Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Автоматические системы обеспечения безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. Учебное пособие
.pdf
ся вне кабины, на неповоротной раме крана должен быть установлен дополнительный указатель угла наклона крана.
В некоторых случаях могут применяться сигнализаторы крена. В отличие от указателей наклона сигнализаторы при достижении предельного угла наклона платформы включают внешнее исполнительное устройство (звуковой сигнал, рельсовые захваты
с машинным приводом и др.). При необходимости сигнальный
креномер может быть укомплектован выносным индикатором.
Рис. 3.10. Сигнализаторы крена
Креномеры применяются не только на стреловых самоходных кранах, но и на другой грузоподъемной технике, безопасность работы которой связана с контролем горизонтального состояния рабочей платформы (например, краны-манипуляторы,
подъемники с рабочими платформами и др.).
3.4. Блокировочные устройства
3.4.1. Блокировочные устройства
мостовых и козловых кранов
Краны мостовые и козловые, с целью обеспечения безопасности обслуживающего персонала (слесари, электрики
31
и др.), должны быть оборудованы устройством (блокировкой)
для автоматического снятия напряжения с крана при выходе на
галерею моста. У кранов, работающих в помещении, троллейные провода напряжением не более 42 В при этом могут не отключаться. Если вход на кран предусмотрен через галерею моста,
то блокировкой оборудуется дверь для входа на галерею.
Блокировкой также оснащается дверь для входа в кабину
управления, передвигающуюся вместе с краном, со стороны посадочной площадки. При наличии у кабины тамбура – блокировкой снабжается его дверь. При открытой двери движение
крана блокируется [16].
3.4.2. Блокировочные устройства
кранов стрелового типа
У кранов стреловых и башенных с неповоротной башней,
кабина которых расположена на поворотной части крана, для
исключения зажатия персонала при переходе с поворотной
на неповоротную часть устанавливается блокировка, автоматически отключающая механизм поворота при открытом люке или
двери [14, 15].
3.5. Ограничители грузоподъемности
Подъем грузов, масса которых находится за пределами
грузовой характеристики крана (перегрузка крана), приводит
к ускоренному износу элементов крана, поломке деталей механизмов, появлению остаточных деформаций в металлоконструкции и развитию в ней трещин.
Если на мостовых кранах перегрузка может вызвать разрушение металлоконструкции или деталей приводов, относительно надежная защита которых достигается благодаря выбору
соответствующих запасов прочности, то на кранах стрелового
типа возникает опасность опрокидывания крана. В некоторых слу-
32
чаях такие краны могут опрокинуться при перегрузке на 15–30 %.
Для защиты кранов стрелового типа от опрокидывания необходимо контролировать не только массу поднимаемого груза,
но и опрокидывающий грузовой момент.
Во многих случаях оператор крана не имеет достоверной
информации о массе поднимаемого груза, а ориентировочно
определенная масса, как правило, значительно отличается
от фактической даже у опытных специалистов. Практически невозможно оценить усилия, возникающие при попытке подъема
зацепленного или примерзшего груза.
Наряду с указанными непроизвольными случаями возможной перегрузки необходимо учитывать перегрузку крана в результате невнимательного отношения к своим обязанностям или
даже преднамеренного превышения нагрузки крановщиком,
т. к. зачастую значительно переоценивается фактическая грузоподъемность крана.
На возможную перегрузку крана кроме статической нагрузки от веса поднимаемого груза влияют динамические нагрузки,
возникающие, например, при совпадении фаз ускорения нескольких, одновременно выполняемых движений крана, резких торможениях, свободного падения подвешенного на канате груза, выбеге вращающихся масс приводов после их отключения.
Оператор крана не может учесть и проконтролировать все
факторы, которые могут привести к перегрузке крана. Даже высокая квалификация крановщика не исключает вероятность аварии, в результате которой может быть нанесен материальный
ущерб или могут пострадать люди. Поэтому необходимо обеспечить объективную, независящую от квалификации оператора
крана, защиту от перегрузки. Приборы, выполняющие эту функцию, называются ограничителями грузоподъемности.
Ограничители грузоподъемности должны устанавливаться
на кранах мостового типа, имеющих номинальную грузоподъемность 3 т и выше [16]. Ограничители грузоподъемности
(ограничители грузового момента) должны устанавливаться
33
на всех кранах стрелового типа, имеющих номинальную грузо-
подъемность 1 т и более, или если момент грузовой опрокидывающий достигает или превышает 40 000 Нм [13, 14, 15].
Ограничитель грузоподъемности не должен допускать перегрузку более чем на 25 % для кранов мостового типа, 15 % –
для башенных кранов с грузовым моментом до 20 тм включительно и 10 % – для остальных кранов.
При срабатывании ограничителя грузоподъемности
на кранах мостового типа должен отключаться механизм подъ-
ема груза в направлении подъема, а в направлении опускания
движение должно быть свободным для обеспечения возможности посадки чрезмерно поднятого груза.
На стреловых кранах с грузоподъемностью, изменяющейся
с изменением вылета, требуется ограничитель грузового момента, который должен обеспечивать отключение механизма подъема груза в направлении подъема и механизма изменения вылета в направлении опускания, т. к. перегрузка определяется произведением массы груза на его вылет.
Исправный ограничитель грузоподъемности не гарантирует
в полной мере безопасную работу крана и не снимает ответственности с крановщика в случае аварии. Существует вероятность
опрокидывания крана, т. к. ограничитель не контролирует целый
ряд факторов, влияющих на устойчивость крана (прочность
и наклон грунта, ветровые нагрузки, динамические процессы).
Управление исполнительными устройствами крана для реализации функции автоматического отключения механизмов крана
при его перегрузке происходит согласно функции отключения.
Функция отключения – это грузовая характеристика крана, сформированная в ограничителе грузоподъемности, но в координатах,
доступных для измерения на кранах (рис. 3.11). Для реализации
функции отключения ограничитель грузоподъемности должен
содержать датчик нагрузки (усилия, давления) и датчик (датчики), отслеживающий изменение вылета. Для определения вылета
на кранах с постоянной длиной стрелы достаточно датчика угла
34
наклона стрелы, а краны с переменной длиной стрелы дополнительно оснащаются датчиком длины стрелы.
Данные о функциях отключения находятся в памяти прибора и совместно с сигналами датчиков обрабатываются блоком обработки данных, а результат обработки выводится на блок индикации. При превышении фактической нагрузкой допустимого
значения формируется сигнал на отключение исполнительных
устройств крана и, следовательно, остановку механизмов крана.
Для реализации возможности работы с различным крановым оборудованием и режимом работы (например, без опор или
с частично выдвинутыми опорами и др.) ограничители содержат
в своей памяти соответствующие функции (характеристики) отключения и блок их выбора.
Рис. 3.11. Характеристики крана и ограничителя:
1 – грузовая характеристика крана; 2 – характеристика
отключения ограничителя; Q – масса груза; F – усилие
в стрелоподъемном механизме; R – вылет; – угол наклона
стрелы к вертикали
Характерной особенностью каждого ограничителя является
параметр, характеризующий нагрузку на кран, и метод контроля
этого параметра. Этот фактор определяет основную долю погрешности отключения, зависящую как от погрешности собственно
ограничителя, так и способа и средств его установки на кране.
35
Для кранов с гибкой подвеской решетчатой стрелы характерным является измерение силы натяжения каната (стрелового
или грузового). Как правило, это производится тензометрическим датчиком, устанавливаемым в оттяжки стрелы, либо в ветви стрелового или грузового полиспаста, посредством механических узлов, обеспечивающих приведение максимальных усилий к пределу измерения датчика.
Измерение силы натяжения грузового каната на кранах
с жесткой подвеской телескопической стрелы может производиться в заякоренной ветви каната, при наличии таковой, или
в подвижной ветви системой отклоняющих роликов. Однако
этот способ измерения нагрузки на кране с телескопической
стрелой применяется довольно редко из-за эксплуатационных
неудобств, высоких требований к качеству грузового каната.
Как правило, на кранах с жесткой подвеской телескопической стрелы измеряют усилие, направленное по оси гидроцилиндра подъема стрелы. Измерение производят или датчиками
давления, установленными в поршневую и штоковую полости
гидроцилиндра, или датчиками усилия в конструктивных элементах гидроцилиндра.
Все современные универсальные ограничители грузоподъемности обеспечивают автоматическую защиту крана (выбор
точек характеристики отключения) независимо от манипуляций,
производимых стреловым оборудованием. При этом выбор характеристик отключения в зависимости от вида установленного
оборудования производится вручную специальным блоком (переключателем).
В качестве дополнительных сигналов, используемых для
автоматического выбора характеристик отключения, практически используются только сигналы концевых выключателей полного или частичного выдвижения опор, секторов работы (над
кабиной, назад, вбок). Из дополнительных датчиков, корректирующих характеристику отключения, известно применение датчика угла наклона платформы.
36
Современные микропроцессорные ограничители грузоподъемности позволяют индицировать большое количество параметров на цифровых индикаторах (допустимая нагрузка, масса груза на крюке, высота подъема, длина, вылет, давление,
угол, степень загрузки и др.). Информация может быть представлена в цифровой, аналоговой или дискретной формах.
На грузоподъемных кранах, где установка режима работы
крана (на опорах, без опор, с различным составом сменного
оборудования) производится вручную крановщиком, ограничители снабжены световой индикацией выбранного режима.
Существует достаточно много разновидностей ограничителей грузоподъемности, имеющих конструктивные отличия
и выполненные на различной элементной базе. Несмотря на это
все ограничители грузоподъемности имеют фактически единую
структурную схему (рис. 3.12) [19].
Рис. 3.12. Структурная схема ограничителя грузоподъемности
37
В зависимости от конструкции крана в структурной схеме
Параметр,
характеризующий
нагрузку на кран
Метод контроля параметра
Усилие в механизме
подъема стрелы
Усилие в оттяжках стрелы, стреловом
полиспасте
Усилие в конструктивных элементах
гидроцилиндра
Давление в полостях гидроцилиндра
Усилие в механизме
подъема груза
Усилие под опорой грузового барабана
с двумя симметрично наматываемыми
ветвями грузового каната
Усилие в конструктивных элементах
уравнительных или верхних блоков кранов
мостового типа
Усилие в системе отклоняющих роликов
бегущей ветви каната
Усилие в заякоренной ветви грузового каната
ограничителя грузоподъемности могут отсутствовать те или
иные элементы. Например, на кранах мостового типа из датчиков будет присутствовать только датчик фактической нагрузки,
а на кранах с неизменной длиной стрелы будет отсутствовать
датчик длины стрелы.
3.5.1. Датчики нагрузки
Конструкция датчика нагрузки определяется параметром,
характеризующим нагрузку на кран и методом контроля этого
параметра (табл. 3.1).
Таблица 3.1
Классификация методов контроля нагрузки
38
На кранах с гибкой подвеской стрелы распространенным
способом определения усилия, характеризующего нагрузку
на кран, является установка датчика нагрузки в оттяжки стрелы
(рис. 3.13).
Рис. 3.13. Установка датчика усилия в оттяжки стрелы
При наличии неподвижной (малоподвижной) ветви стрелового или грузового каната, возможна установка датчиков
(например, серий ТКС, ДУКЦ) непосредственно на канат
(рис. 3.14). Такие датчики могут устанавливаться у заякоренной
ветви каната или вблизи с уравнительными блоками.
При отсутствии возможности установки датчика усилия
на неподвижный канат существуют конструкции, позволяющие
измерять нагрузку в бегущей ветви каната. Для стационарной
установки датчика на кран возможно применение стационарного
роликового датчика АС-ДУС-06.1 (рис. 3.15) производства
ООО НПК «АС».
В ряде случаев удобным может оказаться применение автономного датчика АС-ДУС-07.1 (рис. 3.16) для установки на подвижный канат. Конструкция датчика позволяет устанавливать его
на вертикальный, горизонтальный или расположенный под углом
к горизонту грузовой канат. Необходима фиксация датчика в пространстве для исключения его перемещения вслед за канатом.
39
Рис. 3.14. Установка датчиков усилия на канат
Рис. 3.15. Датчик усилия АС-ДУС-06.1 и пример его установки:
1 – тензопреобразователь; 2 – отклоняющий ролик
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]