Приборы и устройства безопасной работы кранов

В целях нормальной и безопасной работы на кранах, кроме наличия в механизмах кранов тормозов, а в электросхемах различного рода предохранителей и реле, краны снабжаются специальными приборами, устройствами и средствами безопасности. К таким средствам относятся: указатели, ограничители, сигнализаторы и различного рода ограждения.

Указатели. К указательным средствам могут быть отнесены различного рода таблички, предупредительные надписи, специальные условные окраски и указатели вылетов стрелы крана.

В работе крана правильная установка его стрелы имеет большое значение. От того, под каким углом к горизонту установлена стрела, зависит величина вылета, т. е. расстояние по горизонтали от оси вращения крана до вертикальной линии, проходящей через центр тяжести подвешенного груза (центр зева крюка). Чем больше это расстояние (вылет), тем больший опрокидывающий момент, создаваемый грузом, тем меньшим должен быть груз. Поэтому каждый кран необходимо оборудовать автоматически действующим указателем вылетов.

Наиболее простым и распространенным указателем вылетов являются указатели отвесного типа. Тяжелая качающаяся стрелка под действием собственного веса всегда расппттЯГается верти

Рис. 119. Схема определения числового значения коэффициента собственной устойчивости кально и своим концом на дуговой шкале показывает величину вылета и величину предельно допустимую к подъему на данном вылете груза.

На указателе вылетов стрелы крана ПК-6 (рис. 120) в основании стрелы 1 неподвижно установлена рамка указателя 3 и шарнирно на оси 2 подвешена двойная стрелка 4-8. Стрелка 8 благодаря наличию груза 7 всегда занимает вертикальное положение, а стрелка 4 соответственно горизонтальное. Две шкалы 5 и 6 с указанными на них величинами вылетов и соответственно им величин грузов располагаются так, чтобы были хорошо видны как с места машиниста, так и с места зачалки груза. Каждое изменение положения грузовой стрелы изменяет положение шкал, а стрелки, оставаясь всегда в данном положении, своими концами указывают значения установленного вылета стрелы и соответственно ему предельно допустимого к поднятию груза.

Указатели данного типа просты и безотказны в работе, однако обладают тем недостатком, что их показания верны лишь при работе крана на горизонтальном пути. При работе крана на пути с уклоном в показания указателей требуется вносить поправку. В силу того, что под нагрузкой кран неизбежно несколько наклоняется, выбирая все возможные зазоры, градуировка шкал таких указателей производится под нагрузкой, а следовательно, без нагрузки указатели показывают уменьшенный вылет.

Ограничители. Ограничителями называются такие автоматически действующие устройства, которые по достижении определенного предельно допустимого положения или состояния останавливают движущий механизм.

Рис. 121. Ограничитель грузоподъемности рычажного типа

Соответственно требованиям Госгортехнадзора, каждый самоходный, стреловой кран с изменяющимся вылетом стрелы обязан быть снабжен ограничителями грузоподъемности (ограничитель грузового момента), ограничителем высоты подъема грузозахватного органа и ограничителем верхнего и нижнего положений стрелы.

Кроме этих обязательных ограничителей, на кранах встречается еще ряд ограничительных устройств: сматывания каната с барабана, степени ослабления канатов и т. д.

Во избежание перегрузки крана, а следовательно, и возможности его опрокидывания в сторону стрелы и повреждения отдельных частей крана каждый кран снабжается ограничителем грузоподъемности, ограничивающим подъем груза, превышающий нормальную его величину на 10%.

Типовой, стандартной конструкции такого ограничителя пока еще нет, поэтому существует целый ряд различных конструкций, однако преимущественно все ограничители включаются в систему стрелоподъемного механизма, используя усилия, возникающие на полиспасте или в канате подвески стрелы.

В ограничителе грузоподъемности рычажного типа (рис. 121) конец стрелового каната шарнирно закреплен на рычаге 1 и постоянно находится под натяжением от воздействия собственного веса стрелы Р, а при работе крана и от веса поднятого груза. Рычаг 1 на шарикоподшипнике 9 посажен на среднюю эксцентрическую часть вала 10, на которой на шпонках 8 закреплен двухпластинчатый рычаг 2 с большим плечом.

На конце этого плеча навешивается груз 5, который благодаря наличию эксцентриситета Е имеет возможность небольшим своим грузом уравновешивать значительные усилия, возникающие в канате.

Груз 5 перемещается на рычаге и устанавливается в двух положениях: одно - для работы краном без выносных опор и другое для работы с ними.

Рядом с рычагом на стойке 4 укреплен микропереключатель 3. При повышении в стрелковом канате усилия, соответствующего предельному, момент груза преодолевается этим усилием, рычаг 2 поднимается и винтом 7, укрепленным на рычаге, воздействует на микропереключатель и останавливает механизм подъема. Винтом 6 регулируется и ограничивается нижнее положение рычага. На кранах такие ограничители устанавливают так, чтобы канат располагался вертикально, а рычаг строго горизонтально. За последнее время на кранах стали применяться ограничители грузоподъемности торсионного типа, в которых используется явление упругой деформации на скручивание стального стержня (рис. 122).

Такие ограничители устанавливают на кранах серии КДЭ. Располагается он в верхней части портала крана. Конец стрелоподъемного каната 4 закреплен на рычаге 3, качающемся на оси портала. К рычагу шарнирно прикреплена тяга 2, нижний конец которой на резьбовом соединении (с целью регулировки) прикреплен к рычагу 5. Этот рычаг неподвижно на шлицах сидит на торсионном валу 1, один конец которого закреплен прочно, а другой опирается на шарикоподшипник. К свободному концу вала прикреплен рычаг 6, в конце которого имеется упорный регулировочный винт. Пока усилие каната в пределах допустимого угол скручивания вала недостаточен, положение рычага 6 таково, что винт 7 не касается шпинделя микропереключателя 8 и механизм может работать на подъем груза.

Рис 122 Схема ограничителя грузоподъемности торсионного типа

Рис. 123. Ограничитель грузоподъемности крана КДВ-15п

В случае несоответствия веса поднимаемого груза вылету, т. е превышающего выше чем на 10%, угол скручивания вала окажется таковым, что регулировочный винт 7 коснется и нажмет на шпиндель микропереключателя, последний сработает и предотвратит поднятие завышенного груза.

После срабатывания микропереключателя включение механизма подъема груза может быть произведено лишь на спуск, а механизма подъема стрелы только на подъем стрелы и уменьшение вылета. Поскольку краны серии КДЭ имеют двойную характеристику, то на рычаге 6 располагаются два винта 7 и два микропереключателя, одна система включается на случай работы с выносными опорами, другая - без них. Переключение осуществляется автоматически при установке и убирании выносных опор.

Действие ограничителя грузоподъемности крана КДВ-15п (рис. 123) основано на другом принципе. Имея профильные кулачки-шаблоны соответственно шкалам грузоподъемности крана, он действует на всех вылетах стрелы и соответствующих им грузах лишь в том случае, когда произошло превышение груза на 10%. С помощью этого ограничителя достигается более полное использование грузоподъемности крана.

Ограничитель грузоподъемности включается в систему стрелового полиспаста и состоит из гидропружинного и копировально-выключающего устройств. Гидравлический цилиндр 17, заполненный маслом 14, имеющий закрепленную на болтах головку 18, прикрепляется на тягах 3 к верхней траверсе крана и может качаться, занимая положения по направлению стрелоподъемного полиспаста.

Внутри цилиндра размещен поршень 15, закрепленный на длинном штоке 6, заканчивающемся вилкой, служащей неподвижной обоймой для блоков 5 полиспаста стрелы. Уплотнение поршня в цилиндре достигается резиновой манжетой, закрепленной на поршне. В головке цилиндра расположены три плунжерка 13; одним своим концом они заходят в полость цилиндра, а другим, наружным, упираются в ползушку 11.

Под действием пружины 7 ползушка 11 стремится переместить плуижерки 13 внутрь цилиндра.

В результате большой разницы в диаметрах цилиндра и плунжерное сравнительно небольшой пружиной 7 обеспечивается уравновешивание значительных усилий (27-30 тс). По обе стороны ограничителя к головке цилиндра на кронштейнах прикреплены качающиеся на осях диски 2 и 10, которые под действием подвешиваемого к ним груза 12 постоянно занимают одно и то же положение независимо от наклона стрелы. Наличие двух дисков обеспечивает подключение ограничителя для работы крана без выносных опор и с ними, для чего груз 12 перевешивается или на тот, или на другой диск.

На каждом диске укреплен свой кулачок-шаблон 4 и 9. Профили этих кулачков построены соответственно расчетным нагрузкам на полиспаст при поднятии краном грузов, превышающих на 10% номинальные их значения по аутригерной и безаутригер-ной характеристикам крана. Теоретический профиль кулачков выверен и откорректирован по результатам фактических подъемов грузов. К ползушке 11 с обеих сторон прикреплены электровыключатели 1, головки которых упираются в рычажки 8.

Пока краны работают в пределах соответствия груза и вылета, положение ползушки таково, что концы рычажков 19 не достают дисков 2 или 10 и подъем груза может производиться беспрепятственно. Но как только величина груза не будет соответствовать установленному вылету стрелы, плунжерки 13 выйдут из цилиндра, вследствие чего ползушка сместится, конец рычажка 19 упрется в соответствующую точку кулачка-шаблона, выключатель 10 сработает и, замкнув систему зажигания, остановит двигатель. Повторный пуск двигателя возможен лишь при условии размыкания системы кнопкой, а подъем груза - лишь после изменения вылета стрелы. При подключении одного из дисков посредством перестановки груза 12 второй диск от веса шаблона повернется, исключит возможность их одновременной работы и не допустит поломки системы выключателей.

С наружной стороны поршень имеет контрольный указатель 16, по выступающему концу его можно судить о наличии в цилиндре масла. Если за пределы торца цилиндра будет выступать лишь конец указателя, окрашенный в красный цвет, то это означает, что в цилиндре находится минимальное количество масла и его необходимо дополнить.

При этом нужно ослабить полиспаст, опустив стрелу на прочную опору.

Основным недостатком данного ограничителя является часто встречающаяся в эксплуатации утечка из цилиндра масла через резиновое уплотнение поршня, штока и плунжеров. Ни в коем случае нельзя пользоваться ограничителем, если в цилиндре нет масла. В целях снижения утечки масла из цилиндра рекомендуется, особенно в летний жаркий период, применять более вязкие масла типа вискозина и его смеси с трансформаторным маслом.

Высота подъема стрелы ограничивается тем, что стрела, достигая своего предельного верхнего положения, сектором 5 (см. рис. 106) нажимает на шпиндель микропереключателя, установленного на передней стенке кузова крана, тем самым останавливая дальнейший подъем стрелы, после этого механизм подъема стрелы может быть включен только на спуск стрелы.

На паровом кране ПК-6 верхнее положение стрелы ограничивается тем, что стрела по достижении своего предельного верхнего положения нажимает на тягу, выключающую подачу пара в паровую машину, и останавливает ее движение.

Ограничитель предельного сматывания каната срабатывает, когда на барабане остается минимальное количество каната (рис. 124).

Когда на барабане 1 при сматывании остается минимальное количество витков каната 2, канат касается и отводит рычаг 3, который своим коротким концом отгибает пластинчатую пружину 4. Отгибаясь, пружина нажимает на шпиндель микропереключателя 5, последний срабатывает и останавливает механизм. Дальнейшее включение механизма может быть только в сторону наматывания каната на барабан.

Ограничитель ослабления канатов устанавливают на кранах в целях предотвращения излишнего ослабления канатов, главным образом грейферных, когда грейфер неизбежно ложится на зачерпываемый груз (рис. 125). В стойке 15, устанавливаемой на металлоконструкции стрелы, на оси 14 размещается направляющий ролик 13 и качающийся вильчатый рычаг 8, на конце которого сидит нажимной ролик 6 с осью 7. Канат 10 запасовывается таким образом, что проходит одновременно через два эти ролика. Предохранением от спадания каната с направляющего ролика служит скоба 12. Пока натяжение каната достаточное, качающийся рычаг 8 находится в поднятом положении. Как только натяжение каната уменьшится, рычаг под действием своего веса и натяжения пружины 16 опускается и регулировочные винты 5 своими головками нажимают на шпиндель 2 микропереключателя 1. Последний срабатывает, останавливая дви-

Рис. 124. Ограничитель предельного сматывания каната

Рис. 125. Ограничитель ослабления каната жение механизма на дальнейшее ослабление каната. Натяжение пружины 16 регулируют регулировочными гайками 17, навинчиваемыми на конец тяги 4, подвешенной к траверсе И. Нижнее положение качающегося рычага ограничивается упором траверсы в дистанционную буферную трубку 3. Срабатывание микропереключателя регулируется при нижнем положении рычага регулировочным винтом 5 с фиксацией его гайкой 9.

На рис. 126 показана схема ограничителя высоты подъема груза. При достижении максимально допустимой высоты подъема груза, т. е. при приближении обоймы крюка к головке стрелы на минимально допустимую величину, обойма крюка своей верхней частью коснется и приподнимет грузик 11. Грузик подвешен на канатике 9, проходящем через блочок 7, сидящий на оси 6 головки стрелы.

При подъеме грузика 11 канатик 9 ослабляется и под действием пружины 2 шток 4, проходящий в корпусе 3, надавит на шпинделек микропереключателя 1, который отключит механизм подъема груза на дальнейший подъем груза. Цифрой 5 обозначен блок головки стрелы.

Скоба 10, прикрепленная к грузику и охватывающая грузовой канат 8, ограничивает отход грузика от каната, тем самым обеспечивая совпадение грузика и обоймы крюка.

Рис. 126. Схема ограничителя высоты подъема груза

В целях предупреждения крановщика о достижении краном предельного угла наклона некоторые краны снабжены специальными устройствами, подающими звуковой или световой сигналы в кабину машиниста о работе крана с близким к предельному уклоном (рис. 127).

Основная плита 7, укрепленная на металлическом основании поворотной части крана, имеет в центре коническую поверхность с уклоном в 2°30', на которую свободно ложится шарик 5. К крышке 6 посредством центрального контактного винта 4 крепится шайба контактная 1, изолированная от крышки прокладкой 2. Во избежание повреждения контакта или его замыкания он прикрывается колпачком 3.

Рис. 127. Сигнализирующее устройство предельного наклона крана

Пока кран находится близко к горизонтальному положению, шарик, естественно, лежит в центре конической поверхности. При наклоне же крана на угол, близкий 3°, шарик скатывается к периферии и своим телом касается контактной шайбы, тем самым замыкает сигнальную цепь, в которую включен звуковой или световой сигнал, предупреждающий машиниста о работе крана с опасным наклоном. С тем, чтобы шарик при своем движении несколько притормаживался и не катался при вибрации и раскачке крана, внутренняя полость всего устройства заполняется минеральным маслом: при температуре окружающего воздуха от -15° до

+ 15°С заливается трансформаторное масло ГОСТ 982-68, а при температуре окружающего воздуха до -40° масло марки АМГ-10. Заливаемое масло должно быть электроизоляционным.

СИЛОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ КРАНОВ

Устойчивость кранов | Грузоподъемные краны на железнодорожном ходу | Кинематические схемы механизмов кранов