1 Устройство безопасности башенного крана.
К основным приборам и устройствам безопасности, устанавливаемым на башенных кранах, относятся: ограничитель грузоподъемности (грузового момента), концевые выключатели, ограничители вылета стрелы, высоты подъема крюка, поворота вращающейся части крана, анемометр, сигнализатор АСОН-1, противоугонные устройства, выносные опоры, тормоза, буферные устройства, ограждения, галереи, площадки и лестницы.
Концевым выключателем называется предохранительное устройство, предназначенное для автоматического отключения привода механизма крана при переходе его движущимися частями установленных положений. Концевые выключатели служат не для обычных остановок механизмов крана, а для тех аварийных случаев, когда из-за неисправности контроллеров или другой пусковой аппаратуры или из-за оплошности крановщика может возникнуть авария или несчастный случай.
Концевые выключатели, устанавливаемые на кранах, включаются в электрическую схему так, чтобы была обеспечена возможность движения механизма в обратном направлении. Для ограничителей грузоподъемности применяют выключатели с контактами мгновенного действия, которые при достижении рычагом определенного положения срабатывают мгновенно. Концевой выключатель механизма подъема должен быть установлен так, чтобы после установки грузозахватного органа при подъеме без груза зазор между грузозахватным органом и упором был не менее 200 мм. Концевой выключатель механизма передвижения должен быть установлен таким образом, чтобы отключение двигателя происходило на расстоянии до упора, равном не менее половины пути торможения механизмов, у башенных кранов - не менее полного пути торможения.
Рисунок-1. Ограничитель высоты подъема крюка 1 концевой выключатель; 2 трос; 3 серьга; 4 груз; 5 направляющая скоба; 6 грузовой канат; 7 крюковая подвеска
Ограничители вылета служат - для автоматического отключения механизма вылета (вылета стрелы) при подходе стрелы к минимальному или максимальному рабочему вылету. Ограничитель вылета рычажно-ку-лачкового типа может быть совмещен с указателем вылета. Валик ограничителя через рычаг и тягу соединен с приводом стрелы. В крайних положениях, соответствующих минимальному и максимальному вылету. Соединенная с валиком стрелка указывает вылет по градуированной шкале.
Ограничитель высоты подъема крюка (рисунок-1) служит для автоматического отключения механизма подъем а крюка при подходе его к верхнему крайнему положению.
Ограничитель высоты подъема, применяющийся на кранах с подъемными стрелами, состоит из конечного выключателя и груза с двумя направляющими скобами, в которые заведены ветви грузового каната. Груз через серьгу и тросик связан с рычагом конечного выключателя. В нормальном положении груза контакты выключателя замкнуты. Когда крюковая подвеска упирается в груз и приподнимает его, освобожденный от груза рычаг конечного выключателя поворачивается под действием собственной пружины и размыкает контакты. По такому же принципу, но с несколько другой конструкцией работает ограничитель высоты подъема кранов с грузовой тележкой.
Ограничитель поворота вращающейся части крана служит для того, чтобы не допустить вращения поворотной части крана в одну сторону более 2 раз в целях предотвращения обрывов токоведущих проводов, которые передают электрический ток на электродвигатели исполнительных механизмов. Ограничитель поворота устанавливается только в том случае, когда передача электроэнергии осуществляется гибкими проводами, одни концы которых закрепляются на ходовой раме, а другие - на поворотной части крана.
Анемометр предназначен для автоматического определения скорости ветра, при которой должна быть прекращена работа, и для включения аварийных устройств. Он состоит из датчика ветра, устанавливаемого на оголовке, и измерительного пульта, находящегося в кабине крановщика. Датчик и пульт соединены специальным экранированным кабелем. На измерительном пульте имеются три сигнальные лампы и указатель скорости ветра. Сигнальная лампа зеленого цвета загорается при включении анемометра в сеть, желтого — при увеличении скорости ветра до предельно допустимой величины, красного — при превышении скорости ветра допустимой величины. С загоранием красной лампы включается звуковой сигнал анемометра.
Сигнализатор АСОН-1 состоит из антенны, установленной на стреле крана, усилительно-исполнительного блока и блока сигнализации. При приближении стрелы крана к линии электропередачи в антенне наводится электродвижущая сила (ЭДС), которая поступает в усилительно-исполнительный блок. Здесь ЭДС усиливается, и, когда стрела подойдет на опасное расстояние, ЭДС включит блок сигнализации, который оповестит крановщика об опасном приближении стрелы к линии электропередачи.
Для удержания крана от перемещения под действием ветровой нагрузки и предотвращения схода с рельсов ходовых тележек при работе башенного или козлового крана на крановых путях используются противоугонные устройства. С 1974 г. вновь выпускаемые, а также ранее выпущенные краны оснащают полуавтоматическими захватами конструкции ЦНИИОМТП Госстроя. Они состоят из рельсового захвата и клинового упора, которые монтируют на ходовой тележке крана. Захват состоит из двух шарнирно-сочлененных щек и устанавливается в гнезде рамы ходовой тележки без ее переделки. При движении крана щеки рельсового захвата, наезжая на рельсовую накладку в месте стыка рельсов, свободно раскрываются и после прохождения накладки снова смыкаются. Клиновые упоры позволяют закрепить кран от угона ветром в нерабочем состоянии в любом месте рельсового пути. Для этого устанавливают упоры под ходовые колеса тележек крана (по два упора с каждой стороны). При действии на кран ветровой нагрузки ходовые колеса тележки наезжают на упоры и движение крана прекращается, при этом клиновые упоры работают совместно с рельсовыми захватами.
Для увеличения устойчивости башенных кранов в рабочем состоянии применяются дополнительные выносные опоры. Они выполняются в виде выдвижных балок или откидных кронштейнов, крепящихся к опорной раме. Свободные,концы балок или кронштейнов оборудуют винтовыми домкратами, опирающимися на деревянные подушки, или гидравлическими толкателями. Винтовые домкраты работают от ручного привода и используются в кранах небольших грузо-подъемностей. Г идравлические толкатели выносных опор питаются от насосной установки, установленной на неповоротной части крана.
Тормоза на исполнительских механизмах грузоподъемных кранов предназначены для снижения частоты вращения механизмов, полной их остановки, удержания груза на весу в неподвижном состоянии, а в механизмах передвижения для остановки крана на определенном месте. По конструктивному решению применяют колодочные тормоза, у которых торможение осуществляется прижатием колодок к тормозному шкиву, и ленточные, у которых торможение происходит путем прижатия ленты к тормозному шкиву. Наиболее широко на грузоподъемных кранах применяется колодочный тормоз, так как он прост по устройству и надежен в эксплуатации.
На концах рельсового пути для предупреждения схода с них грузоподъемного крана должны быть установлены тупиковые упоры. Они закрепляются на каждом рельсе на расстоянии не менее 500 мм от концов рельсов. Устанавливать тупик необходимо так, чтобы буферная часть крана одновременно касалась амортизаторов обоих тупиковых упоров.
Грузоподъемные краны, движущиеся по рельсовому пути, и их тележки для смягчения возможного удара об упоры или друг о друга должны быть снабжены соответствующими упругими буферными устройствами. Буферные устройства делают в виде укрепляемых на торцах кранов массивных резиновых подушек, деревянных брусьев, пружин или гидравлических устройств. Резиновые подушки и деревянные брусья применяют на кранах малой массы, движущихся с небольшими скоростями. Пружинные и гидравлические буферы применяют в тяжелых кранах, двигающихся со значительными скоростями (более 0,5 м/с).
Для обеспечения безопасности работы все находящиеся в движении легкодоступные части крана ограждаются прочными металлическими съемными ограждениями, допускающими удобный осмотр и смазку ограждаемых частей.
Обязательному ограждению подлежат: - зубчатые, цепные и червячные передачи; - соединительные муфты с выступающими болтами и шпонками, а также другие муфты, расположенные на местах прохода; - барабаны, расположенные вблизи рабочего места крановщика или в проходах (при этом ограждение барабанов не должно затруднять наблюдения за навивкой каната на барабаны); - вал механизма передвижения кранов мостового типа при частоте вращения 50 мин-^ и более (при частоте вращения менее 50 мин-1 этот вал должен быть огражден в месте расположения люка для выхода на галерею).
Ограждению подлежат также валы других механизмов грузоподъемных кранов, если они расположены в местах, предназначенных для прохода обслуживающего персонала. Ходовые колеса кранов, передвигающихся по рельсовому пути (за исключением железнодорожных), и их тележек должны быть снабжены щитками, предотвращающим возможность попадания под колеса сторонних предметов. Зазор между щитком и рельсом не должен превышать 10 мм.
Все голые токоведущие части электрооборудования крана, расположение которых не исключает случайное к ним прикосновение, также должны быть ограждены.
Площадки и лестницы, расположенные на кранах, концевые балки кранов мостового типа, а также площадки и галереи, предназначенные для обслуживания кранов, должны быть ограждены перилами высотой 1 м с устройством сплошного ограждения понизу на высоту не менее 100 м.
Кроме того грузоподъемные краны должны иметь приборы освещения для работы в ночное время и в условиях недостаточной видимости. При установке на башенных кранах светильников, освещающих рабочую зону крана, освещение должно включаться самостоятельным выключателем, установленным на портале. Кабины управления краном, аппаратные кабины и машинное помещение должны иметь электрическое освещение. Освещение на кранах с электрическим приводом при отключении электрооборудования должно оставаться включенным. Цепи освещения и сигнального прибора, включенные до вводного устройства, должны иметь собственный выключатель.Грузоподъемные краны должны быть снабжены звуковым сигнальным прибором, хорошо слышимым в местах подъема и опускания груза.
На ряде кранов применяется указатель вылета, выполненный с помощью сельсинов. Сельсин-датчик связан механической передачей с барабаном лебедки грузовой тележки. Поворот на некоторый угол сельсина-датчика вызывает поворот на такой же угол сельсина-приемника.
Анемомет р ы (М-95М-2) устанавливают на кранах для измерения мгновенно скорости ветра, автоматического определения опасных по совместному воздействию скорости и продолжительности порывов ветра и включения аварийных звукового и светового сигналов для предупреждения машиниста.
Рисунок-2. Схема указателя вылета: 1- вал, 2, 4 - конечные выключатели, 3 - кулачки, 4 - шкала, 6 - стрелка, 7-рычаг, 8 - тяга, 9 - сгон, 10 - кронштейн стрелы
Ограничитель передвижения служит для автоматической остановки механизма передвижения перед подходом крана к тупиковым упорам. Ограничитель состоит из конечного выключателя, укрепленного на ходовой тележке крана, и отключающего устройства в виде линейки или упора, установленных на крановом пути. Работа ограничителей (рисунок-2, а, б) заключается в следующем. При движении крана в направлении, показанном стрелкой, рычаг конечных выключателей поворачивается отключающим устройством, вследствие чего контакты выключателя размыкают электрическую цепь.
Конструкция отключающего устройства зависит от типа конечного выключателя: отключающая линейка (рисунок-2, а) применяется с конечным выключателем КУ-701 (он имеет возвратное устройство, под действием которого рычаг выключателя, будучи выведен из рабочего положения, возвращается в это положение после снятия нагрузки); отключающий упор (см. рисунок-2,6) применяется с конечным выключателем КУ-704, не имеющим возвратного устройства.
Рисунок-3. Датчик скорости ветра анемометра, установленный на кране: 1 - штырь-молниеприемник, 2 - датчик
Рычаг выключателя КУ-704 может находиться в трех положениях: рабочем и двух отключенных. Рычаг поворачивается в отключенное положение и возвращается в рабочее при обратном движении крана с помощью упора.
Регулирование ограничителей передвижения заключается в установке отключающих линеек или упоров.
Ограничитель поворота служит для автоматической остановки механизма поворота после совершения краном с бескольцевым токоприемником определенного числа оборотов (обычно не больше двух), считая от начального положения. В ограничителе поворота (рис. 70, а…в) применен приводной конечный выключатель ВУ-250А, вал которого через встроенный в выключатель редуктор (с передачей 1:50) с помощью шестерни связан с зубчатым венцом опорно-поворотного шарикового круга. Конечный выключатель крепится на кронштейне к поворотной платформе. Вращение крана вызывает поворот вала конечного выключателя и размыкание контактов выключателя при достижении валом определенного положения. Ограничитель регулируют изменением положения кулачковых шайб в выключателе.
Рисунок-4. Схемы ограничителей передвижения: а - с отключающей линейкой. б -с отключающим упором; 1, 3 - конечные выключатели, 2 - линейка, 4 - упор
Ограничитель угла наклона стрелы (пути грузовой тележ-к и) служит для автоматической остановки стреловой лебедки (лебедки грузовой тележки) перед подходом стрелы (тележки) к одному из конечных положений. На кранах с грузовой тележкой ограничитель вылета обычно выполняют с помощью приводного конечного выключателя ВУ-250, вал которого связан цепной передачей с валом редуктора грузовой тележки.
На ряде кранов ограничитель вылета устроен аналогично ограничителю передвижения крана, причем конечные выключатели устанавливаются на стреле в начале и конце движения тележки, а отключающий упор устанавливается на самой тележке. На кранах с подъемными стрелами конечный выключатель ограничителя вылета различными способами связан со стрелой и срабатывает, когда стрела подходит к максимальному или минимальному рабочему вылету.
Ограничитель высоты подъема предназначен для автоматического отключения грузовой (стреловой) лебедки перед подходом крюковой подвески к стреле. Эти ограничители устанавливаются на кране так, чтобы после остановки лебедки при подъеме без груза зазор между крюковой подвеской и конструкцией стрелы или грузовой тележки был не менее 200 мм. Работа ограничителя высоты подъема, как правило, основана на том, что крюковая подвеска упирается в груз (или скобу), связанный с рычагом конечного выключателя, либо непосредственно, либо с помошью каната и отводных блоков.
Рисунок-5. Ограничитель поворота: 1 - общая схема, б- конечный выключатель, s-шестерня; 1 - поворотная платформа. 2 - венец ОПУ, 3- шестерня, 4 - конечный выключатель, 5- кронштейн
На кранах с балочной стрелой и грузовой тележкой ограничитель выполняется с помощью приводного конечного выключателя ВУ-250А, на валу которого есть шестерня, связанная с шестерней на валу барабана грузовой лебедки. Ограничитель настраивают так, чтобы после его срабатывания расстояние между грузовой тележкой и крюковой подвеской составляло не менее 1,5 м.
Ограничители грузоподъемности приме няют для защиты кранов от перегрузки при подъеме груза, превышающего допустимый для данного вылета. На кранах используют электромеханические ограничители грузоподъемности ОГП-1 (рисунок-5). Рассмотрим его элементы.
Датчик усилия (рисунок-5.а) — это динамометр, преобразующий посредством рычажной системы и потенциометра усилие динамометрического кольца в пропорциональный электрический сигнал. Датчик установлен в стреловом расчале у оголовка стрелы. Необходимое соотношение между усилием в стреловом расчале и усилием, действующим на датчик, устанавливается с помощью регулировочной стяжной гайки 4, фиксируемой контргайками.
Рисунок-6. Ограничитель высоты подъема: а - конструктивная схема, б-положение на стреле; 1 - конечный выключатель, 2 - канат ограничителя, 3 - серьга, 4 - I руз, 5 - направляющая скоба, 6 - грузовой канат, 7 - крюковая подвеска
Датчик помещен в металлическом корпусе водозащищенного исполнения.
Датчик угла (рис,6) -потенциометр, преобразующий посредством кулачка, рычажной системы и ползуна угол подъема стрелы в пропорциональный электрический сигнал. Датчик установлен на кронштейне башни соосно с корневым шарниром стрелы и приводится в действие с помощью рычага и пальца, приваренного к металлоконструкции стрелы. Необходимый рабочий участок кулачка фиксируется установкой в соответствующее отверстие болта, закрепляющего рычаг на кондукторном фланце. Датчик помещен в металлическом корпусе водозащищенного исполнения.
Релейный блок предназначен для сравнения электрического сигнала от датчика усилия с сигналом от датчика угла и выдачи соответствующих команд приборами панели сигнализации и исполнительным органам крана. На передней панели блока расположены переключатель характеристик, предохранитель и тумблер. Внутри релейного блока размещены реле, конденсаторы, постоянные резисторы и настроечные потенциометры.
Устройство, позволяющее наблюдать по шкале миллиамперметра степень загрузки крана, а по сигнальным лампам — включенное состояние исполнительного устройства. Релейный блок и панель сигнализации помещены в ящиках закрытого исполнения и установлены в кабине управления.
Рисунок-7. Схема работы ограничителя грузоподъемности ОГП-1
Рисунок-8. Расположение датчиков ограничителя ОГП-1 на кране с подъемной стрелой: а - усилия, б - угла; 1 - датчик, 2 - расчал стрелы, 3, 5 - контргайки, 4 - стяжная гайка, 6 - кронштейн, 7 - рычаг. 8 - стрела, 10 - палец, 11 - кондукторный фланец
Работа ограничителя ОГП-1 основана на сравнении электрического сигнала датчика усилия, пропорционального усилию в стреловом расчале, с величиной электрического сигнала, задаваемого датчиком угла и определяющего допустимое усилие. Ограничитель рассматриваемой модификации имеет шесть различных характеристик, переключаемых в зависимости от ветрового района и высоты крана. Характеристики устанавливаются с помощью переключателя на релейном блоке и кондукторного фланца на датчике угла. При переключении характеристик следует строго соблюдать последовательность работ, величины высот и ветровых нагрузок, приведенные в Инструкции по монтажу и эксплуатации крана, на котором ограничитель установлен.
На кранах с балочной стрелой датчик усилия может устанавливаться на распорке. Усилие в грузовом канате, огибающем отводной блок на распорке, создает через систему рычагов пропорциональное растягивающее усилие в упругом элементе датчика. Деформация упругого элемента воздействует на потенциометрический преобразователь датчика усилия. Датчик угла на этих кранах связывают с помощью приводного конечного выключателя с валом барабана грузовой тележки. Вращение барабана лебедки через червячный редуктор конечного выключателя преобразуется в поворот кулачка датчика на угол, пропорциональный вылету крана.