Концевые балки опорного крана

Когда говорят о мостовых или козловых кранах, все сразу вспоминают о главной балке, механизмах передвижения, электрооборудовании. А про концевые балки опорного крана — как-то мимоходом, мол, просто две коробки на колёсах. Вот в этом и кроется главная ошибка. На практике именно от них часто зависит, будет ли кран ?гулять? по подкрановому пути ровно, без перекосов и задиров, или начнутся вечные проблемы с износом рельсов и колёс, а то и с заклиниванием. Сам не раз сталкивался, когда на объекте приёмщики основное внимание уделяли грузоподъёмности и высоте, а на геометрию и жёсткость концевых балок смотрели спустя рукава. А потом, через полгода эксплуатации, звонят: ?Кран идёт криво, скрежещет?. Начинаешь разбираться — а там монтажники, экономя время, не проверили соосность колёсных пар на балках после установки, да и сама конструкция балок оказалась не самой удачной, ?играет? под нагрузкой.

Конструкция: не просто ?коробка?

Казалось бы, что там сложного? Две балки коробчатого сечения, к ним приварены опорные площадки для колёсных тележек, снизу — колёса. Но дьявол, как всегда, в деталях. Сечение этой самой коробки. Видел в работе балки, сделанные просто из двух швеллеров, сваренных пластинами. Для лёгких режимов работы — ещё куда ни шло. Но для кранов, которые работают в литейных или с грейфером, где нагрузки динамические, ударные, такая конструкция — слабое место. Прогиб, кручение, усталостные трещины в сварных швах. Поэтому серьёзные производители, вроде ООО Шаньдун Диншэн Подъемное Оборудование, давно перешли на сварные коробчатые балки из толстостенного листа, с внутренними диафрагмами жёсткости. Это сразу видно, если заглянуть внутрь через технологические отверстия. Диафрагмы не дают стенкам ?играть? и перераспределяют нагрузку от колеса на всю конструкцию.

Ещё один нюанс — как именно крепится колёсная тележка к балке. Болтовое соединение через расточенные отверстия — это классика, надёжно. Но тут критична точность изготовления как отверстий в балке, так и в самой тележке. Помню случай с краном от одного местного завода-изготовителя (не буду называть): при монтаже выяснилось, что отверстия под болты в концевых балках смещены на пару миллиметров относительно отверстий в тележках. Пришлось рассверливать на месте, что ослабило конструкцию. А вот у тех же кранов от Ding Sheng, если брать их европейские серии, часто используется комбинированное крепление — болты плюс установочные штифты для точной фиксации. Мелочь, но она избавляет от массы проблем при сборке.

Материал. Кажется, обычная сталь Ст3. Но для ответственных узлов, особенно для цапф колёс (осей), уже лучше идёт сталь 45 или даже легированная, с последующей закалкой. Иначе цапфа быстро изнашивается, появляется люфт, колесо начинает ?вилять?. На своём опыте убедился, что на кранах с интенсивным режимом работы (например, в металлоломных цехах) экономия на материале концевых балк выходит боком: замена колёсных узлов становится регулярной процедурой.

Колёса и привод: точка концентрации проблем

Если сама балка — это ?скелет?, то колёса и привод — это ?суставы?. И они чаще всего ?хрустят?. Диаметр колеса — первое, на что смотрю. Для тяжёлых кранов малый диаметр — это гарантия быстрого износа и реборды, и самого рельса. Большой диаметр снижает удельное давление. Но тут есть ограничение по габаритам. Часто в проектах вижу стандартный подбор без учёта реального состояния пути. Если рельсы старые, с неровностями, то лучше заложить колёса с увеличенным ресурсом, с твёрдой наплавкой обода.

Привод концевых балок. Два двигателя, редукторы, муфты. Самая частая ошибка при монтаже и наладке — несинхронность работы этих двух приводов. Из-за этого кран идёт ?косо?, одна концевая балка опережает другую, возникают огромные боковые нагрузки на рельсы. Современные частотные преобразователи помогают, но они должны быть правильно настроены. А ещё бывает, что для экономии ставят один привод на одну балку, а вторая — холостая. Для небольших пролётов и лёгких грузов — допустимо. Но для серьёзных кранов — это риск перекоса и повышенного износа. В каталогах ООО Шаньдун Диншэн Подъемное Оборудование на их козловые краны всегда чётко указано: двухдвигательный привод на обе балки как стандарт для грузоподъёмностей от 20 тонн. Это правильный подход.

Про тормоза. На концевых балках опорного крана они тоже должны быть. И не просто как страховка, а как рабочий орган для точной остановки. Видел конструкции, где тормоз стоит только на одном приводе. При резкой остановке кран разворачивает. Лучше, когда тормозные устройства (обычно это тормозные муфты на валу редуктора или двигателя) стоят на каждом приводном колесе. И их регулировку нужно проверять регулярно, иначе из-за разного момента срабатывания опять же будет увод.

Монтаж и выверка: где рождаются будущие поломки

Можно иметь идеально спроектированные и изготовленные концевые балки опорного крана, но всё испортить на монтаже. Самая критичная операция — выверка и установка балок на подкрановые пути. Здесь нельзя полагаться на ?глазок?. Обязательно нужен нивелир, теодолит, мерная лента. Проверяем: расстояние между осями колёс на одной балке (база) должно быть строго одинаковым для обеих балок. Иначе получится трапеция, а не прямоугольник, и колёса будут постоянно с усилием ?наползать? на рельсы.

Высота установки. Все четыре опорных точки (колеса) должны лежать в одной плоскости. Если одна балка стоит чуть выше из-за неровности фундамента или прокладок, то главная балка крана после монтажа окажется под напряжением, как на подпорках. Это приводит к дополнительным напряжениям в сварных швах самой главной балки и в соединениях с концевыми. Была история на одном из складов: после полугода работы пошли трещины в зоне примыкания главной балки к концевой. Причина — монтажники, выравнивая кран по горизонтали, подложили под колесо одной балки набор стальных пластин общей толщиной 15 мм, но не связали их с самой опорой. Со временем пакет пластин ?пополз?, опора просела, и возник опасный перекос.

Выверка по осям подкранового пути. Оси колёс должны быть строго параллельны друг другу и перпендикулярны оси пути. Проверяется измерением диагоналей между центрами колёс. Расхождение более 5 мм на пролёте в 20 метров — уже повод бить тревогу и переставлять. Многие монтажные бригады эту операцию пропускают, особенно если торопятся сдать объект. А заказчик, не будучи специалистом, этого не контролирует.

Эксплуатация и обслуживание: на что смотреть

Вот кран смонтирован, запущен. Казалось бы, работай. Но именно концевые балки опорного крана требуют постоянного внимания. Первое и самое простое — визуальный осмотр сварных швов в зонах концентрации напряжений: места приварки диафрагм к стенкам, углы у опор колёсных тележек. Появление даже мелких паутинообразных трещин — это сигнал к немедленному ремонту, иначе трещина пойдёт дальше.

Люфты. Регулярно нужно проверять люфт в подшипниках колёс и в соединении колеса с цапфой. Простой способ — монтировкой попробовать покачать колесо. Люфт есть — разбираем, смотрим. Часто причина в износе посадочных мест или в самом подшипнике. Затяжка болтовых соединений, крепящих редуктор и двигатель к балке, — тоже частая проблема. От вибрации гайки откручиваются. Нужно или контргайки, или шплинты, или фиксатор резьбы.

Износ реборд и поверхности катания колёс. Если реборда с одной стороны изношена больше, чем с другой — это явный признак перекоса или непараллельности путей. Надо замерять. Сами колёса можно переточить на токарном станке, но есть ограничение по минимальному диаметру. Лучше, конечно, иметь запасную пару. Кстати, у производителей, которые занимаются полным циклом, как ООО Шаньдун Диншэн Подъемное Оборудование, всегда можно заказать не только новые балки, но и отдельно колёсные пары или даже ремонтный комплект (подшипники, сальники, болты) под конкретную модель крана. Это экономит время на поиск аналогов.

Ошибки при модернизации и замене

Часто старые краны решают не ремонтировать, а модернизировать: поменять электрооборудование, механизмы. И иногда принимают решение заменить и концевые балки опорного крана на более современные. Тут главная ловушка — геометрическая совместимость. Новые балки могут быть другой высоты, с иным расположением монтажных площадок для главной балки. Если просто заказать ?такие же, но новые? по старым чертежам, можно попасть впросак, если сам кран когда-то уже ремонтировался и его геометрия изменилась.

Правильный путь — сделать полный обмер старого крана на месте, особенно расстояния от оси колёс до плоскости крепления главной балки. И уже под эти размеры заказывать новые. Однажды участвовал в проекте, где для козлового крана заказали новые балки у стороннего производителя. Сделали вроде по предоставленным габаритным чертежам. Но не учли, что на старых балках для компенсации износа пути уже были установлены дополнительные регулировочные прокладки под колёсные тележки. В итоге новые балки оказались на 20 мм ниже расчётных, и главная балка, которую планировали оставить старую, просто не встала на место. Пришлось срочно наращивать посадочные площадки.

Ещё момент — вес. Новые балки, изготовленные по другой технологии или из другого материала, могут быть тяжелее или легче старых. Это влияет на общую нагрузку на подкрановый путь и на фундамент. Нужен перерасчёт. Просто так взять и поменять без анализа несущей способности существующих конструкций — рискованно.

В общем, тема концевых балк — это далеко не скучная ?обязаловка? в проекте крана. Это живой, критически важный узел, от которого зависит надёжность, безопасность и долговечность всего крана в целом. И подход к ним должен быть соответствующий: от грамотного проектирования и качественного изготовления (здесь как раз важен выбор проверенного поставщика, который несёт ответственность за весь цикл, как упомянутая компания из Шаньдуна) до точного монтажа и дисциплинированного обслуживания. Пренебрежение этим — прямая дорога к простою и незапланированным ремонтам.