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.

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 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. Положения выключателей серии КУ представлены в табл. 2.5.

Выключатели ВУ-150М и ВУ-250М применяют как конечные в схемах управления передвижением кранов или для ограничения хода механизмов подъема.
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 контактных шайб) или рис. 2.56, б (при вращении 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°.

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-150Л1 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.

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. 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.

Кнопку «Стоп» аварий­ного отключения устанав­ливают на видном месте в кабине управления. При ее нажатии размыкается цепь управления катушки главного контактора и от­ключаются все двигатели крана, тормоза прекра­щают движение всех ме­ханизмов.

После отключения главного контактора - как аварий­ного, так и случайного - все контроллеры должны быть поставлены в нулевое положение. Крепление корпуса блок-контакта к металлоконструкциям должно быть на­дежным, а действие его - безотказным.

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.

Ограничитель грузоподъемности (грузового момента) — устрой­ство, автоматически отключающее привод механизма подъема груза в случае превышения допустимой грузоподъемности крана, а в кранах с переменной грузоподъемностью — момент, создаваемый весом груза.

Концевой выключатель — предохранительное устройство, предназ­наченное для автоматического отключения привода механизма кра­на при переходе его движущихся частей за установленные пределы.

Ограничители вылета служат для автоматического отключения механизма вылета (вылета стрелы) при подходе стрелы к мини­мальному и максимальному рабочему вылету.

Ограничитель высоты подъема крюк а служит для автоматического отключения механизма подъема крюка при подходе его к верхне­му крайнему положению.

Ограничитель поворота вращающейся части крана служит для того, чтобы не допустить вращения поворотной части крана в одну сторону более двух раз, в целях предотвращения обрывов токоведущих проводов, которые передают электрический ток на двигатели.

Указатель грузоподъемности устанавливают на стреловых кра­нах, у которых грузоподъемность изменяется в зависимости от вылета крюка.

Прибор показывает грузоподъемность, что помогает предотвра­тить перегрузку крана.

Указатель угла наклона устанавливают на стреловых самоход­ных и прицепных кранах, за исключением кранов, работающих на рельсовых путях. Указатель угла наклона предназначен для контро­ля за установкой крана. Угол наклона в любом направлении при работе не должен превышать значения, указанного в паспорте крана. Вместо указателя угла наклона может быть установлен сигнализа­тор угла наклона.

Блокировочные контакты предназначены для электрической блокировки двери входа в кабину крана, крышки люка входа на настил моста и др.

Анемометр предназначен для автоматического определения ско­рости ветра, при которой должна быть прекращена работа, и для включения аварийных устройств.

Сигнализатор АСОН-1 предназначен для оповещения о при­ближении стрелы крана к электрической сети напряжением свы­ше 42 В.

При приближении к электрической сети в антенне наводится ЭДС, которая поступает в усилительный блок.

Противоугонные устройства используются при работе башен­ного и козлового кранов для предотвращения их перемещения под действием ветровой нагрузки и схода с рельсов.

Выносные опоры применяются для увеличения устойчивости самоходно-стреловых кранов.

Тормоза применяются на исполнительных механизмах кранов для снижения частоты их вращения, полной их остановки, удерживания груза на весу в неподвижном состоянии и остановки крана на опре­деленном месте.

В основном применяются колодочные тормоза, так как они про­сты по устройству и надежны в эксплуатации.

Тупиковые упоры используются для предупреждения схода кра­на с рельсов.

Буферные устройства используются для смягчения возможного удара об упоры или друг о друга (резиновые подушки, деревянные бруски, пружины или гидравлические устройства).

Съемные ограждения применяются для безопасности работы. Все находящиеся в движении легкодоступные части крана (зубчатые, цепные и червячные передачи муфты, барабаны, валы, ходовые колеса на рельсах, все токоведущие части) ограждаются прочны­ми металлическими съемными ограждениями.

Площадки, лестницы и передвижные эстакады служат для обес­печения безопасного доступа в кабины управления, к электрообо­рудованию, приборам безопасности, механизмам и металлокон­струкциям кранов.

На всех кранах также обязательно устанавливаются приборы освещения и звуковые сигналы.

Грузоподъемные и транспортные машины непрерывного действия

Машинами непрерывного действия являются машины, имеющие непре­рывный рабочий цикл, в котором отсутствует возвратное холостое движение. В основном это различные системы конвейеров.

Конвейеры разных типов и конвейерные системы получили в настоящее время очень широкое применение в промышленности и кроме выполнения не­посредственных функций по транспортировке грузов они входят как составная часть и в технологическое оборудование. Конвейеры и конвейерные системы легко поддаются автоматизации.

В настоящее время применяется очень большое количество различных типов конвейеров и конвейерных систем, например, ленточные, пластинчатые, подвесные и другие. По своему исполнению конвейеры бывают ленточные, пульсирующие, шагающие, толкающие и другие. Конвейеры бывают стацио­нарные и передвижные, производительностью от нескольких килограммов до тысячи тонн груза в час.

Для перемещения грузов в вертикальной плоскости применяются различ­ные типы элеваторов.

Грузоподъемные и транспортные машины периодического действия

Подъемно-транспортные машины, находящиеся на вооружении подраз­делений МЧС, предназначены в первую очередь для выполнения аварийно- спасательных работ при ликвидации чрезвычайных ситуаций (разборка завалов, подъем и перемещение технологического оборудования, оказание помощи ава­рийному автотранспорту и т. п.).

Кроме того, подъемно-транспортные машины широко используются в служебной и хозяйственной деятельности - при монтаже и демонтаже агрегатов ремонтируемой техники, погрузке и разгрузке материальных ценностей на складах и базах подразделений МЧС.

Парк подъемно-транспортных машин разнообразен:

Домкраты (механические, гидравлические, пневматические - грузо­подъемностью от 0,5 до 60 т);

Тали (ручные и с электроприводом - грузоподъемностью от 1 до 18,5 т);

Лебедки (с ручным и электрическим приводами - 0,25-5 т);

Погрузчики автомобильные (вилочные, одноковшовые, фронтальные - грузоподъемностью 3-5 т и высотой подъема груза до 6 м, причем они обеспе­чивают скорость перемещения груза до 20 км/ч); погрузчики снабжаются смен­ным рабочим оборудованием: ковшом, грейдером, клещевым захватом, крано­вой стрелой;

I. Классификация, общая характеристика и обозначение стреловых кранов. Требования Ростехнадзора по эксплуатации стреловых кранов. Общее устройство и компоновка стреловых кранов с гибкой подвеской. Общее устройство и компоновка стреловых кранов с жесткой подвеской. Общее устройство и принцип действия приборов безопасности стреловых кранов (30 минут)

Краны - это грузоподъемные машины с числом движений три и более, которые перемещают груз в любую точку обслуживаемого поля. Обслуживае­мое поле может иметь различный контур в зависимости от типа крана. Напри­мер, прямоугольный - для мостового и козлового, кольцевой - для поворот­ного башенного крана, секторный - для опорных стационарных поворотных кранов и любой - для кранов на пневмоколесном и гусеничном ходу.

Краны являются наиболее распространенной группой грузоподъемных машин, которые по степени подвижности подразделяются на стационарные, передвижные и самоходные, а по типу ходовой части - на железнодорожные, гусеничные и колесные.

Конструкция кранов зависит от назначения. Например, монтажные и строительные краны должны поднимать грузы на большую высоту, а краны ме­таллургических цехов приспособлены для загрузки печей и оборудованы спе­циальными захватами для слитков.

Поэтому принято различать краны общего назначения и специальные (строительные, металлургические, портовые). В МЧС применяются краны общего назначения.

По виду грузозахватных приспособлений краны общего назначения де­лятся на крюковые - для штучных грузов, грейферные - для сыпучих грузов, магнитные - для магнитных материалов.

По конструкции краны бывают:

Стационарные поворотные;

Мостовые;

Козловые;

Башенные;

Портальные;

Стреловые передвижные.

Стреловые пневмоколесные и гусеничные краны предназначены для подачи строительных конструкций и материалов на строящиеся объекты, а также для механизации погрузочно-разгрузочных работ на складах. В процессе монтажных работ краны используют также для поддержания конструкций при их закреплении на месте монтажа (например, установка в кондуктор, закрепление сваркой или подкосами).

Стреловые самоходные краны общего назначения относятся к классу грузоподъемных машин; они делятся на пневмоколесные, гусеничные, на специальном шасси (автомобильного типа) и на автомобильные.

Пневмоколесные и гусеничные краны различаются между собой лишь типом движителя (ходовым устройством); в остальном они имеют общую классификационную характеристику.

По приводу механизмов пневмоколесные и гусеничные краны делятся на две группы:

с одномоторным приводом – когда все рабочие механизмы приводятся одним или несколькими двигателями, работающими на один вал;

с многомоторным (индивидуальным) приводом механизмов – когда каждый механизм приводится от отдельного двигателя.

Одномоторный привод может быть механическим или комбинированным, многомоторный привод - электрическим (дизель-электрическим), гидравлическим или комбинированным (с различными типами привода отдельных механизмов: гидравлическим и механическим, электрическим и механическим, электрическим и гидравлическим).

В зависимости от грузоподъемности краны делятся на три группы: легкие - грузоподъемностью до 10 т ; средние - грузоподъемностью от 10 до 25 т и тяжелые - грузоподъемностью 25 т и более.

При полном наименовании кранов необходимо указывать все их классификационные признаки, однако, учитывая, что такое наименование было бы очень длинным, отдельные признаки опускают

Для стреловых кранов, выпускаемых Минстройдормашем, введена индексация (рис.), состоящая из двух букв КС (кран самоходный) и четырех цифр:

Первая цифра характеризует размерную группу (грузоподъемность в соответствии с типоразмерными рядами);

Вторая - тип ходового устройства: 1 - гусеничное, 2 - гусеничное уширенное, 3 - пневмоколесное, 4 - на спецшасси, 5 - автомобильное, 6 - тракторное, 7 - на прицепе;

Третья цифра определяет исполнение стрелового оборудования;

Четвертая - порядковый номер модели.

Затем снова следуют буквы, которыми обозначены очередная модернизация (А, Б, В) и климатическое исполнение (северное - ХЛ, тропическое Т, тропическое влажное - ТВ).

Например, КС 3361 А - кран самоходный, третьей размерной группы (грузоподъемность 10 т), пневмоколесный, с канатной подвеской, первый номер модели, имевший первую модернизацию.

Автокраны гидравлические получили широкое распространение в ава­рийно-спасательных подразделениях МЧС, так как обладают высокой опера­тивностью (максимальная транспортная скорость до 100 км/ч), маневренностью и легкостью управления при высоких рабочих показателя (грузоподъемность, высота подъема и т. д.).

Автокраны состоят из сварных металлоконструкций, механических и гидравлических агрегатов, смонтированных на базовом автомобильном шасси и объединенных в 3 основные части:

Неповоротная часть крана;

Поворотная часть крана;

Стреловое оборудование.

В неповоротную часть крана входят:

Шасси автомобиля;

Рама с выносными опорами;

Дополнительная трансмиссия на привод насосов гидросистемы;

Механизмы блокировки подвески;

Пневмооборудование.

Поворотная часть крана состоит из:

Поворотной рамы;

Механизма поворота;

Кабины оператора;

Противовеса;

Приводов управления двигателем и краном.

Стреловое оборудование состоит из:

Двух-, трех- или четырехсекционной телескопической стрелы;

Лебедки стрелы;

Грузового каната и крюковой подвески;

Гидроцилиндра подъема стрелы.

Телескопическая стрела с помощью оси крепится к стойкам поворотной рамы, а грузовой канат закрепляется на барабане лебедки.

Привод крановых механизмов - гидравлический от аксиально-поршневых насосов, приводимых во вращение от двигателя базового шасси через коробку отбора мощности и карданную передачу.

Привод грузовой лебедки осуществляется регулируемым аксиально поршневым мотором, который обеспечивает широкий диапазон регулирования скорости подъема-опускания груза.

Выносные опоры оборудованы выдвигаемыми гидравликой телескопическими опорными балками.

Современные краны оснащаются разнообразными системами обеспечи­вающими безопасность выполняемых работ. Например, микропроцессорные ограничители грузоподъемности выдают информацию на дисплей о длине и вылете стрелы, степени загрузки крана и массе груза, которую можно поднимать при установленном вылете и длине стрелы.

Устройства и приборы безопасности на кранах

В зависимости от типа крана (мостовой, башенный, стреловой самоходный и т. п.) и рода привода (электрический, механический) кран снабжается рядом приборов и устройств, обеспечивающих его безопасную эксплуатацию.

К таким приборам относятся:

а) концевые выключатели, предназначенные для автоматической остановки механизмов кранов с электрическим приводом. На кранах с механическим приводом механизмов концевые выключатели не применяются. Требования по оборудованию грузоподъемных машин концевыми выключателями изложены в Правилах по кранам;

б) блокировочные контакты, применяемые для электрической блокировки двери входа в кабину крана с посадочной площадки, крышки люка входа на настил моста и других местах;

в) ограничители грузоподъемности, предназначенные для предотвращения аварий кранов, связанных с подъемом груза массой, превышающей их (с учетом вылета крюка) грузоподъемность. Установка прибора обязательна на стреловых, башенных и портальных кранах. Краны мостового типа должны оборудоваться ограничителем грузоподъемности в том случае, когда не исключается их перегрузка по технологии производства. Требования к установке прибора содержатся в Правилах по кранам;

г) ограничители перекоса, предназначенные для предупреждения опасного перекоса металлоконструкций козловых кранов и мостовых перегружателей вследствие опережения одной из опор другой при передвижении крана. Необходимость установки прибора определяется при проектировании расчетом;

д) указатель грузоподъемности, устанавливаемый на кранах стрелового типа, у которых грузоподъемность изменяется с изменением вылета крюка. Прибор автоматически показывает, какова грузоподъемность крана при установленном вылете, что помогает предотвратить перегрузки крана;

е) указатель угла наклона для правильной установки стреловых кранов, кроме работающих на рельсовых путях;

ж) анемометр. Таким прибором должны оборудоваться башенные, портальные и кабельные краны для автоматической подачи звукового сигнала при опасной для работы скорости ветра;

з) противоугонные устройства, применяемые на кранах, работающих на наземных рельсовых путях, для предупреждения угона их ветром. Требования к этим устройствам изложены в Правилах по кранам;

и) автоматический сигнализатор опасного напряжения (АСОН), сигнализирующий об опасном приближении стрелы крана к находящимся под напряжением проводам линии электропередачи. Прибором оборудуются стреловые самоходные краны (за исключением железнодорожных);

к) опорные детали, которыми снабжаются краны мостового типа, передвижные консольные, башенные, портальные, кабельные, а также грузовые тележки (кроме электроталей) для уменьшения динамических нагрузок на металлоконструкцию в случае поломки осей ходовых колес; л) упоры, устанавливаемые на концах рельсового пути для предупре.ждения схода с них грузоподъемных машин, а также на стреловых кранах с изменяющимся вылетом стрелы для предотвращения ее опрокидывания;

м) звуковой сигнальный прибор, применяемый на кранах, управляемых из кабины или с пульта (при дистанционном управлении). На кранах, управляемых с пола, сигнальный прибор не устанавливается.