Если у вас не прогружаются какие-то фотографии / картинки / чертежи, тогда рекомендуем использовать VPN сервисы!

25.10.2024

Граб не открывается. Действия электромеханика на судне. Специфика работы с грабами GBM, TOBU, SMAG

Приветствую читателей! В предыдущей статье по грузовым кранам мы рассматривали общие вопросы работы и ремонта кранов для судового электромеханика. Также была затронута тема грейферов (грабов) с отсылкой на отдельную статью.

Граб не открывается. Действия электромеханика на судне. Специфика работы с грабами GBM, TOBU, SMAG

Поэтому в этой статье мы будем разбираться с грабами и их частыми поломками. Для начала рассмотрим грабы с радио управлением. Эти грабы открываются с пульта, на который воздействует оператор крана или рабочий на палубе.

Эта статья висела у меня в черновиках уже около трёх лет, все никак не мог её закончить. Собрался с силами и собственно прошу ознакомиться. Особенно актуально для новичков!

Радио грабы GBM и TOBU

Основными элементами радио (электро-гидравлического) граба являются:

  1. Радио модуль (receiver) принимает сигнал от пульта (трансмиттера). Передаёт сигнал на катушку соленоидного клапана.
  2. Пульт (transmitter) - основной орган управления грабом. Дает команду на открытие. У пульта имеются свои батарейки (обычно 3A или 2А).
  3. Аккумуляторная батарея (battery) - батарея, которая питает радио модуль.
  4. Соленоидный клапан и катушка (solenoid valve with coil) - воздействует на основной гидравлический клапан открытия граба.
Очень удобные грабы для электромеханика в плане обслуживания и ремонта. Самое здесь главное - это вовремя менять батареи. Обычно в работе находится четыре граба (батареи) и соответственно 4е батареи на зарядке. Батареи могут меняться как раз в сутки, так и раз в несколько суток, зависит от интенсивности работы, а также типа и мощности батарей.
Внимание! Здесь мы не будем рассматривать систему гидравлики граба. Опишу только какие бывают поломки с точки зрения механики. Также из моментов обслуживания я не буду говорить о смазке движущихся частей, это само собой разумеющиеся процессы поддержания живучести граба.
Китайский граб GBM

Рассмотрим китайский граб GBM.

Основные части граба
Основные части граба

Комплектующие радио системы граба (пульт, радио модуль и антенна)
Комплектующие радио системы граба (пульт, радио модуль и антенна)

Схема радио модуля
Схема радио модуля
Батарея для питания радио модуля
Батарея для питания радио модуля 

Батарея используется 12 В 38 Ач с дисплеем о состоянии емкости батареи. К слову сказать, через 4 года эксплуатации данных батарей дисплеи переставали правильно показывать емкость, некоторые батареи утратили емкость и уже работали меньше суток.

Для того чтобы батарея начала работать (отдавать заряд) необходимо к ней подключить радиомодуль и нажать кнопку “Power”. Тоже самое нужно сделать, чтобы поставить батарею на зарядку (подключив к ней зарядное устройство).

Пульт и его функции
Пульт и его функции

На пульте сначала необходимо отжать красную кнопку, потом нажать кнопку “Start” и после этого можно нажимать кнопку “Open”. Соответственно радио модуль примет сигнал и подаст питание на соленоид и граб откроется. Кнопка “Keep Open” позволяет оператору не держать кнопку “Open” для полного открытия граба. Достаточно один раз нажать “Keep Open” и граб постепенно откроется. Чтобы отключить функцию необходимо снова нажать “Keep Open”.

Проблема этой кнопки заключается в том, что если оператор крана оставит граб в трюме с нажатой кнопкой “Keep Open” и уйдёт на перекур, то радиомодуль и соленоид будут постепенно разряжать батарею (будет постоянно подаваться питание на соленоид). Поэтому если есть возможность, то лучше эту кнопку “заглушить”.

Открытие граба с помощью пульта
Открытие граба с помощью пульта

Гидравлическая система граба
Гидравлическая система граба

Аварийная кнопка открытия граба на соленоиде и предохранительный клапан системы гидравлики
Аварийная кнопка открытия граба на соленоиде и предохранительный клапан системы гидравлики

В случае невозможности открытия граба с помощью радио модуля его можно открыть с помощью аварийной кнопки на соленоиде. К сожалению, в данной модели граба кнопка есть, но вот удаленное нажатие на эту кнопку не предусмотрено. Например, в японских грабах TOBU есть специальный рычажок, к которому можно привязать веревку, опустить граб с грузом в трюм, потянуть за веревку и граб откроется. 

Troubleshooting граба

Troubleshooting граба

Troubleshooting граба
Troubleshooting граба GBM 

Основные проблемы с GBM грабами за долгие годы эксплуатации были с системой гидравлики. Попадали маленькие частицы грязи под основной клапан и граб переставал закрываться. Также были проблемы с предохранительными клапаном, из-за которого граб открывался медленно. В первом случае помогала разборка и притирка клапанов, во втором - регулировка предохранительных клапанов. После замены масел такие проблемы уже не случались.

По электрической части были проблемы только с батареями, могли не держать сутки. Замена батарей на более новые решало данную проблему.

Процесс зарядки батарей на грабеПроцесс зарядки батарей на грабе
Процесс зарядки батарей на грабе

Видео работы соленоида GBM граба

Видео работы GBM граба

Японский граб TOBU

Рассмотрим японский граб TOBU.

Японские грабы TOBU
Японские грабы TOBU

Пульт, батарея и зарядное устройство граба
Пульт, батарея и зарядное устройство граба

В таких грабах обычно используются никель-кадмиевые аккумуляторы. Конечно, на более новых судах уже могут использоваться литий-ионные или гелевые аккумуляторы, что значительно увеличивает срок замены батарей во время грузовых операций.

Радио модуль и соленоид
Радио модуль и соленоид
Данные радио модуля ES304BR
Данные радио модуля ES304BR
Дистанция контроля граба (от пульта до радио модуля) составляет примерно 50 метров. Кстати, очень важно чтобы между антенной модуля и пультом не было каких-либо заграждений сигнала. Иначе, граб не будет открываться при подаче сигнала.
Компоненты радио модуля
Компоненты радио модуля

LED индикация радио модуля
LED индикация радио модуля
LED индикация радио модуля помогает определиться в исправности модуля при необходимости траблшутинга.
Схема радио модуля
Схема радио модуля

Пульт радио модуля
Пульт радио модуля
Если разрядились батарейки в пульте, то будет гореть красная лампочка. Кстати, в этом пульте используются батарейки AAA, а вот в GBM радио модуле - AA. Можно использовать аккумуляторные батарейки. Обычно на грузовые операции 50 - 60 тыс тонн груза приходилось один раз менять батарейки в пульте.
Troubleshooting граба

Troubleshooting граба

Troubleshooting граба
Troubleshooting граба TOBU

Воздушник на масляном танке
Воздушник на масляном танке
AIR BREATHER (INHARANT VALVE). This valve intakes the air. To use grab, attach this valve on oil tank plug. While not using grab, detach it from tank.
Воздушник на масляном танке - очень важный элемент граба. Его необходимо устанавливать перед грузовыми операциями, а также следить за его состоянием. Если воздушник не работает, то с грабом могут быть проблемы, он перестанет закрываться или открываться (или выполнять эти операции очень медленно).

Основные проблемы с TOBU грабами также как и с GBM были связаны с системой гидравлики и подвижными частями. Сюда можно добавить проблемы с воздушниками. По электрической части один раз имел опыт выхода из строя радио модуля, один раз обламывали антенну, а так больше ничего критического.

Видео работы TOBU грабов

Также мне довелось работать и с китайскими Noname радио грабами, которые по всей видимости были собраны из разных частей других грабов. 

Батареи Noname грабов
Батареи Noname грабов

Такие батареи (свинцово-кислотные аккумуляторы) очень тяжелые, поэтому приходится брать напарников для их замены. Но зато их может хватать на весь процесс грузовых операций без зарядки (замены).

Радио модуль и соленоид Noname граба
Радио модуль и соленоид Noname граба

На фото выше видно систему аварийного открытия граба (специальный рычажок, к которому привязывается веревка).

Граб не открывается. Что делать?

Если не открывается граб, то с точки зрения электрической части тут все просто. Необходимо проверить цепочку пульт - радио модуль - соленоидный клапан, проверить основную батарею, батарейки в пульте, а также сам соленоид.

Если питание на соленодный клапан приходит, при этом катушка целая (необходимо замерить сопротивление катушки), тогда проблем в электрической части нет. Значит дальше нужно смотреть систему гидравлики и механическую часть.
Таким образом траблшутинг таких грабов для электромехаников является очень простым. Другое дело обстоит с грабами с электроприводами и кабельным управлением, а также с системой турбокаплингов.
Электроприводные грабы (с кабельным управлением) SMAG PEINER Greifer MZGL

Рассмотрим немецкий граб SMAG. В отличие от предыдущих грабов у него есть электропривод гидравлического насоса. И соответственно, если есть электродвигатель, то у него есть электрическая схема управления и защит.

Электро-гидравлический граб SMAG
Электро-гидравлический граб SMAG

Гидравлика граба
Гидравлика граба

Электрическая схема работы граба

Электрическая схема работы граба

Электрическая схема работы граба

Электрическая схема работы граба

Электрическая схема работы граба
Электрическая схема работы граба

Электрическая схема работы граба состоит из схем трех электродвигателей. Один электродвигатель - это мотор внутри граба, который отвечает за открытие и закрытие граба. Два других мотора - это электроприводы турбокаплингов. Один - силового кабеля мотора в грабе, другой - стабилизационного троса граба. О турбокаплингах будет написано ниже.

Основные компоненты системы управления граба

Кабельный барабан
Кабельный барабан

Кабельный барабан - это барабан с силовым кабелем управления электродвигателем. Кабель имеет специальную силовую вилку для подключения к розетке мотора на грабе. Подключается он на грабе просто в силовую розетку, как, например, рефконтейнер на палубе или машинка высокого давления (для отбивания палубы). В процессе работы силовой кабель автоматически разматывается (граб опускается) или наматывается (граб подымается) на барабан. Реализовано это все с помощью турбокаплинга.

Тросовый барабан (стабилайзер)
Тросовый барабан (стабилайзер)

Тросовый барабан (стабилайзер) - это барабан с тросом, который крепится к грабу для его стабилизации. Т.к. у нас к мотору подключается силовой кабель, который по сути висит в воздухе (разматывается и наматывается за счет турбокаплинга), то также необходим стабилайзер, который будет держать граб в одном положении, чтобы он не крутился, иначе у нас троса граба перекрутятся с силовым кабелем, что недопустимо. Стабилайзер также как и кабельный барабан автоматически разматывается и наматывается за счет турбокаплинга. Трос и кабель всегда находятся в натяжении, в зависимости от положения граба.

Вилка силового кабеля
Вилка силового кабеля

Вилка силового кабеля состоит из многих компонентов, в основном для реализации усиленной изоляции токоведущих частей. Все-таки в грабе установлен электродвигатель мощностью 33 - 44 кВт, напряжением 440 В. Кстати, обратите внимание на резиновую крышку, она используется для изоляции вилки, когда граб не используется. Очень важно следить чтобы эта крышка была герметичная и не пропускала воду.

Cетка для протяжки кабеля (snake grid)
Cетка для протяжки кабеля (snake grid)

Силовой кабель на грабе должен быть с небольшим провисом, нельзя чтобы он был полностью в натяжении от розетки до барабана, это небезопасно, поэтому реализована специальная сетка для протяжки кабеля (snake grid), которая за счет цепей разной длины создает небольшой провис кабеля.

Крепление силового кабеля
Крепление силового кабеля (как правильно крепить кабель)

Крепление силовой вилки
Крепление силовой вилки

На кране должно быть реализовано специальное место для крепления силовой вилки, когда граб не используется. Тут важно следить чтобы резиновая крышка (о ней написано выше), плотно закрывала вилку. Можно использовать, например, вазилин для дополнительной защиты прокладки крышки от попадания внутрь влаги.

Щеточный аппарат в кабельном барабане
Щеточный аппарат в кабельном барабане

В кабельном барабане используется щеточный аппарат - очень важное звено силовой части электродвигателя граба. Периодически необходимо проверять состояние щеток, все подвижные части, а также герметичность этого узла.

Подготовка граба к работе (проверка важных узлов)
Подготовка граба к работе (проверка важных узлов)

Составные части стабилайзера
Составные части стабилайзера

Кабельный барабан и тросовый барабан (стабилайзер) в системе привода (редуктора - турбокаплинга) используют ремни (по два ремня на каждом приводе). 

Начали рваться ремни привода турбокаплингаНачали рваться ремни привода турбокаплинга
Начали рваться ремни привода турбокаплинга

Очень важно постоянно следить за состоянием ремней, т.к. они находятся на открытой палубе и работают в агрессивной морской среде.
Стабилайзер
Стабилайзер

Шкивы кабеля и троса
Шкивы кабеля и троса

Шкивы кабеля и троса - это направляющие ролики, по которым "ездит" кабель или трос. Очень важно чтобы они были в хорошем состоянии и не клинили, иначе могут быть проблемы с натяжением кабеля и стабилизацией граба.
Составляющие части крепления силового кабеля к грабу
Составляющие части крепления силового кабеля к грабу

Турбокаплинг (turbo coupling)
Турбокаплинг (turbo coupling)
Турбокаплинг (turbo coupling) — это гидродинамическая муфта, представляющая собой устройство для плавного и безударного соединения двигателя и рабочего механизма. Он состоит из двух основных компонентов: насосного колеса и турбинного колеса, которые вращаются в корпусе, заполненном рабочей жидкостью (обычно маслом). Принцип работы основан на передаче крутящего момента от двигателя к механизму за счет движения жидкости.

Основные элементы турбокаплинга:

  • Насосное колесо: Соединено с двигателем и разгоняет рабочую жидкость.
  • Турбинное колесо: Соединено с ведомым механизмом и передает ему энергию жидкости.
  • Корпус: Замкнутое пространство, где находится рабочая жидкость.

Как работает турбокаплинг:

  1. Двигатель вращает насосное колесо, которое заставляет жидкость двигаться.
  2. Поток жидкости поступает на турбинное колесо, передавая ему энергию и вращая его.
  3. Турбинное колесо приводит в движение рабочий механизм.

Преимущества турбокаплинга:

  • Плавный старт и остановка.
  • Снижение ударных нагрузок при включении механизма.
  • Возможность регулировки скорости вращения вала.

В обслуживании турбокаплингов есть один очень важный момент - это уровень масла. Если уровень масла в нем недостаточный, то могут быть проблемы с натяжением кабеля или стабилизацией всего граба. Например, силовой кабель может быть со значительным провисом и это приведет к его перекручиванию вокруг тросов граба. В итоге его может оборвать. Тоже самое может быть если в турбокаплинге стабилайзера будет недостаточно масла, граб начнёт крутить и соответственно оборвет кабель. Обрыв кабеля - это очень серьёзная проблема, на решение которой может уйти целый день. Кстати, на судне в запасе должен быть хотя бы один новый силовой кабель.

Здесь я не буду описывать процедуру, как проверять уровень масла в турбокаплинге (не предусмотрено никакое мерное стекло) и как его добавлять, ориентируясь по току и температуре работы турбокаплинга. Все это описано в инструкции. Просто имейте введу, что перед каждыми грузовыми операциями необходимо проверять работу турбокаплингов, а именно как они натягивают кабель и трос (в течение минимум часа работы). Если показания плохие (степень натяжения и токи), то доливайте масло согласно инструкции.

Если вам интересен мой опыт проверки и добавления масла в турбокаплинги этих грабов, то напишите в комментариях к этой статье и я добавлю небольшую инструкцию из своего опыта.

Кабельный барабан (составные части)

Кабельный барабан (составные части)

Очень важный компонент для электромеханика обоих турбокаплингов - это электрические тормоза, которые используются в приводах моторов. Если тормоза не будут правильно работать, то также это приведет к неправильной работе системы стабилизации. 

Электрические компоненты схемы управления граба


Проверка ключевых узлов электрической схемы управления граба
Проверка ключевых узлов электрической схемы управления граба

Электрические компоненты схемы управления граба
Электрические компоненты схемы управления граба

Автоматические выключатели моторов
Автоматические выключатели моторов

Автоматические выключатели моторов Q1, Q2, Q3 выполняют здесь роль защиты электродвигателей от перегрузки по току.

Таймеры
Таймеры

Таймеры защищают цепь управления и электродвигатели от неправильных действий оператора.

Органы управления грабом
Органы управления грабом

Управлять грабом можно как с помощью манипулятора (переключатель в положении "Manual", так и с помощью специальной педали Pedal Switch, положение переключателя - "Semi-Auto"). Для тросового и кабельного барабана есть отдельные рукоятки. Режим "PULL - тянуть" используется всегда, и в работе граба, и в режиме теста натяжения. Режим "LOWER - опускать" используется для обслуживания. Нейтральная позиция - для выключения электроприводов турбокаплингов.

Реверсивный переключатель
Реверсивный переключатель

Комбинированный манипулятор и Pedal Switch
Комбинированный манипулятор и Pedal Switch

Тест работы турбокаплингов
Тест работы турбокаплингов

Troubleshooting SMAG граба

Troubleshooting SMAG граба на самом деле очень большой, т.к. в этой системе используется множество компонентов, как электрических, так и механических (гидравлических). Внизу выложил только основной траблшутинг, наиболее частых проблем.

Troubleshooting SMAG граба

Troubleshooting SMAG граба
Troubleshooting SMAG граба
Troubleshooting SMAG граба

Проверка сопротивления изоляции кабеля и электродвигателей
Проверка сопротивления изоляции кабеляПроверка сопротивления изоляции кабеля

Проверка сопротивления изоляции кабеляПроверка сопротивления изоляции электродвигателя
Проверка сопротивления изоляции кабеля и электродвигателей

Проверка сопротивления изоляции кабеля и электродвигателей - это пожалуй самая главная работа электромеханика при обслуживании палубных механизмов. И эти грабы не являются исключением. На фото выше виден процесс обнаружения низкой изоляции (0 MOhm) силового кабеля, оказалось что корродировали внутренние контакты вилки. По всей видимости резиновая крышка, о которой было написано выше, пропускала влагу и происходила естественная коррозия внутренних компонентов вилки. Внутренности вилки заменены, изоляция восстановлена. Тоже самое может происходить и с розетками на грабах. На фото выше видно, что изоляция мотора и контактной группы розетки больше 150 MOhm.

Чистка силовых контактов
Чистка силовых контактов

Чистка силовых контактов двух контакторов электродвигателя граба - это ещё один ключевой момент в подготовке грабов к работе. Перед каждыми грузовыми операциями желательно почистить все контакты. Из-за интенсивного использования грабов эти контакты могут сильно обгорать, соответственно неравномерное прилегание контактов приводит к повышению тока и выбиванию главного автомата и граб перестает работать.

Кстати, забыл сказать, что мотор у нас реверсивный и реверс реализован за счет двух силовых контакторов.
Реверс электродвигателя осуществляется путем переключения фаз в обмотках, что меняет направление вращения ротора.

Основной принцип — поменять местами любые две фазы из трех, что приведет к изменению направления вращающего магнитного поля, вызывающего реверс. Есть несколько способов осуществить переключение фаз:

1. Ручное управление

  • Используют реверсивный рубильник или тумблер, который вручную переключает две из трех фаз.

2. Реверсивный пускатель

  • В схему включают две магнитные катушки с контактами: одна отвечает за прямое вращение, другая — за обратное.
  • Когда включается одна катушка, двигатель вращается в одном направлении. При включении второй катушки фазы меняются, и направление вращения становится обратным.

3. Программируемый логический контроллер (ПЛК)

  • Контроллер управляет реверсивным пускателем, автоматически переключая фазы при необходимости.
  • ПЛК обычно используется в более сложных и автоматизированных системах для управления реверсом двигателя по заданной программе или командам оператора.

Для безопасности в схемах с реверсом всегда используются блокировки, предотвращающие одновременное включение обеих катушек (или реверсивного контактора).

Проверка масла в турбокаплингах и натяжения кабеля и троса
Процесс проверки токов элекродвигателей турбокаплингов в работеПроцесс проверки токов элекродвигателей турбокаплингов в работе
Процесс проверки токов элекродвигателей турбокаплингов в работе

Процесс добавления масла в турбокаплингиПроцесс добавления масла в турбокаплинги
Процесс добавления масла в турбокаплинги

Видео проверки работы турбокаплингов 

Видео проверки работы турбокаплингов

Видео работы SMAG грабов

Видео работы SMAG грабов

Граб не открывается или не закрывается. Что делать?

Если не открывается или не закрывается SMAG граб, то необходимо действовать также как при проверке схемы работы любого другого электропривода. Т.е. берем схему и проверяем прежде всего все защиты. Не выбило ли автоматы, не сгорели ли предохранители, как работают таймеры. Проверяем работу всех подвижных систем управления грабом, манипуляторы, переключатели, педали. Прозваниваем сопротивление изоляции кабелей и моторов. 
Кстати, если вы ещё не умеете читать схемы работы электроприводов, то рекомендую статью "Как читать электрические схемы в условиях судна? Схема работы валоповоротного устройства главного двигателя". На её примере можно также легко прочитать схему работы электро-гидравлического граба с кабельным управлением.
Из практики добавлю о проблемах, которые случались у меня или на тех судах, на которых работал, но не при моём участии:
  1. Обрыв кабеля из-за неправильной работы турбокаплингов (недостаточное количество масла). Оператор крана не заметил значительный провис силового кабеля и разрезал кабель грабом.
  2. Выбило автомат основного мотора по причине сильно обуглившихся контактов одного из контакторов.
  3. Сгорел электродвигатель граба. Причина - низкая изоляция.
  4. Низкая изоляция силовых вилок и розеток. В итоге - выбивание автоматических выключателей.
  5. Выход из строя таймеров цепи управления.
  6. Выход из строя педали оператора.
  7. Порвался ремень на электроприводе турбокаплинга во время грузовых операций.
Эти грабы довольно надежные, но необходим постоянный maintenance, т.е. регулярно следить за изоляцией, ремнями, щетками, маслом, а также бороться с агрессивной морской средой (удалять ржавчину, обновлять защитную краску наружных частей).
Если у вас остались вопросы или есть что добавить из своего опыта, то пишите в комментариях к статье.
Мануалы и видео. Кстати, все мануалы по этим и другим грабам доступны в нашем закрытом телеграмм канале Marine Engineering Manuals. А если вы хотите больше видео по работе грузовых кранов с грабами, то подписывайтесь на ютуб канал ETO ENGINEER.
Надеюсь эта статья была полезной для вас! Спасибо за внимание!

Комментариев нет:

Отправить комментарий

Если вы хотите смотивировать авторов на дальнейшее создание контента для судовых механиков и электромехаников, то вы можете сделать донат по ссылкам:
Спасибо за донат и увидимся на просторах наших проектов!