Производительность перегрузочного процесса

Традиционно многие краностроительные заводы выпускают портальные краны с шарнирно-сочлененной стреловой системой. Традиция обновлять парк кранов портальными кранами типа «Сокол», «Кондор» имеет место в большинстве наших портов. При этом при выборе крана производительность и грузоподъемность кранов не являются приоритетными показателями, что является причиной низких показателей производительности перегрузочного процесса в наших портах.
Так, максимальная грузоподъемность наших портальных кранов не превышает 30—40 тонн, а в грейферном режиме 16—18 тонн. По данным информационно-аналитической системы портальных кранов Украины, среднестатистическая производительность портальных кранов по отрасли составляет 110—137 тонн/час, по отдельным портам колеблется от 50 до 200 тонн/час (см. рис. 1). Такие показатели на порядок ниже, чем в передовых европейских портах. Так, производительность портового крана «Liebherr» LHM-600 в грейферном режиме достигает 1300 тонн/час.
Зарубежные аналоги портовых кранов в крюковом режиме достигают грузоподъемности 200 тонн, в грейферном режиме 75 тонн и выше, т.е. только по показателю грузоподъемности на генеральных и навалочных грузах у наших кранов грузоподъемность, которая предопределяет производительность грузопереработки, ниже в 3—5 раз. Одним из показателей эффективности конструкции крана является «плотность мощности», т.е. удельная масса крана, которой обеспечивается одна тонна грузоподъемности (у мобильных кранов такой показатель в 2—3 раза лучше, чем у портальных). Конструктивные решения при создании портальных кранов повышенной грузоподъемности, особенно для кранов с шарнирно-сочлененной системой, встречаются с проблемой нелинейного роста металлоемкости расчетных металлоконструкций и массы крана в целом. Интенсивность роста массы металлоконструкции портального крана с шарнирно-сочлененной стреловой системой в несколько раз превышает интенсивность роста массы металлоконструкции мобильного крана с прямой стрелой, что является одной из причин катастрофического увеличения массы крана в целом (см. рис 2, кривая 1).
Так, при попытке создания крана с шарнирно-сочлененной стреловой системой грузоподъемностью до 63 тонн (вылет 50 м) масса крана превысила 700 тонн (кран АНС — 2000, Kranbau Eberswalde, см. таблицу 1). Таким образом, задача увеличения грузоподъемности и, следовательно, производительности портальных кранов с шарнирно-сочлененной стреловой системой является нереальной из-за значительного увеличения массы крана.
Показатель «плотности мощности» в этом случае увеличивается в 3—4 раза (см. таблицы 1, 2).
Принципиально иной подход применяется при конструировании мобильных кранов с электрогидростатической трансмиссией. Основные преимущества конструкции крана заключаются в следующем. Металлоемкость крана при увеличении грузоподъемности повышается незначительно за счет применения прямой стрелы и за счет применения в несущих металлоконструкциях высоколегированных сталей повышенной прочности (см. рис 2, кривая 2).
Стрела является одним из компонентов крана, и металлоконструкция крана не является «базовой системой», как, например, у портальных кранов с шарнирно-сочлененной системой.
Применение электрогидростатической трансмиссии обеспечивает значительное снижение металлоемкости крана, динамических нагрузок, достижение более высоких скоростей в переходных режимах. Экономия электроэнергии достигает 30 % при сравнении с портальными кранами с контакторной системой управления и до 50 % при применении специальных гидроаккумуляторов системы «Liebherr Pactronic», которые применяются в последних конструкциях кранов. Усовершенствованная электроника, система «Liebherr Cycoptronic» позволяет крановщику производить точное позиционирование груза, обеспечивает автоматическое гашение колебаний, полное совмещение операций (подъем, поворот, вылет), оптимизацию траектории перемещения груза, телевизионное наблюдение за грузом и др., чем достигается высокая производительность крана. Приведенные принципы конструирования позволяют поднять грузоподъемность мобильного крана до 200 тонн при сравнительно незначительном увеличении массы крана (рис. 2, кривая 2). Сравнительный анализ технических характеристик портовых кранов, выпускаемых ведущими мировыми краностроительными корпорациями, выявляет значительные преимущества мобильных кранов с гидростатической трансмиссией по всем показателям: грузоподъемности, производительности, экономичности, нагрузки на причал и др.
Сравнительный анализ кранов различных краностроительных фирм показывает, что из перечисленных кранов лучшими технико-экономическими показателями обладают краны фирмы «Liebherr», о чем свидетельствует спрос на краны на мировом рынке, в том числе в странах СНГ.