ОБЪЕКТ
Козловой рельсовый кран ККС-10. Питающее напряжение подводится гибким электрическим кабелем способом тягового волочения кабеля в лотке на земле. Кран при перемещении по рельсовым путям тянет за собой питающий кабель. Для предотвращения повреждений кабеля вдоль путей проложен лоток шириной 300 — 400 мм и глубиной около 250 мм, в котором лежит кабель. С одной стороны кабель подключён непосредственно к подвижному крану, с другой стороны кабель подключён к размещённой на земле электрораспределительной коробке.
НЕДОСТАТКА
Такой способ подвода питающего напряжения используется только при относительно редком перемещении крана и при обязательном надзоре за укладкой кабеля в лоток. Кабель подвержен силе растяжения, кабель трется об основание лотка, что способствует быстрому изнашиванию его оболочки. Кроме того, кабель часто путается, застревает, рвётся, не исключено попадание его под колеса крана.
ЗАДАЧА
Предложить максимально бюджетный и безопасный вариант увеличения частоты перемещения крана.
ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ РЕШЕНИЙ
В настоящее время питающее напряжение к крану подводится с помощью гибкого кабеля. При протяженности перемещения свыше 100 м, иногда применяют гибкие троллеи с соответствующими токосъемниками. В отдельных случаях краны оборудуют токоприемными шинами, взаимодействующими с установленными на столбах контактными элементами. Иногда жесткие троллеи или токоподводящие контактные колонки располагают в устраиваемых вдоль подкранового пути и снабженных сдвижными укрытиями траншеях или наземных коробах. Для подвода тока к кранам используют гибкие шланговые кабели КРПТ, ГРШС и др.
Находят применение три схемы кабельного токоподвода:
- со шторной подвеской кабеля по всей длине кода крана.
- Тролеи по всей длине кода крана.
- с наматыванием кабеля на приводной барабан,
- с укладкой кабеля на землю и непосредственным креплением его к остову крана,
Кабельный токоподвод с шторной подвеской и тролеи предполагают наличие дополнительного оборудования по всей длине хода крана, поэтому не будет рассмотрена исходя из условий задачи.
Кабельный токоподвод с наматыванием кабеля на приводной барабан. Барабан должен обеспечивать автоматическое наматывание и сматывание кабеля по мере перемещения крана. Кабельный барабан имеет собственный привод смотки/размотки — электроприводом или гравитацией.
Гравитационный кабельный барабан приводится в действие тяжёлым грузом. Натягиваемый этим грузом канат приводит во вращение дополнительный барабанчик, связанный с основным кабельным барабаном.
Достоинство гравитационного кабельного барабана – относительно небольшая стоимость по сравнению с электроприводными кабельными барабанами.
Недостаток гравитационного кабельного барабана — необходимость применения громоздкого натяжного груза массой 100 — 200 кг, системы канатных блоков и др.
Электроприводные барабаны приводятся в вращение собственным электродвигателем синхронно с скоростью перемещения крана. Здесь наиболее целесообразным представляется привод от асинхронного фазного двигателя, работающего в так называемом «стопорном» режиме. Для этого сопротивления в цепи ротора подбирают так, чтобы обеспечить ограниченный крутящий момент, остановку двигателя под напряжением и вращение его ротора в направлении, противоположном направлению вращения магнитного статора при сматывании кабеля. Современные электродвигатели с частотным регулированием и отслеживанием скорости перемещения крана по рельсовым путям – вот современный подход в токоподводе движущихся механизмов
Достоинство электроприводного кабельного барабана – простота управления
Недостаток электроприводного кабельного барабана – высокая стоимость.
Общий недостаток кабельных барабанов – высокая стоимость, которая исключает применение в данном случае.
Кабельный токоподвод с укладкой кабеля в лоток на землю и непосредственным креплением его к остову крана является самым простым но имеет очень много недостатков и ограничений, заявленных выше. Эти недостатки предлагается устранить рядом конструктивных решений.
ПРЕДЛАГАЕМОЕ РЕШЕНИЕ
Предлагается доработать конструкцию тянущего кабельного токоподвода с укладкой кабеля в лоток с резиновым настилом следующими конструктивными решениями:
- Тянуть кабель питания не за изоляцию, а за стальной трос, соединённый хомутами с кабелем через короткие промежутки.
К стальной изогнутой входной трубе вода питающего кабеля в крана — приваривается стальное тяговое ухо. Вдоль кабеля питания прокладывается стальной трос диаметром 6 мм. Через каждые 0,2-0,5 м стальной трос стягивается с электрическим кабелем ленточными стальными хомутами, см. рис. № 5.1.
Рис. № 5.1. Крепёжные хомуты стягивается стального троса с электрическим кабелем.
Стальной трос крепится с одной стороны к тяговому уху трубы ввода кабеля в козловой кран. С другой стороны конец кабеля должен быть заземлён. Вид кабеля до и после модернизации токоподвода показаны на рис. № 5.2 и 5.3
Рис. № 5.2. Кабельный лоток крана до модернизации. Кабель тянется краном за изоляцию.
Рис. № 5.3. Кабельный лоток крана после модернизации.
Кабель тянется краном за стальной тросс.
Рис. № 5.4. Тросовое крепление кабеля питания крана к поворотному вводу.
Такая конструкция позволит тянуть кабель краном по всему кабельному лотку не за изоляцию, а за стальной трос. Чередующиеся стальные ленточные хомуты защищают изоляцию кабеля от истирания при его движении по резиновому настилу лотка.
- Изогнутый направляющий патрубок ввода в кран питающего кабеля опустить на уровень верха бортов лотка и отрегулировать горизонтальное положение так, чтобы при движении крана этот направляющий патрубок перемещался строго посредине кабельного лотка.
- Увеличить высоту кабельного лотка.
ВЫВОД:
Предлагаемое конструктивное решение позволяет небольшим бюджетом модернизировать козловой рельсовый кран ККС-10 для полноценной работы с многочисленными линейными перемещениями без отвлечения дополнительного сотрудника на надзор за укладкой кабеля в лоток.
Такое конструктивное исполнение полностью исключает механические повреждения кабеля. Кабель перестаёт запутываться и предотвращается возможность его попадания под колёса крана.