книги из ГПНТБ / Ретман А.А. Автоматика и автоматизация портовых перегрузочных работ учебник

захваты. Если сила ветра достигнет 40 кгс/м2, основная стрелка манометра передвинет длинную стрелку 8, которая замкнет кон­ такты К в цепи магнитного пускателя И, размыкающего цепь электромагнитной катушки нулевой защиты на главном распре­ делительном щите крана. Для ручного включения гудка 5 и си­

рены 3 предусмотрены кнопки 6 и 4.

Манометрический ветромер гидростатического типа (рис. 119) состоит из приемника и датчика. Приемник представляет собой

выключателями, отрегулированными на различные скорости вет­ ра. Бачок патрубком 6 сообщается с атмосферой.

С увеличением скорости ветра растет давление под колоко­ лом, он поднимается вместе с рейкой и поворачивает зубчатую шайбу. Тем самым при определенной скорости ветра срабатыва­ ет кольцевой выключатель цепи сигнализации, двигатель меха­ низма передвижения отключается и подается сигнал на приведе­ ние в действие противоугонных захватов.

Противоугонные устройства с электрическим приводом могут быть полуавтоматическими и автоматическими.

Полуавтоматическими противоугонными устройствами управ­ ляет крановщик из кабины управления дистанционно. Такой про­ тивоугонный захват, который имеет ряд конструктивных оформ­

щие 7, которые скользят в корпусе 8 захвата. В направляющих выполнены фигурные, прорези. В них находятся ролики 13, уста­ новленные на верхних плечах рычагов-зажимов 10. Так как рас­ стояние между верхними участками прорезей больше, чем между

160

зажимают головку рельса. После этого гайка еще некоторое вре­

вдоль винта с направляющими и ролики рычагов-захватов ниж­ ними участками прорезей направляющих начнут сближаться ме­ жду собой. В момент полного раскрытия захвата направляющие воздействуют на концевой выключатель 14 и электродвигатель выключится. В случае отсутствия электроэнергии захват может быть приведен в действие вращением винта посредством червяч­ ной пары, приводимой в движение вручную рукояткой, надевае­ мой на хвостовик 2 червяка.

Автоматические противоугонные устройства скрепляют кран с рельсом при каждом выключении механизма передвижения или при скорости ветра выше допустимой. При блокировке захвата с датчиком скорости ветра одновременно с приведением в дейст­ вие захвата автоматически отключаются все механизмы крана.

Один из автоматических захватов грузового типа с электро­ магнитом изображен на рис. 121. Он состоит из рычагов-зажи­ мов 9, каждый из которых может поворачиваться относительно оси 10, помещенной в обойму, скрепленную с рамой ходовой те­ лежки крана. Верхние плечи рычагов снабжены резьбой, в кото­

рую ввернут винт 2, имеющий правую и левую нарезку. В сред­ ней части на винте закреплен фрикционный диск 5. Он соприка­ сается с ходовым колесом 1 тележки крана. Винт опирается на подшипники, находящиеся в серьге 4. Обе серьги подвешены к рычагу 3 с грузом 6. Этот рычаг прикреплен к якорю электро­ магнита 7.

При движении крана по подкрановым путям с включением механизма передвижения получает питание электромагнит. Он втягивает якорь, поднимает ры­ чаг с грузом, и благодаря пере­ мещению серег в направляющих рамы тележки фрикционный диск выходит из сцепления с ходовым колесом, т. е. захват выводится

из действия.

ние плечи рычагов-зажимов будут удаляться, а нижние — зажмут головку рельса. При этом чем больше путь передвижения крана, например при повышенной силе ветра, тем с большей силой будет происходить зажим рельса.

Предусмотрена невозможность срабатывания захвата до пол­ ной остановки крана. Это достигается постановкой гидравличе­ ского демпфера-замедлителя 8. Он при опускании рычага с гру­ зом через калиброванные отверстия в поршне перепускает жид­ кость в течение такого промежутка времени, что фрикционный диск войдет в сцепление с ходовым колесом только в момент его полной остановки.

Другой автоматический захват также грузового типа с цент­

грузчики 4 регулятора расходятся в стороны, а втулка-ползун 5 перемещается вверх. Это посредством рычагов 6 сближает верх­ ние плечи зажимов 7. Они поворачиваются относительно оси 8, а нижние плечи освобождают головку рельса. Одновременно тя­ га 2 поднимает рычаг 1 с грузом 10.

При выключении механизма передвижения отключается и двигатель захвата, что приводит к опусканию рычага под дейст-

162

механизма передвижения. Наоборот, при зажиме захватом рель­

Рис. 123. Схема автоматического управления противоугонными захватами

Кроме рассмотренных, существуют захваты, которые для об­ легчения управления ими и автоматизации их работы включают­ ся в электрическую схему крана; они обеспечивают ряд блокиро­ вок. Механическая часть такого захвата практически не отлича­

КРЗ на катушки магнитных пускателей 1В и 2В. Пускатели сра­ батывают, замыкают свои силовые контакты в цепи статоров двигателей, и двигатели приходят в движение. Захваты переме­

лей размыкается, размыкаются силовые контакты 1В и 2В. Одно­ временно контактами 1Т и 2Т замыкается цепь зеленой сигналь­

ной лампы ЛЗС, сигнализирующей крановщику, что захваты на­ ходятся в поднятом состоянии.

тушки магнитных пускателей 1Н и 2Н. Магнитные пускатели за­ мыкают свои силовые контакты 1Н и 2Н, ротор двигателя начи­ нает вращаться в противоположную сторону, и захваты опуска­ ются. Когда они доходят до крайнего нижнего положения, кон­

ходимость в ограничении сближения их, чтобы не было столкно­ вения. Существуют различные способы, обеспечивающие свое­ временное автоматическое отключение механизмов передвижения сближающихся кранов.

Автоматические устройства, предупреждающие столкновение двух кранов, могут работать на принципе светового луча. В этом случае на одном кране устанавливается направленный под опре­

положения, что световой поток излучателя попадет на приемник, то на катоде его фотоэлемента возбудится ток, который после усиления поступит на соответствующий аппарат управления, и механизм передвижения будет автоматически остановлен.

Другое устройство для предупреждения столкновения заклю­ чается в том, что в каждом из соседних кранов помещены транс­ форматоры. Первичные обмотки их подключены к внешней цепи, а' вторичные — одним концом заземлены, а вторым через дроссель и катушку промежуточного реле подключены к токосъемнику, который передвигается по секционированной дополнительной троллее. Между изолированными секциями троллеи включены электромагнитные реле. По мере сближения кранов число секций троллей между ними уменьшается и увеличивается напряжение. Электромагнитные реле срабатывают, и сопротивление резко уменьшается. Ток во вторичных обмотках трансформаторов уве­ личивается, и срабатывают промежуточные реле в цепи управ­ ления. Двигатели механизмов передвижения кранов отклю­ чаются.

Для предупреждения перекосов металлоконструкций порталов с большим пролетом применяются автоматические ограничители перекоса и схемы синхронизации движения. Ограничитель пере­ коса основан на применении сельсинов, которые осуществляют слежение и в случае необходимости отключают механизм пере­ движения, например мостового перегружателя. Синхронизация движения сторон портала выполняется с помощью схемы «элек­ трического вала». На валу приводных двигателей посажены син­ хронные машины. Работа сельсинов и схемы «электрический вал» рассмотрена в § 9.

164

§ 21. АВТОМАТИЗАЦИЯ ЗАЩИТЫ КРАНОВЫХ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ и м е х а н и з м о в

Автоматическая защита является разновидностью автомати­ ческого управления. В автоматическую защиту электродвигате­ лей и крановых механизмов входит: защита от перегрузки, осу­ ществляемая токовыми максимальными реле и тепловыми реле; нулевая защита, которая не допускает самопроизвольного пуска двигателей; нулевая блокировка, не позволяющая безреостатный пуск двигателей; «зануление» (металлическая связь корпуса электродвигателя с заземленной нейтралью крана), которое авто­ матически отключает двигатель, если произошел пробой фазы на

«

П и ск

Рис. 124. Схема нулевой блокировки электродвигателей крановых механизмов

корпус. Защита исполнительных механизмов от перехода через предельно допустимые положения выполняется конечными вы­ ключателями (предельная защита). Нулевая защита может осу­ ществляться реле напряжения и линейным контактором.

Нулевая блокировка осуществляется нулевыми контактами магнитных контроллеров, причем предусматривается следующее: если рукоятка хотя бы одного из командоконтроллеров находится не в нулевом положении, то невозможно включить главный ав­ томат, находящийся в кабине крановщика. Такая автоматизация достигается простейшей схемой, приведенной на рис. 124.

Если рукоятки всех командоконтроллеров находятся в нуле­ вом положении, то нулевые контакты их замкнуты, и тогда при нажатии на кнопку «Пуск» получит питание катушка линейного контактора КЛ, контактор сработает и замкнет блок-контакты КЛ, нулевые положения командоконтроллеров будут зашунтированы, и в этом случае можно производить переключения. Если же. окажется, что одна или несколько рукояток командоконтроллера находятся не в нулевом положении, то катушка КЛ не сможет получить питание и, следовательно, нельзя будет произвести включение двигателей механизмов.

Конечные выключатели срабатывают в конечных положениях механизмов крана. В механизмах изменения вылета стрелы они ограничивают качание стрелы на наибольшем и на наименьшем

165

стрелы. При этом конечный выключатель, останавливая механизм, позволяет включить его только на движение в противоположную сторону. Кроме указанной функции, конечные выключатели вы­ полняют и другие функции, входя в состав других крановых уст­ ройств. Например, с их помощью предотвращается обрыв кабе­ ля, питающего кран электроэнергией, имеются они в противо­

угонных захватах, могут отклю­ чать механизмы передвижения при опасном сближении кранов, механизм поворота при переходе человека с неповоротной части крана на поворотную, являются элементами различных защит­ ных, блокировочных, сигнальных и других устройств.

Размыкание цепи силового то­ ка электродвигателя применяют, когда конечный выключатель срабатывает редко, как это имеет место в механизмах передвиже­ ния и изменения вылета стрелы кранов. При частом срабатыва­ нии конечный выключатель раз­

мыкает цепь управления, обесточивая катушку главного или ре­ версивного контактора.

Существует значительное количество конструктивных разно­ видностей конечных выключателей. Наряду с контактными вы­ ключателями, все большее распространение получают бескон­ тактные конечные выключатели, которые более надежны при работе, например, в среде повышенной влажности, при запылен­ ности, значительном перепаде температур, вибрациях.

Примером бесконтактного датчика конечного выключателя может служить датчик ВНИИСтройдормаша (рис. 125).

Датчик состоит из генератора и двухкаскадного усилителя,

этот зазор вводится стальная пластинка, воздействие магнитного потока коллекторной обмотки на базовую резко ослабляется, ко­ эффициент обратной связи уменьшается. При этом происходит срыв колебаний генератора, на выходе возникает сигнал для

166

включения или переключения реле, управляющего исполнитель­

стоянное напряжение обратной полярности. Это .напряжение по­

крывается, и через него поступает питание на катушку реле уп­ равления.

В бесконтактных выключателях и переключателях, кроме электронных датчиков, могут быть использованы магнитные и звуковые датчики. Магнитные датчики бывают с полем, которое создает постоянный магнит, и с электромагнитным полем. Пер­ вые могут иметь механический контакт, который приводится в движение под действием постоянного магнита, закрепленного на

металлоконструкции которой закреплен ферромагнитный элемент, будет наблюдаться искажение магнитного потока, являющегося импульсом.

На этом же принципе, т. е. искажении магнитного потока, ос­ нованы и датчики с электромагнитным полем, которые бывают низкочастотные (60—120 Гц) и высокочастотные (10 000— 20 000 Гц). При прохождении пластины-флажка нарушается рав­ новесие электрического моста. В его диагонали возникает напря­ жение, которое после усиления используется для необходимых переключений в цепи управления. Принцип работы акустических датчиков рассмотрен в § 3.

§ 22. ДИСТАНЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ КРАНАМИ

Под дистанционным управлением понимается управление кра­ ном на сравнительно небольшом расстоянии. Дистанционное уп­ равление может осуществляться проводной и беспроводной свя­ зью. При дистанционном управлении также применяют специаль­ ные технические средства, присущие телеуправлению.

Для проводной связи могут использоваться специальные про­ вода или силовые кабели. Дистанционное управление по прово­ дам осуществляется: по пяти-и трехпроводным системам с поля ризованным и нейтральным реле; по двухпроводной системе, в которой для подачи команд реле управления и сигнализации ис­ пользуется изменение направления и силы тока; по комбинаци­ онно-проводной системе, в которой сложные сигналы комбиниру­ ются за счет различных качеств тока. Эта система дает возмож­ ность осуществлять дистанционное управление несколькими объектами при ограниченном количестве проводов и может быть

167

перекрестной и дуальной. В первом случае команда выполняется

ипневматические системы путем изменения количества, скорости

инаправления движения рабочего тела (жидкости или воздуха). Дистанционное проводное управление можно осуществить на

любом электрическом или дизель-электрическом кране, управляе­ мом с помощью силовых или магнитных контроллеров, без су­ щественных переделок конструкции и электрической схемы. Опе­ ратор при дистанционном управлении находится вне крана на расстоянии до 50 м и подает команды с помощью выносного пульта. Напряжение в цепях управления 24 В. При этом обеспе­ чивается пуск, автоматический разгон, регулирование частоты вращения, автоматическое торможение, остановка и реверс двига­ телей каждого механизма, а также возможность совмещения различных операций. С помощью выносного пульта управление осуществляется сервоприводами, которые через редукторы под­ ключены к рукояткам соответствующих контроллеров. Такое кон­ структивное решение позволяет сохранить крановые контроллеры, так как сервопривод является приставкой, и обеспечить возмож­ ность в случае необходимости местного управления.

Сервопривод каждого контроллера управляется с выносного пульта тумблерами и кнопками. При кратковременном нажатии на один тумблер контроллер переключается на одну ступень, а при длительном — автоматически последовательно переключается со ступени на ступень с заданными оптимальными промежутками времени. Этим же -тумблером производится реверсирование вклю­ чения контроллера, а следовательно, и двигателя. При нажатии на кнопку происходит автоматическая установка контроллера в нейтральное положение с максимальной скоростью, что упрощает управление, не отвлекая крановщика от наблюдения за положе­ нием стрелы или груза.

С помощью второго тумблера производится включение схемы медленного опускания груза при динамическом торможении. При нажатии на него контроллер автоматически с максимальной ско­ ростью переводится в крайнее положение, соответствующее этому режиму работы. При дизель-электрическом приводе крана на выносном пульте управления устанавливаются также тумблеры регулировки подачи топлива, т. е. регулировки частоты вращения дизеля. Включение и выключение линейного контактора, сирены и аварийное выключение двигателя также осуществляется соот­ ветствующими тумблерами. В случае внезапного обесточивания крана автоматическая защита обеспечивает установку всех конт­ роллеров в нейтральное положение. Все сигналы от пульта уп­ равления поступают в релейный шкаф, который совместно с бло­ ком питания устанавливается в кабине крановщика или в ма­ шинном отделении крана. Для упрощения релейно-контактор­

168

ных панелей может быть использовано моторно-импульсное реле

(см. § 6).

Системы дистанционного проводного управления целесообраз­ но использовать только для кранов с небольшими рабочими ско­ ростями. Существенным недостатком этих систем является нали­ чие проводов и трудность передачи большого количества команд. Поэтому в настоящее время более перспективным является ди­ станционное управление с - применением специальных средств (телемеханики) как по проводам, так и по радио.

по времени использованием каналов связи, а подача команд осу­ ществляется по распределительному или по кодовому принципу.

Распределительный принцип подачи команд можно осуществ­ лять различными системами, например шаговыми искателями, ша­ говыми двигателями, бесконтактными магнитными элементами,

мощи синхронно и синфазно работающих передающего 1 и при­ емного 3 шаговых распределителей, приводимых в действие элек­ тромагнитами 2 от общего генератора импульсов ГИ. Эти систе­ мы отличаются относительно простыми схемами и небольшой стоимостью. Кроме импульсов движения, в команде содержатся избирательные импульсы, которые имеют большую длительность, чем импульсы движения.

Системы с шаговыми искателями для дистанционного управ­ ления кранами не получили широкого распространения, так как не обладают достаточным быстродействием, осуществляют лишь ступенчатое регулирование частоты вращения двигателей, и срок службы их небольшой. Для питания нескольких искателей необ­ ходимо до пяти проводов и 20—25 ключей.

Система управления кранами, основанная на временном раз­ делении команд с использованием шаговых двигателей (рис. 127)

169