Приборы и устройства безопасности мостовых кранов. Приборы и датчики безопасности мостовых кранов: какие и зачем? Приборы безопасности устанавливаемые на кранах

В процессе работы грузоподъёмное оборудование осуществляет много действий одновременно. При этом важна синхронность. Это является важнейшим фактором слаженного функционирования машины. Контролировать рабочий процесс и обеспечить безопасность оператора и присутствующих на площадке сотрудников, сохранность остальных механизмов и имущества помогают специальные устройства: датчики, упоры и т. п.

Основным назначением приборов безопасности грузоподъёмного оборудования является сбор, обработка и регистрация информации о положении устройства, загрузке, предотвращение неуправляемого передвижения, удара. Согласно требованиям, каждый из видов механизмов должен иметь соответствующие приборы в зависимости от конструктивных особенностей и расположения. Назначением датчиков является фиксация малейших сбоев в работе, отправка тревожного сигнала, который становится причиной полной остановки для проведения диагностики и устранения поломки.

Виды приборов безопасности кранов

Работа промышленного и любого другого грузоподъёмного оборудования может представлять угрозу для сотрудников, выполняющих свои обязанности на том же участке. По этой причине все устройства оснащаются приборами безопасности кранов. Список следующий:

• ограничитель - автоматически отключает привод устройства, если допущено превышение максимальной грузоподъёмности оборудования;
• концевой выключатель - предохранитель, который позволит отключить в автоматическом режиме привод при осуществлении перехода подвижных частей за пределы рабочей зоны;
• ограничитель вылета стрелы - устанавливается на стреловых кранах для отключения механизма при достижении минимального или максимального показателя;
• тормозная система (устанавливаются на исполнительных механизмах) - основным предназначением является снижение частоты вращения устройств, полная остановка с целью фиксации груза в определённом положении;
• ограничитель поворота - предотвращает вращение поворотной части с целью недопущения обрыва электрических проводов;
• указатель грузоподъёмности - позволяет не допустить перегрузку кранового оборудования;
• анемометр - определяет скорость ветра, при которой эксплуатация устройства может представлять опасность;
• противоугонное устройство - не позволяет кранам башенного и козлового типов сойти с рельсов под воздействием сильного ветра;
• дополнительные опоры - обеспечивают устойчивость оборудования;
• тупиковые упоры - устанавливаются по краям рельсов, балок с целью предотвращения схода крана;
• буферные устройства - смягчают возможный удар упоров друг о друга (чаще всего используются подушки из резины, деревянные бруски, механизмы гидравлического типа).

Это далеко не полный список приборов и датчиков, разработанных с целью обеспечения безопасной эксплуатации грузоподъёмного оборудования.

Кроме того, все легкодоступные части крана должны быть обязательно ограждены. Для этого используются облегчённые металлические конструкции, которые можно убрать для проведения технического обслуживания, проверки работоспособности, настройки, диагностики и других мероприятий, предусмотренных правилами безопасности.

Освещение и сигнализация

Все виды грузоподъемного оборудования должны быть оснащены осветительными приборами для работы в тёмное и ночное время суток. Причиной для этого является и эксплуатация при плохой видимости (например, в тумане). Установка башенного крана подразумевает монтаж светильников, которые полностью освещают рабочую зону устройства. При этом включение должно осуществляться независимым электротехническим прибором, который нужно разместить на портале. Рабочая и аппаратная кабина, машинное помещение тоже должны быть освещены. Это касается всех типов кранов (башенных, мостовых, козловых, консольных) и других видов грузоподъёмного оборудования. Светильники, установленные на самих механизмах даже после завершения рабочего дня должны оставаться включёнными. Кроме того, грузоподъёмное оборудование в обязательном порядке оснащается сигнализацией. Звуки прибора должны иметь хорошую слышимость в местах передвижения, опускания и подъёма груза даже при сильном ветре, дожде и в других неблагоприятных погодных условиях.

Особенности технического обслуживания

Когда нужно осуществлять техническое обслуживание крана? Чаще всего его проводят во время мероприятий по проверке и диагностике самого грузоподъёмного устройства. Наладчик настраивает системы с учётом актуальных правил и положений. При прохождении технического обслуживания осуществляются:

• внешний осмотр приборов с целью проверки качества установки;
• определение состояния и правильности подключения электрических проводов;
• очистка от загрязнений;
• регулировка систем и механизмов;
• определение целостности металлических конструкций, электрического механизма и других систем;
• проверка целостности установленных пломб, исправности, работоспособности.

После завершения ТО наладчик делает соответствующую запись в журнале.

Ремонт и диагностика

В случае выхода из строя грузоподъёмного оборудования необходимо провести тщательный осмотр для выявления причин поломки. Чаще всего замены требуют некоторые детали и компоненты, например, микросхемы, датчики и платы. Ремонт является довольно сложным технологическим процессом, выполнять который имеет право наладчик-профессионал, имеющий соответствующее разрешение и квалификацию. При обнаружении неисправностей эксплуатация грузоподъёмного оборудования должна быть приостановлена до устранения поломки. После ремонта наладчик выполняет настройку нужных параметров. Периодичность проверки зависит от вида оборудования, его грузоподъёмности, условий эксплуатации и других немаловажных факторов.

Общие условия защиты электрооборудования на кранах от аварийных ситуаций

По своему назначению, специфике работы и конструктивным особенностям грузоподъемные краны относятся к категории оборудования, имеющего повышенную опасность, что объясняется самим процессом работы этих механизмов на площадках и в помещениях, где одновременно находятся люди и ценное оборудование.

Общие требования по безопасности работы кранов и кранового электрооборудования сформулированы в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» и «Правилами устройства электроустановок».

Все электрооборудование, располагаемое в кабинах управления кранами, снабжается заземленными металлическими кожухами или должно быть полностью закрыто от возможности прикосновения к токоведущим частям. В кабине управления также должен находиться аппарат, обеспечивающий непосредственное или дистанционное отключение всех питающих кабельных трасс, проведенных по крану, за исключением вводных устройств.

Выход на площадки крана, где расположены не защищенное кожухами электрооборудование, тележки, может осуществляться только через двери и люки, имеющие блокировку, отключающую питание всех источников электроэнергии крана.

Участок главных троллеев, главные токоприемники и токовводы, остающиеся под напряжением при отключений всей внутрикрановой разводки,. должны иметь надежное ограждение от случайного прикосновения к ним. Это ограждение должно иметь замок с индивидуальным ключом.

Ремонт и осмотр токовводов может осуществляться только при отключении питания главных троллеев или общего вводного устройства, расположенного вне крана. Цепи несколько кранов питаются от общецеховых троллеев, то предусматривается ремонтный участок, где может быть осуществлено отключение троллеев без перерыва питания остальных кранов.

Краны являются движущимися установками и подвержены вибрациям и ударам в процессе движения, поэтому возможность повреждения кабелей и проводов на кранах относительно выше, чем при их стационарной прокладке. Кроме того, на ряде кранов токопереход на движущиеся части осуществляется с помощью гибких шланговых кабелей, повреждение которых полностью исключить невозможно. С учетом этого первой задачей защиты является защита электрооборудования на кранах от токов к. з.

Токи к. з. в отдельных цепях в пределах крана будут тем меньше, чем меньше сечения монтажных проводов этих цепей и меньше размеры различных токопереходов и токоразъемов. Максимальные токи к. з. в цепях управления при сечении проводов 2,5 мм2 составляют 1200-2500 А. При этом для защиты цепей возможно применение предохранителей серии ПР на токи 6-20 А или любых видов автоматических выключателей АП 50, АК 63 и т. п. Токи к. з., А, в цепях электродвигателей ориентировочно, можно определить, по формуле

где I кзюф - ток короткого замыкания в фазе питающей, линии через 0,04 с; s п - сечение провода в рассматриваемой цепи, мм2.

Так как ток к. э. не должен до его отключения разрушать коммутационный аппарат, находящийся в данной цепи, то необходимо при выборе аппаратов и сечений проводов соблюдать определенные соотношения, обеспечивающие термическую стойкость аппарата. Полагая, что термическая стойкость большинства аппаратов, применяемых в крановом электроприводе, составляет 10I н в течение 1 с, то соотношение между максимальным допустимым сечением провода, мм2, и номинальным током аппарата должно быть следующим:

где I н - номинальный ток аппарата, А.

Последнее соотношение показывает, что при возможных токах к. з. на фидере более 8000 А аппараты на 25 А устанавливать недопустимо по термической стойкости. Аппараты на токи 63 А могут использоваться только при сечениях кабеля не более 6 мм2, а аппараты на ток 100 А - при сечениях кабеля не более 16 мм2.

При возможных токах к. з. 12 000 А (предельных для кранов) аппараты на токи 63 А могут использоваться только при сечениях кабеля не более 4 мм2, т. е. при номинальных токах до 30 А. Аппараты на ток 100 А могут использоваться при сечениях кабеля не более 10 мм2, т. е. при номинальных токах до 60 А. Таким образом, для кранов, получающих питание от фидеров особо большой мощности, необходимо либо устанавливать аппараты на токи не ниже 100-160 А, либо ограничивать сечения проводов к этим аппаратам с целью снижения возможных токов к. з.

Защита кабельной сети крана от токов к. з. осуществляется с помощью реле максимального тока мгновенного действия, а при необходимости может осуществляться установочными автоматами.

Защита проводов от токов к. з. осложняется большим интервалом мощностей электродвигателей механизмов в пределах одного крана. В соответствии с правилами устройства электроустановок защитные аппараты должны быть рассчитаны на ток срабатывания не выше 450% продолжительного тока защищаемой цепи. Этими же правилами для проводов и кабелей, работающих с повторно-кратковременной нагрузкой, допустимый по нагреву ток определяется выражением

Где I пв и I н - номинальные токи кабеля в повторно-кратковременном и продолжительном режимах работы.

При ПВ=40% I пв = 1,4 х I н. Таким образом, кратность уставки защиты к допустимому току провода (кабеля) должна быть не выше 450/1,4=320% тока в режиме 40% ПВ. Допускаемые нагрузки на провода и кабели в пределах крана при температуре окружающей среды 45° С приведены в справочных таблицах.

Крановые электроприводы имеют следующие основные типы защитных устройств:

Максимальную защиту для отключения электропривода от сети при возникновении в защищаемой цепи недопустимых токов;

Нулевую защиту для отключения электропривода при прекращении или перерыве подачи питания от источника электроэнергии. Разновидностью нулевой защиты является нулевая блокировка, исключающая самозапуск электродвигателя при восстановлении питания на подводящей линии, если орган управления находится в рабочем положении

Конечную защиту для предотвращения перемещения движущихся конструкций сверх определенных допустимых границ.

Важной задачей системы защиты является предотвращение у всех типов электроприводов крановых механизмов недопустимых перегрузок, связанных с неисправностью схем управления, заклиниванием механизмов, обрывом цепи тормоза и т. п. В этом отличие требований к защите от перегрузок крановых электроприводов от защиты от перегрузок для электроприводов продолжительных режимов.

В связи с неопределенностью нагрузки крановых механизмов, меняющимися темпами нагрева двигателей, их работой в условиях частых пусков и торможений не представляется возможным даже ставить задачу защиты электроприводов от тепловых перегрузок. Единственным условием предотвращения тепловых перегрузок кранового электрооборудования является его правильный выбор с учетом заранее рассчитанных любых возможных в эксплуатации режимов работы.

Таким образом, защита от перегрузок сводится к контролю пускового тока при ступенчатом пуске и защите от заклинивания короткозамкнутых двигателей или электроприводов с токовой отсечкой. При правильно организованном пуске электропривода со ступенчатым разгоном пусковой ток не должен превышать 220- 240% тока, соответствующего расчетному значению.

С учетом необходимого запаса на разброс как пускового тока, так и уставки максимального реле последняя должна рыть рассчитана на срабатывание при токе около 250% расчетного который может быть равен или меньше тока электродвигателя в режиме ПВ=40%.

Согласно изложенному, на реле максимального тока в системе крановых электроприводов возлагается две функции:

1. защита от токов к. з. проводов (кабелей) в каждом полюсе на постоянном токе и в каждой фазе на переменном токе,

2. защита от перегрузок, для обеспечения которой достаточно включить реле в один из полюсов или одну из фаз.

В соответствии с правилами электроприводы кранов должны иметь , т. е. при перерыве питания электропривод должен отключаться, а его повторное включение возможно только после возвращения органа управления в нулевое положение. Это требование не распространяется на системы кнопочного управления с пола, имеющие кнопки с самовозвратом.

Наличие, нулевой блокировки исключает самозапуск электроприводов кранов, а также исключает повторное включение при срабатывании различных защит.

Защита от обрыва фазы на кранах не применяется. Анализ возможных последствий обрыва фазы вне крана и приемлемой системы защиты от обрыва фазы показал, что, с одной стороны, в настоящее время нет удовлетворительного технического решения по применению надежного, дешевого и простого аппарата контроля напряжения на фазах, а с другой стороны, обрыв фазы в пределах крана и вне его маловероятен в связи с тем, что применение плавких предохранителей в главной цепи в настоящее время не практикуется.

Новые системы динамического торможения, применяемые взамен торможения методом противовключения, сводят к минимуму опасность падения груза при обрыве фазы.

Реле защиты от перегрузок в крановом электроприводе

Для защиты цепей кранового электрооборудования от перегрузок применяется электромагнитное реле мгновенного действия типа РЭО 401. Эти реле могут использоваться как в цепях переменного, так и постоянного тока. Реле имеет два конструктивных исполнения. На рис. 1 показан общий вид реле РЭО 401.

Реле состоит из двух основных узлов: электромагнита 2 и размыкающего вспомогательного контакта 1. Катушка электромагнита 3 расположена на трубке 4, в которой свободно перемещается якорь 5. Положение якоря в трубке регулируется по высоте и определяет значение тока срабатывания реле. При возрастании тока в катушке выше тока срабатывания якорь поднимается вверх и через толкатель контактного узла размыкает контакты.

Во втором исполнении электромагниты реле в количестве от двух до четырех штук крепятся на общем основании, имеющем также общую скобу, передающую усилия любого отдельного якоря электромагнита - к вспомогательному контакту, установленному на основании. Таким образом, в этом исполнении несколько электромагнитов воздействуют на один вспомогательный контакт.

После отключения тока возврат якоря происходит под действием собственного веса. Реле имеет один размыкающий вспомогательный контакт. Вспомогательный контакт рассчитан на коммутацию переменного тока до 10 А при напряжении 380 В и или на коммутацию постоянного тока 1 А при 220 В и L/R = 0 ,05

Рис. 1. Общий вид реле РЭО 401

Катушки реле на токи свыше 40 А выполнены из неизолированной меди. Выводы этих катушек расположены на специальной изоляционной панели. Катушки на токи до 40 А - изолированные. При выборе реле для установки в. комплектных устройствах следует руководствоваться допустимой нагрузкой катушки в режиме ПВ = 40% и диапазоном срабатывания с учетом необходимых уставок отключения.

Реле РЭО 401 могут выполнять свои функции при условии, что пусковой ток электропривода меньше, чем ток заторможенного электродвигателя при включении его на номинальное напряжение, т. е. защита коротко-замкнутых электродвигателей и электроприводов с отсечкой тока с помощью реле РЭО 401 невозможна. Защита таких электродвигателей должна выполняться с помощью тепловых серии ТРТ.

Реле ТРТ имеют пять габаритов в интервале токов от 1,75 до 550 А. Реле всех типов заключены в пластмассовый кожух и различаются формой реагирующего теплового элемента, наличием дополнительного нагревателя и размерами выводов. Реле пятого габарита смонтировано на трансформаторе тока. В качестве реагирующего теплового элемента реле используется биметалл инварсталь, обтекаемый током и дополнительно подогреваемый нагревателем. Реле имеет один размыкающий контакт, рассчитанный на коммутацию переменного тока 10 А, 380 В при Cos φ = 0, 4 и постоянного тока 0,5 А, 220 В при L/R = 0 ,05.

Технические данные реле ТРТ приводятся в справочниках. Временные характеристики реле серии ТРТ показаны на рис. 2. Реле не срабатывает при токе 110% номинального в продолжительном режиме. При токе 135% номинального реле срабатывает за время 5-20 мин. При токе 600% номинального реле срабатывает за время от 3 до 15 с. Имеющийся на реле регулятор позволяет регулировать номинальный ток уставки в пределах ±15%. Возврат контактов реле во включенное состояние происходит через 1-3 мин после отключения тока.

При выборе реле следует руководствоваться условиями:

1) среднеквадратичный ток защищаемой цепи должен быть не выше номинального тока нагревателя;

2) при трех пусках подряд реле не должно срабатывать;

3) время срабатывания при пусковом токе не должно быть выше допустимого времени стоянки электродвигателя под током в этом режиме.

При пользовании временной характеристикой срабатывания реле ТРТ следует учитывать, что возможные фактические отклонения тока срабатывания около ±20% тока уставки.

Защитные панели

В соответствии с требованиями каждый кран должен оборудоваться устройством, предназначенным для подачи питания к электроприводам механизмов и его отключения, причем включение, т. е. подача питания, может осуществляться после отпирания включающего устройства с помощью индивидуального ключа-марки.

Рис. 2. Временные характеристики реле серии ТРТ.

В свою очередь ключ не может быть вынут без выполнения операции отключения. Такая блокировка позволяет гарантировать приведение крана в пригодное к действию состояние только лицом, имеющим право на управление краном.

На всех типах кранов с электроприводом, кроме строительных башенных кранов, индивидуальный ключ-марка применяется в . У строительных башенных кранов указанный ключ используется для блокирования главного рубильника (или автомата) в шкафу питания башенного крана, к которому подключен гибкий кабель питания.

Рис. 3. Схема цепей управления защитных панелей: а - при управлении кулачковыми контроллерами; б - при управлении магнитными контроллерами; 1П-ЗП - предохранители; KB - кнопка «возврат»; КЛ - контакт люка; АВ - аварийный выключатель; Л - линейный контактор: МР1, МР2 - контакты максимальных реле; КВВ, КВН - конечные выключатели; ПП - переключатель проверки; K12 - нулевые контакты контроллеров.

Для обеспечения безаварийной работы мостовой кран снабжен следующими приборами и устройствами безопасности: концевыми выключателями; буферными устройствами; ограничителем грузоподъемности или массо-измерительным устройством, указывающим массу поднимаемого груза; блокировочными устройствами; устройствами, предотвращающими столкновение мостовых кранов, работающих на одних крановых путях; приспособлением для исключения выпадения стропа из зева грузового крюка; звуковой и световой сигнализацией и средствами коллективной защиты от поражения электрическим током.

Концевые выключатели применяют для автоматического отключения от электрической сети приводного электродвигателя механизма подъема груза при подходе крюковой подвески к главным балкам моста, а также при подходе к концевым упорам крана или грузовой тележки при номинальной скорости передвижения более 32 м/мин (ст. 160 Правил). После остановки механизма концевой выключатель не должен препятствовать движению механизма в обратном направлении (см. 161 Правил). Концевой выключатель представляет собой электрический аппарат с контактными парами, при размыкании которых разрывается цепь питания электропривода какого-либо исполнительного механизма, например приводного двигателя механизма передвижения тележки и привода его тормоза. Разрыв цепи может осуществляться контактами концевого выключателя или по сигналу концевого выключателя контактами других электрических аппаратов: реле, контакторов, пускателей и т. п.

В мостовых электрических кранах применяют рычажные и шпиндельные концевые выключатели. Рычажные выключатели срабатывают при соприкосновении с каким-либо упором, например отключающей линейкой, и служат обычно для ограничения перемещения в одну сторону. Кроме ограничения передвижения крановых механизмов такие выключатели используют для отключения токоведущих троллеев при выходе обслуживающего персонала на галереи, лестницы и площадки обслуживания крана. Эти выключатели служат для блокировки двери кабины управления крана, которая не допускает включение механизмов крана при открытой двери (ст. 167 Правил).

Шпиндельные выключатели применяют в основном для ограничения высоты подъема грузозахватного устройства и предназначены для ограничения его передвижения вверх и вниз в обоих направлениях.

Рис. 6. Концевые выключатели:
а - общий вид выключателя КУ-701; 6 - его кинематическая схема; в - КУ-704; г - КУ-703; д - КУ-706

Мостовые электрические краны отечественного производства оборудованы рычажными концевыми выключателями типов КУ, НВ, В и ВК, которые в электросхемах механизмов обесточивают катушки главного и реверсивного контактора цепей управления двигателями. Выключатели КУ обеспечивают размыкание или замыкание электрической цепи. Замыкание электрических цепей при отключении приводного электродвигателя согласно Правилам допускается только для приборов сигнализации и управления. Выключатель КУ (рис. 6, с) имеет литой корпус, в котором на валу 1 (рис. 6, б) закреплены кулачковые шайбы 2. С шайбами 2 взаимодействует ролик 3 рычага 4. Ролик постоянно поджат к шайбам усилием пружины 5. На рычаге 4 установлена перемычка 6, замыкающая при воздействии шайб 2 на ролик 3 контакты 9 электрической цепи управления двигателем механизма крана. При таком исполнении выключатель КУ работает на замыкание электрической цепи. При использовании его для размыкания электрической цепи ролик 3 устанавливают на ось 10, а пружину 5 переносят в положение Н.З. Фиксатор 7 и подпружиненная собачка 5 служат для возврата приводного рычага выключателя КУ-701 в исходное положение, а у выключателей КУ-704 и КУ-706 - для фиксации положения вала 1. В конструкции выключателя КУ-703 фиксатор и собачка отсутствуют. Приводные рычаги выключателей могут устанавливаться в различные положения.

Концевые выключатели типа КУ-703 (рис. 6, г) применяют на механизмах подъема груза. Эти выключатели срабатывают при подходе грузовой подвески в крайнее верхнее положение. Выключатель типов КУ-701, КУ-704 и КУ-706 устанавливают на механизмах передвижения кранов. Они срабатывают при воздействии на их приводные рычаги линейки или специального упора, закрепленного на грузовой тележке или на крановом пути. Концевые выключатели механизмов передвижения установлены таким образом, чтобы отключение их двигателей происходило на расстоянии, равном не менее половины пути торможения механизмов.

Приборы и устройства безопасности мостовых кранов

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

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

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

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

Рис. 2.54. Шпиндельный концевой выключатель

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

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

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

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

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

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

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

Таблицa 2.5

Положения выключателей серии КУ

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

Рис. 2.56. Угловое расстояние контактных шайб)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

К атегория: - Узлы мостовых кранов

Приборы и устройства безопасности, устанавливаемые на кранах

Освещение и сигнализация

К основным приборам и устройствам безопасности, устанавливаемым на грузоподъемных 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.

Ограничитель грузоподъемности (грузового момента) - предохранительное устройство, автоматически отключающее привод механизма подъема груза в случае превышения допустимой грузоподъемности крана.

В кранах с постоянной грузоподъемностью ограничитель регламентирует лишь вес поднимаемого груза, в кранах с переменной грузоподъемностью - момент, создаваемый весом груза.

На стреловых грузоподъемных кранах широко применяется ограничитель грузоподъемности типа ОГП-1, состоящий из двух датчиков, релейного блока и панели сигнализации. Первый датчик измеряет усилие, возникающее при подъеме груза, и называется датчиком усилия (ДУС). Обычно его устанавливают в стреловой расчалке у оголовка стрелы и он является динамометром, преобразующим усилие динамометрического кольца в пропорциональный электрический сигнал. Второй датчик задает предельно допустимые усилия, возникающие при подъеме груза, в зависимости от вылета стрелы и называется датчиком угла (ДУГ). Его устанавливают на башенных кранах на кронштейн башни крана соосно с шарниром стрелы, на стреловых самоходных кранах - у оси пяты стрелы также соосно с ней. Релейный блок служит для сравнения электрического сигнала от датчика ДУС с сигналом от датчика ДУГ и выдает соответствующие команды приборам панели сигнализации и исполнительным органам крана. Панель сигнализации служит индикаторным устройством, благодаря которому крановщик может наблюдать по шкале прибора за степенью загрузки крана и включением исполнительных устройств.

Действие ОГП-1 основано на измерении усилия в стрелоподъемном полиспасте и сравнении его с предельно допустимым усилием, определяемым допустимой массой груза на данном вылете стрелы. Повышение усилия по сравнению с предельно допустимым приводит к срабатыванию ограничителя.

Согласно “Правилам устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов” стреловые краны для предупреждения их опрокидывания должны быть оборудованы ограничителем грузоподъемности (грузового момента), автоматически отключающим механизмы подъема груза, масса которого превышает нормальную грузоподъемность более чем на 10 %. Для стреловых кранов, имеющих две и более грузовые характеристики, применяют ограничитель грузового момента, имеющий устройство для переключения его на работу в соответствии с выбранной характеристикой.

На кранах мостового типа устанавливают ограничители грузоподъемности в тех случаях, когда возможна перегрузка кранов по технологическим причинам. Необходимость оборудования крана ограничителем должна быть указана при заказе на кран. Ограничитель грузоподъемности кранов мостового типа не должен допускать перегрузку его более чем на 25 %.

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, а у башенных кранов и козловых – не менее полного пути торможения.

Рис. 7. 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 (рис. 7) 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.

Стреловые самоходные краны (за исключением железнодорожных) снабжаются звуковым прибором АСОН-1, издающим звуковой сигнал оповещения о приближении стрелы крана к находящимся под напряжением проводам электрической сети или линиям электропередачи напряжением свыше 36 В.

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 СССР. 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 самоходных стреловых 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.

К атегория: - Такелажные работы