Jak przesuwać ciężką bramę zabezpieczającą przed promieniowaniem o masie 66,2 ton?

Przedsiębiorstwo

Gdy inne firmy z branży konstrukcji stalowych stają w obliczu problemów, specjaliści z firmy Stahl-Projektbau Wentz GmbH są w swoim żywiole. Założone w 2005 roku w Goslar przedsiębiorstwo zajmuje się konstrukcją i budową między innymi mostów rurowych, konstrukcji podwieszanych i specjalnych. Do portfolio firmy należą również kompletne hale przemysłowe, a także stanowiska testowe i instalacje technologiczne.

Specjalnością Stahl-Projektbau Wentz są kabiny chroniące przed promieniowaniem, szczególnie do zastosowań przemysłowych i badawczych. Kabiny te, zawsze projektowane indywidualnie, znajdują zastosowanie m.in. w obudowach urządzeń do badania materiałów i akceleratorów elektronów. Chronią otoczenie przed promieniowaniem, umożliwiając jednocześnie łatwy dostęp, np. przez duże drzwi przesuwne.

Misja

Firma Stahl-Projektbau Wentz otrzymała od instytutu badawczego w południowych Niemczech zapytanie w sprawie zaprojektowania kompleksowego systemu kontroli rentgenowskiej z bardzo dużymi elementami oraz kompletnymi wózkami.

Dostęp musiał być odpowiednio duży: szerokość 7,48 m, wysokość 4,25 m. Materiały i ich grubości są określone przepisami dotyczącymi ochrony przed promieniowaniem. Brama przesuwna jest więc z konieczności bardzo ciężka: jej masa wynosi 66,2 tony.

Zadanie polegało m.in na zapewnieniu mobilności ciężkiej bramy przesuwnej oraz umożliwieniu jej precyzyjnego ruchu i zamykania. Wymagane napędy musiały być zintegrowane z drzwiami w taki sposób, aby tworzyły zamkniętą obudowę, z której żadne promienie nie mogą wydostać się na zewnątrz.

Rozwiązanie

Firma Wentz wiedziała już na etapie projektowania, jakie napędy zastosować, aby spełnić to zadanie: rozwiązanie stanowił modułowy system napędowy Demag. Połączenie napędu elektrycznego i zestawu kołowego można optymalnie skonfigurować do ciężkich zastosowań. Wirniki Demag, które są zintegrowane w solidnej i kompaktowej obudowie, można łączyć z różnymi silnikami elektrycznymi, motoreduktorami oraz przetwornicami częstotliwości z modułowego systemu napędowego Demag.

System zestawów kołowych został użyty setki tysięcy razy na całym świecie – nie tylko do precyzyjnego przemieszczania systemów dźwigowych, ale także np. w intralogistyce (transport ciężki) czy w budownictwie kubaturowym z ruchomymi dachami i konstrukcjami fasadowymi stadionów i basenów.

W bramie chroniącej przed promieniowaniem zastosowano cztery zestawy kołowe typu DRS 315 w połączeniu z kompaktowym silnikiem z hamulcem i przekładnią kątową (moc 0,75 kW i prędkość obrotowa silnika 1410 obr./min). Stanowią one napęd centralny. Nie zabrakło przetwornicy częstotliwości typu Dedrive Compact. Dwa zestawy kołowe są zainstalowane obok siebie na jednej parze szyn.

Ten precyzyjnie sterowany „napęd na cztery koła” umożliwia płynne przesuwanie ciężkich drzwi chroniących przed promieniowaniem bez wibracji. Jest również niezwykle energooszczędny: Masa 66,2 tony zostaje wprawiona w ruch przy mocy zaledwie 0,75 kW. Spektrum obciążeń serii zestawów kołowych DRS rozciąga się do 40 ton na zestaw kołowy.

Funkcje specjalne

Za pomocą regulacji prędkości napęd Demag generuje bardzo wysoki moment obrotowy już przy ruszaniu z miejsca, aby wprawić w ruch ciężką bramę przesuwną „bez szarpnięć” i płynnie ją przesuwać. Prędkość można regulować bezstopniowo. Po zakończeniu ruchu obrotowe wyłączniki krańcowe napędów wspomagają bardzo precyzyjne pozycjonowanie w punkcie zatrzymania.

Dla instytutu badawczego napęd bramowy o dużej wytrzymałości nie jest pierwszym projektem z technologią napędową Demag. Już od 2012 roku w hali z systemem kontroli rentgenowskiej zamontowana jest jednodźwigarowa suwnica podwieszana Demag z serii EPDE. Służy ona do transportu komponentów w środowisku testowym i wspiera badaczy w adaptacji systemu do różnych scenariuszy testowych. Cała powierzchnia hali może zostać wykorzystana: ponieważ suwnica została uwzględniona już podczas planowania hali, tory jezdne są zintegrowane z budynkiem w taki sposób, że wymiar ruchu wózka sięga aż do ścian hali.

Testowane detale są sprawnie transportowane przez suwnicę sufitową EPDE o rozpiętości 8,1 metra i udźwigu 3,2 tony i precyzyjnie pozycjonowane za pomocą sterownika radiowego Demag DRC-10. Inżynierowie mogą nawet używać suwnicy jako wagi z funkcją tarowania. Elektroniczne sterowanie objazdowe zapobiega wjeżdżaniu suwnicy w niepożądane obszary hali testowej.