Блокировочные устройства. Приборы и устройства безопасности мостовых кранов Электрические элементы блокировочных устройств на кранах
Безопасность труда на объектах городского строительства и хозяйства при использовании кранов и подъемников.
Учебно-методическое, практическое и справочное пособие.
Авторы: Ройтман В.М., Умнякова Н.П., Чернышева О.И.
Москва 2005 г.
1. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ОПАСНОСТИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КРАНОВ И ПОДЪЕМНИКОВ.
1.1. Понятие о производственной опасности .
1.2. Опасные зоны на строительной площадке .
1.3. Примеры характерных аварий и несчастных случаев, связанных с использованием кранов и подъемников .
1.4. Основные причины аварий и несчастных случаев при использовании кранов и подъемников .
2. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КРАНОВ И ПОДЪЕМНИКОВ.
2.1. Общее условие обеспечения безопасности труда .
2.2. Нормативные основы обеспечения безопасности труда при использовании кранов и подъемников .
2.3. Основные задачи обеспечения безопасности труда при использовании кранов и подъемников .
3. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КРАНОВ И ПОДЪЕМНИКОВ.
3.1. Подбор кранов и их безопасная привязка .
3.1.1. Подбор крана .
3.1.2. Поперечная привязка кранов .
3.1.3. Продольная привязка башенных кранов .
3.2. Определение границ опасных зон работы кранов и подъемников .
3.3. Обеспечение безопасности труда в опасных зонах работы кранов и подъемников.
3.3.1. Приборы и устройства безопасности, устанавливаемые на кранах.
3.3.2. Обеспечение безопасности при установке кранов.
3.3.3. Защитное заземление подкрановых путей.
3.3.4. Обеспечение безопасности при совместной работе кранов.
3.3.5. Обеспечение безопасности при использовании подъемников.
3.4. Мероприятия по ограничению опасной зоны работы крана.
3.4.1. Общие положения.
3.4.2. Принудительное ограничение зоны работы крана.
3.4.3. Специальные мероприятия по ограничению опасной зоны работы крана.
3.5. Обеспечение безопасности труда при установке кранов вблизи линий электропередачи.
3.6. Обеспечение безопасности труда при установке кранов вблизи выемок.
3.7. Обеспечение безопасности при складировании материалов, конструкций, изделий и оборудования.
3.8. Обеспечение безопасности при погрузочно-разгрузочных работах.
4. РЕШЕНИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА В ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ (ППР, ПОС и др.) ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КРАНОВ И ПОДЪЕМНИКОВ.
4.1.Общие положения.
4.2. Стройгенплан.
4.3. Технологические схемы.
3.3. Обеспечение безопасности труда в опасных зонах работы кранов и подъемников.
3.3.1. Приборы и устройства безопасности, устанавливаемые на кранах.
Приборы и устройства безопасности предназначены для автоматического отключения агрегатов и механизмов крана при отклонении какого-либо параметра, характеризующего режим работы оборудования, за пределы допустимых значений.
К основным приборам и устройствам безопасности, устанавливаемым на грузоподъемных кранах, относятся (рис. 3.7):
- ограничители грузоподъемности (грузового момента);
- ограничители вылеты стрелы;
- концевые выключатели;
- ограничители подъема крюка;
- ограничители поворота вращающейся части крана;
- анемометр;
- противоугонные устройства, выносные опоры, тормоза, ограждение, галереи, площадки и лестницы.
Ограничители передвижения крана должны быть установлены таким образом, чтобы отключение двигателя механизма передвижения происходило на расстоянии не мене тормозного пути до тупикового упора.
Для гашения остаточной скорости крана и предотвращения его схода с концевых участков кранового пути в аварийных ситуациях, при отказе ограничителя передвижения или тормозов механизма передвижения крана на концах рельсового пути (на расстоянии не менее 0,5м) должны быть установлены тупиковые упоры 12 (рис.3.7.).
Упоры должны быть установлены таким образом, чтобы наезд крана на упоры был одновременным. При установке тупиковых упоров необходимо учитывать расстояние от концов пути, габариты тупиковых упоров, расстояние между спаренными тупиковыми упорами для тяжелых кранов и расстояние между тупиковыми упорами и габаритами крана, находящегося на крайней стоянке у тупикового упора.
Ограничители вылета стрелы служат для автоматического отключения механизма обеспечивающего изменение вылета стрелы 5 (рис.3.7.) при достижении стрелой максимального или минимального рабочего вылета.
Ограничитель высоты подъёма крюка 3 , 4 (рис. 3.7.) служит для автоматического отключения механизма подъёма крюка при подходе его к верхнему крайнему положению. Этот ограничитель состоит из выключателя 4 и груза 3 с двумя направляющими скобами, в которые заведены ветви грузового каната. Когда грузовая подвеска упирается в груз 3 и поднимает его, освобожденный от груза рычаг выключателя 4 , размыкает контакты электрического питания механизма подъёма крюка.
Ограничитель поворота 7 (рис.3.7.) вращающейся части крана служит для того, чтобы не допустить вращение поворотной части крана в одну сторону более двух раз, в целях предотвращения обрыва токоведущих проводов, когда одни концы этих проводов закрепляются на ходовой раме, а другие – на поворотной части крана.
Анемометр 1 (рис.3.7.) предназначен для автоматического определения скорости ветра, при которой работа прекращается, и включаются аварийные устройства. Анемометр 1 соединен с приборной панелью в кабине крановщика. Система световой и звуковой сигнализации 6 реагирует на увеличение силы ветра до предельно допустимой величины и на превышение скорости ветра допустимой величины.
Рис. 3.7. Приборы и устройства, обеспечивающие безопасную работу башенного крана.
1
– анемометр; 2
- датчик – усилий ограничителя грузоподъёмности; 3
– груз ограничителя подъёма крюка; 4
– выключатель ограничителя высоты подъёма крюка; 5
– датчик угла подъёма стрелы; 6
– звуковой сигнал; 7
– концевой выключатель ограничителя поворота башни; 8
– панель сигнализации ограничителя; 9
– релейный блок ограничителя грузоподъёмности; 10
– концевой выключатель ограничителя передвижения крана; 11
– инвентарная путевая линейка; 12
– тупиковый упор
.
Грузоподъемные и транспортные машины непрерывного действия
Машинами непрерывного действия являются машины, имеющие непрерывный рабочий цикл, в котором отсутствует возвратное холостое движение. В основном это различные системы конвейеров.
Конвейеры разных типов и конвейерные системы получили в настоящее время очень широкое применение в промышленности и кроме выполнения непосредственных функций по транспортировке грузов они входят как составная часть и в технологическое оборудование. Конвейеры и конвейерные системы легко поддаются автоматизации.
В настоящее время применяется очень большое количество различных типов конвейеров и конвейерных систем, например, ленточные, пластинчатые, подвесные и другие. По своему исполнению конвейеры бывают ленточные, пульсирующие, шагающие, толкающие и другие. Конвейеры бывают стационарные и передвижные, производительностью от нескольких килограммов до тысячи тонн груза в час.
Для перемещения грузов в вертикальной плоскости применяются различные типы элеваторов.
Грузоподъемные и транспортные машины периодического действия
Подъемно-транспортные машины, находящиеся на вооружении подразделений МЧС, предназначены в первую очередь для выполнения аварийно- спасательных работ при ликвидации чрезвычайных ситуаций (разборка завалов, подъем и перемещение технологического оборудования, оказание помощи аварийному автотранспорту и т. п.).
Кроме того, подъемно-транспортные машины широко используются в служебной и хозяйственной деятельности - при монтаже и демонтаже агрегатов ремонтируемой техники, погрузке и разгрузке материальных ценностей на складах и базах подразделений МЧС.
Парк подъемно-транспортных машин разнообразен:
Домкраты (механические, гидравлические, пневматические - грузоподъемностью от 0,5 до 60 т);
Тали (ручные и с электроприводом - грузоподъемностью от 1 до 18,5 т);
Лебедки (с ручным и электрическим приводами - 0,25-5 т);
Погрузчики автомобильные (вилочные, одноковшовые, фронтальные - грузоподъемностью 3-5 т и высотой подъема груза до 6 м, причем они обеспечивают скорость перемещения груза до 20 км/ч); погрузчики снабжаются сменным рабочим оборудованием: ковшом, грейдером, клещевым захватом, крановой стрелой;
I. Классификация, общая характеристика и обозначение стреловых кранов. Требования Ростехнадзора по эксплуатации стреловых кранов. Общее устройство и компоновка стреловых кранов с гибкой подвеской. Общее устройство и компоновка стреловых кранов с жесткой подвеской. Общее устройство и принцип действия приборов безопасности стреловых кранов (30 минут)
Краны - это грузоподъемные машины с числом движений три и более, которые перемещают груз в любую точку обслуживаемого поля. Обслуживаемое поле может иметь различный контур в зависимости от типа крана. Например, прямоугольный - для мостового и козлового, кольцевой - для поворотного башенного крана, секторный - для опорных стационарных поворотных кранов и любой - для кранов на пневмоколесном и гусеничном ходу.
Краны являются наиболее распространенной группой грузоподъемных машин, которые по степени подвижности подразделяются на стационарные, передвижные и самоходные, а по типу ходовой части - на железнодорожные, гусеничные и колесные.
Конструкция кранов зависит от назначения. Например, монтажные и строительные краны должны поднимать грузы на большую высоту, а краны металлургических цехов приспособлены для загрузки печей и оборудованы специальными захватами для слитков.
Поэтому принято различать краны общего назначения и специальные (строительные, металлургические, портовые). В МЧС применяются краны общего назначения.
По виду грузозахватных приспособлений краны общего назначения делятся на крюковые - для штучных грузов, грейферные - для сыпучих грузов, магнитные - для магнитных материалов.
По конструкции краны бывают:
Стационарные поворотные;
Мостовые;
Козловые;
Башенные;
Портальные;
Стреловые передвижные.
Стреловые пневмоколесные и гусеничные краны предназначены для подачи строительных конструкций и материалов на строящиеся объекты, а также для механизации погрузочно-разгрузочных работ на складах. В процессе монтажных работ краны используют также для поддержания конструкций при их закреплении на месте монтажа (например, установка в кондуктор, закрепление сваркой или подкосами).
Стреловые самоходные краны общего назначения относятся к классу грузоподъемных машин; они делятся на пневмоколесные, гусеничные, на специальном шасси (автомобильного типа) и на автомобильные.
Пневмоколесные и гусеничные краны различаются между собой лишь типом движителя (ходовым устройством); в остальном они имеют общую классификационную характеристику.
По приводу механизмов пневмоколесные и гусеничные краны делятся на две группы:
с одномоторным приводом – когда все рабочие механизмы приводятся одним или несколькими двигателями, работающими на один вал;
с многомоторным (индивидуальным) приводом механизмов – когда каждый механизм приводится от отдельного двигателя.
Одномоторный привод может быть механическим или комбинированным, многомоторный привод - электрическим (дизель-электрическим), гидравлическим или комбинированным (с различными типами привода отдельных механизмов: гидравлическим и механическим, электрическим и механическим, электрическим и гидравлическим).
В зависимости от грузоподъемности краны делятся на три группы: легкие - грузоподъемностью до 10 т ; средние - грузоподъемностью от 10 до 25 т и тяжелые - грузоподъемностью 25 т и более.
При полном наименовании кранов необходимо указывать все их классификационные признаки, однако, учитывая, что такое наименование было бы очень длинным, отдельные признаки опускают
Для стреловых кранов, выпускаемых Минстройдормашем, введена индексация (рис.), состоящая из двух букв КС (кран самоходный) и четырех цифр:
Первая цифра характеризует размерную группу (грузоподъемность в соответствии с типоразмерными рядами);
Вторая - тип ходового устройства: 1 - гусеничное, 2 - гусеничное уширенное, 3 - пневмоколесное, 4 - на спецшасси, 5 - автомобильное, 6 - тракторное, 7 - на прицепе;
Третья цифра определяет исполнение стрелового оборудования;
Четвертая - порядковый номер модели.
Затем снова следуют буквы, которыми обозначены очередная модернизация (А, Б, В) и климатическое исполнение (северное - ХЛ, тропическое Т, тропическое влажное - ТВ).
Например, КС 3361 А - кран самоходный, третьей размерной группы (грузоподъемность 10 т), пневмоколесный, с канатной подвеской, первый номер модели, имевший первую модернизацию.
Автокраны гидравлические получили широкое распространение в аварийно-спасательных подразделениях МЧС, так как обладают высокой оперативностью (максимальная транспортная скорость до 100 км/ч), маневренностью и легкостью управления при высоких рабочих показателя (грузоподъемность, высота подъема и т. д.).
Автокраны состоят из сварных металлоконструкций, механических и гидравлических агрегатов, смонтированных на базовом автомобильном шасси и объединенных в 3 основные части:
Неповоротная часть крана;
Поворотная часть крана;
Стреловое оборудование.
В неповоротную часть крана входят:
Шасси автомобиля;
Рама с выносными опорами;
Дополнительная трансмиссия на привод насосов гидросистемы;
Механизмы блокировки подвески;
Пневмооборудование.
Поворотная часть крана состоит из:
Поворотной рамы;
Механизма поворота;
Кабины оператора;
Противовеса;
Приводов управления двигателем и краном.
Стреловое оборудование состоит из:
Двух-, трех- или четырехсекционной телескопической стрелы;
Лебедки стрелы;
Грузового каната и крюковой подвески;
Гидроцилиндра подъема стрелы.
Телескопическая стрела с помощью оси крепится к стойкам поворотной рамы, а грузовой канат закрепляется на барабане лебедки.
Привод крановых механизмов - гидравлический от аксиально-поршневых насосов, приводимых во вращение от двигателя базового шасси через коробку отбора мощности и карданную передачу.
Привод грузовой лебедки осуществляется регулируемым аксиально поршневым мотором, который обеспечивает широкий диапазон регулирования скорости подъема-опускания груза.
Выносные опоры оборудованы выдвигаемыми гидравликой телескопическими опорными балками.
Современные краны оснащаются разнообразными системами обеспечивающими безопасность выполняемых работ. Например, микропроцессорные ограничители грузоподъемности выдают информацию на дисплей о длине и вылете стрелы, степени загрузки крана и массе груза, которую можно поднимать при установленном вылете и длине стрелы.
Устройства и приборы безопасности на кранах
В зависимости от типа крана (мостовой, башенный, стреловой самоходный и т. п.) и рода привода (электрический, механический) кран снабжается рядом приборов и устройств, обеспечивающих его безопасную эксплуатацию.
К таким приборам относятся:
а) концевые выключатели, предназначенные для автоматической остановки механизмов кранов с электрическим приводом. На кранах с механическим приводом механизмов концевые выключатели не применяются. Требования по оборудованию грузоподъемных машин концевыми выключателями изложены в Правилах по кранам;
б) блокировочные контакты, применяемые для электрической блокировки двери входа в кабину крана с посадочной площадки, крышки люка входа на настил моста и других местах;
в) ограничители грузоподъемности, предназначенные для предотвращения аварий кранов, связанных с подъемом груза массой, превышающей их (с учетом вылета крюка) грузоподъемность. Установка прибора обязательна на стреловых, башенных и портальных кранах. Краны мостового типа должны оборудоваться ограничителем грузоподъемности в том случае, когда не исключается их перегрузка по технологии производства. Требования к установке прибора содержатся в Правилах по кранам;
г) ограничители перекоса, предназначенные для предупреждения опасного перекоса металлоконструкций козловых кранов и мостовых перегружателей вследствие опережения одной из опор другой при передвижении крана. Необходимость установки прибора определяется при проектировании расчетом;
д) указатель грузоподъемности, устанавливаемый на кранах стрелового типа, у которых грузоподъемность изменяется с изменением вылета крюка. Прибор автоматически показывает, какова грузоподъемность крана при установленном вылете, что помогает предотвратить перегрузки крана;
е) указатель угла наклона для правильной установки стреловых кранов, кроме работающих на рельсовых путях;
ж) анемометр. Таким прибором должны оборудоваться башенные, портальные и кабельные краны для автоматической подачи звукового сигнала при опасной для работы скорости ветра;
з) противоугонные устройства, применяемые на кранах, работающих на наземных рельсовых путях, для предупреждения угона их ветром. Требования к этим устройствам изложены в Правилах по кранам;
и) автоматический сигнализатор опасного напряжения (АСОН), сигнализирующий об опасном приближении стрелы крана к находящимся под напряжением проводам линии электропередачи. Прибором оборудуются стреловые самоходные краны (за исключением железнодорожных);
к) опорные детали, которыми снабжаются краны мостового типа, передвижные консольные, башенные, портальные, кабельные, а также грузовые тележки (кроме электроталей) для уменьшения динамических нагрузок на металлоконструкцию в случае поломки осей ходовых колес; л) упоры, устанавливаемые на концах рельсового пути для предупре.ждения схода с них грузоподъемных машин, а также на стреловых кранах с изменяющимся вылетом стрелы для предотвращения ее опрокидывания;
м) звуковой сигнальный прибор, применяемый на кранах, управляемых из кабины или с пульта (при дистанционном управлении). На кранах, управляемых с пола, сигнальный прибор не устанавливается.
Приборы и устройства, обеспечивающие безопасную работу башенного крана КБ-504
1 - анемометр; 2 - датчик - усилий ограничителя грузоподъёмности; 3 - груз ограничителя подъёма крюка; 4 - выключатель ограничителя высоты подъёма крюка; 5 - датчик угла подъёма стрелы; 6 - звуковой сигнал; 7 - концевой выключатель ограничителя поворота башни; 8 - панель сигнализации ограничителя; 9 - релейный блок ограничителя грузоподъёмности; 10 - концевой выключатель ограничителя передвижения крана; 11 - инвентарная путевая линейка; 12 - тупиковый упор.
Приборы и устройства безопасности предназначены для автоматического отключения агрегатов и механизмов крана при отклонении какого-либо параметра, характеризующего режим работы оборудования, за пределы допустимых значений.
К основным приборам и устройствам безопасности, устанавливаемым на грузоподъемных кранах, относятся 10 .
Ограничитель передвижения башенного крана предназначен для автоматического отключения привода механизма крана при подходе его к движущимися частями установленных ограничений и происходит отключение двигателя.
Они должны быть установлены таким образом, чтобы отключение двигателя механизма передвижения происходило на расстоянии не мене тормозного пути до тупикового упора.
Для гашения остаточной скорости крана и предотвращения его схода с концевых участков кранового пути в аварийных ситуациях при отказе ограничителя передвижения или тормозов механизма передвижения крана на концах рельсового пути (на расстоянии не менее 0,5м) должны быть установлены тупиковые упоры 12, которые должны быть установлены таким образом, чтобы наезд крана на упоры был одновременным.
Ограничители вылета стрелы служат для автоматического отключения механизма обеспечивающего изменение вылета стрелы 5 при достижении стрелой максимального или минимального рабочего вылета.
Ограничитель высоты подъёма крюка 3, 4 служит для автоматического отключения механизма подъёма крюка при подходе его к верхнему крайнему положению. Этот ограничитель состоит из выключателя 4 и груза 3 с двумя направляющими скобами, в которые заведены ветви грузового каната. Когда грузовая подвеска упирается в груз 3 и поднимает его, освобожденный от груза рычаг выключателя 4, размыкает контакты электрического питания механизма подъёма крюка.
Ограничитель поворота 7 вращающейся части крана служит для того, чтобы не допустить вращение поворотной части крана в одну сторону более двух раз, в целях предотвращения обрыва токоведущих проводов, когда одни концы этих проводов закрепляются на ходовой раме, а другие - на поворотной части крана.
Анемометр 1 (Рис.14) состоит из датчика скорости ветра, блока контроля, кабеля (соединительного, питания и нагрузки). Он предназначен для определения скорости воздушного потока (ветра) в промышленных условиях выделения опасных ветровых порывов и включения при этом сигнальных устройств. При достижении скорости ветра более 90 % от Vпр включается предварительная световая и звуковая сигнализация “ВНИМАНИЕ”. При дальнейшем увеличении скорости ветра и достижении порывами предельного значения включается световая и звуковая сигнализация «ПРЕДЕЛЬНАЯ СКОРОСТЬ». При длительности порыва ветра, превышающего время задержки включается сигнализация “ОПАСНО” и срабатывает реле внешней нагрузки.
Рисунок 14
Плужер служит для очистки рельс от снега или мусора, устанавливается на расстоянии 10 мм от головки рельса.
Опорная деталь стоящая между колесами ходовой тележки на расстоянии 20мм от головки рельса на случай поломки колеса.
Буфер. Данное изобретение относится к буферам, предназначенным для смягчения возможного удара крана или тележки об упоры, а также кранов друг о друга. Для смягчения удара (демпфирования) в грузоподъемных кранах используют резиновые и каучуковые материалы.
Крановые буфера (литые буфера с монолитным резиновым элементом или в виде цилиндра из полимерного материала) применяются на мостовых, козловых и даже башенных кранах.
Приборы и устройств безопасности козлового крана
Ограничитель грузоподъемности крана (Рис.15) (техническое название - ограничитель грузового момента) должен "уметь" отключать автоматические механизмы изменения вылета стрелы в ситуациях подъема груза и/или механизмы подъема груза, для многих которого зафиксировано превышение грузоподъемности крана - на 10% (башенные и стреловые краны), на 15% (портальные краны), на 25% (мостовые краны). Отключение прочих механизмов крана, например, устройства поворота и/или передвижения, не является обязательным.
Более того, ограничитель грузоподъемности крана должен быть задействован, если при опускании нагруженной стрелы, ее вылет буде увеличен до положения, при котором удельная масса груза превышает установленную для данного типа крана.
Обязательным является исполнение условия: после того, как установленный ограничитель грузоподъемности крана включится, опускание груза и/или включение иных механизмов должно быть доступным немедленно, без блокировки узлов.
Рисунок 15
Ограничитель грузоподъемности крана конструктивно состоит из датчика усилий и отключающего устройства, более того, есть особое корректирующее изобретение, автоматически (программируется) устанавливающее момент срабатывания ограничителя в зависимости от нагрузки и вылета стрелы. По виду и устройству датчиков ограничители делятся на пружинные, грузовые ограничители, торсионные и иные. Датчик связан с разными частями крана. Как правило датчик встраивают в систему стрелового полиспаста, а у иных кранов (мостового типа) встроен в систему грузового полиспаста.
Ограничитель пути движения грузовой тележки крана (Рис.16)
Рисунок 16 (а -- с выключающей линейкой, б -- с отключающим упором)
Рычажный конечный выключатель (Рис.17)
Рисунок 17 (а -- принципиальная схема, б--применение выключателя КУ-703 в качестве ограничителя верхнего положения крюковой подвески крана)
В механизме подъема груза кранов применяют конечные выключатели КУ-703 (Рис.17б), установленные на раме грузовой тележки под уравнительными блоками (рис. 93, б). На валу выключателя закреплен двуплечий рычаг с противовесом, к свободному концу которого на тонком канате (цепи) подвешен вспомогательный груз. При подходе крюковой подвески к крайнему верхнему положению она приподнимает вспомогательный груз. Противовес поворачивает освободившийся двуплечий рычаг и конечный выключатель размыкает необходимые контакты. Для предотвращения раскачивания вспомогательного груза, последний связан скобой с одной из ветвей грузового каната.
Кроме верхнего положения крюковой подвески на практике часто приходится ограничивать ее нижнее положение, лимитируемое длиной грузового каната (необходимо помнить, что на барабане лебедки всегда должны оставаться дополнительные витки, например, при опускании груза в колодцы, приямки и пр.)
Ограничитель перекоса, срабатывающий от деформаций кручения жесткой опоры (Рис.18)
Рисунок 18
На опоре 1 установлена угловая штанга 2, которая при возникновении перекоса получает вращение вместе с опорой. При повороте штанга горизонтальной частью воздействует на концевой выключатель 3, включенный в цепь двигателя механизма передвижения «выбежавшей» опоры. При выбеге опоры двигатель механизма передвижения выключается, при выравнивании опор включается вновь.
В последние годы на кранах и перегружателях находят всё большее применение ограничители перекоса с датчиками сельсинного типа. Конструктивно это выполнено так. К каждой из опор присоединяют неприводную тележку, от ходовых колёс которой через мультипликатор вращаются сельсины. Величина сигнала, вырабатываемая сельсинами, зависит от пути, проходимого тележками при передвижении крана или перегружателя. Сельсины подключены в мостовую схему и при равномерном движении обеих опор диагонали измерительного моста сбалансированы. При выбеге одной из опор нарушается балансировка моста и вырабатываемый сигнал, который подаётся в электрическую схему управления двигателем передвижения опоры, производи т его отключение.
Главным назначением приборов и устройств безопасности является обеспечение безаварийной и надежной работы ГПМ, удобство их обслуживания и повышение производительности труда. Для обеспечения безопасности эксплуатации широко используются средства коллективной защиты: сигнализация, предохранительные ограничители и тормозные устройства, а также противопожарное оборудование и средства защиты от поражения электрическим током .
Основные требования, предъявляемые к приборам и устройствам безопасности:
· прочность, надежность и безотказность прибора в работе;
· простота ремонта и регулировки;
· небольшие габариты и масса;
· автоматическое выключение, а затем включение механизмов вне зависимости от продолжительности остановки ГПМ;
· отсутствие возможности в переключениях или специальной регулировке в связи с изменениями режима работы ГПМ или нагрузки;
· возможность применения приборов различных конструкций.
Для безопасной эксплуатации механизма подъема устанавливаются следующие приборы и устройства безопасности:
· Ограничители грузоподъемности (грузового момента) предназначены для обеспечения безопасности работы ГПМ в случаях поломок отдельных элементов и механизмов от перегруза. Они автоматически выключают механизмы подъема груза и изменения вылета стрелы в случае подъема груза, масса которого превышает допустимую грузоподъемность (для данного вылета). Превышение грузоподъемности может быть не более чем на 10% для стреловых, башенных и железнодорожных кранов, на 15% для портальных кранов и на 25% для кранов мостового типа. После срабатывания ограничителя грузоподъемности должна быть возможность опускания груза или включение других механизмов для уменьшения грузового момента.
Ограничители грузоподъемности бывают:
- Механического типа (ОГБ-2; ОГБ-3, ОНК-М). Они устанавливаются на кранах с неизменной длиной стрелы и состоят из датчика усилия, датчика угла; блока управления и панели сигнализации. Работа ограничителя основана на принципе сравнения усилия, измеряемого датчиком усилия, установленном в стрелоподъемном механизме, с предельно допустимой величиной усилия, задаваемой датчиком угла, который связан со стрелой. Если рабочее усилие превысит предельно допустимое для данного вылета, происходит срабатывание ограничителя, т.е на панели сигнализации загорается красная лампочка и подается команда на исполнительный механизм, который отключает механизмы подъема груза и опускания стрелы.
- Микропроцессорные. Обладают большими техническими и информационными возможностями. Эти приборы в комплексе позволяют выполнять несколько функций безопасности, таких как ограничение грузоподъемности, ограничение перемещений конструкций крана вблизи ЛЭП и различных препятствий, регистрировать в блоке памяти параметры работы ГПМ. Наибольшее распространение получили следующие типы приборов: ОНК-140; ОНК-160; ОГМ-240. Принцип действия ограничителя основан на последовательном опросе и преобразовании аналоговых сигналов с датчиков первичной информации в цифровой код, определение угла наклона и длины стрелы, расчете цифровыми методами вылета, высоты подъема и фактического веса груза с последующим сравнением с предельно допустимыми значениями, заложенными в память ограничителя в виде грузовых характеристик. Выбор грузовой (защитной) характеристики, т.е. соотношение между весом груза и вылетом, производится ограничителем в зависимости от режима работы и вида стрелового оборудования. При превышении допустимой нагрузки при данном вылете формируются исходные команды управления блокировочными устройствами.
- Указатели грузоподъемности . У кранов, грузоподъемность которых меняется с изменением вылета стрелы, должен быть предусмотрен указатель грузоподъемности. Это устройство содержит шкалу (табло) со стрелкой, по которой крановщик может определить допустимую массу груза при данном угле наклона стрелы. Указатель должен быть отчетливо виден с рабочего места крановщика. У современных ГПМ указатель грузоподъемности, как правило, входит в состав микропроцессорного ограничителя грузоподъемности.
· Концевые выключатели. Концевой выключатель представляет собой аппарат с электрическими контактами, при размыкании которых прерывается цепь электродвигателя и тормозного привода непосредственно или при помощи вспомогательной цепи управления. Концевые выключатели подразделяются на рычажные и шпиндельные. Рычажные выключатели обеспечивают одностороннее ограничение; для двустороннего ограничения требуется два выключателя. Выключатель срабатывает от прикосновения рычага с упором движущегося механизма. Шпиндельные выключатели соединяются с вращающимися валами механизмов и применяются для двустороннего ограничения.
Концевые выключатели устанавливаются на ГПМ для защиты перехода механизмов за предельные положения. Некоторые краны не могут начать движение на первой позиции (скорости) контроллера. Поэтому дальнейшее движение в том же направлении допускается для механизма передвижения мостового крана при подходе к посадочной площадке с наименьшей скоростью, допускаемой электрической схемой. В этом случае под наименьшей скоростью следует понимать минимальную скорость движения, допускаемую электрической схемой управления после трогания крана с места.
· Ограничитель механизма подъема груза или стрелы. Представляет собой концевой выключатель с ограничительной скобой (КВ), установленный не менее 200 мм от крайнего верхнего положения грузозахватного органа. При упоре крановой подвески в ограничительную скобу включается КВ и движение грузозахватного органа вверх прекращается. Механизм подъема грузозахватного органа будет работать только на опускание. Если при установке КВ на ГПМ будет уменьшено расстояние между крюковой подвеской и рычагом КВ, то при подъеме груза КВ, из-за инертности пружины может не сработать и канат подтянет крюковую подвеску до упора и может произойти обрыв и падение крюковой подвески (груза) в зоне работы.
Если по условиям эксплуатации требуется опускать груз ниже уровня указанного в паспорте, то в механизме подъема устанавливается ограничитель нижнего положения крюковойподвески (отключает механизм при условии намотки 1,5 витков каната на барабан).
· Другие устройства безопасности:
У ГПМ с электроприводом должна быть предусмотрена защита от падения груза и стрелы при обрыве любой из трех фаз питающей электрической сети. Такая защита обеспечивается, как правило, применением в механизмах тормозов нормально замкнутого типа, которые автоматически срабатывают при обрыве фаз или отключении электропитания. В наиболее ответственных случаях используется устройство защиты от обрыва фаз (УЗОФ).
У стреловых кранов с гибкой подвеской стрелы (с помощью стреловых канатов) должны быть установлены упоры или другие устройства, предотвращающие запрокидывание стрелы. Башенные краны должны быть оснащены такими устройствами в случае, если при минимальном вылете угол наклона стрелы превышает 70°.
Оградительные средства защиты применяют для исключения доступа к легкодоступным, находящимся в движении или под напряжением электрического тока частям ГПМ. Ограждают все виды передач (зубчатые, цепные и т. п.), соединительные муфты и барабаны, расположенные вблизи рабочего места крановщика или в проходах, валы механизма передвижения кранов и других систем (если последние расположены в местах, предназначенных для прохода обслуживающего персонала). Ограждению подлежат также открытые токоведущие части.
При эксплуатации ГПМ применяются, кроме того, системы сигнализации . Они могут быть двух типов. Это сигнальная окраска подвижных элементов грузоподъемного оборудования, габаритов транспортных проемов, перепадов в плоскости пола, ограждений, углов стен, люков, в полу, ступеней лестниц, а также звуковая предупредительная сигнализация на кранах, управляемых из кабин или с пульта.
Требования безопасности к электрооборудованию кранов. Электрооборудование ГПМ включает электродвигатели, механизмы и аппараты управления, системы освещения, отопительные приборы, а у кранов с электромагнитными грузозахватами - системы питания электромагнитов.
Подвод тока к электродвигателям может осуществляться при помощи троллеев, выполненных из стального проката или проволоки круглого сечения, гибких кабелей и кольцевых токоприемников (при питании вращающихся механизмов). Ограниченность применения гибких кабелей связана с тем, что их можно использовать лишь в машинах, перемещающихся на небольшие расстояния и с малой скоростью. Подача напряжения от внешней сети должна осуществляться через вводное устройство, с помощью которого можно снять напряжение. Так как в результате пробоя изоляции возможно появление напряжения на элементах конструкции, не находящихся под напряжением, их обязательно заземляют.
Спецификой систем заземления является использование в качестве заземляющих устройств подкрановых путей (там, где они имеют место) и специальных цепных устройств, скользящих у кранов на автомобильном ходу по земле или по дорожному покрытию. При восстановлении напряжения сети после очередного отключения электропитания используют специальную (нулевую) защиту.
Противопожарное оборудование . Во всех помещениях, где размещаются, технически обслуживаются, ремонтируются ГПМ, а также в кабинах крановщиков должны быть установлены углекислотные огнетушители.
Приборы безопасности пломбируются после изготовления, ремонта, наладки ответственными специалистами в целях исключения доступа и вывода приборов из строя посторонними лицами.
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
