Des portiques à très basse température adaptés aux hivers rigoureux du port de Krasnodar : des solutions de conception avancées

Notre client a acheté un portique à très basse température pour le port de Krasnodar, dans le sud de la Russie, qui connaît des hivers rigoureux en raison de sa latitude élevée en Sibérie. Pour garantir que la grue fonctionne à des températures aussi basses que 40 °C, des considérations particulières ont été prises en compte lors de la conception et de la sélection des structures en acier, des composants mécaniques et des systèmes électriques. Une équipe dédiée de concepteurs et d'ingénieurs expérimentés a été constituée, travaillant en étroite collaboration avec leurs homologues russes sur la conception des processus et la sélection des équipements pour répondre à des défis environnementaux spécifiques.

L'environnement froid des zones de haute latitude a un impact énorme sur les performances de portiques, et les mesures nécessaires doivent être prises pour faire face à l'environnement à basse température, y compris l'impact du temps extrêmement froid sur l'effet de fonctionnement et la fiabilité des grues à portique. Selon le type de structure traditionnel, la conception et la fabrication des grues à portique ne peuvent pas répondre aux exigences particulières de l'utilisation des zones à haute latitude, la nécessité de rechercher une nouvelle structure de conception spéciale, une nouvelle théorie de conception et des méthodes de processus.

Problèmes des ponts roulants à très basse température

Lorsque la température ambiante est inférieure à -20°C, la résistance de l'acier habituellement utilisé diminue considérablement, tandis que sa fragilité augmente. Cela affaiblit considérablement les propriétés mécaniques normales de l'acier, et le rétrécissement et la déformation de la structure en acier peuvent provoquer une défaillance structurelle.

Dans un environnement à basse température, les fils et les câbles deviennent également rigides, voire se cassent. L'huile de lubrification devient plus épaisse et les roues de freinage, les câbles métalliques, les roues et les rails sont soumis à l'érosion de la glace et de la neige. De plus, les composants électriques et divers dispositifs de protection sont susceptibles de fonctionner anormalement ou de tomber en panne, ce qui empêche le portique de fonctionner normalement.

Par conséquent, le développement et la recherche de ponts roulants à très basse température sont impératifs.

Caractéristiques de conception des ponts roulants à très basse température

Pour garantir que la grue à portique puisse fonctionner normalement dans un environnement à basse température, il est nécessaire de résoudre quatre problèmes : le premier est la conception de la fragilité des matériaux dans un environnement à basse température ; le deuxième est la protection de la fiabilité du mécanisme de transmission dans un environnement à basse température ; le troisième est les mesures de chauffage et de conservation de la chaleur des composants électriques dans un environnement à basse température ; et le quatrième est la libération des contraintes internes dans la grue à portique causées par des changements de température de grande amplitude. Selon l'impact principal d'un environnement à basse température sur la grue à portique, la conception doit pleinement prendre en compte les cinq aspects suivants.

1. Etude anti-fragilité de la structure en acier dans un environnement à basse température

La structure du portique appartient à une structure en acier à poutres en caisson ou à poutres en treillis typique, l'expérience prouve que lorsque la température ambiante est inférieure à -20 °C, la résistance à la fragilité de la structure en acier diminue rapidement avec la baisse de la température de travail par proportionnalité carrée, de sorte que la conception de la résistance à la fragilité et la conception de la résistance de la structure en acier sont tout aussi importantes dans un environnement à basse température.

L'étude de nombreux cas destructeurs a démontré que les parties de la structure en acier qui subissent des dommages fragiles dans des environnements à basse température se produisent principalement à la concentration de contrainte causée par une conception ou une technologie de traitement inappropriée, y compris les intersections de soudure, les angles vifs, les ouvertures et les mutations de section transversale. Ces parties de la contrainte plus importante sont susceptibles de provoquer des fissures fragiles et d'entraîner une défaillance des propriétés mécaniques de la structure en acier. Pour cette raison, Henan Kuangshan Crane a pris les mesures suivantes lors de la conception de la structure en acier pour faire face à l'impact d'un environnement à basse température sur la structure en acier.

(1) L'utilisation de matériaux résistants aux basses températures, tels que l'acier de construction Q345E, la stabilité à basse température et la faible fissuration fragile.

(2) La conception structurelle doit essayer d'utiliser une transition arrondie ; lorsque la structure doit être ouverte, les coins du trou ne doivent pas être pointus ou courbés, des mesures doivent être prises pour renforcer la résistance périphérique du trou, c'est-à-dire l'utilisation d'une conception structurelle de type « anneau ».

(3) La section transversale des éléments de poutre de type caisson ne doit pas être modifiée brusquement et une certaine longueur de section de transition doit être conservée afin que la contrainte puisse être modifiée en douceur.

(4) L'agencement ne doit pas être superposé ni décalé, mais doit être dispersé de manière appropriée ; pour essayer de garantir que la soudure et la structure soudée peuvent être exemptes de déformation ; ne doit pas être utilisé pour concentrer la contrainte est une soudure à recouvrement unilatérale asymétrique plus grave, dans la mesure du possible, l'utilisation de joints bout à bout.

2. Protection du mécanisme de transmission dans un environnement à basse température

Le mécanisme de transmission des ponts roulants à très basse température est principalement le mécanisme de levage et le mécanisme de fonctionnement des deux parties, constitués d'une série de pièces en matériaux différents tels que des moteurs, des réducteurs, des accouplements, des arbres de transmission, des freins, des essieux, etc. Ces pièces ont différentes tendances destructrices dans l'environnement à basse température, Henan Kuangshan Crane utilise les mesures suivantes pour y faire face :

(1) Essayez d'utiliser la structure de transmission intégrée pour réduire la liaison de transmission et réduire la transmission des pièces requises, tandis que la structure intégrée occupe un petit espace, est facile à installer et effectue une variété de protections.

(2) Grâce à une conception de structure raisonnable, l'utilisation d'un couvercle de protection de type isolation thermique est utilisée pour protéger le dispositif de transmission principal. Grâce à la conception fermée du chariot élévateur dans une structure fermée, l'utilisation de matériaux d'isolation thermique fermés puis l'installation d'un dispositif de détection de température à l'intérieur du chariot, lorsque la température ambiante est inférieure à une valeur de température définie, le démarrage automatique du dispositif de chauffage. La température interne du chariot est contrôlée efficacement dans une plage appropriée, éliminant l'impact d'un environnement à basse température sur le fonctionnement du chariot.

(3) Pour certaines pièces de transmission difficiles à protéger, en plus de la nécessité d'un environnement à basse température, des tests mécaniques de fragilité des matériaux, mais aussi dans la sélection du lubrifiant, réduire l'impact de l'opération pour prendre des mesures. Les ponts roulants à très basse température doivent adopter des moteurs à démarrage progressif et un contrôle PLC + convertisseur de fréquence, afin que le fonctionnement global soit fluide et stable, réduisant la charge d'impact dans le processus de démarrage de l'opération

(4) Les matériaux résistants aux basses températures tels que l'acier Q345E, etc., doivent être testés pour leurs propriétés mécaniques dans des environnements à basse température (-45 °C) avant utilisation. Pour les entreprises en mesure de le faire, les principales matières premières doivent être testées dans un environnement à basse température, mais aussi pour l'évaluation du processus de soudage, en particulier la température de la soudure à -45 °C, l'évaluation du processus du métal de soudure et les tests des propriétés mécaniques.

3. Préchauffage et isolation des composants électriques dans un environnement à basse température

La température de fonctionnement normale des composants électriques est généralement de 0 °C à 40 °C. Une température trop élevée ou trop basse aura un impact plus important sur les composants électriques. Selon les statistiques, lorsque la température est inférieure à la température normale de 10 °C, le PLC, le convertisseur de fréquence et d'autres composants de contrôle, la fiabilité des composants de contrôle diminuera de 25%. Pour garantir le bon fonctionnement du système de contrôle électrique, Henan Kuangshan Crane prend les mesures suivantes :

(1) Les ponts roulants à très basse température doivent être installés pour isoler la salle électrique, les composants électriques y seront installés et la salle électrique sera équipée d'un dispositif de chauffage. Lorsque la température ambiante est inférieure à -20 °C, les ponts roulants à très basse température doivent être préchauffés lorsqu'ils commencent à fonctionner dans la salle électrique, puis commencer à fonctionner normalement après avoir atteint l'environnement à température ambiante.

(2) Le câble d'alimentation adopte un câble en caoutchouc résistant aux environnements à basse température et aux rayons ultraviolets au lieu d'un câble en PVC pour prolonger la durée de vie du câble dans des environnements à basse température.

(3) Les moteurs du mécanisme de levage et du mécanisme de fonctionnement sont équipés de radiateurs pour préchauffer avant de travailler dans un environnement à basse température et rester au chaud après le travail ; pour les ponts roulants à très basse température utilisés à l'extérieur, le niveau de protection des moteurs n'est pas inférieur à IP66.

(4) Les composants électriques qui ne peuvent pas être installés dans la salle électrique isolée doivent être installés dans le boîtier électrique avec un niveau de protection d'au moins IP55, et le boîtier électrique doit également être équipé d'un dispositif de chauffage et d'isolation.

4. Libération des contraintes internes de la structure du portique causée par une large plage de variations de température

Dans les zones de haute latitude, les différences de température ambiante en hiver et en été entraîneront d'énormes différences de température qui entraîneront une dilatation et une contraction thermiques du matériau. La structure en acier du portique à grande portée aura un impact énorme sur la grue Henan Kuangshan pour utiliser les mesures appropriées pour faire face à la structure avec les changements de température causés par les changements de contrainte interne dans la structure.

Tout d’abord, la structure en acier doit être conçue avec une structure symétrique avec des changements de section uniformes, de sorte que la déformation de l’ensemble de la structure avec les changements de température puisse être contrôlée.

Deuxièmement, la structure en acier doit adopter autant que possible une conception de structure statique, ainsi que l'utilisation d'un roulement à billes réglable, ce qui peut éliminer les contraintes internes causées par la déformation de la structure en acier. Il convient de noter que l'utilisation d'une structure statique réduira la rigidité de l'ensemble de la structure, qui est sujette au ruissellement des ponts roulants à très basse température, au rongement des rails et à d'autres phénomènes, il est donc nécessaire d'assurer le fonctionnement stable des ponts roulants à très basse température grâce à l'utilisation d'un redressement électrique, au réglage des roues de guidage horizontales et à d'autres mesures.

5. Conception de sécurité

Mécanisme de levage de grue grâce à l'utilisation des caractéristiques de « température constante » de la conception de structure fermée ; le mécanisme de fonctionnement du chariot doit utiliser l'entraînement trois en un, c'est-à-dire le moteur, le réducteur, le mécanisme de fonctionnement intégré au frein et l'utilisation du freinage de type sabot, la sélection de lubrifiants résistants aux basses températures.

Les grues à portique à très basse température sont utilisées à l'extérieur. Henan Kuangshan Crane a conçu un dispositif de chauffage des voies et un mécanisme de grattage de la neige, pour éviter l'excès de neige, le givrage des voies et le glissement, affectant l'utilisation sûre des grues.

Résumer

La conception des portiques à très basse température doit tenir compte de l'utilisation de nouveaux matériaux, de nouvelles technologies et de nouvelles techniques de développement innovant. Henan Kuangshan Crane a joué un rôle positif dans le développement et l'application réussis du projet de portique du port de Krasnodar en Russie, pour promouvoir l'innovation des portiques à très basse température, en particulier pour l'état extrêmement froid de la structure en acier des portiques à très basse température et la fiabilité électrique et d'autres technologies ont accumulé des données et de l'expérience. Les principales réalisations techniques peuvent également être appliquées à la conception de produits utilisés dans d'autres zones géographiques spéciales.

cristal

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