Прилади та пристрої безпеки, які встановлюються на кранах. Блокувальні пристрої Можливі причини поломок та аварій вантажопідіймальних кранів

2.12. Прилади та пристрої безпеки

2.12.1. Прилади та пристрої безпеки кранів повинні відповідати цим Правилам, державним стандартам та іншим нормативним документам.

2.12.2. Крани повинні бути обладнані обмежувачами робочих рухів для автоматичної зупинки:

а) механізму підйому вантажозахоплювального органу (крім електричних талей, оснащених муфтою граничного моменту) у його крайніх верхньому та нижньому положеннях. Обмежувач нижнього положення вантажозахоплювального органу може не встановлюватися, якщо за умовами експлуатації крана не потрібно опускати вантаж нижче за рівень, зазначений у паспорті;

б) механізму зміни вильоту;

в) механізму пересування рейкових кранів (за винятком залізничних) та їх вантажних візків, якщо швидкість крана (візка) при підході до крайнього положення може перевищити 30 м/хв. Механізми пересування баштових, козлових кранів та мостових кранів-перевантажувачів мають бути обладнані обмежувачами незалежно від швидкості пересування;

г) механізмів пересування мостових, козлових, консольних, портальних кранів або їх вантажних візків, що працюють на одному крановому шляху.

Зазначені пристрої повинні встановлюватися за необхідності обмеження ходу будь-якого механізму, наприклад механізму повороту, висування телескопічної секції стріли або секцій при монтажі крана, механізмів вантажозахоплювального органу, підйому кабіни.

2.12.3. Кінцеві вимикачі, що встановлюються на крані, повинні вмикатися так, щоб була забезпечена можливість руху механізму у зворотному напрямку. Подальший рух у тому напрямі допускається:

для механізму пересування мостового крана s при підході до посадкового майданчика або тупикового упору з найменшою швидкістю, що забезпечується електроприводом;

для механізму опускання стріли стрілового крана у транспортне положення (без вантажу).

2.12.4. Обмежувач механізму підйому вантажу або стріли повинен забезпечити зупинку вантажозахоплювального органу при підйомі без вантажу та зазор між вантажозахоплювальним органом та упором у електричних талів s не менше 50 мм, у інших кранів — не менше 200 мм. При швидкості підйому вантажу більше 40 м/хв на крані повинен бути встановлений додатковий обмежувач, що спрацьовує до основного обмежувача, що перемикає схему на знижену швидкість підйому.

2.12.5. У грейферних кранів з роздільним приводом підйомної та замикаючої лебідок обмежувач (обмежувачі) повинен (мають) відключати одночасно обидва двигуни при досягненні грейфером крайнього верхнього положення.

2.12.6. Обмежувачі механізмів пересування повинні забезпечувати відключення двигунів механізмів на наступній відстані до упору:

для баштових, портальних, козлових кранів та мостових перевантажувачів – не менш повного шляху гальмування;

решти кранів - щонайменше половини шляху гальмування.

При встановленні взаємних обмежувачів ходу механізмів пересування мостових або консольних кранів, що працюють на одному крановому шляху, вказана відстань може бути зменшена до 500 мм. Шлях гальмування механізму має бути зазначений підприємством-виробником у паспорті крана.

2.12.7. Крани стрілового типу (крім консольних) повинні бути обладнані обмежувачем вантажопідйомності (вантажного моменту), що автоматично відключає механізми підйому вантажу та зміни вильоту у разі підйому вантажу, маса якого перевищує вантажопідйомність для цього вильоту більш ніж на:

15% - для баштових (з вантажним моментом до 20 тЧм включно) та портальних кранів;

10% - для решти кранів.

Крани, що мають дві або більше вантажні характеристики, обмежувач повинен мати пристрій для перемикання його на вибрану характеристику.

2.12.8. Крани мостового типу повинні бути обладнані обмежувачами вантажопідйомності (для кожної вантажної лебідки), якщо можливе їх навантаження за технологією виробництва. Крани зі змінною по довжині мосту вантажопідйомністю також мають бути обладнані такими обмежувачами.

Обмежувач вантажопідйомності кранів мостового типу не повинен допускати навантаження більш ніж на 25%.

2.12.9. Після спрацювання обмежувача вантажопідйомності має бути можливе опускання вантажу або включення інших механізмів зменшення вантажного моменту.

2.12.10. Стрілові крани повинні бути обладнані обмежувачами робочих рухів автоматичного відключеннямеханізмів підйому, повороту та висування стріли на безпечній відстані від крана до проводів лінії електропередачі.

2.12.11. Крани мостового типу вантажопідйомністю більше десяти групи класифікації (режиму) не менше А6 по ІСО 4301/1, баштові крани вантажопідйомністю понад 5 т, портальні, залізничні та стрілові крани повинні бути обладнані реєстраторами параметрів їхньої роботи. Баштові крани вантажопідйомністю до 5 т включно повинні бути оснащені пристроями для обліку напрацювання у мотогодин.

2.12.12. Стрілові крани для запобігання їх зіткненню з перешкодами в обмежених умовах роботи повинні бути оснащені координатним захистом.

2.12.13. Крани, крім керованих з підвісного пульта, мають бути забезпечені звуковим сигнальним пристроєм, звук якого має бути добре чутний у зоні роботи крана. При керуванні краном з кількох постів включення сигналу має бути можливим з будь-якого з них.

2.12.14. Козлові крани та мостові крани-перевантажувачі повинні бути розраховані на максимально можливе зусилля перекосу, що виникає при їх пересуванні, або обладнані обмежувачем перекосу автоматичної дії.

2.12.15. У кранів з електроприводом, крім кранів з електричними талями, що мають друге вантажостійке гальмо, повинен бути передбачений захист від падіння вантажу і стріли при обриві будь-якої з трьох фаз живильної електричної мережі.

2.12.16. Крани мостового типу повинні бути обладнані пристроєм автоматичного зняття напруги з крана при виході на галерею. У кранів, що працюють у приміщенні, тролеї з напругою не більше 42 В можуть не відключатися.

У мостових кранів, вхід на які передбачений через галерею моста, таким блокуванням повинні бути обладнані двері для входу на галерею.

2.12.17. Двері для входу в кабіну управління, що пересувається разом із краном, з боку посадкового майданчикаповинна бути забезпечена електричним блокуванням, що забороняє рух крана при відчинених дверей. Якщо кабіна має тамбур, то таким блокуванням постачаються двері тамбуру.

2.12.18. У магнітних кранів електрична схема має бути виконана так, щоб при знятті напруги з крана контактами приладів та пристроїв безпеки напруга з вантажного електромагніту не знімалася.

2.12.19. У баштових кранів з неповоротною баштою та в інших кранів при розташуванні кабіни на поворотній частині крана для попередження можливості затискання людей при переході з поворотної частини на неповоротну повинен бути передбачений пристрій, який автоматично відключає двигун механізму повороту при відкритому люку або дверях.

2.12.20. У кранів, вантажопідйомність яких змінюється зі зміною вильоту, має бути передбачений покажчик вантажопідйомності, що відповідає вильоту. Шкала (табло) покажчика вантажопідйомності має бути чітко видно з робочого місця кранівника (машиніста) (далі за текстом – кранівник). Покажчик вантажопідйомності може входити до складу електронного обмежувача вантажопідйомності.

При градуюванні шкали покажчика вантажопідйомності крана необхідно замір вильоту проводити на горизонтальному майданчику з вантажем на гаку, що відповідає певному вильоту, а нанесення позначки на шкалі робити після зняття вантажу.

2.12.21. У кабіні стрілового крана мають бути встановлені покажчики кута нахилу крана (креноміри, сигналізатори). У разі, коли керування виносними опорами крана здійснюється поза кабіною, на неповоротній рамі крана повинен бути встановлений додатковий покажчик кута нахилу крана.

2.12.22. Баштові крани з висотою до верху оголовка вежі більше 15 м, козлові крани з прольотом понад 16 м, портальні крани, мостові крани-перевантажувачі повинні бути забезпечені приладом (анемометром), що автоматично включає звуковий сигнал при досягненні швидкості вітру, зазначеної в паспорті для робочого стану крана.

Місця встановлення приладу слід вибирати відповідно до нормативних документів.

2.12.23. Крани, що пересуваються крановим шляхом на відкритому повітряе., повинні бути обладнані протиугінними пристроями відповідно до нормативних документів.

Мостові крани, що працюють на відкритому повітрі, пристроями проти викрадення можуть не забезпечуватися, якщо при дії на кран максимально допустимої швидкості вітру, що приймається за ГОСТ 1451 для неробочого стану крана, величина запасу гальмування механізмів пересування становить не менше 1,2 відповідно до нормативних документів.

2.12.24. При використанні як протиугінний пристрій рейкових захоплень їх конструкція повинна дозволяти закріплення крана на всьому шляху його переміщення.

2.12.25. Протиугінні пристрої з машинним приводом повинні бути обладнані пристроєм для приведення їх у дію вручну.

2.12.26. Крани, що пересуваються крановим шляхом, та їх візки для пом'якшення можливого удару об упори або один про одного повинні бути забезпечені пружними буферними пристроями.

2.12.27. Крани (крім електричних талей) і вантажні візки, що пересуваються крановим шляхом, повинні бути забезпечені опорними деталями на випадок поломки коліс і осей ходових пристроїв.

У монорейкових візків із причіпною кабіною опорні деталі повинні бути встановлені на ходовому візку кабіни. При підвісці кабіни та механізму підйому до загальної рами опорні деталі встановлюються на кожному ходовому візку.

Опорні деталі повинні бути встановлені на відстані не більше 20 мм від рейок (їздових балок), якими пересувається кран (візок), і повинні бути розраховані на найбільшу можливе навантаженняці деталі.

2.12.28. У стрілових кранів зі змінним вильотом і гнучкою підвіскою стріли повинні бути встановлені упори або інші пристрої, що запобігають закиданню стріли.

У баштових кранів такі пристрої повинні бути встановлені, якщо при мінімальному вильоті кут між горизонталлю та стрілою перевищує 70°.

Для запобігання аваріям та нещасним випадкам на мостових ел.кранах встановлюють наступні прилади та пристрої безпеки:

1. кінцеві вимикачідля автоматичної зупинки механізму підйому г/з органу, механізму пересування крана та візка;

2. буферні пристрої;

3. обмежувач г/п;

4. блокувальні пристрої;

5. пристосування для виключення випадання стропів із зіва гака;

6. звукова та світлова сигналізація;

7. захисні засобивід ураження ел.струмом.

Кінцеві вимикачізастосовують для автоматичного відключення від ел.сетіел.двигуна механізму підйому вантажу при підході гакової підвіски до головних балок мосту (причому зазор між г/з органом без вантажу та упором повинен бути не менше 200мм), а також при підході до кінцевих упорів крана або вантажного візка .

Кінцевий вимикач механізму пересування встановлюють так, щоб відключення двигуна відбувалося на відстані до упору, що дорівнює не менше половини шляху гальмування.

При встановленні взаємних обмежувачів ходу механізмів пересування кранів, що працюють на одному шляху, цю відстань приймають не менше 0,5м.

У мостових ел.кранах застосовують важільніі шпиндельнікінцеві вимикачі.

Важельнівимикачі спрацьовують при зіткненні з будь-яким упором, наприклад, лінійкою, що відключає, і служать зазвичай для обмеження переміщення в одну сторону.

Шпиндельнівимикачі застосовують в основному для обмеження висоти підйому г/з пристрою та призначені для обмеження його пересування вгору та вниз в обох напрямках.

Блокування люкапризначена для автоматичного відключення лінійного контактора на захисній панелі в кабіні крана при відкриванні дверцят люка виходу на галерею крана. При цьому знеструмлюються мостові тролеї крана та ел.апаратура, встановлена ​​на мосту крана.

Дверцята кабінимостового крана повинна мати ел.блокування (контакт), що не дозволяє розпочати пересування крана при відчинених дверях.

На мостових кранах, де за технологією виробництва не виключено їх перевантаження, мають бути встановлені обмежувачі вантажопідйомності . Необхідність їх встановлення повинна вказуватися при замовленні на кран. Обмежувач г/п мостового крана може допускати навантаження не більше ніж на 25%. Регулювати обмежувач під час роботи крана машиністу категорично забороняється .

Нульовий захист(електричне блокування) виключає мимовільне включення приводних двигунів механізмів крана при раптовій подачі напруги у зовнішню мережу живлення крана. Цей захист передбачає обов'язкове виведення рукояток управління в нульове положення, після чого можливий пуск двигунів.

Буферні пристроїслужать пом'якшення ударів і поштовхів при наїзді кранових мостів і вантажних візків на кінцеві упори чи зіткненні кранів. Буфер містить пружний елемент, який поглинає кінетичну енергію поступово рухомих мас крана або візка в момент зіткнення і підвищує тим самим безпеку експлуатації крана при раптових відмови гальм або кінцевих вимикачів.

Пружні елементи буфера виконують гумовими, пружинними, пружинно-фрикційними та гідравлічними.

Крани, що працюють на відкритих естакадах, постачають протиугінними захопленнями , що виключають переміщення крана вздовж кранових шляхів під дією вітрового навантаження (неробочого стану).

При положенні захватів, кліщі охоплюють і затискають головки колій кранового шляху, утримуючи кран. Захоплення накладаються машиністом під час посилення вітру значення граничного стану.

Звукова сигналізаціяна крані необхідна для оповіщення робітників про підвищену небезпеку, що виникає під час переміщення вантажів кранами. Зазвичай для цієї мети використовують дзвінки, дзвін, сирену, для включення яких служить кнопка (на важелі управління).

Світлова та знакова сигналізаціяслужить для інформування машиніста про можливі несправності ел.обладнання крана або про небезпечні зони його обслуговування.

Головні тролеї крана мають світлову сигналізацію про наявність напруги на тролеях. Сигнальні лампи підключені безпосередньо до тролеїв та встановлені на кожній фазі. У разі використання трифазного змінного струму колір ламп у цьому випадку червоний. При використанні постійного струму біля тролів встановлюють дві лампи білого кольорувключені паралельно.

Небезпечну зону захищають також знаками безпеки та плакатами, що встановлюються на крані та у виробничих приміщеннях.

Прийнято систему сигнальних кольорів:

- червоний - заборона - Безпосередня небезпека, засіб пожежогасіння;

- жовтий – попередження - Можлива небезпека;

Зелений – безпека - Припис;

Синій – вказівка - Інформація.

Встановлення знаків безпеки на крановому обладнанні є обов'язковим!

У процесі вантажно-розвантажувальних робіт вузли мостових, козлових та інших видів кранів роблять безліч дій одночасно. Синхронність цих процесів – найважливіший чинник злагодженої роботи машини. Забезпечується вона за рахунок якісних налаштувань та своєчасного налагодження механізмів. Для контролю за робочими процесами на кран встановлюються спеціальні приладита датчики.

Датчики моніторять роботу будь-якого механізму вантажопідіймального крана

Для чого необхідні датчики та прилади безпеки вантажопідіймальних кранів

Вантажопідйомні крани справляються з досить великою кількістю робочих циклів, тому контроль над усіма вузлами, деталями та механізмами здійснюється не лише за допомогою кранівника, а й спеціальних датчиків, а також приладів, що фіксують і запам'ятовують все, що відбувається на тій чи іншій ділянці конструкції.

Небезпечними вважаються ситуації, коли робочі механізми крана сягають крайнього становища. Наприклад, балка моста прогинається занадто сильно через те, що величина піднятої ваги сильно перевищує допустимі значення, або з тієї ж причини дуже сильний вплив на талі. Якщо згаяти момент і не зупинити механізм вчасно, то виникає високий ризик аварій:

• Обрив тросів;
• Тріщина у конструкції моста;
• Часткове руйнування конструкції;
• Обвалення всієї конструкції мосту.

Можливі причини поломок та аварій вантажопідіймальних кранів:

• Неправильне встановлення крана, помилки монтажу;
• Порушення правил експлуатації;
• Неналежне технічне обслуговування;
• Несправність електрики, коротке замикання;
• Несправність приладів та пристроїв безпеки.

Датчики та прилади безпеки на різних видахвантажопідіймальні крани встановлюються для того, щоб фіксувати найменші збої в роботі та вчасно відправити тривожний сигнал, або активувати пристрої безпеки, що зупиняють механізм.

Види датчиків та приладів безпеки вантажопідіймальних кранів

Контрольно-вимірювальне обладнання для вантажопідіймальних кранів буває різних видів

Для вантажопідіймальних кранів існує безліч різних датчиків:

• Обмежувач вантажопідйомності. Цей пристрій фіксує поточне навантаження на вантажопідйомний пристрій та здійснює порівняння цього показника із заданими параметрами. У разі перевищення норм допустимого навантаження прилад відправляє відповідний сигнал на пристрій, що зупиняє роботу механізму.
• Прилади координатного захисту. Такі датчики контролюють просторове положення крана щодо стін, стелі, підлоги, а також ліній електропередач. У разі порушення заданих параметрів проводиться зупинка руху крана.
• Блокування дверей кабіни. Датчики реєструють виникнення надзвичайних ситуацій та блокують двері кабіни управління для збереження життя та здоров'я машиніста.
• Прилади захисту від зіткнення. Використовуються з виробництва, де є не один кран. Датчики відстежують відстань, на яку механізми наближаються один до одного, і при виникненні критичних показників подається спеціальний сигнал тривоги.
• Анемометри. Ці прилади вимірюють силу вітру. Встановлюються вони на такі крани, що знаходяться поза приміщенням. Датчики спрацьовують у тому випадку, коли порив вітру досить сильний і виникає ризик викрадення крана.

Крім перерахованих вище, існують і інші види датчиків і приладів безпеки для козлових,

Загальні умови захисту електрообладнання на кранах від аварійних ситуацій

За своїм призначенням, специфікою роботи та конструктивним особливостямвантажопідйомні крани відносяться до категорії обладнання, що має підвищену небезпеку, що пояснюється самим процесом роботи цих механізмів на майданчиках та в приміщеннях, де одночасно знаходяться люди та цінне обладнання.

Загальні вимоги щодо безпеки роботи кранів та кранового електроустаткування сформульовані відповідно до «Правил пристрою та безпечної експлуатаціївантажопідіймальних кранів» та «Правилами влаштування електроустановок».

Все електрообладнання, що розташовується в кабінах керування кранами, забезпечується заземленими металевими кожухами або має бути повністю закрите від можливості дотику до струмоведучих частин. У кабіні управління також повинен знаходитися апарат, що забезпечує безпосереднє або дистанційне відключення всіх кабельних трас, що живлять, проведених по крану, за винятком вступних пристроїв.

Вихід на майданчики крана, де розташовані електрообладнання, що не захищене кожухами, візки, може здійснюватися тільки через двері та люки, що мають блокування, що відключає живлення всіх джерел електроенергії крана.

Ділянка головних тролеїв, головні струмоприймачі та струмівводи, що залишаються під напругою при відключення всієї внутрішньокранової розведення. повинні мати надійну захист від випадкового дотику до них. Ця огорожа повинна мати замок із індивідуальним ключем.

Ремонт та огляд струмівводів може здійснюватись лише при відключенні живлення головних тролеїв або загального вступного пристрою, розташованого поза краном. Ланцюги кілька кранів живляться від загальноцехових тролеїв, то передбачається ремонтна ділянкаде може бути здійснено відключення тролеїв без перерви живлення інших кранів.

Крани є установками, що рухаються, і схильні до вібрацій і ударів у процесі руху, тому можливість пошкодження кабелів і проводів на кранах відносно вища, ніж при їх стаціонарній прокладці. Крім того, на ряді кранів струмоперехід на частини, що рухаються, здійснюється за допомогою гнучких шлангових кабелів, пошкодження яких повністю виключити неможливо. З огляду на це першим завданням захисту є захист електрообладнання на кранах від струмів к. з.

Струми к. з. в окремих ланцюгах у межах крана будуть тим менше, чим менше перерізу монтажних проводів цих ланцюгів і менше розміри різних струмопереходів та струмознімань. Максимальні струми к. з. у ланцюгах керування при перерізі проводів 2,5 мм2 становлять 1200-2500 А. При цьому для захисту ланцюгів можливе застосування запобіжників серії ПР на струми 6-20 А або будь-яких видів автоматичних вимикачів АП 50, АК 63 і т.п. з., а, в ланцюгах електродвигунів орієнтовно, можна визначити, за формулою

де I кзюф - струм короткого замикання у фазі живильної лінії через 0,04 с; s п - переріз дроту в ланцюзі, що розглядається, мм2.

Оскільки струм до. не повинен до його відключення руйнувати комутаційний апарат, що знаходиться в даному ланцюгу, необхідно при виборі апаратів і перерізів проводів дотримуватися певних співвідношення, що забезпечують термічну стійкість апарату. Вважаючи, що термічна стійкість більшості апаратів, що застосовуються в крановому електроприводі, становить 10I н протягом 1 с, співвідношення між максимальним допустимим перерізом проводу, мм2, і номінальним струмом апарату повинно бути наступним:

де I н - номінальний струм апарату, А.А.

Останнє співвідношення показує, що при можливих струмах до. на фідер більше 8000 А апарати на 25 А встановлювати неприпустимо по термічній стійкості. Апарати на струми 63 А можуть використовуватися тільки при перерізах кабелю не більше 6 мм2, а апарати струму 100 А - при перерізах кабелю не більше 16 мм2.

При можливих струмах до. 12 000 А (граничних для кранів) апарати на струми 63 А можуть використовуватися тільки при перерізах кабелю не більше 4 мм2, тобто при номінальних струмах до 30 А. Апарати на струм 100 А можуть використовуватися при перерізах кабелю не більше 10 мм2 тобто при номінальних струмах до 60 А. Таким чином, для кранів, які отримують харчування від фідерів особливо великої потужності, необхідно або встановлювати апарати на струми не нижче 100-160 А, або обмежувати переріз проводів до цих апаратів з метою зниження можливих струмів к. з.

Захист кабельної мережі крана від струмів к. з. здійснюється за допомогою реле максимального струму миттєвої дії, а при необхідності може здійснюватися настановними автоматами.

Захист дротів від струмів к. з. ускладнюється великим інтервалом потужностей електродвигунів механізмів у межах крана. Відповідно до правил пристрою електроустановок захисні апарати повинні бути розраховані на струм спрацьовування не вище 450% тривалого струму ланцюга, що захищається. Цими ж правилами для проводів та кабелів, що працюють з повторно-короткочасним навантаженням, допустимий по нагріванню струм визначається виразом

Де I пв та I н - номінальні струми кабелю в повторно-короткочасному та тривалому режимах роботи.

При ПВ = 40% I пв = 1,4 х I н. Таким чином, кратність уставки захисту до допустимого струму дроту (кабелю) повинна бути не вищою за 450/1,4=320% струму в режимі 40% ПВ. Навантаження, що допускаються на проводи і кабелі в межах крана при температурі довкілля 45° З наведені у довідкових таблицях.

Кранові електроприводи мають такі основні типи захисних пристроїв:

Максимальний захист для відключення електроприводу від мережі при виникненні в ланцюгу, що захищається, недопустимих струмів;

Нульовий захист для відключення електроприводу при припиненні або перерві живлення від джерела електроенергії. Різновидом нульового захисту є нульове блокування, що виключає самозапуск електродвигуна при відновленні живлення на лінії підведення, якщо орган управління знаходиться в робочому положенні

Кінцевий захист для запобігання переміщенню конструкцій, що рухаються, понад певні допустимі межі.

Важливим завданням системи захисту є запобігання всім типам електроприводів кранових механізмів неприпустимих перевантажень, пов'язаних з несправністю схем управління, заклинюванням механізмів, обривом ланцюга гальма і т.п. .

У зв'язку з невизначеністю навантаження кранових механізмів, змінними темпами нагріву двигунів, їх роботою в умовах частих пусків і гальмування неможливо навіть ставити завдання захисту електроприводів від теплових перевантажень. Єдиною умовою запобігання тепловим перевантаженням кранового електрообладнання є його правильний вибірз урахуванням наперед розрахованих будь-яких можливих в експлуатації режимів роботи.

Таким чином, захист від перевантажень зводиться до контролю пускового струму при ступінчастому пуску та захисті від заклинювання. короткозамкнених двигунівабо електроприводів з струмовим відсіканням. При правильно організованому пуску електроприводу зі ступінчастим розгоном пусковий струм не повинен перевищувати 220-240% струму, що відповідає розрахунковому значенню.

З урахуванням необхідного запасу на розкид як пускового струму, так і уставки максимального реле остання повинна рити розрахована на спрацьовування при струмі близько 250% розрахункового який може дорівнювати або менше струму електродвигуна в режимі ПВ = 40%.

Згідно з викладеним, на реле максимального струму в системі кранових електроприводів покладається дві функції:

1. захист від струмів к. з. проводів (кабелів) у кожному полюсі на постійному струмі та в кожній фазі на змінному струмі,

2. захист від перевантажень, для забезпечення якої достатньо включити реле в один із полюсів або одну з фаз.

Відповідно до правил електроприводи кранів повинні мати , тобто при перерві живлення електропривод повинен відключатися, а його повторне включення можливе тільки після повернення органу управління в нульове положення. Ця вимога не поширюється на системи кнопкового керування з підлоги, що мають кнопки із самоповерненням.

Наявність нульового блокування виключає самозапуск електроприводів кранів, а також виключає повторне включення при спрацюванні різних захистів.

Захист від обриву фази на кранах не застосовується. Аналіз можливих наслідківобриву фази поза краном та прийнятною системою захисту від обриву фази показав, що, з одного боку, в даний час немає задовільного технічного рішення щодо застосування надійного, дешевого та простого апарату контролю напруги на фазах, а з іншого боку, обрив фази в межах крана та поза ним малоймовірний у зв'язку з тим, що застосування плавких запобіжників у головному ланцюзі нині не практикується.

Нові системи динамічного гальмування, які застосовуються замість гальмування методом противключення, зводять до мінімуму небезпеку падіння вантажу при обриві фази.

Реле захисту від перевантажень у крановому електроприводі

Для захисту ланцюгів кранового електроустаткування від перевантажень застосовується електромагнітне реле миттєвої дії типу РЕО 401. Ці реле можуть використовуватися як у ланцюгах змінного, так і постійного струму. Реле має два конструктивне виконання. На рис. 1 показаний загальний вигляд реле РЕО 401.

Реле складається з двох основних вузлів: електромагніту 2 і допоміжного контакту, що розмикає 1. Котушка електромагніта 3 розташована на трубці 4, в якій вільно переміщається якір 5. Положення якоря в трубці регулюється по висоті і визначає значення струму спрацьовування реле. При зростанні струму в котушці вище за струм спрацьовування якір піднімається вгору і через штовхач контактного вузла розмикає контакти.

У другому виконанні електромагніти реле в кількості від двох до чотирьох штук кріпляться на спільній підставі, що має також загальну скобу, що передає зусилля будь-якого окремого якоря електромагніту - до допоміжного контакту, встановленому на підставі. Таким чином, у цьому виконанні кілька електромагнітів впливають на один допоміжний контакт.

Після відключення струму повернення якоря відбувається під впливом своєї ваги. Реле має один допоміжний контакт, що розмикає. Допоміжний контакт розрахований на комутацію змінного струму до 10 А при напрузі 380 В або на комутацію постійного струму 1 А при 220 В і L/R = 0,05

Рис. 1 . Загальний виглядреле РЕО 401

Котушки реле на струми понад 40 А виконані із неізольованої міді. Висновки цих котушок розташовані на спеціальній ізоляційній панелі. Котушки на струми до 40 А – ізольовані. При виборі реле для встановлення. комплектних пристроях слід керуватися допустимим навантаженням котушки в режимі ПВ = 40% та діапазоном спрацьовування з урахуванням необхідних уставок відключення.

Реле РЕО 401 можуть виконувати свої функції за умови, що пусковий струм електроприводу менше, ніж струм загальмованого електродвигуна при включенні його на номінальну напругу, тобто захист коротко-замкнутих електродвигунів та електроприводів з відсіканням струму за допомогою реле РЕО 401 неможлива. Захист таких електродвигунів повинен виконуватись за допомогою теплових серій ТРТ.

Реле ТРТ мають п'ять габаритів в інтервалі струмів від 1,75 до 550 А. Реле всіх типів укладено в пластмасовий кожух і розрізняються формою реагуючого теплового елемента, наявністю додаткового нагрівача та розмірами висновків. Реле п'ятого габариту змонтовано на трансформаторі струму. Як реагує тепловий елемент реле використовується біметал інварсталь, обтічний струмом і додатково нагрівається нагрівачем. Реле має один контакт, що розмикає, розрахований на комутацію змінного струму 10 А, 380 В при Cos φ = 0, 4 та постійного струму 0,5 А, 220 В при L/R = 0,05.

Технічні дані реле ТРТ наводяться у довідниках. Тимчасові характеристики реле серії ТРТ показано на рис. 2. Реле не спрацьовує за струму 110% номінального в тривалому режимі. При струмі 135% номінального реле спрацьовує протягом 5-20 хв. При струмі 600% номінального реле спрацьовує протягом часу від 3 до 15 з. Реле, що є на реле, дозволяє регулювати номінальний струм уставки в межах ±15%. Повернення контактів реле у включений стан відбувається через 1-3 хв після відключення струму.

При виборі реле слід керуватися умовами:

1) середньоквадратичний струм ланцюга, що захищається, повинен бути не вище номінального струму нагрівача;

2) за трьох пусків поспіль реле не повинно спрацьовувати;

3) час спрацьовування при пусковому струмі не повинен бути вищим за допустимий час стоянки електродвигуна під струмом у цьому режимі.

При використанні тимчасової характеристики спрацьовування реле ТРТ слід враховувати, що можливі фактичні відхилення струму спрацьовування близько ±20% струму уставки.

Захисні панелі

Відповідно до вимог кожен кран повинен обладнатися пристроєм, призначеним для подачі живлення до електроприводів механізмів і його відключення, причому включення, тобто подача живлення, може здійснюватися після відмикання пристрою, що включає, за допомогою індивідуального ключа-марки.

Рис. 2. Тимчасові показники реле серії ТРТ.

У свою чергу, ключ не може бути вийнятий без виконання операції відключення. Таке блокування дозволяє гарантувати приведення крана в придатний до дії стан лише особою, яка має право на керування краном.

На всіх типах кранів з електроприводом, крім будівельних кранів, індивідуальний ключ-марка застосовується в . У будівельних баштових кранів зазначений ключ використовується для блокування головного рубильника (або автомата) в шафі живлення крана баштового, до якого підключений гнучкий кабель живлення.

Рис. 3. Схема ланцюгів керування захисних панелей: а - при керуванні кулачковими контролерами; б - під час керування магнітними контролерами; 1П-ЗП – запобіжники; KB – кнопка «повернення»; КЛ – контакт люка; АВ – аварійний вимикач; Л – лінійний контактор: МР1, МР2 – контакти максимальних реле; КВВ, КВН – кінцеві вимикачі; ПП – перемикач перевірки; K12 – нульові контакти контролерів.

1.4. Прилади та пристрої безпеки козлових кранів та мостових перевантажувачів

Прилади та пристрої безпеки козлових кранів та мостових перевантажувачів, вимоги до їх встановлення повинні відповідати Правилам пристрою та безпечної експлуатації кранів, державним стандартам та іншим нормативним документам.

Відповідно до Правил козлові крани і мостові перевантажувачі повинні оснащуватися обмежувачами робочих рухів, що автоматично спрацьовують: обмежувачами верхніх і нижніх положень вантажозахоплювальних органів, обмежувачами пересування кранів і кранових візків. Для обмеження верхніх та нижніх положень вантажної підвіски широке застосування знайшли обмежувачі важільного та шпиндельного типів, аналогічні конструкціям, що встановлюються на мостових кранах. Обмежувачі нижнього положення встановлюють зазвичай при необхідності опускання вантажу нижче за рівень головки кранових рейок.

Для обмеження пересування кранів і перевантажувачів, а також кранових візків наприкінці кранових колій і рейок підстановки встановлюють тупикові упори. Для недопущення наїзду на тупикові упори в рухових режимах передбачено попереджувальне вимкнення двигунів механізмів пересування при підході крана до упорів за допомогою кінцевих вимикачів та рейок, що встановлюються на відстані величини гальмівного шляхукрана. Для гасіння енергії при зупинці крани перевантажувачі та їх візки оснащують буферними пристроями. Кінцеві вимикачі механізмів пересування кранів і перевантажувачів встановлюють на нижніх частинах опор, а кінцеві вимикачі вантажних візків - наприкінці підтелечного шляху, що обумовлено умовою зручності та простоти монтажу комунікацій живлення.

Козлові крани та мостові перевантажувачі повинні обладнатися обмежувачами вантажопідйомності (для кожної вантажної лебідки), якщо можливе їхнє перевантаження за умовами технології виробництва. Обмежувачі вантажопідйомності кранів мостового типу не повинні допускати навантаження більш ніж на 25 %.

За способом фіксації фактичних параметрів навантаження обмежувачі вантажопідйомності можуть бути вантажними, пружинними, торсіонними, важільними, ексцентриковими, електромеханічними із застосуванням тен-зорезисторів та електронних підсилювачів.

У важільних обмежувачах вантажопідйомності (рис. 1.34) сила ваги вантажу G передається на двоплечий важіль 1 з вибраним конструктивним співвідношенням плечей. З іншого боку, на важіль діє пружне зусилля пружини 2 (рис. 1.34, а). При більшому співвідношенні плечей потрібно менше пружне зусилля пружини. При спробі підйому вантажу понад допустиме порушується врівноваженість важеля, пружина деформується і важіль впливає на виконавчий пристрій, наприклад кінцевий вимикач 3 (рис. 1.34, а).

Рис. 1.34. Схема обмежувача вантажопідйомності важільного типу

У більшості випадків передача зусилля на обмежувач вантажопідйомності здійснюється через нерухомий зрівняльний блок поліспасту 4 (рис. 1.34, б), встановлений на меншому плечі важеля, врівноваженого зусиллям F пружини. При такій схемі навантаження важеля збільшується передатне число важільного системи обмежувача:

У практиці кранобудування переважного поширення набули ексцентрикові обмежувачі вантажопідйомності (рис. 1.35), в яких зрівняльний блок встановлюється на осі ексцентрично і при підйомі вантажу, долаючи момент, створюваний грузиком 2, повертається разом з важелем 3, який впливає на кінцевий вимикач у разі перевищення граничного значення навантаження знеструмлює механізм підйому вантажу.

Рис. 1.35. Ексцентриковий обмежувач вантажопідйомності з вантажним врівноваженням

При підйомі вантажу до номінального значення момент рівнодіючої R (див. рис. 1.35) від зусиль у канатах S на ексцентриситеті осі врівноважується силою ваги грузика G на плечі L важеля (від осі до центру тяжкості грузика):

R * e = G * L

При збільшенні зусилля в канаті понад нормативну рівновагу порушується, відбувається поворот важеля аж до його впливу на кінцевий вимикач і відключення механізму підйому.

Як врівноважуючий елемент замість вантажу може використовуватися пружина. У таких обмежувачах вантажопідйомності (рис. 1.36) зусилля в канатах 7 передається ексцентрично встановленому блоку 5, який при перевантаженні викликає поворот важеля 4 щодо осі А, а той, у свою чергу, долаючи опір врівноважує пружини 2, яка впливає на натискну планку 2 , у свою чергу, впливає на кінцевий вимикач 3. При збільшенні зусилля в канаті понад нормативне відбувається відключення механізму підйому.

Обмежувач оснащений регулювальним гвинтом 6 налаштування точності спрацьовування.

Рис. 1.37. Обмежувач вантажопідйомності торсійного типу із пружинним врівноважуванням

За таким же принципом працюють обмежувачі вантажопідйомності торсійного типу (рис. 1.37), лише з тією різницею, що врівноваження важеля 1 в них забезпечується силою крутильної пружності вала 2. Зусилля у вантажних канатах передаються блоку 3, з'єднаному тягами з важелем .

Усі розглянуті конструкції обмежувачів вантажопідйомності мають загальний недолік - вони вимагають встановлення пружин та інших елементів значних габаритів та мас, оскільки встановлюються на блоках механізму підйому та спрацьовують від великих зусиль у вантажних канатах механізмів підйому.

У цьому відношенні переважно обмежувачі підйому вантажу, в яких використовуються датчики зусиль: обмежувачі ОГП-1, ОНК-Ю, ОГК-1 та ін. ланцюга обмежувача. При перевищенні вантажопідйомності понад допустиму відключається привід механізму підйому вантажу. Зусилля на датчики обмежувачів передаються від зрівняльних або вантажних блоків, що встановлюються на осі ексцентрикових.

По габаритах і компактності краща схема, в якій датчик зусилля встановлюється на вантажному барабані, для чого одна з опор робиться шарнірною і може повертатися при згинанні валу, впливаючи на датчик зусилля. Обмежувачі вантажопідйомності такого типу застосовуються в механізмах підйому з симетричним навантаженням опор барабана, тобто при барабанах з подвійною нарізкою.

За дорученням Управління з котлонагляду та нагляду за підйомними спорудами Держгіртехнагляду Росії Всеросійським науково-дослідним та проектно-технологічним інститутом підйомно-транспортного машинобудування (ВНДІПТМаш) розроблено дослідно-промислову партію удосконалених обмежувачів вантажопідйомності серії П1-00 Ют, ПС-80Б 200УГ вантажопідйомністю до 20 т і ПС-80Б 300У1 вантажопідйомністю до 30 т. Такі обмежувачі складаються з тензометричного датчика сили ДСТ, що фіксує величину навантаження на кран, та електронного блоку логіки, що реалізує сигнали керування для відключення механізму підйому та включення звукової сигналізації при навантаженні, що перевищує поріг обмеження. Датчик модифікації ДСТ-К призначені для установки під шарнірні опори вантажних барабанів; під навантаженням відбувається деформація датчика та вироблення пропорційного величині навантаження сигналу. Датчики ДСТ-Б призначені для встановлення у зрівняльні блоки механізмів підйому вантажу; датчики типу ДСТ-С - в гакові підвіски вантажних поліспастів.

Схема установки обмежувача ПС-80 показано на рис. 1.38.

Датчик тензометричний сили 1, конструктивно складається з товстостінної труби з встановленими всередині тензометричними датчиками і підсилювальною мікросхемою, змонтований в спеціальній шарнірній опорі 3, на якій встановлена ​​підшипникова опора 2 зрівняльного блоку поліспастної системи механізму підйому.

Рис. 1.38. Схема встановлення обмежувача вантажопідйомності ПС-80

Таким чином, датчик ДСТ, постійно сприймаючи зусилля на опору від вантажу, що піднімається, формує відповідний сигнал, який посилюється і через екранований кабель 4 передається в кабіну машиніста 5. Встановлені там релейний блок налаштування 6 і блок логіки 7 забезпечують порівняння діючого навантаження з заданим порогом обмеження та формують відповідні сигнали управління. При збільшенні навантаження на вантажозахоплювальному органі, що перевищує поріг обмеження, вмикається звуковий сигнал і вимикається механізм підйому.

У Останніми рокамивелика увага приділяється проблемі виявлення фактичного навантаження кранів за допомогою обліку їх напрацювання. Так, ТОВ «Сила плюс» та інститутом ВПІІПТМаш розроблено комплексна система«Сирена» контролю навантаження та залишкового ресурсумостових та козлових кранів. Використання системи дозволяє визначити вихідний та фактичний стан несучих металоконструкцій крана, а в процесі експлуатації контролювати зменшення його залишкового ресурсу. Контроль за навантаженням крана та зниженням його залишкового ресурсу здійснюється за допомогою датчиків обмежувача вантажопідйомності та блоку збору, обробки та зберігання інформації. Ця інформація зберігається протягом трьох років та поповнюється при кожному включенні крана. З отриманої інформації розраховується фактичний режим навантаження, клас використання крана і поточне значення залишкового ресурсу.

Козлові крани і мостові перевантажувачі працюють, як правило, на відкритому повітрі: мають значні навітряні площі і схильні до впливу вітрових навантажень. При великих значеннях вітрового тиску гальма не забезпечують надійного утримання крана від викрадення вітром, тому крани повинні бути оснащені протиугінними захватами з ручним.

чи механічним приводом. Захоплення утримують крани за допомогою сил тертя між бічними поверхнями головок рейок та губками захватів.

У протиугінному захватному пристрої з ручним приводом (рис. 1.39) для створення протиугінної сили тертя зусилля натискання на рейку 1 губок 2 забезпечується за допомогою гвинтовий пристрій 3 із ручним затягуванням. Встановлюються протиугінні захватні пристрої нижньої частини металоконструкції опор 4 крана. Недоліком ручних захоплень є тривалий час їх замикання, що є неприпустимим при екстреному штормовому попередженні, а також неможливість автоматизації процесу замикання.

Рис. 1.39. Рейковий протиугінний захоплення з ручним приводом
Протиугінні захоплення з механічним приводом мають низку конструктивних різновидів. Широкого поширення набули приводні протиугінні захоплення з передачею гвинт-гайка (рис. 1.40).

Рис. 1.40. Привідне протиугінне захоплення з передачею гвинт-гайка

Захоплювальні важелі 1 у верхній частині шарнірно пов'язані з роликами 2, поміщеними в похилі пази повзуна 3. При переміщенні повзуна під впливом гвинтової пари 4, 5 від приводу 6 і електродвигуна 7 захоплюючі важелі, в нижній частині з'єднані стяжкою 9, повора тим самим забезпечуючи протиугінну силу тертя. Для центрування захвату щодо рейок передбачені бічні ролики 8.

Козлові монтажні крани, крани для гідроелектростанцій, мостові перевантажувачі зазвичай оснащують протиугінними захватами з падаючими (розпірними) клинами (рис. 1.41).

Підйом клина 1 проводиться за допомогою гідравлічного циліндра 2 або лебідки канатної. Зусилля натискання важелів на головки рейок забезпечується силою ваги клина 1, що впливає

ри опусканні на ролики 3, встановлені у верхній частині захватних важелів 4. Після зняття зусилля натискання клина на важелі останні повертаються у вихідне положення під дією зусиль пружин 5. Протиугінні захоплення такого типу встановлюються на візку, щоб забезпечити постійне попадання губокрича так як вони прогинаються під навантаженням.

Для гасіння енергії руху кранів і кранових візків наприкінці рейкових колій встановлюють тупикові упори. Для зниження ударних та динамічних навантажень при наїздах їх обладнають буферними пристроями, які за конструкцією можуть бути гумовими, пружинними, гідравлічними та фрикційними (рис. 1.42).

Рис. 1.42. Буферні пристрої: а – гумові; б – пружинні; в - гідравлічні; г - фрикційні

Гумові буфери (рис. 1.42 а) мають нелінійну характеристику сили пружності, що сприяє кращому гасіння енергії і малій віддачі після наїзду, однак вони порівняно недовговічні. Пружинні буфери (рис. 1.42 б), що встановлюються на важких кранах, зазвичай мають чотири пружини - дві внутрішні і дві зовнішні. Для усунення закручування пружин при навантаженні напрямок навивки кожної пари з них – зустрічний. Пружинні буфери досить громіздкі; їхня робота супроводжується значною силою віддачі.

Цей недолік виключений у гідравлічних буферах (рис. 1.42, в), енергія удару в яких поглинається за рахунок продавлювання рідини через кільцевий зазор між днищами поршня 2 і штоком 3. Поршень заповнений робочою рідиною і встановлюється в корпусі 4. Удар при наїзді сприймається наконечником 5 і прискорювальної пружиною 6, що передає тиск на поршень, який при русі відносно корпусу відкриває кільцевий отвір в центрі поршня, через який перетікає робоча рідина. Шток 3 має змінний переріз, що дозволяє регулювати швидкість перетікання рідини та отримувати необхідний закон опору руху поршня, а звідси і поглинання енергії.

Зворотний хід поршня забезпечується поворотною пружиною 7. Гідравлічні буфери складніші по конструкції та вимагають високої технологічності при їх виготовленні та обслуговуванні.

Простіші за конструкцією фрикційні кулькові буфери (рис. 1.42, г), в яких при переміщенні штока буфера 2, що сприймає навантаження, кульки 5 потрапляють у конічну порожнину, створювану внутрішньою вставкою 4 і штоком, і за рахунок сил тертя між кульками, а також між корпусом 1, конічними поверхнями та кульками поглинається кінетична енергія рухомих мас крана або перевантажувача. 3. Такі буфери відрізняються малими габаритами, в них практично повністю відсутня віддача; вони можуть використовуватися для гасіння значних енергій руху кранів та перевантажувачів.

Козлові крани і мостові перевантажувачі в силу особливостей конструкції схильні до такого явища, як перекоси, тобто забігання або відставання однієї зі сторін крана при пересуванні. Перекоси кранів як явище небажане, що викликає підвищені навантаження на металоконструкцію та механізми, обумовлені низкою причин: відхиленням від проектних розмірів елементів механізмів, металоконструкцій та кранових шляхів, відмінністю механічних характеристикелектродвигунів, зовнішніми кліматичними факторами та ін.

Тому козлові крани та мостові перевантажувачі повинні бути розраховані на максимально можливе зусилля перекосу, що виникає при їх пересуванні, та в обґрунтованих випадках обладнані обмежувачами перекосу, які повинні спрацьовувати автоматично у разі неприпустимої величини перекосу.

Існує велика різноманітність конструкцій обмежувачів перекосу. Одними з найпоширеніших є так звані обмежувачі штанги перекосу, що спрацьовують від деформацій розтягування-стиснення спеціальної штанги 1, встановленої на жорсткій опорі крана (рис. 1.43).

Рис. 1.43. Установка штангового обмежувача перекосу на твердій опорі

При вибігу опори деформуються її стійка та штанга 1, закріплена на опорі. Для забезпечення стійкості штанги по всій її довжині встановлені обмежувачі 2. Деформація штанги передається шарнірному важелю 3 спеціального профілю, що впливає на кінцеві вимикачі 4, які відключають двигуни опори, що «вибігла», включаючи їх тільки після вирівнювання положення опор. На пульті управління крана встановлюють світлову сигналізацію, що попереджає машиніста про перекос.

Фахівцями Старо-Краматорського машинобудівного заводу запропоновано обмежувач перекосу, що встановлюється на гнучкій опорі. В обмежувачі такої конструкції деформація опори передається гнучкому канату 1 (рис. 1.44), закріпленому на пролітній частині крана через пружину 2 і проходить через напрямні ролики 3 на нижній частині гнучких опор.

При вибігу одна стійка опори піддається розтягуванню, інша - стиску. Деформації стійок викликають переміщення каната роликами. На канаті закріплені рейки 4, що знаходяться в зачепленні з блоком двох коліс 5. Колесо більшого діаметраблоку коліс знаходиться в зачепленні з рейками 6, закріпленими на штанзі 7. Переміщення каната 1 при вибігу опори через рейки 4 блок коліс 5 і рейки 6 передається штанзі 7, яка своїми виступами впливає на кінцеві вимикачі 8, 9, 10, 1 включення світлової і звукової сигналізації, відключення приводу двигуна опори, що вибігла при появі перекосу, а також пуск двигуна після вирівнювання опор.

Існують обмежувачі перекосу, які спрацьовують від деформацій крутіння опор у разі виникнення перекосних зусиль (рис. 1.45).

Рис. 1.44. Обмежувач перекосу конструкції Б. В. Беглова та А. Я. Зіскіна

Рис. 1.45. Обмежувач перекосу, що спрацьовує від деформацій крутіння жорсткої опори

На опорі 1 встановлена ​​кутова штанга 2, яка при виникненні перекосу отримує обертання разом із опорою. При повороті штанга горизонтальною частиною впливає на кінцевий вимикач 3, включений в ланцюг двигуна механізму пересування опори, що «вибігла». При вибігу опори двигун механізму пересування вимикається, при вирівнюванні опор знову вмикається.

Останніми роками на кранах і перевантажувачах знаходять дедалі більше застосування обмежувачі перекосу із датчиками сельсинного типу. Конструктивно це так. До кожної з опор приєднують непривідний візок, від ходових коліс якого через мультиплікатор обертаються сельсини. Величина сигналу, що виробляється сельсинами, залежить від шляху, що проходить візками при пересуванні крана або перевантажувача. Сельсини підключені в бруківку і при рівномірному русі обох опор діагоналі вимірювального моста збалансовані. При вибігу однієї з опор порушується балансування моста і сигнал, який подається в електричну схемууправління двигуном пересування опори, виробляє його відключення.