Добрый день, SE7EN!
В детские годы портовый кран мне виделся колоссальным жирафом: его опоры возвышались над пирсом, а под ними мерцали, словно крохотные игрушки, железнодорожные вагоны. Длинная стрела, усыпанная тёмными пятнами ферм, напоминала шею, плавно наклоняющуюся над раскрытым трюмом корабля-«кашалота». Грузоподъёмные тросы звучали звонким звоном от тяжести улова, а громовой электрический гул подчеркивал величие механизма.
Сегодня я уже не увлекаюсь детской фантазией, а восторгаюсь гением советских инженеров. Предлагаю погрузиться в эстетику технических чертежей и конструктивных находок прошлых лет.
Герой нашего материала — портальный монтажный кран КПМ-32/16-10,5В-К, сошедший со стапелей ленинградского завода подъёмно-транспортного оборудования им. С. М. Кирова. Он выполняет монтажные и сварочные работы в портах и на судостроительных верфях. При вылете стрелы от 8 до 17 м поднимает до 32 т, а при максимальном вылете 30 м — до 16 т. Имеется вспомогательная лебёдка на 5 т. Масса крана — 233 т, скорость передвижения по рельсам — до 30 м/мин.
Завод ПТО им. С. М. Кирова, основанный в 1930 году на базе мастерских Варшавской железной дороги, выпускал тяжёлые грузоподъёмные краны для металлургических комбинатов, АЭС, гидро- и тепловых станций. За всю историю здесь изготовили свыше 15 000 крановых машин. Сегодня о предприятии напоминает лишь эмблема на ограде вдоль Обводного канала.
В середине 1970-х разработка такой машины была поистине нетривиальной задачей: никаких САПР, только кульман, логарифмическая линейка и бумага. Надёжность и точность обеспечивались хитроумной механикой и релейными схемами с реостатными ступенями пуска, без современной электроники и частотных приводов.
На одном из сохранившихся чертежей встречаются фамилии конструкторов: Михайлов, Николаев, Марутов, Мазовер, Сушанский — напоминание о том, что за каждым узлом стоял конкретный мастер.
КПМ-32/16 — это сложная пространственная система: четырёхопорный портал обеспечивает проезд под краном, на нём установлена поворотная платформа с кабиной управления и машинным отсеком, где скрыты лебёдки. Длинная коробчатая стрела уравновешена массивным контргрузом; кинематика вылета и подъёма управляется электродвигателями с реостатным пуском.
Лебёдка основного подъёма (32 т) снабжена двумя приводами: 75 кВт для скорости 17 м/мин и 5 кВт для 0,5 м/мин при установке. Планетарная муфта согласует работу двигателей через блокируемые тормоза. Вспомогательная лебёдка (5 т) развивает 37 м/мин при 37 кВт.
За безопасность отвечают центробежные выключатели на двигателях, обесточивающие систему при двукратном превышении оборотов.
Система вылета стрелы состоит из 17-тонной коробчатой балки, 8-тонного хобота и двойной гибкой оттяжки. Тросы через балансир крепятся к хоботу и натяжным устройствам на каркасе, обеспечивая при изменении вылета движение груза почти по горизонтали с отклонением не более 0,8 м.
Стрела через тягу связана с качающимся 30-тонным коромыслом, на заднем плече которого установлен подвижный бетонно-металлический противовес ≈48 т. Это позволяет обеспечить три точки равновесия без груза и две — с нагрузкой, снижая нагрузку на тормоза и редуктор вылета.
Лебёдка изменения вылета (11 кВт) размещена в защитном кожухе; массивный маховик смягчает рывки, а две тормозные системы с поочерёдным включением обеспечивают плавную остановку.
Редуктор приводит в движение зубчатую рейку с демпфером, снижающим динамические нагрузки. Рейки легко реверсировать по мере износа, продлевая ресурс механизма.
Ограничитель грузового момента (ОГМ) — система блоков и рычагов, смещающаяся при превышении допустимого момента и через концевые выключатели отключающая цепи подъёма и вылета. Конструкция сохраняет постоянную грузоподъёмность на вылетах 8–17 м и регулируемую на 17–30 м, действуя как механический динамометр.
Вспомогательный подъём оснащён аналогичным, но более простым ограничителем, так как грузоподъёмность не превышает 5 т вне зависимости от вылета стрелы.
Все узлы — стрела, хобот, коромысло, лебёдки — смонтированы на поворотной платформе, вместе образуя верхнюю вращающуюся часть крана.
Кабина оператора и машинный отсек скрывают лебёдки, редукторы и шкафы управления. С высоты 14 м открываются виды на портовый пейзаж, сопровождаемые гулом механизмов и жаром от работы двигателей.
Поворотная часть имеет неограниченный угол вращения и опирается на два концентрических швеллера диаметром почти 6 м с 36 роликами. Привод мощностью 45 кВт требует выдерживать тормоз не менее трёх секунд перед сменой направления, чтобы избежать повреждений редуктора.
В центре машинной кабины колонна с токосъёмным узлом — медные кольца и подпружиненные графитовые щётки — обеспечивает надёжное питание лебёдок и электроники поворотной части, несмотря на вибрации и коррозионные условия.
Верхняя часть крана опирается на массивный 43-тонный портал: жёсткие коробчатые ноги, широкая колея ходовых тележек для проезда двух вагонов и массивная поворотная платформа создают устойчивую пространственную конструкцию, стойкую к ветровым и динамическим нагрузкам.
Масса крана — 233 т, номинальная нагрузка 32 т составляет лишь 14% от веса машины. Во время приёмочных испытаний кратковременно нагружают до 40 т (18% от массы), обеспечивая запас прочности для всех узлов.
Для передвижения по рельсам кран оснащён четырьмя тележками с приводами по 11 кВт каждая, компенсирующими неровности пути и предотвращающими перекос конструкции под нагрузкой, когда усилия на тележки превышают сотни тонн.
Широкая парусность портала требует противоугонных захватов для фиксации тележек к рельсам, а в кабине установлен анемометр для контроля скорости ветра и своевременного включения фиксаторов.
Питается кран от трёхфазной сети через штепсельные колонки вдоль подкранового пути. Гибкий кабель наматывается на барабан с противовесом, а свободное вращение обеспечивается кольцевым токосъёмником. Для смены колонки достаточно ослабить ленточный тормоз, и кабель аккуратно сойдёт обратно.
Все механизмы приводятся в действие электродвигателями фазного ротора типов MTB, MTF, MTH. Управление осуществляется командоконтроллерами — кулачковыми переключателями: поворот рукоятки изменяет комбинацию контактов, задавая напряжение для силовых цепей.
Плавность пуска обеспечивается реостатным регулированием сопротивления в цепи ротора: блоки пусковых сопротивлений, похожие на крупногабаритный обогреватель, ограничивают ток и создают необходимый момент. По мере разгона сопротивления шунтируются, а при торможении включаются вновь.
Главный недостаток такого способа управления — низкий КПД: значительная часть энергии рассеивается в тепло.
Несмотря на возраст и архаичность решений, подобные краны по-прежнему трудятся в портах и на верфях. Одни уходят на металлолом, другие модернизируются и получают вторую жизнь. Наш «Кировец» избежал участи забвения и продолжает верой и правдой служить производству.
Портальный монтажный кран «Кировец» — 233-тонный символ советской инженерии: громоздкий, мощный, он сочетает надёжность релейных схем с изяществом механики. Сошедший со стапелей в середине 70-х, он поныне без устали трудится, подтверждая величие ушедшей эпохи.
Когда в следующий раз прогуляетесь по набережной и среди мачт и стрел узнаете силуэт КПМ-32/16 — улыбнитесь ему и передайте привет из прошлого.
