporte) y gira alrededor de él, proporcionando a la plataforma giratoria una rotación alrededor de un eje vertical con una cierta frecuencia.

Para proteger los ejes y los engranajes contra sobrecargas, en la caja de cambios se instala un engranaje de fricción, que consta de discos de fricción motrices, discos de presión de fricción inferiores y superiores accionados y un resorte de presión/espiral.

Los siguientes dispositivos se utilizan en el soporte giratorio y el mecanismo de rotación para una operación segura:

bloquear el freno del mecanismo de rotación;

embrague de par límite incorporado, que patina en casos de arranque repentino o frenado repentino del mecanismo de rotación, así como en caso de atasco de la parte giratoria.

El mecanismo de rotación tiene que vencer resistencias:

fuerzas de fricción (en el propio mecanismo);

fuerzas de inercia (al acelerar, frenar y al cambiar de velocidad en general);

cargas de viento.


Cálculo de la carga que actúa sobre el tensor troncal.


7. ESTABILIDAD DE LA GRÚA

Estabilidad- es la capacidad de un pontón con parte giratoria de volver a su posición original después del cese de las fuerzas externas que provocan su inclinación.

Debido al desequilibrio del sistema de pluma, al cargar una carga en un gancho o en una cuchara, el centro de gravedad de la parte giratoria casi siempre no coincide con el eje vertical, por lo que aparece un momento de escora, inclinando el pontón en un cierto ángulo. Bajo la influencia de un momento de escora, el pontón con la parte giratoria se desequilibra. La forma de la parte submarina del pontón cambiará cuando se incline, y el centro de gravedad de la parte del pontón sumergida en agua se moverá a otro punto, dando como resultado un momento que contrarresta la inclinación. Este momento se llama reparador. Una vez que cesa el momento de escora, el pontón con la parte giratoria debe volver a su posición original bajo la influencia del momento de adrizamiento.

Al crear y operar grúas flotantes fluviales, se utiliza el concepto de estabilidad estática. La medida de la estabilidad estática es el momento de restauración. El valor permitido del ángulo de escora estático según las Reglas del Registro Fluvial no debe exceder 3030//. El ángulo de escora dinámico que se produce cuando la carga se rompe o hay fuertes vientos no debe ser superior a 60.

8 CONTROL DE MECANISMOS DE GRÚA

Los dispositivos de control están diseñados e instalados de tal manera que el control sea conveniente y no dificulte la supervisión del elemento de manipulación de carga y de la carga.

La dirección de las manijas y palancas corresponde a la dirección de movimiento de los mecanismos. Los símbolos de las direcciones de los movimientos provocados deberán estar indicados en los dispositivos y se conservarán durante su vida útil. Las posiciones individuales de las manijas son fijas; la fuerza de sujeción en la posición cero es mayor que en cualquier otra posición.

Los dispositivos de botón destinados al arranque inverso del mecanismo tienen un enclavamiento eléctrico que impide el suministro de voltaje a los dispositivos de inversión cuando se presionan ambos botones simultáneamente.

Las cabinas de control de grúas cumplen con las Normas Estatales y otros documentos reglamentarios.

La cabina de control y el panel de control están ubicados de manera que el operador de la grúa pueda monitorear el dispositivo de manipulación de carga y la carga durante todo el ciclo operativo de la grúa. La cabina de control está ubicada de tal manera que durante el funcionamiento normal de la grúa con un alcance mínimo del brazo, se elimina la posibilidad de que una carga o elemento de manipulación de carga golpee la cabina.

La cabina de la grúa está equipada con: un indicador de cambio de radio de pluma, un anemómetro, dispositivos de señalización y proporciona libre visibilidad y acceso a los mismos.

El acristalamiento de la cabina está diseñado de tal manera que es posible limpiarlo tanto desde el interior como desde el exterior. Las ventanillas inferiores sobre las que puede apoyarse el gruista están protegidas por rejas capaces de soportar su peso. Los parasoles están instalados en la cabina.

El suelo de la cabina tiene un pavimento fabricado con materiales no metálicos que evitan resbalones y está recubierto con una estera dieléctrica.

La puerta de acceso a la cabina es corredera y está equipada con cerradura en el interior. La zona delante de la entrada de la cabaña está vallada. La grúa está equipada con un dispositivo para bloquear la puerta desde el exterior cuando el operador de la grúa abandona la grúa. No se permite la entrada a la cabina por la trampilla.

La cabina está equipada con un asiento fijo para el operador de la grúa, dispuesto de manera que pueda operar el equipo sentado y controlar la carga. El asiento es ajustable en altura y en el plano horizontal para facilitar la operación y el mantenimiento de los dispositivos de control.

La cabina de la grúa está diseñada y equipada de tal manera que garantiza condiciones adecuadas de temperatura y intercambio de aire de acuerdo con los documentos reglamentarios.

9.CONCLUSIÓN

El diseño de la grúa como máquina de elevación y transporte y estructura flotante debe proporcionar: las reservas necesarias de flotabilidad, estabilidad, insumergibilidad y resistencia del casco del pontón; reducción de la tasa de guiñada durante la operación de la grúa; operación confiable de alto rendimiento al recargar carga a granel y en piezas; autonomía de funcionamiento durante un tiempo determinado en varios atracaderos, independientemente de las fuentes costeras de suministro de electricidad, combustible, lubricante, etc.; costos mínimos de mano de obra; seguridad durante las operaciones de mantenimiento, reparación y recarga; facilidad de montaje de unidades durante la fabricación, instalación y desmontaje con la menor cantidad de trabajos de ajuste; acceso conveniente a lugares para lubricación e inspección de componentes críticos; control remoto de los mecanismos de las partes giratorias, centrales eléctricas principales y auxiliares o su automatización; el peso más pequeño del pontón con una parte giratoria (para que la grúa pueda elevarse sobre la rampa para inspeccionar y reparar la parte giratoria del casco); la capacidad de remolcar debajo de puentes, líneas eléctricas y a través de esclusas para vías navegables interiores de clases I y III; Seguridad de vehículos y carga durante las operaciones de transbordo.

También es necesario recordar las condiciones de vida y de trabajo de la tripulación de la grúa flotante; A la hora de diseñar una grúa flotante, es necesario tener en cuenta que los tripulantes trabajan y descansan a bordo de la grúa flotante durante mucho tiempo. Por ello, las condiciones de vida a bordo requieren de un buen sistema de ventilación elaborado con la última tecnología; Sistema de suministro de agua; sistema de calefacción; para alojamiento: cabañas espaciosas y confortables; para recreación activa - gimnasio equipado; Local equipado para cocinar y comer.

Actualmente se presta gran atención al problema ambiental; por lo tanto, creo que la grúa flotante debería estar equipada con contenedores para recoger el agua del subsuelo, las aguas residuales y los residuos domésticos; porque La grúa puede funcionar de forma autónoma durante mucho tiempo en zonas remotas de la cuenca del río.

Al diseñar una grúa, es necesario equiparla con sistemas de control de seguridad contra incendios y modernos sistemas de extinción de incendios.

10. LISTA DE REFERENCIAS UTILIZADAS

Estabilidad del mecanismo de grúa flotante.

1. V.V. Avvakumov Centros y terminales de transporte. Tutorial. - Omsk. NGAVT, 2001 - 90 p.

2. V.D. Burenok Directrices para completar un proyecto de curso en la disciplina Máquinas de transporte y elevación portuaria. - Novosibirsk. NIIVT, 1985 - 31 p.

ENFERMEDAD VENÉREA. Burenok Directrices para realizar trabajos de prueba en la disciplina Equipos de manipulación portuaria "Cálculo de un cargador con cinta transportadora". - Novosibirsk. NIIVT, 1992 - 32 p.

I A. Ivanov Directrices para realizar trabajos de laboratorio en la disciplina "Terminales de transporte y equipos de manipulación". - Novosibirsk. NGAVT, 2001 - 22 p.

NOTARIO PÚBLICO. Equipos de elevación y transporte de Garanin Port. Libro de texto para institutos de ciencias del agua. traspasar. - M.: Transporte, 1985 - 311 p.

Z.P.Sherle, G.G.Karakulin, A.P. Kazakov, Yu.I. Vasin Manual de un operador de puerto fluvial. - M.: Transporte, 1967 - 416 p.