제철소에서 가장 중요한 장비 중 하나는 레이들 크레인이지만 너무 많은 제철소 운영자가 크레인의 설계 및 조달에 충분한 주의를 기울이지 않습니다. 크레인 재료, 구성품 및 사양을 올바르게 선택하는 것은 높은 수준의 생산성과 효율적인 제강 작업장을 보장하는 데 중요합니다.
그러나 조달 과정에서 터빈, 보일러, 어느 정도 펌프, 밸브 등 중장비에 더 중점을 두는 반면 레이들 크레인은 등한시됩니다. 레이들 크레인 구매 결정은 과학적 사고를 거의 적용하지 않고 성급하게 이루어지므로 기술 사양은 적용 요구 사항을 대략적으로만 충족합니다.
게다가 예산 제약으로 인해 상황이 더욱 악화되는 경우가 많습니다. 레이들 크레인은 일반적으로 공장의 주조기, 철강 공장 및 용광로 이후에 조달되기 때문에 조달에 필요한 자금이 거의 없어 적절한 크레인 사양이 제한됩니다.
레이들 크레인의 효율적이고 정확한 시운전, 조달, 설계, 제조 및 설치를 보장하려면 제조업체와 고객 간의 협력이 중요합니다.
소규모 공장의 경우 조달 과정에서 가격은 항상 중요한 요소이며 확장을 위한 총 자금은 신중하게 균형을 이루어야 합니다.
그러나 이 단계의 비용 절감은 필요 이상으로 더 자주 수리 및 유지보수를 수행하거나 현재 작업에 부적합하여 수명 주기를 단축하는 등 향후 공장의 생산성에 큰 영향을 미칠 가능성이 높습니다.{0}}
장기적으로는 3m톤 압연기든 5m톤 압연기든 크레인이 필요합니다. 공장이 최고 수준의 효율성을 보장하려면 구매 과정에서 가격이 주요 요인이 될 수 없습니다.
레이들 크레인의 설계 표준
레이들 크레인을 선택할 때 고려해야 할 몇 가지 개념이 있습니다. 인도는 IS-4137을 채택하고 국제 시장에서는 FEM 및 CMAA 표준을 권장합니다. FEM 표준은 후크 크기를 최적화하면서 바퀴 크기를 줄인다는 점에서 분명한 이점을 가지고 있습니다. 레이들 크레인 설계에 사용 가능한 모든 표준 중에서 FEM은 여러 가지 이유로 가장 적합한 표준입니다.
첫째, 크레인의 휠 하중 계산은 평균 하중을 사용하지 않기 때문에 실제로 휠 최적화가 가능합니다. 이 설계 표준을 통해 휠과 레일 치수를 정확하게 비교할 수 있습니다.
피로를 확인하고 로프와 로프 드럼을 정확하게 선택하는 방법에 대한 자세한 지침 외에도 사용 가능한 각 메커니즘의 분류가 명확하게 설명되어 있어 설계 팀이 다양한 옵션을 잘 이해할 수 있습니다.
300만톤 또는 500만톤 철강 공장의 레이들 크레인을 살펴보면 크레인 설계에서 고려해야 할 다섯 가지 중요한 영역이 있습니다.
첫 번째이자 가장 중요한 것은 구동 시스템입니다. 대부분의 현대 철강 공장에서는 기존 슬립 링 모터 개념 대신 가변 전압 가변 주파수(VVVF) 드라이브를 사용합니다.
모터는 유지 관리가 필요 없는 표준 AC 농형 모터가 될 것이며, 회전자 접촉기와 회전자 케이블이 없기 때문에 복잡성이 줄어듭니다.
복잡성을 더욱 줄이기 위해 과부하 보호, 저전압 보호 및 온/오프 작동이 내장되어 있으므로{0}}외부 접촉기와 보호 계전기가 필요하지 않습니다.
최소 속도에서 최대 속도까지 연속적으로 변하는 속도는 추가 하드웨어 없이 부드러운 이동이 가능하도록 5%에서 100% 사이의 마이크로{0}}속도 설정이 가능함을 의미합니다.
저키 작동을 줄일 수 있는 레이들 크레인 설계의 또 다른 측면은 시동 전류를 줄이는 것입니다. 시동 전류는 기존 DOL(직접{2}}온라인(DOL) 시동보다 낮으므로 작동이 향상되고 전력 소비가 절감됩니다.
전기 제동과 같은 기능은 단순한 기계적 제동에 비해 브레이크 슈와 라이닝의 마모를 줄여 크레인 부품의 기계적 피로를 줄여 기계 부품의 수명을 연장시킵니다.
우수한 RPM 제어 기능을 갖춘 직렬 제어 기능, 직렬 제어를 용이하게 하는 피드백 옵션, LCD의 매개변수 표시 및 진단 디스플레이와 같은 기타 기능도 크레인이 온라인 상태인 동안 사용할 수 있으므로 가동 중지 시간이 줄어듭니다. 레이들 크레인 설계에서 두 번째 주의 사항으로 넘어가면, 안전{1}}브레이크는 항상 평판이 좋은 공급업체로부터 수입해야 합니다. 국내 브레이크의 성능은 좋지만, 안전 고려 사항이 의심되는 경우 인도에서는 Sime 또는 Sibre가 만든 브레이크를 선호하는 경우가 많습니다. 그러나 Galvi에서 제조한 국산 브레이크는 레이들 크레인에 이상적입니다.
레이들 크레인의 가혹한 작동을 견딜 수 있도록 충분한 강도와 구조의 와이어 로프를 사용해야 합니다. Anupam은 우수한 작동 효율성을 달성하기 위해 2160n/mm2 강도의 강철 와이어 로프를 사용합니다. 인도에서는 Usha Martin 와이어로프를 권장합니다.
작동 중에 와이어 로프와 후크 세트 조립 핀에 응력이 발생하여 조기 크레인 고장이 발생할 수 있습니다. Anupam은 더 나은 EN 시리즈 재료 구성을 사용하며 응력에 저항하기 위해 후크 블록 조립용 핀으로 사용됩니다.
휠은 레이들 크레인의 수명과 원활한 작동에 있어서 중요한 구성 요소입니다. 많은 고객은 일반적으로 작동 중 발생하는 마모를 처리하기 위해 약 400 BHN 또는 58/RC의 더 높은 경도를 요구합니다. 또 다른 중요한 측면은 EN-28 소재를 사용하여 휠의 수명과 강도를 높이고 충격 하중을 견디어 지속적으로 원활하게 작동하도록 돕는 것입니다. 그러나 EN-28 재료는 부족합니다.
일반적으로 레이들 크레인의 건강을 위해 경도가 250~280 BHN인 C55Mn75 또는 SAE5160 소재를 사용하는데 이는 아무런 문제가 없습니다. 그러나 400t 이상의 대형 레이들 크레인의 경우 작업의 중요성이 매우 엄격하므로 EN-28 재질을 사용하는 것이 좋습니다.
운동학 문제
오늘날 운동학 분야에서는 2가지 모터 운동학을 선호하는 사람도 있고 4가지 모터 운동학을 선호하는 사람도 있는 등 지속적인 논쟁이 진행되고 있습니다. 두 접근 방식 모두 문제가 없지만 메인 호이스트에 4개의-모터 운동학을 사용하면 상당한 이점이 있습니다. 4{3}}모터 시스템에서는 2개의 모터가 하나의 기어박스를 통해 구동되는 대신, 4개의 모터가 내장 유성 기어박스 시스템이 있는 2개의 기어박스를 통해 구동됩니다. 로프 드럼은 대형 기어를 통해 기계적으로 연결되어 드럼 움직임을 동기화합니다. 이는 모터 선택이 표준 크기 범주에 속한다는 것을 의미하며, 이는 결과적으로 기존의 2개-모터 배열에 비해 모터의 유지 관리 및 초기 비용을 줄여줍니다.
증가된 마력이 필요할 때마다 기존의 2개{0}}모터 배열은 비표준 모터 크기를 초래하고 단일 기어박스에는 대형 표준 입력 유성 기어가 필요하므로 크기와 관련된 비용이 크게 증가합니다.
크레인 모터 고장이 발생하는 경우 4개-모터 시스템은 2개-모터 시스템에 없는 추가 이점을 제공합니다. 예를 들어 100% 부하에서도 다른 2개 모터를 사용하여 절반 속도로 크레인 작동을 계속할 수 있습니다. 2{3}}속도 시스템 작동을 중지해야 합니다. 이렇게 하면 부하를 줄일 때 문제가 발생하지 않습니다.
또한, 메인 호이스트 기어박스 입력 피니언과 관련된 오류가 발생하는 경우 4{0}}모터 시스템을 사용하면 크레인이 유사한 방식으로 계속 작동할 수 있는 반면, 2-모터 시스템은 중복성이 부족하고 비상 제동 컷인만 볼 수 있으므로 작동을 재개하려면 고장 유지 관리가 필요합니다.
실제로 각 시스템의 비상 제동 장치의 차이도 호이스트 크기와 안전 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.
이중 모터 시스템의 경우 일반적으로 적절한 과속 방지 장치와 함께 비상 디스크 브레이크 세트가 각 로프 드럼에 설치됩니다. 그러나 모터와 드럼 사이의 구동 시스템 부분에 기계적 고장이 발생하면 처음에는 부하가 자유 낙하하게 됩니다. 이러한 기계적 고장이 발생하면 부하의 속도가 정격 최대 속도를 초과하므로 부하를 유지하기 위해 즉시 비상 제동이 필요합니다. 어떤 높이에서든지 하중을 내리는 동안 하중이 떨어지면 매우 높은 속도와 토크가 발생하며, 이 경우 비상 제동으로 인해 추가적인 충격이 발생합니다.
이러한 비정상적인 충격은 크레인의 기본 구조, 특히 레일과 휠 사이의 엔드 브래킷 넥을 손상시켜 전단될 수 있는 경우가 많습니다. 또한 로프 드럼 플랜지에 비상 디스크 브레이크를 수용하기 위해 추가 공간이 필요했으며 이로 인해 후크 방식을 위한 더 많은 공간과 더 많은 헤드룸이 필요했습니다.
이와 대조적으로 4{0}}모터 시스템에서 동일한 과속 상태를 초래하는 기계적 고장은 모터 샤프트에 장착된 인코더나 드럼 샤프트에 장착된 제한 스위치로 감지할 수 있습니다. 이 경우 하나 또는 두 개의 장치에 의해 전원 공급이 즉시 차단되고 입력축의 서비스 브레이크가 즉시 작동하여 부하를 유지합니다.
또한 입력 피니언 샤프트에는 여러 개의 예비 서비스 브레이크가 있으므로 브레이크 중 하나가 고장나더라도 다른 브레이크가 전체 하중을 유지하고 자유 낙하를 중지합니다. 따라서 이 시스템에서는 어떤 상황에서도 자유낙하가 발생하지 않습니다.
4개-모터 시스템의 로프 드럼은 링 기어를 통해 기계적으로 연결되며, 기어박스 입력측의 별도 샤프트는 내장된 기어열을 통해 출력 기어에 직접 연결됩니다.- 서비스 브레이크는 입력 샤프트에 장착되어 있으며 이 시스템에서 비상 브레이크 역할을 합니다.
비상 및 서비스 브레이크는 호이스트 모터에 장착된 인코더를 통해 MH 모터에 병렬로 연결됩니다. 따라서 로프 드럼에는 비상 디스크 브레이크가 필요하지 않으며 감소된 후크 접근 및 여유 공간이 더 이상 필요하지 않습니다.
요약하자면, 2가지-모터 운동학에 비해 4가지{0}}모터 운동학의 가장 확실한 장점 중 일부는 안전과 관련이 있습니다.
2-모터 시스템은 적절한 안전을 제공하기 위해 비상 디스크 브레이크의 철저하고 빈번한 유지 관리에 의존합니다. 왜냐하면 이 시스템은 기계적 고장이 발생한 경우에만 작동하므로 장기간 사용하지 않은 후에도 첫 번째 작동을 보장해야 하기 때문입니다. 중복된 제동 기능이 없으므로 100% 실패-안전하지 않습니다.
그러나 4개의 모터 시스템으로 인해 서비스 브레이크와 로프 드럼 기어 트레인은 모터와 로프 드럼 사이의 구동 시스템에 기계적 고장이 발생한 경우 표준 전기 기계식 제동 동작을 용이하게 합니다.
통합된 이중화로 인해 시스템은 100% 안전하고{1}} 로프 드럼에 비상 디스크 브레이크가 없어도 어떤 상황에서도 자유낙하가 발생하지 않습니다.
이러한 유형의 초대형 대형 중량-레이들 크레인의 구조 및 기계 설계에는 피로 계산, 유한 요소 분석 및 공진 제거와 같은 기술이 적용되었습니다. 예비 부품 수가 적고 유지 관리 복잡성이 낮습니다.
