Приборы и устройства безопасности, устанавливаемые на кранах. Приборы и устройства безопасности мостовых кранов Возможные причины поломок и аварий грузоподъемных кранов

В процессе погрузо-разгрузочных работ узлы мостовых, козловых и прочих видов кранов совершают множество действий одновременно. Синхронность этих действий – важнейший фактор слаженной работы машины. Обеспечивается она за счет качественных настроек и своевременной отладки механизмов. Для контроля над рабочими процессами на кран устанавливаются специальные приборы и датчики.

Датчики мониторят работу любого механизма грузоподъемного крана

Для чего необходимы датчики и приборы безопасности грузоподъемных кранов

Грузоподъемные краны справляются с довольно большим количеством рабочих циклов, поэтому контроль над всеми узлами, деталями и механизмами осуществляется не только при помощи крановщика, но и специальных датчиков, а так же приборов, фиксирующих и запоминающих все, что происходит на том или ином участке конструкции.

Опасными считаются ситуации, когда рабочие механизмы крана доходят до крайнего положения. Например, балка моста прогибается слишком сильно из-за того, что величина поднятого веса сильно превышает допустимые значения, либо по той же причине оказывается слишком сильное воздействие на тали . Если упустить момент и не остановить механизм вовремя, то возникает высокий риск аварий:

• Обрыв тросов;
• Трещина в конструкции моста;
• Частичное разрушение конструкции;
• Обрушение всей конструкции моста.

Возможные причины поломок и аварий грузоподъемных кранов:

• Неправильная установка крана, ошибки монтажа;
• Нарушение правил эксплуатации;
• Ненадлежащее техническое обслуживание;
• Неисправность электрики, короткое замыкание;
• Неисправность приборов и устройств безопасности.

Датчики и приборы безопасности на различных видах грузоподъемных кранов устанавливаются для того, чтобы фиксировать малейшие сбои в работе и вовремя отправить тревожный сигнал, либо активировать устройства безопасности, останавливающие механизм.

Виды датчиков и приборов безопасности грузоподъемных кранов

Контрольно-измерительное оборудование для грузоподъемных кранов бывает разных видов

Для грузоподъемных кранов существует множество различных датчиков:

• Ограничитель грузоподъемности . Это устройство фиксирует текущую нагрузку на грузоподъемное устройство и производит сравнение этого показателя с заданными параметрами. В случае превышения норм допустимой нагрузки, прибор отправляет соответствующий сигнал на устройство, останавливающее работу механизма.
• Приборы координатной защиты . Такие датчики контролируют пространственное положение крана относительно стен, потолка, пола, а так же линий электропередач. В случае нарушения заданных параметров, производится остановка движения крана.
• Блокировка двери кабины . Датчики регистрируют возникновение чрезвычайных ситуаций и блокируют двери кабины управления для сохранения жизни и здоровья машиниста.
• Приборы защиты от столкновения . Используются на производстве, где имеется не один кран. Датчики отслеживают расстояние, на которое механизмы приближаются друг к другу, и, при возникновении критических показателей, подается специальный тревожный сигнал.
• Анемометры . Эти приборы замеряют силу ветра. Устанавливаются они на такие краны, которые находятся вне помещения. Датчики срабатывают в том случае, когда порыв ветра достаточно силен и возникает риск угона крана.

Помимо вышеперечисленных, существуют и другие виды датчиков и приборов безопасности для козловых,

Приборы и устройства, обеспечивающие безопасную работу башенного крана КБ-504

1 - анемометр; 2 - датчик - усилий ограничителя грузоподъёмности; 3 - груз ограничителя подъёма крюка; 4 - выключатель ограничителя высоты подъёма крюка; 5 - датчик угла подъёма стрелы; 6 - звуковой сигнал; 7 - концевой выключатель ограничителя поворота башни; 8 - панель сигнализации ограничителя; 9 - релейный блок ограничителя грузоподъёмности; 10 - концевой выключатель ограничителя передвижения крана; 11 - инвентарная путевая линейка; 12 - тупиковый упор.

Приборы и устройства безопасности предназначены для автоматического отключения агрегатов и механизмов крана при отклонении какого-либо параметра, характеризующего режим работы оборудования, за пределы допустимых значений.

К основным приборам и устройствам безопасности, устанавливаемым на грузоподъемных кранах, относятся 10 .

Ограничитель передвижения башенного крана предназначен для автоматического отключения привода механизма крана при подходе его к движущимися частями установленных ограничений и происходит отключение двигателя.

Они должны быть установлены таким образом, чтобы отключение двигателя механизма передвижения происходило на расстоянии не мене тормозного пути до тупикового упора.

Для гашения остаточной скорости крана и предотвращения его схода с концевых участков кранового пути в аварийных ситуациях при отказе ограничителя передвижения или тормозов механизма передвижения крана на концах рельсового пути (на расстоянии не менее 0,5м) должны быть установлены тупиковые упоры 12, которые должны быть установлены таким образом, чтобы наезд крана на упоры был одновременным.

Ограничители вылета стрелы служат для автоматического отключения механизма обеспечивающего изменение вылета стрелы 5 при достижении стрелой максимального или минимального рабочего вылета.

Ограничитель высоты подъёма крюка 3, 4 служит для автоматического отключения механизма подъёма крюка при подходе его к верхнему крайнему положению. Этот ограничитель состоит из выключателя 4 и груза 3 с двумя направляющими скобами, в которые заведены ветви грузового каната. Когда грузовая подвеска упирается в груз 3 и поднимает его, освобожденный от груза рычаг выключателя 4, размыкает контакты электрического питания механизма подъёма крюка.

Ограничитель поворота 7 вращающейся части крана служит для того, чтобы не допустить вращение поворотной части крана в одну сторону более двух раз, в целях предотвращения обрыва токоведущих проводов, когда одни концы этих проводов закрепляются на ходовой раме, а другие - на поворотной части крана.

Анемометр 1 (Рис.14) состоит из датчика скорости ветра, блока контроля, кабеля (соединительного, питания и нагрузки). Он предназначен для определения скорости воздушного потока (ветра) в промышленных условиях выделения опасных ветровых порывов и включения при этом сигнальных устройств. При достижении скорости ветра более 90 % от Vпр включается предварительная световая и звуковая сигнализация “ВНИМАНИЕ”. При дальнейшем увеличении скорости ветра и достижении порывами предельного значения включается световая и звуковая сигнализация «ПРЕДЕЛЬНАЯ СКОРОСТЬ». При длительности порыва ветра, превышающего время задержки включается сигнализация “ОПАСНО” и срабатывает реле внешней нагрузки.

Рисунок 14

Плужер служит для очистки рельс от снега или мусора, устанавливается на расстоянии 10 мм от головки рельса.

Опорная деталь стоящая между колесами ходовой тележки на расстоянии 20мм от головки рельса на случай поломки колеса.

Буфер. Данное изобретение относится к буферам, предназначенным для смягчения возможного удара крана или тележки об упоры, а также кранов друг о друга. Для смягчения удара (демпфирования) в грузоподъемных кранах используют резиновые и каучуковые материалы.

Крановые буфера (литые буфера с монолитным резиновым элементом или в виде цилиндра из полимерного материала) применяются на мостовых, козловых и даже башенных кранах.

Приборы и устройств безопасности козлового крана

Ограничитель грузоподъемности крана (Рис.15) (техническое название - ограничитель грузового момента) должен "уметь" отключать автоматические механизмы изменения вылета стрелы в ситуациях подъема груза и/или механизмы подъема груза, для многих которого зафиксировано превышение грузоподъемности крана - на 10% (башенные и стреловые краны), на 15% (портальные краны), на 25% (мостовые краны). Отключение прочих механизмов крана, например, устройства поворота и/или передвижения, не является обязательным.

Более того, ограничитель грузоподъемности крана должен быть задействован, если при опускании нагруженной стрелы, ее вылет буде увеличен до положения, при котором удельная масса груза превышает установленную для данного типа крана.

Обязательным является исполнение условия: после того, как установленный ограничитель грузоподъемности крана включится, опускание груза и/или включение иных механизмов должно быть доступным немедленно, без блокировки узлов.

Рисунок 15

Ограничитель грузоподъемности крана конструктивно состоит из датчика усилий и отключающего устройства, более того, есть особое корректирующее изобретение, автоматически (программируется) устанавливающее момент срабатывания ограничителя в зависимости от нагрузки и вылета стрелы. По виду и устройству датчиков ограничители делятся на пружинные, грузовые ограничители, торсионные и иные. Датчик связан с разными частями крана. Как правило датчик встраивают в систему стрелового полиспаста, а у иных кранов (мостового типа) встроен в систему грузового полиспаста.

Ограничитель пути движения грузовой тележки крана (Рис.16)

Рисунок 16 (а -- с выключающей линейкой, б -- с отключающим упором)

Рычажный конечный выключатель (Рис.17)

Рисунок 17 (а -- принципиальная схема, б--применение выключателя КУ-703 в качестве ограничителя верхнего положения крюковой подвески крана)

В механизме подъема груза кранов применяют конечные выключатели КУ-703 (Рис.17б), установленные на раме грузовой тележки под уравнительными блоками (рис. 93, б). На валу выключателя закреплен двуплечий рычаг с противовесом, к свободному концу которого на тонком канате (цепи) подвешен вспомогательный груз. При подходе крюковой подвески к крайнему верхнему положению она приподнимает вспомогательный груз. Противовес поворачивает освободившийся двуплечий рычаг и конечный выключатель размыкает необходимые контакты. Для предотвращения раскачивания вспомогательного груза, последний связан скобой с одной из ветвей грузового каната.

Кроме верхнего положения крюковой подвески на практике часто приходится ограничивать ее нижнее положение, лимитируемое длиной грузового каната (необходимо помнить, что на барабане лебедки всегда должны оставаться дополнительные витки, например, при опускании груза в колодцы, приямки и пр.)

Ограничитель перекоса, срабатывающий от деформаций кручения жесткой опоры (Рис.18)

Рисунок 18

На опоре 1 установлена угловая штанга 2, которая при возникновении перекоса получает вращение вместе с опорой. При повороте штанга горизонтальной частью воздействует на концевой выключатель 3, включенный в цепь двигателя механизма передвижения «выбежавшей» опоры. При выбеге опоры двигатель механизма передвижения выключается, при выравнивании опор включается вновь.

В последние годы на кранах и перегружателях находят всё большее применение ограничители перекоса с датчиками сельсинного типа. Конструктивно это выполнено так. К каждой из опор присоединяют неприводную тележку, от ходовых колёс которой через мультипликатор вращаются сельсины. Величина сигнала, вырабатываемая сельсинами, зависит от пути, проходимого тележками при передвижении крана или перегружателя. Сельсины подключены в мостовую схему и при равномерном движении обеих опор диагонали измерительного моста сбалансированы. При выбеге одной из опор нарушается балансировка моста и вырабатываемый сигнал, который подаётся в электрическую схему управления двигателем передвижения опоры, производи т его отключение.

Главным назначением приборов и устройств безопасности является обеспечение безаварийной и надежной работы ГПМ, удобство их обслуживания и повышение производительности труда. Для обеспечения безопасности эксплуатации широко используются средства коллективной защиты: сигнализация, предохранительные ограничители и тормозные устройства, а также противопожарное оборудование и средства защиты от поражения электрическим током .

Основные требования, предъявляемые к приборам и устройствам безопасности:

· прочность, надежность и безотказность прибора в работе;

· простота ремонта и регулировки;

· небольшие габариты и масса;

· автоматическое выключение, а затем включение механизмов вне зависимости от продолжительности остановки ГПМ;

· отсутствие возможности в переключениях или специальной регулировке в связи с изменениями режима работы ГПМ или нагрузки;

· возможность применения приборов различных конструкций.

Для безопасной эксплуатации механизма подъема устанавливаются следующие приборы и устройства безопасности:

· Ограничители грузоподъемности (грузового момента) предназначены для обеспечения безопасности работы ГПМ в случаях поломок отдельных элементов и механизмов от перегруза. Они автоматически выключают механизмы подъема груза и изменения вылета стрелы в случае подъема груза, масса которого превышает допустимую грузоподъемность (для данного вылета). Превышение грузоподъемности может быть не более чем на 10% для стреловых, башенных и железнодорожных кранов, на 15% для портальных кранов и на 25% для кранов мостового типа. После срабатывания ограничителя грузоподъемности должна быть возможность опускания груза или включение других механизмов для уменьшения грузового момента.

Ограничители грузоподъемности бывают:

- Механического типа (ОГБ-2; ОГБ-3, ОНК-М). Они устанавливаются на кранах с неизменной длиной стрелы и состоят из датчика усилия, датчика угла; блока управления и панели сигнализации. Работа ограничителя основана на принципе сравнения усилия, измеряемого датчиком усилия, установленном в стрелоподъемном механизме, с предельно допустимой величиной усилия, задаваемой датчиком угла, который связан со стрелой. Если рабочее усилие превысит предельно допустимое для данного вылета, происходит срабатывание ограничителя, т.е на панели сигнализации загорается красная лампочка и подается команда на исполнительный механизм, который отключает механизмы подъема груза и опускания стрелы.

- Микропроцессорные. Обладают большими техническими и информационными возможностями. Эти приборы в комплексе позволяют выполнять несколько функций безопасности, таких как ограничение грузоподъемности, ограничение перемещений конструкций крана вблизи ЛЭП и различных препятствий, регистрировать в блоке памяти параметры работы ГПМ. Наибольшее распространение получили следующие типы приборов: ОНК-140; ОНК-160; ОГМ-240. Принцип действия ограничителя основан на последовательном опросе и преобразовании аналоговых сигналов с датчиков первичной информации в цифровой код, определение угла наклона и длины стрелы, расчете цифровыми методами вылета, высоты подъема и фактического веса груза с последующим сравнением с предельно допустимыми значениями, заложенными в память ограничителя в виде грузовых характеристик. Выбор грузовой (защитной) характеристики, т.е. соотношение между весом груза и вылетом, производится ограничителем в зависимости от режима работы и вида стрелового оборудования. При превышении допустимой нагрузки при данном вылете формируются исходные команды управления блокировочными устройствами.

- Указатели грузоподъемности . У кранов, грузоподъемность которых меняется с изменением вылета стрелы, должен быть предусмотрен указатель грузоподъемности. Это устройство содержит шкалу (табло) со стрелкой, по которой крановщик может определить допустимую массу груза при данном угле наклона стрелы. Указатель должен быть отчетливо виден с рабочего места крановщика. У современных ГПМ указатель грузоподъемности, как правило, входит в состав микропроцессорного ограничителя грузоподъемности.

· Концевые выключатели. Концевой выключатель представляет собой аппарат с электрическими контактами, при размыкании которых прерывается цепь электродвигателя и тормозного привода непосредственно или при помощи вспомогательной цепи управления. Концевые выключатели подразделяются на рычажные и шпиндельные. Рычажные выключатели обеспечивают одностороннее ограничение; для двустороннего ограничения требуется два выключателя. Выключатель срабатывает от прикосновения рычага с упором движущегося механизма. Шпиндельные выключатели соединяются с вращающимися валами механизмов и применяются для двустороннего ограничения.

Концевые выключатели устанавливаются на ГПМ для защиты перехода механизмов за предельные положения. Некоторые краны не могут начать движение на первой позиции (скорости) контроллера. Поэтому дальнейшее движение в том же направлении допускается для механизма передвижения мостового крана при подходе к посадочной площадке с наименьшей скоростью, допускаемой электрической схемой. В этом случае под наименьшей скоростью следует понимать минимальную скорость движения, допускаемую электрической схемой управления после трогания крана с места.

· Ограничитель механизма подъема груза или стрелы. Представляет собой концевой выключатель с ограничительной скобой (КВ), установленный не менее 200 мм от крайнего верхнего положения грузозахватного органа. При упоре крановой подвески в ограничительную скобу включается КВ и движение грузозахватного органа вверх прекращается. Механизм подъема грузозахватного органа будет работать только на опускание. Если при установке КВ на ГПМ будет уменьшено расстояние между крюковой подвеской и рычагом КВ, то при подъеме груза КВ, из-за инертности пружины может не сработать и канат подтянет крюковую подвеску до упора и может произойти обрыв и падение крюковой подвески (груза) в зоне работы.

Если по условиям эксплуатации требуется опускать груз ниже уровня указанного в паспорте, то в механизме подъема устанавливается ограничитель нижнего положения крюковойподвески (отключает механизм при условии намотки 1,5 витков каната на барабан).

· Другие устройства безопасности:

У ГПМ с электроприводом должна быть предусмотрена защита от падения груза и стрелы при обрыве любой из трех фаз питающей электрической сети. Такая защита обеспечивается, как правило, применением в механизмах тормозов нормально замкнутого типа, которые автоматически срабатывают при обрыве фаз или отключении электропитания. В наиболее ответственных случаях используется устройство защиты от обрыва фаз (УЗОФ).

У стреловых кранов с гибкой подвеской стрелы (с помощью стреловых канатов) должны быть установлены упоры или другие устройства, предотвращающие запрокидывание стрелы. Башенные краны должны быть оснащены такими устройствами в случае, если при минимальном вылете угол наклона стрелы превышает 70°.

Оградительные средства защиты применяют для исключения доступа к легкодоступным, находящимся в движении или под напряжением электрического тока частям ГПМ. Ограждают все виды передач (зубчатые, цепные и т. п.), соединительные муфты и барабаны, расположенные вблизи рабочего места крановщика или в проходах, валы механизма передвижения кранов и других систем (если последние расположены в местах, предназначенных для прохода обслуживающего персонала). Ограждению подлежат также открытые токоведущие части.

При эксплуатации ГПМ применяются, кроме того, системы сигнализации . Они могут быть двух типов. Это сигнальная окраска подвижных элементов грузоподъемного оборудования, габаритов транспортных проемов, перепадов в плоскости пола, ограждений, углов стен, люков, в полу, ступеней лестниц, а также звуковая предупредительная сигнализация на кранах, управляемых из кабин или с пульта.

Требования безопасности к электрооборудованию кранов. Электрооборудование ГПМ включает электродвигатели, механизмы и аппараты управления, системы освещения, отопительные приборы, а у кранов с электромагнитными грузозахватами - системы питания электромагнитов.

Подвод тока к электродвигателям может осуществляться при помощи троллеев, выполненных из стального проката или проволоки круглого сечения, гибких кабелей и кольцевых токоприемников (при питании вращающихся механизмов). Ограниченность применения гибких кабелей связана с тем, что их можно использовать лишь в машинах, перемещающихся на небольшие расстояния и с малой скоростью. Подача напряжения от внешней сети должна осуществляться через вводное устройство, с помощью которого можно снять напряжение. Так как в результате пробоя изоляции возможно появление напряжения на элементах конструкции, не находящихся под напряжением, их обязательно заземляют.

Спецификой систем заземления является использование в качестве заземляющих устройств подкрановых путей (там, где они имеют место) и специальных цепных устройств, скользящих у кранов на автомобильном ходу по земле или по дорожному покрытию. При восстановлении напряжения сети после очередного отключения электропитания используют специальную (нулевую) защиту.

Противопожарное оборудование . Во всех помещениях, где размещаются, технически обслуживаются, ремонтируются ГПМ, а также в кабинах крановщиков должны быть установлены углекислотные огнетушители.

Приборы безопасности пломбируются после изготовления, ремонта, наладки ответственными специалистами в целях исключения доступа и вывода приборов из строя посторонними лицами.

Приборы и устройства безопасности мостовых кранов

Мостовые электрические краны должны быть оборудованы устройствами автоматической остановки механизма подъема и механизма передвижения моста и тележки перед подходом их к упорам, если скорость их передвижения может превысить 32 м/мин. Эти устройства называются: конечными или концевыми выключателями.

Все конечные выключатели можно разделить по способу включения на выключатели главного тока, размыкающие главную цепь двигателя, и выключатели тока управления, размыкающие цепь катушек контакторов. По конструкции конечные выключатели подразделяются на рычажные (рис. 2.53) и шпиндельные (рис. 2.54). При отклонении рычага рычажного выключателя от нормального положения связанные с ним контакты разрывают цепь главного тока или тока управления и двигатель механизма отключается.

Рис. 2.53. Рычажный концевой выключатель 1 - корпус; 2 - рычаг

Однополюсные выключатели рассчитаны на работу при постоянном токе, а двухполюсные - при трехфазном токе. На рис. 2.54 показано действие шпиндельного выключателя двухстороннего ограничения хода механизма. Связанный с механизмом приводной вал (шпиндель) при вращении поворачивает ось с кулачковыми шайбами и замыкает или размыкает контакты с помощью мостика.

Рис. 2.54. Шпиндельный концевой выключатель

Промышленность выпускает крановые конечные рычажные выключатели серии КУ и шпиндельные серии ВУ. Выключатели КУ-700 допускают любой порядок замыкания контактов. Выключатели КУ-701 применяют в схемах управления для ограничения линейного передвижения кранов при небольших выбегах, выключатели КУ-703 - для ограничения хода механизмов подъема. Выключатели КУ-704 и КУ-706 служат для ограничения линейного передвижения механизмов с любым выбегом.

Корпус выключателя выполнен литым из алюминиевого сплава в брызгозащищенном исполнении. При установке на открытом воздухе рекомендуется защищать выключатели от воздействия атмосферных осадков. Внутри корпуса закреплен барабан с кулачковыми шайбами, при повороте которого замыкаются или размыкаются контакты блока кулачковых элементов.

На изоляционном основании блока кулачковых элементов укреплены четыре неподвижных контакта и два рычага с контактными мостиками. Контакты выполнены из серебра. Пружины удерживают контакты в замкнутом состоянии. При подходе выступа кулачковой шайбы под выступ рычага последний поворачивается и контакты размыкаются.

На валу выключателей КУ-701, КУ-704 и КУ-706 устанавливают храповик, который фиксирует приводной рычаг: в КУ-701 - в нулевом положении, в КУ-704 - в нулевом и двух крайних положениях, в КУ-706 - в крайних положениях. В выключателе КУ-703 фиксация осуществляется грузом, подвешенным на рычаге, и противовесом рычага, который может быть установлен в различных положениях относительно корпуса. Органом воздействия на выключатели КУ-701 и КУ-706 служит ограничительная линейка. В выключателе КУ-703 поворот кулачкового вала и возврат в исходное положение производятся при подъеме или опускании противовеса, который поднимается или опускается полкой, укрепленной на крюковой обойме. Кулачковый барабан выключателя КУ-704 поворачивается при воздействии штыря на вилку.

Возможные положения рычагов относительно корпусов выключателей приведены на рис. 2.55.

Выключатели ВУ-150М и ВУ-250М применяют как конечные в схемах управления передвижением кранов или для ограничения хода механизмов подъема.

Рис. 2.55. Возможные положения рычагов относительно корпуса выключателей: а -КУ-701; б - КУ-704; б -КУ-703; г – КУ-706

Таблицa 2.5

Положения выключателей серии КУ

Выключатель в конце пути может разомкнуть или замкнуть контакты. Для размыкания контактов ролики шайб устанавливают в соответствии с рис. 2.56, а (при вращении шайб по часовой стрелке, если смотреть со стороны шайб против часовой стрелки). Угол между роликами берется наименьший (32°). Угол а поворота спаренных шайб до момента замыкания или размыкания контактов называется рабочим углом. Рабочий угол может составлять от 12 до 300°.

Рис. 2.56. Угловое расстояние контактных шайб)

Весь путь механизма должен соответствовать выбранному рабочему углу. Угол срабатывания (в пределах рабочего угла) для размыкания и замыкания контактов легко регулируется при монтаже. Угол дополнительного поворота шайб, вызванный выбегом механизма, после срабатывания выключателя не должен превышать 300°.

Выключатели серии ВУ имеют литой алюминиевый корпус, в котором расположен вал с замыкающими и размыкающими шайбами, рычаг с контактным мостиком, собачку и неподвижные контакты, укрепленные на изоляционной планке. В выключателях ВУ-150М предусмотрена одна цепь, а в выключателях ВУ-250М - две цепи, поэтому количество рычагов, неподвижных контактов, замыкающих и размыкающих шайб удвоено. В корпуса выключателей ВУ-150М и ВУ-250М встроены редукторы с передаточным числом 50: 1 (50 оборотам приводного вала соответствует один оборот вала с шайбами).

При набегании ролика замыкающей шайбы на выступ рычага последний медленно поворачивается и замыкает два неподвижных контакта, удерживаясь при помощи собачки в замкнутом положении. При набегании ролика размыкающей шайбы на выступ собачки рычаг освобождается и под действием пружины мгновенно поворачивается, размыкая контакты.

К конечным выключателям механизма подъема предъявляются следующие требования: они должны быть установлены так, чтобы после остановки грузозахватного органа при подъеме без груза зазор между грузозахватным органом и упором был не менее 200 мм, а для электроталей - не менее 50 мм.

Применительно к грейферным кранам с раздельным двухмоторным приводом грейферной лебедки схема включения конечного выключателя подъема должна быть выполнена так, чтобы одновременно отключались двигатель механизма подъема и двигатель замыкания грейфера при достижении последним крайнего верхнего положения.

Конечный выключатель механизма передвижения должен быть установлен таким образом, чтобы его двигатель отключался на расстоянии до упора, равном не менее половины пути торможения механизма, а в козловых кранах - не менее полного пути торможения. При наличии взаимных ограничителей хода механизмов передвижения мостовых кранов, работающих на одном пути, указанное расстояние может быть уменьшено до 0,5 м.

Дверь для входа в кабину управления мостового крана с посадочной площадки снабжают электрической блокировкой, препятствующей движению при открытой двери.

Электрическую схему магнитных кранов следует выполнять так, чтобы снятие напряжения с крана контактами приборов и устройств безопасности не отражалось на напряжении грузового электромагнита. У кранов с электроприводом трехфазного тока при обрыве любой одной фазы должен отключаться механизм подъема груза. Контакты приборов и устройств безопасности должны работать на разрыв электрической цепи.

Электрическая схема управления электродвигателями крана должна исключать: самозапуск электродвигателей после восстановления напряжения в сети, питающей кран; пуск электродвигателей не по заданной схеме ускорения; пуск электродвигателей контактами предохранительных устройств - контактами конечных выключателей и блокировочных устройств.

Вводное устройство мостовых кранов снабжают индивидуальным контактным замком с ключом, без которого не может быть подано напряжение на кран. Все металлоконструкции - корпуса электродвигателей, аппаратов, металлические оболочки кабелей, защитные трубы, которые не входят в электрическую цепь, но могут оказаться под напряжением вследствие повреждения изоляции, должны быть заземлены в соответствии с ПУЭ.

Во избежание повреждения оборудования крана при неправильных действиях крановщика и для предотвращения несчастных случаев устанавливают блок-контакты в виде кнопок, имеющих два размыкающих и два замыкающих контакта.

Рис. 2.57. Блок-контакт
1 - шток; 2 - направляющая втулка; 3 - корпус; 4 -= пружина; 5 - подвижный контакт; 6 - неподвижный контакт; 7 - крышка

Вообще термин «блок-контакт» применим к любому аппарату, включающему и отключающему цепи управления. На кранах для блокировки дверей и люков служат блок-контакты, заключенные в металлические корпуса (рис. 2.57). В качестве конечных выключателей на кранах их не используют из-за малых размеров, но для блокировки они вполне приемлемы. Корпуса их плотно закрыты, не пропускают пыль и влагу, допустимый ток - 6 А, число включений в час - до 300, износ наступает после 2 млн включений. При закрытии дверь нажимает на кнопку блок-контакта и он замыкает блокируемый участок цепи управления, подготавливая таким образом электрическую схему крана к работе. При нажатии кнопки «Пуск» теперь будет включен главный контактор защитной панели.

К атегория: - Узлы мостовых кранов

1.4. Приборы и устройства безопасности козловых кранов и мостовых перегружателей

Приборы и устройства безопасности козловых кранов и мостовых перегружателей, требования к их установке должны соответствовать Правилам устройства и безопасной эксплуатации кранов , государственным стандартам и другим нормативным документам.

В соответствии с Правилами козловые краны и мостовые перегружатели должны оснащаться автоматически срабатывающими ограничителями рабочих движений: ограничителями верхних и нижних положений грузозахватных органов, ограничителями передвижения кранов и крановых тележек. Для ограничения верхних и нижних положений грузовой подвески широкое применение нашли ограничители рычажного и шпиндельного типов , аналогичные конструкциям, устанавливаемым на мостовых кранах. Ограничители нижнего положения устанавливают обычно при необходимости опускания груза ниже уровня головки крановых рельсов.

Для ограничения передвижения кранов и перегружателей, а также крановых тележек в конце крановых путей и подтележечных рельсов устанавливают тупиковые упоры. Для недопущения наезда на тупиковые упоры в двигательных режимах предусмотрено упреждающее выключение двигателей механизмов передвижения при подходе крана к упорам с помощью концевых выключателей и реек, устанавливаемых на расстоянии величины тормозного пути крана. Для гашения энергии при остановке краны, перегружатели и их тележки оснащают буферными устройствами. Концевые выключатели механизмов передвижения кранов и перегружателей устанавливают на нижних частях опор, а концевые выключатели грузовых тележек - в конце подтележечного пути, что обусловлено условием удобства и простоты монтажа питающих коммуникаций.

Козловые краны и мостовые перегружатели должны оборудоваться ограничителями грузоподъёмности (для каждой грузовой лебедки), если возможна их перегрузка по условиям технологии производства. Ограничители грузоподъёмности кранов мостового типа не должны допускать перегрузку более чем на 25 %.

По способу фиксации фактических параметров нагружения ограничители грузоподъёмности могут быть грузовыми, пружинными, торсионными, рычажными, эксцентриковыми, электромеханическими с применением тен-зорезисторов и электронных усилителей .

В рычажных ограничителях грузоподъёмности (рис. 1.34) сила веса груза G передается на двуплечий рычаг 1 с выбранным конструктивным соотношением плеч. С другой стороны на рычаг действует упругое усилие пружины 2 (рис. 1.34, а). При большем соотношении плеч требуется меньшее упругое усилие пружины. При попытке подъёма груза сверх допустимого нарушается уравновешенность рычага, пружина деформируется и рычаг воздействует на исполнительное устройство, например концевой выключатель 3 (рис. 1.34, а).

Рис. 1.34. Схема ограничителя грузоподъемности рычажного типа

В большинстве случаев передача усилия на ограничитель грузоподъёмности осуществляется через неподвижный уравнительный блок 4 полиспаста (рис. 1.34, б), установленный на меньшем плече рычага, уравновешенного усилием F пружины. При такой схеме нагружения рычага увеличивается передаточное число рычажной системы ограничителя:

В практике краностроения преимущественное распространение получили эксцентриковые ограничители грузоподъемности (рис. 1.35), в которых уравнительный блок устанавливается на оси эксцентрично и при подъеме груза, преодолевая момент, создаваемый грузиком 2, поворачивается вместе с рычагом 3, который воздействует на концевой выключатель 7, и в случае превышения предельного значения нагрузки обесточивает механизм подъема груза.

Рис. 1.35. Эксцентриковый ограничитель грузоподъемности с грузовым уравновешиванием

При подъёме груза до номинального значения момент равнодействующей R (см. рис. 1.35) от усилий в канатах S на эксцентриситете е оси уравновешивается силой веса грузика G на плече L рычага (от оси до центра тяжести грузика):

R * e = G * L

При увеличении усилия в канате сверх нормативного равновесие нарушается, происходит поворот рычага вплоть до воздействия его на концевой выключатель и отключения механизма подъёма.

В качестве уравновешивающего элемента вместо грузика может использоваться пружина. В таких ограничителях грузоподъёмности (рис. 1.36) усилие в канатах 7 передаётся эксцентрично установленному блоку 5, который при перегрузке вызывает поворот рычага 4 относительно оси А, а тот, в свою очередь, преодолевая сопротивление уравновешивающей пружины 2, воздействует на нажимную планку 1, которая, в свою очередь, воздействует на концевой выключатель 3. При увеличении усилия в канате сверх нормативного происходит отключение механизма подъёма.

Ограничитель оснащён регулировочным винтом 6 настройки точности срабатывания.

Рис. 1.37. Ограничитель грузоподъемности торсионного типа с пружинным уравновешиванием

По такому же принципу работают ограничители грузоподъемности торсионного типа (рис. 1.37), лишь с той разницей, что уравновешивание рычага 1 в них обеспечивается силой крутильной упругости вала 2. Усилия в грузовых канатах передаются блоку 3, соединенному тягами с рычагом 7, воздействующему на выключатель.

Все рассмотренные конструкции ограничителей грузоподъемности имеют общий недостаток - они требуют установки пружин и других элементов значительных габаритов и масс, поскольку устанавливаются на блоках механизма подъема и срабатывают от больших усилий в грузовых канатах механизмов подъема.

В этом отношении предпочтительнее ограничители подъема груза, в которых используются датчики усилий: ограничители ОГП-1, ОНК-Ю, ОГК-1 и др. В датчиках этого типа усилие в канатах передается на стальное кольцо, деформация которого передается реохорду реостата, изменяющему сопротивление в цепи ограничителя. При превышении грузоподъемности сверх допустимой отключается привод механизма подъема груза. Усилия на датчики ограничителей передаются от уравнительных или грузовых блоков, устанавливаемых на эксцентриковых осях.

По габаритам и компактности предпочтительна схема, в которой датчик усилия устанавливается на грузовом барабане, для чего одна из опор делается шарнирной и может поворачиваться при изгибе вала, воздействуя на датчик усилия. Ограничители грузоподъемности такого типа применяются в механизмах подъема с симметричной нагрузкой опор барабана, т. е. при барабанах с двойной нарезкой.

По поручению Управления по котлонадзору и надзору за подъемными сооружениями Госгортехнадзора России Всероссийским научно-исследовательским и проектно-технологическим институтом подъемно-транспортного машиностроения (ВНИИПТМаш) разработана опытно-промышленная партия усовершенствованных ограничителей грузоподъемности серии ПС-80 для козловых кранов: ПС-80Б 100У1 грузоподъемностью до Ют, ПС-80Б 200УГ грузоподъемностью до 20 т и ПС-80Б 300У1 грузоподъемностью до 30 т. Такие ограничители состоят из тензометрического датчика силы ДСТ, фиксирующего величину нагрузки на кран, и электронного блока логики, реализующего сравнение действующей нагрузки с заданным порогом ограничителя, формирующего сигналы управления для отключения механизма подъема и включения звуковой сигнализации при нагрузке, превышающей порог ограничения. Датчики модификации ДСТ-К предназначены для установки под шарнирные опоры грузовых барабанов; под нагрузкой происходит деформация датчика и выработка пропорционального величине нагрузки сигнала. Датчики ДСТ-Б предназначены для установки в уравнительные блоки механизмов подъема груза; датчики типа ДСТ-С - в крюковые подвески грузовых полиспастов.

Схема установки ограничителя ПС-80 показана на рис. 1.38.

Датчик силы тензометрический 1, конструктивно состоящий из толстостенной трубы с установленными внутри тензометрическими датчиками и усилительной микросхемой, смонтирован в специальной шарнирной опоре 3, на которой установлена подшипниковая опора 2 уравнительного блока полиспастной системы механизма подъема.

Рис. 1.38. Схема установки ограничителя грузоподъемности ПС-80

Таким образом, датчик ДСТ, постоянно воспринимая усилие на опору от поднимаемого груза, формирует соответствующий сигнал, который усиливается и через экранированный кабель 4 передается в кабину машиниста 5. Установленные там релейный блок настройки 6 и блок логики 7 обеспечивают сравнение действующей нагрузки с заданным порогом ограничения и формируют соответствующие сигналы управления. При увеличении нагрузки на грузозахватном органе, превышающей порог ограничения, включается звуковой сигнал и отключается механизм подъёма.

В последние годы большое внимание уделяется проблеме выявления фактического нагружения кранов посредством учета их наработ ки. Так, ООО «Сила плюс» и институтом ВПИИПТМаш разработана комплексная система «Сирена» контроля нагружения и остаточного ресурса мостовых и козловых кранов. Использование системы позволяет определить исходное и фактическое состояния несущих металлоконструкций крана, а в процессе эксплуатации контролировать уменьшение его остаточного ресурса. Контроль за нагружением крана и снижением его остаточного ресурса осуществляется с помощью датчиков ограничителя грузоподъёмности и блока сбора, обработки и хранения информации. Эта информация хранится в течение трех лет и пополняется при каждом включении крана. На основании полученной информации рассчитывается фактический режим нагружения, класс использования крана и текущее значение остаточного ресурса.

Козловые краны и мостовые перегружатели работают, как правило, на открытом воздух:, имеют значительные наветренные площади и подвержены воздействию ветровых нагрузок. При больших значениях ветрового давления тормоза не обеспечивают надежного удержания крана от угона ветром, поэтому краны должны быть оснащены противоугонными захватами с ручным

или механическим приводом. Захваты удерживают краны посредством сил трения между боковыми поверхностями головок рельсов и губками захватов.

В противоугонном захватном устройстве с ручным приводом (рис. 1.39) для создания противоугонной силы трения усилие нажатия на рельс 1 губок 2 обеспечивается посредством винтового устройства 3 с ручным затягиванием. Устанавливаются противоугонные захватные устройства в нижней части металлоконструкции опор 4 крана. Недостатком ручных захватов является длительное время их замыкания, что недопустимо при экстренном штормовом предупреждении, а также невозможность автоматизации процесса замыкания.

Рис. 1.39. Рельсовый противоугонный захват с ручным приводом
Противоугонные захваты с механическим приводом имеют ряд конструктивных разновидностей. Широкое распространение получили приводные противоугонные захваты с передачей винт-гайка (рис. 1.40).

Рис. 1.40. Приводной противоугонный захват с передачей винт-гайка

Захватные рычаги 1 в верхней части шарнирно связаны с роликами 2, помещенными в наклонные пазы ползуна 3. При перемещении ползуна под воздействием винтовой пары 4, 5 от привода 6 и электродвигателя 7 захватные рычаги, в нижней части соединенные стяжкой 9, поворачиваются, зажимая головки рельсов, тем самым обеспечивая противоугонную силу трения. Для центрирования захвата относительно рельсов предусмотрены боковые ролики 8.

Козловые монтажные краны, краны для гидроэлектростанций, мостовые перегружатели обычно оснащают противоугонными захватами с падающими (распорными) клиньями (рис. 1.41).

Подъем клина 1 производится с помощью гидравлического цилиндра 2 или канатной лебедки. Усилие нажатия рычагов на головки рельсов обеспечивается силой веса клина 1, воздействующего п

ри опускании на ролики 3, установленные в верхней части захватных рычагов 4. После снятия усилия нажатия клина на рычаги последние возвращаются в исходное положение под действием усилий пружин 5. Противоугонные захваты такого типа устанавливаются на тележке, чтобы обеспечить постоянное попадание губок рычагов на боковые поверхности рельсов, так как они прогибаются под нагрузкой.

Для гашения энергии движения кранов и крановых тележек в конце рельсовых путей устанавливают тупиковые упоры. Для снижения ударных и динамических нагрузок при наездах их оборудуют буферными устройствами, которые по конструкции могут быть резиновыми, пружинными, гидравлическими и фрикционными (рис. 1.42).

Рис. 1.42. Буферные устройства: а - резиновые; б - пружинные; в - гидравлические; г - фрикционные

Резиновые буферы (рис. 1.42, а) имеют нелинейную характеристику силы упругости, что способствует лучшему гашению энергии и малой отдаче после наезда, однако они сравнительно недолговечны. Пружинные буферы (рис. 1.42, б), устанавливаемые на тяжелых кранах, обычно имеют четыре пружины - две внутренние и две наружные. Для устранения закручивания пружин при нагружении направление навивки каждой пары из них - встречное. Пружинные буферы достаточно громоздки; их работа сопровождается значительной силой отдачи.

Этот недостаток исключен в гидравлических буферах (рис. 1.42, в), энергия удара в которых поглощается за счет продавливания жидкости через кольцевой зазор 1 между днищами поршня 2 и штоком 3. Поршень заполнен рабочей жидкостью и устанавливается в корпусе 4. Удар при наезде на упор воспринимается наконечником 5 и ускорительной пружиной 6, передающей давление на поршень, который при движении относительно корпуса открывает кольцевое отверстие в центре поршня, через которое перетекает рабочая жидкость. Шток 3 имеет переменное сечение, что позволяет регулировать скорость перетекания жидкости и получать необходимый закон сопротивления движению поршня, а отсюда и поглощения энергии.

Обратный ход поршня обеспечивается возвратной пружиной 7. Гидравлические буферы сложнее по конструкции и требуют высокой технологичности при их изготовлении и обслуживании.

Более просты по конструкции фрикционные шариковые буферы (рис. 1.42, г), в которых при перемещении штока буфера 2, воспринимающего нагрузку, шарики 5 попадают в коническую полость, создаваемую внутренней вставкой 4 и штоком, и за счет сил трения между шариками, а также между корпусом 1, коническими поверхностями и шариками поглощается кинетическая энергия движущихся масс крана или перегружателя. Обратный ход конусов и шариков производится возвратной пружиной 3. Такие буферы отличаются малыми габаритами, в них практически полностью отсутствует отдача; они могут использоваться для гашения значительных энергий движения кранов и перегружателей .

Козловые краны и мостовые перегружатели в силу особенностей конструкции подвержены такому явлению, как перекосы, т. е. забеганию или отставанию одной из сторон крана при передвижении. Перекосы кранов как явление нежелательное, вызывающее повышенные нагрузки на металлоконструкцию и механизмы, обусловлены рядом причин: отклонением от проектных размеров элементов механизмов, металлоконструкций и крановых путей, различием механических характеристик электродвигателей, внешними климатическими факторами и др.

Поэтому козловые краны и мостовые перегружатели должны быть рассчитаны на максимально возможное усилие перекоса, возникающее при их передвижении, и в обоснованных случаях оборудованы ограничителями перекоса, которые должны срабатывать автоматически при возникновении недопустимой величины перекоса.

Существует большое многообразие конструкций ограничителей перекоса. Одними из самых распространенных являются так называемые штанговые ограничители перекоса, срабатывающие от деформаций растяжения-сжатия специальной штанги 1, установленной на жесткой опоре крана (рис. 1.43).

Рис. 1.43. Установка штангового ограничителя перекоса на жесткой опоре

При выбеге опоры деформируются ее стойка и штанга 1, закрепленная на опоре. Для обеспечения устойчивости штанги по всей её длине установлены ограничители 2. Деформация штанги передаётся шарнирному рычагу 3 специального профиля, воздействующему на концевые выключатели 4, которые отключают двигатели «выбежавшей» опоры, включая их только после выравнивания положения опор. На пульте управления крана устанавливают световую сигнализацию, предупреждающую машиниста о наличии перекоса.

Специалистами Старо-Краматорского машиностроительного завода предложен ограничитель перекоса, устанавливаемый на гибкой опоре. В ограничителе такой конструкции деформация опоры передаётся гибкому канату 1 (рис. 1.44), закрепленному на пролётной части крана через пружину 2 и проходящему через направляющие ролики 3 на нижней части гибких опор.

При выбеге одна стойка опоры подвержена растяжению, другая - сжатию. Деформации стоек вызывают перемещение каната по роликам. На канате закреплены рейки 4, находящиеся в зацеплении с блоком из двух колёс 5. Колесо большего диаметра блока колёс находится в зацеплении с рейками 6, закреплёнными на штанге 7. Перемещение каната 1 при выбеге опоры через рейки 4, блок колёс 5 и рейки 6 передаётся штанге 7, которая своими выступами воздействует на концевые выключатели 8, 9, 10, 11, производящие включение световой и звуковой сигнализации, отключение привода двигателя выбежавшей опоры при появлении перекоса, а также пуск двигателя после выравнивания опор.

Существуют ограничители перекоса, срабатывающие от деформаций кручения опор при возникновении перекосных усилий (рис. 1.45).

Рис. 1.44. Ограничитель перекоса конструкции Б. В. Беглова и А. Я. Зискина

Рис. 1.45. Ограничитель перекоса, срабатывающий от деформаций кручения жесткой опоры

На опоре 1 установлена угловая штанга 2, которая при возникновении перекоса получает вращение вместе с опорой. При повороте штанга горизонтальной частью воздействует на концевой выключатель 3, включенный в цепь двигателя механизма передвижения «выбежавшей» опоры. При выбеге опоры двигатель механизма передвижения выключается, при выравнивании опор включается вновь.

В последние годы на кранах и перегружателях находят всё большее применение ограничители перекоса с датчиками сельсинного типа. Конструктивно это выполнено так. К каждой из опор присоединяют неприводную тележку, от ходовых колёс которой через мультипликатор вращаются сельсины. Величина сигнала, вырабатываемая сельсинами, зависит от пути, проходимого тележками при передвижении крана или перегружателя. Сельсины подключены в мостовую схему и при равномерном движении обеих опор диагонали измерительного моста сбалансированы. При выбеге одной из опор нарушается балансировка моста и вырабатываемый сигнал, который подаётся в электрическую схему управления двигателем передвижения опоры, производи т его отключение.