Cần trục giàn nhiệt độ cực thấp được thiết kế riêng cho mùa đông khắc nghiệt tại cảng Krasnodar: Giải pháp thiết kế tiên tiến

Khách hàng của chúng tôi đã mua một cần trục giàn chịu nhiệt độ cực thấp cho Cảng Krasnodar ở miền Nam nước Nga, nơi có mùa đông khắc nghiệt do vĩ độ cao ở Siberia. Để đảm bảo cần trục hoạt động ở nhiệt độ thấp tới 40°C, chúng tôi đã cân nhắc đặc biệt khi thiết kế và lựa chọn kết cấu thép, thành phần cơ khí và hệ thống điện. Một nhóm chuyên gia thiết kế và kỹ sư giàu kinh nghiệm đã được thành lập, làm việc chặt chẽ với các đối tác Nga về thiết kế quy trình và lựa chọn thiết bị để đáp ứng các thách thức cụ thể về môi trường.

Môi trường lạnh ở các khu vực vĩ độ cao có tác động rất lớn đến hiệu suất của cần trục của giàn cần cẩu, và cần phải có biện pháp cần thiết để ứng phó với môi trường nhiệt độ thấp, bao gồm tác động của thời tiết cực lạnh đến hiệu quả vận hành và độ tin cậy của cần trục cổng trục. Theo loại kết cấu truyền thống, thiết kế và chế tạo cần trục cổng trục không thể đáp ứng các yêu cầu đặc biệt khi sử dụng ở các khu vực vĩ độ cao, cần phải tìm kiếm một kết cấu thiết kế đặc biệt mới, một lý thuyết thiết kế mới và phương pháp xử lý.

Các vấn đề về cần trục giàn nhiệt độ cực thấp

Khi nhiệt độ môi trường thấp hơn -20°C, cường độ của thép thường dùng sẽ giảm mạnh, độ giòn tăng, làm suy yếu nghiêm trọng tính chất cơ học bình thường của thép, kết cấu thép bị co ngót và biến dạng có thể gây ra hỏng kết cấu.

Trong môi trường nhiệt độ thấp, dây và cáp cũng trở nên cứng hoặc thậm chí đứt. Dầu bôi trơn trở nên đặc hơn và bánh xe phanh, dây cáp, bánh xe và đường ray bị băng và tuyết bào mòn. Ngoài ra, các thành phần điện và các thiết bị bảo vệ khác nhau dễ hoạt động bất thường hoặc hỏng hoàn toàn, ngăn cản cần trục cổng trục hoạt động bình thường.

Do đó, việc phát triển và nghiên cứu cần trục giàn nhiệt độ cực thấp là vô cùng cấp thiết.

Đặc điểm thiết kế của cần trục giàn nhiệt độ cực thấp

Để đảm bảo cần trục cổng trục có thể hoạt động bình thường trong môi trường nhiệt độ thấp, cần giải quyết bốn vấn đề: một là thiết kế độ giòn của vật liệu trong môi trường nhiệt độ thấp; thứ hai là bảo vệ độ tin cậy của cơ cấu truyền động trong môi trường nhiệt độ thấp; thứ ba là các biện pháp làm nóng và giữ nhiệt của các thành phần điện trong môi trường nhiệt độ thấp; và thứ tư là giải phóng ứng suất bên trong cần trục cổng trục do những thay đổi nhiệt độ rộng. Theo tác động chính của môi trường nhiệt độ thấp đối với cần trục cổng trục, thiết kế cần xem xét đầy đủ năm khía cạnh sau.

1. Nghiên cứu chống giòn của kết cấu thép trong môi trường nhiệt độ thấp

Kết cấu cầu trục cổng thuộc về kết cấu thép dầm hộp hoặc dầm giàn điển hình, thực nghiệm chứng minh rằng khi nhiệt độ môi trường dưới -20C, khả năng chống giòn của kết cấu thép giảm nhanh chóng khi nhiệt độ làm việc giảm theo tỷ lệ bình phương, do đó thiết kế khả năng chống giòn và thiết kế cường độ của kết cấu thép có tầm quan trọng như nhau trong môi trường nhiệt độ thấp.

Qua nghiên cứu nhiều trường hợp phá hoại, người ta chứng minh được rằng các bộ phận kết cấu thép bị hư hỏng giòn trong môi trường nhiệt độ thấp chủ yếu xảy ra ở nơi tập trung ứng suất do thiết kế hoặc công nghệ gia công không phù hợp, bao gồm các giao điểm hàn, góc nhọn, lỗ mở và đột biến mặt cắt ngang. Những bộ phận chịu ứng suất lớn hơn này có khả năng gây nứt giòn và dẫn đến hỏng các tính chất cơ học của kết cấu thép. Vì lý do này, Henan Kuangshan Crane trong quá trình thiết kế kết cấu thép đã thực hiện các biện pháp sau để giải quyết tác động của môi trường nhiệt độ thấp lên kết cấu thép.

(1) Sử dụng vật liệu chịu nhiệt độ thấp như thép kết cấu Q345E, độ ổn định ở nhiệt độ thấp, nứt giòn thấp.

(2) Thiết kế kết cấu nên cố gắng sử dụng chuyển tiếp bo tròn; khi kết cấu phải mở, không nên có góc lỗ nhọn hoặc cong, nên áp dụng biện pháp tăng cường độ ngoại vi của lỗ, tức là sử dụng thiết kế kết cấu kiểu “vòng”.

(3) Mặt cắt ngang của các thành phần dầm hộp không được thay đổi đột ngột và phải giữ lại một chiều dài nhất định của tiết diện chuyển tiếp để có thể thay đổi ứng suất một cách nhẹ nhàng.

(4) Bố trí không được chồng chéo, so le mà phải phân tán hợp lý; cố gắng bảo đảm mối hàn và kết cấu hàn không bị biến dạng; không nên tập trung ứng suất vào mối hàn chồng một bên không đối xứng nghiêm trọng hơn, nếu có thể thì sử dụng mối hàn giáp mép.

2. Bảo vệ cơ cấu truyền động trong môi trường nhiệt độ thấp

Cơ cấu truyền động của cần trục giàn nhiệt độ cực thấp chủ yếu là cơ cấu nâng và cơ cấu vận hành của hai bộ phận, bao gồm một loạt các bộ phận được làm bằng các vật liệu khác nhau như động cơ, bộ giảm tốc, khớp nối, trục truyền động, phanh, bánh xe, v.v. Các bộ phận này có xu hướng phá hủy khác nhau trong môi trường nhiệt độ thấp, Henan Kuangshan Crane sử dụng các biện pháp sau để ứng phó:

(1) Cố gắng sử dụng cấu trúc truyền động tích hợp để giảm liên kết truyền động và giảm các bộ phận truyền động cần thiết, đồng thời cấu trúc tích hợp chiếm không gian nhỏ, dễ lắp đặt và thực hiện nhiều biện pháp bảo vệ.

(2) Thông qua bố trí kết cấu thiết kế hợp lý, sử dụng lớp phủ bảo vệ loại cách nhiệt để bảo vệ thiết bị truyền động chính. Thông qua bố trí thiết kế khép kín của xe đẩy nâng thành kết cấu khép kín, sử dụng vật liệu cách nhiệt khép kín rồi lắp đặt bên trong thiết bị phát hiện nhiệt độ xe đẩy, khi nhiệt độ môi trường thấp hơn giá trị nhiệt độ cài đặt, thiết bị gia nhiệt tự động khởi động. Nhiệt độ bên trong xe đẩy được kiểm soát hiệu quả trong phạm vi phù hợp, loại bỏ tác động của môi trường nhiệt độ thấp đến hoạt động của xe đẩy.

(3) Đối với một số bộ phận truyền động khó bảo vệ, ngoài việc cần môi trường nhiệt độ thấp, thử nghiệm cơ học giòn vật liệu, còn phải lựa chọn chất bôi trơn, giảm tác động của hoạt động để có biện pháp. Cần trục cổng nhiệt độ cực thấp nên sử dụng động cơ khởi động mềm và điều khiển PLC + biến tần, để toàn bộ hoạt động trơn tru và ổn định, giảm tải tác động trong quá trình khởi động hoạt động

(4) Việc sử dụng vật liệu chịu nhiệt độ thấp như thép Q345E, v.v., trước khi sử dụng phải thử nghiệm tính chất cơ học trong môi trường nhiệt độ thấp (-45C). Đối với các doanh nghiệp có khả năng thực hiện, nguyên liệu chính phải được tiến hành thử nghiệm trong môi trường nhiệt độ thấp, đồng thời cũng phải đánh giá quy trình hàn, đặc biệt là nhiệt độ -45C của mối hàn, đánh giá quy trình kim loại hàn và thử nghiệm tính chất cơ học.

3. Làm nóng sơ bộ và cách điện các thành phần điện trong môi trường nhiệt độ thấp

Nhiệt độ làm việc bình thường của các thành phần điện nói chung là 0C ~ 40C, nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp sẽ ảnh hưởng lớn hơn đến các thành phần điện. Theo thống kê, khi nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ bình thường là 10C, PLC, bộ biến tần và các thành phần điều khiển khác, độ tin cậy của các thành phần điều khiển sẽ giảm 25%. Để đảm bảo hệ thống điều khiển điện hoạt động bình thường, Henan Kuangshan Crane thực hiện các biện pháp sau:

(1) Cần trục giàn nhiệt độ cực thấp nên được thiết lập để cách nhiệt phòng điện, các thành phần điện sẽ được lắp đặt trong đó và phòng điện sẽ được lắp đặt thiết bị sưởi ấm. Khi nhiệt độ môi trường thấp hơn -20C, cần trục giàn nhiệt độ cực thấp nên được làm nóng trước khi bắt đầu làm việc trong phòng điện, sau đó bắt đầu làm việc bình thường sau khi đạt đến môi trường nhiệt độ phòng.

(2) Cáp nguồn sử dụng cáp cao su có khả năng chống chịu môi trường nhiệt độ thấp và bức xạ cực tím thay cho cáp PVC để kéo dài tuổi thọ của cáp trong môi trường nhiệt độ thấp.

(3) Động cơ của cơ cấu nâng và cơ cấu chạy được trang bị bộ gia nhiệt để làm nóng trước khi làm việc trong môi trường nhiệt độ thấp và giữ ấm sau khi làm việc; đối với cần trục cổng nhiệt độ cực thấp sử dụng ngoài trời, cấp độ bảo vệ của động cơ không thấp hơn IP66.

(4) Các linh kiện điện không thể lắp đặt trong phòng điện cách điện phải được lắp đặt trong hộp điện có cấp bảo vệ không thấp hơn IP55, đồng thời hộp điện cũng phải được trang bị thiết bị cách nhiệt và gia nhiệt.

4. Giải phóng ứng suất bên trong của kết cấu cần trục cổng trục do nhiệt độ thay đổi trong phạm vi rộng

Khu vực vĩ độ cao vào mùa đông và mùa hè nhiệt độ môi trường chênh lệch lớn sẽ gây ra hiện tượng giãn nở và co lại vì nhiệt của vật liệu, kết cấu thép của cần trục cổng trục nhịp lớn sẽ có tác động rất lớn đến việc sử dụng các biện pháp thích hợp để xử lý kết cấu có sự thay đổi nhiệt độ do ứng suất bên trong kết cấu gây ra.

Trước hết, kết cấu thép phải được thiết kế theo kết cấu đối xứng, mặt cắt ngang thay đổi đồng đều, để có thể kiểm soát được biến dạng của toàn bộ kết cấu khi nhiệt độ thay đổi.

Thứ hai, kết cấu thép nên áp dụng thiết kế kết cấu tĩnh càng nhiều càng tốt, cùng với việc sử dụng ổ trục bản lề bi có thể điều chỉnh, có thể loại bỏ ứng suất bên trong do biến dạng của kết cấu thép. Cần lưu ý rằng việc sử dụng kết cấu tĩnh sẽ làm giảm độ cứng của toàn bộ kết cấu, dễ xảy ra hiện tượng chảy tràn, cắn ray và các hiện tượng khác của cần trục giàn nhiệt độ cực thấp, do đó cần đảm bảo hoạt động ổn định của cần trục giàn nhiệt độ cực thấp thông qua việc sử dụng kẹp nghiêng điện, cài đặt bánh xe dẫn hướng ngang và các biện pháp khác.

5. Thiết kế an toàn

Cơ cấu nâng hạ cần trục thông qua việc sử dụng đặc tính “nhiệt độ không đổi” của thiết kế kết cấu khép kín; cơ cấu chạy xe đẩy nên sử dụng hệ truyền động ba trong một, tức là động cơ, bộ giảm tốc, cơ cấu chạy tích hợp phanh và sử dụng phanh kiểu móng guốc, lựa chọn chất bôi trơn chịu nhiệt độ thấp.

Cẩu trục nhiệt độ cực thấp được sử dụng ngoài trời, Henan Kuangshan Crane đã thiết kế một thiết bị sưởi ấm đường ray và cơ chế cạo tuyết để tránh tuyết quá nhiều, đường ray đóng băng và trượt, ảnh hưởng đến việc sử dụng cần cẩu an toàn.

Tóm tắt

Thiết kế cần trục giàn nhiệt độ cực thấp cần xem xét đến việc sử dụng vật liệu mới, công nghệ mới và kỹ thuật mới để phát triển sáng tạo. Henan Kuangshan Crane đã phát triển và ứng dụng thành công dự án cần trục giàn cảng Krasnodar của Nga, thúc đẩy sự đổi mới của cần trục giàn nhiệt độ cực thấp đã đóng vai trò tích cực, đặc biệt là đối với trạng thái cực lạnh của cần trục giàn nhiệt độ cực thấp kết cấu thép và độ tin cậy điện và các công nghệ khác đã tích lũy dữ liệu và kinh nghiệm. Những thành tựu kỹ thuật chính cũng có thể được áp dụng vào thiết kế các sản phẩm được sử dụng ở các khu vực địa lý đặc biệt khác.

pha lê

Chuyên gia OEM cần cẩu

Với 8 năm kinh nghiệm trong việc tùy chỉnh thiết bị nâng, đã giúp hơn 10.000 khách hàng giải đáp các thắc mắc và thắc mắc trước khi bán hàng, nếu bạn có bất kỳ nhu cầu nào liên quan, vui lòng liên hệ với tôi!

WhatsApp: +86 199 1373 9708

E-mail: krystalli@kscranegroup.com