Ограничители грузоподъёмности

Ограничители грузоподъемности (ограничители грузового момента) предназначаются  для предупреждения падения (опрокидывания) стреловых, башенных и портальных кранов. Они автоматически отключают механизм подъема груза и изменения вылета в случае подъема груза, масса которого превышает предельное для данного вылета значение более чем па 10%, а у портальных кранов более чем на 15%. Некоторое увеличение перегрузки для портальных кранов обусловлено большей их устойчивостью по сравнению с другими кранами и обычно хорошим состоянием крановых путей. Отключение механизмов поворота и передвижения при срабатывании ограничителя грузоподъемности не обязательно. Ограничитель также должен действовать, если при опускании стрелы с грузом вылет будет увеличен до положения, при котором масса груза превышает допустимую нагрузку.

Для стреловых кранов, имеющих  две и более грузовых характеристики, применяется ограничитель грузового  момента, имеющий устройство для  переключения его в соответствии с выбранной для работы крана  характеристикой (работа на выносных опорах или без них, работа с основной или удлиненной стрелой и т. п.).

После действия ограничителя грузового момента должно быть возможно опускание груза или включение других механизмов с целью уменьшения грузового момента.

Краны мостового типа должны оборудоваться ограничителем грузоподъемности, когда по технологии производства не исключена их перегрузка (ст. 172 Правил по кранам), которая может повлечь  обрыв канатов, крюков, поломку деталей  механизма подъема, образование  трещин в металлоконструкциях и  полное разрушение крана.

Ограничитель грузоподъемности кранов мостового типа не должен допускать  перегрузку более чем на 25% (ст. 172 Правил по кранам). При регулировке  ограничителей у таких кранов на меньшую величину нагрузки они  оказывались неработоспособными по причине частных ложных срабатываний, вызванных динамическими усилиями при подъеме груза.

Необходимость поставки крана  мостового типа, оборудованного ограничителем  грузоподъемности, должна быть указана  в заказе па кран.

Различают ограничители массы, срабатывающие при подъеме груза  предельной массы (они применяются  на кранах мостового типа, а также  стреловых кранах с постоянной грузоподъемностью  на всех вылетах стрелы) и ограничители грузового момента, срабатывающие  в случае возрастания опрокидывающего  момента до предельной величины (они  устанавливаются па кранах, грузоподъемность которых меняется в зависимости  от вылета стрелы).

Существуют автоматические ограничители грузоподъемности двух основных классов: устройства, включающие электрические  элементы для преобразования обработки  механических величин, и устройства, не содержащие в своих функциональных узлах электрических элементов. К первому классу приборов относятся  электромеханические ограничители различных типов, ко второму —  механические, гидравлические и комбинированные (механогидравлические) ограничители.

К наиболее распространенным относятся ограничители грузового момента электромеханического типа. Они в принципе пригодны для установки на кранах любого типа независимо от рода двигателя (электрического, внутреннего сгорания, парового), используемого для привода механизмов. Прибор ОГП-1 данного типа разработан ВНИИстроидормашем и серийно выпускается несколькими приборостроительными заводами. Он состоит из трех узлов: датчика усилий, датчика угла наклона стрелы (корректирующего устройства) и релейного блока с панелью сигнализации.

Рис. 6. 6. Принципиальная электрическая схема ограничителя ОГП-1: 
1 — датчик усилий; 2 — датчик угла; 3— катушка реле

В ограничителе используется принцип сравнения электрических  сигналов, подаваемых датчиком усилий и датчиком угла наклона стрелы. Прибор срабатывает при разности электрических сигналов, равной нулю, что соответствует максимально  допустимой нагрузке на крюк для данного  вылета стрелы.

В качестве преобразователей величины нагрузки и угла поворота стрелы в электрические сигналы  используются потенциометры, соединенные  по схеме моста сопротивлений (рис. 6. 6), в одну из диагоналей которого включен  источник постоянного тока, а в  другую — обмотка поляризованного  реле.

На стреловых самоходных кранах датчик усилий (Дус) обычно устанавливается между растяжками, соединяющими головку стрелы с подвижной обоймой полиспаста. На башенных крапах он может быть расположен иначе. Вместо обычно применяемых в датчиках спиральных пружин здесь используется кольцевая пружина (динамометрическое кольцо), которая включается в систему стрелоподъемных канатов с помощью тяг. Динамометрическое кольцо соединяется с передаточным механизмом спиральной пружиной.

Механизм преобразует  линейное перемещение тяг в угловое  и через пружинную муфту вращает  ось потенциометра. При нагрузке на кран угол (3, образуемый растяжками стрелы (рис. 6. 7), увеличивается, динамометрическое кольцо деформируется и вызывает перемещение движка потенциометра. Таким образом, линейное перемещение кольца преобразуется в электрический сигнал. Динамометрическое кольцо рассчитано на номинальное усилие, создаваемое предельной массой груза, и имеет рабочую деформацию 2 мм.

Датчик угла поворота стрелы (Дуг) устанавливается на кране соосно с осью поворота стрелы и связывается  в этой осью поводком. При подъеме  или опускании стрелы вращение от поводка передается на фланец датчика, валик и кулачок. От кулачка движение передается на рычаг токосьемника с контактными ламелями, которые перемещаются по обмотке потенциометра. Релейный блок, размещаемый в кабине крановщика, подает с выдержкой в 2 —3 с команду в цепь управления краном при балансе моста.

ОГП-1 серийно изготовляется  Кишиневским заводом «Электроприбор»  и другими заводами.

Рисунок 6. 7. Установка  ограничителя на кране:  
1 — датчик усилий; 2 — датчик угла поворота; 3 — блок управления

Рисунок 6.8. Ограничитель грузоподъемности крана MK A-10M:  
а — установка прибора на кране; б—гидравлическая схема прибора; 1— укосина; 2— головка блоков; 3—стреловой канат; 4 — грузовой канат; 5—оттяжки; 6 — рычаг; 7 — гидроцилиндр тормоза стреловой лебедки; 8 — гидроцилиндр педали муфты сцепления: 9— тяга; 10 — регулировочный винт; 11 — эксцентриковый вал; 12 — гидроцилиндр; 13 — груз; 14 - гидравлический золотник; 15 — связь; 16 — блокировочный гидравлический золотинк; 17 — гидравлический кран управления

В процессе эксплуатации ОГП-1 на стреловых кранах различных марок  выявился ряд серьезных конструктивных и эксплуатационных недостатков, основными  из которых являются:

·  а) частый выход ограничителя из строя по причине износа рычажной системы, а также вследствие воздействия на потенциометр вибрации, климатических и тому подобных факторов;

·  б) сложность и трудоемкость настройки, требующей высокой квалификации обслуживающего персонала;

·  г) высокая стоимость прибора.

ВНИИстройдормашем ведется подготовительная работа к замене серийного выпуска ОГП-1 ограничителем ОГБ-2, в котором применены датчики с бесконтактными преобразователями и прочими бесконтактными элементами. Бесконтактные ограничители могут быть двух основных видов: построенные на принципе сравнения (аналогично принципу ОГП-1) и вычисляющие опрокидывающий момент. Отделом автоматики и телемеханики ЦНИИОМТП при участии треста «Оргтехстрой» Главзапстроя Министерства строительства СССР и ЦКБ Главстроймеханизации Милмонтажспецстроя СССР разработано бесконтактное устройство защиты кранов от опрокидывания. Устройство относится ко второй группе бесконтактных ограничителей грузоподьемности, вычисляющих опрокидывающий момент. Оно представляет собой счетно-решающее устройство, непрерывно обрабатывающее информацию, поступающую от датчиков усилия и вылета стрелы (в случае необходимости — от датчиков ветровой нагрузки и уклона подкранового пути), и определяет действующую величину опрокидывающего момента. При достижении опрокидывающим моментом опасного, заранее установленного значения срабатывают исполнительные органы устройства, отключающие механизмы крана.

На рис. 6. 8 приведена конструкция  односигнального ограничителя грузоподъемности автомобильного крана МКА-10М, датчиком усилия которого служит оттяжка головок  блоков. Этот ограничитель является базовой  моделью для унифицированного ряда легких стреловых монтажных кранов с дизель-механическим приводом механизмов на гусеничном, пневмоколесном и автомобильном ходу моделей: МКГ-6, 3, МКА-6, 3, МКГ-10А, МКП-10, МКА-10М, МКГ-16М, МКП-16, МКА-16.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для защиты кранов от перегрузки при подъеме груза, превышающего допустимый для данного вылета, используют электромеханические ограничители грузоподъемности ОГП-1.

Структурная схема  ограничителя дана на рис. 107, а на рис. 108 показана установка датчиков ограничителя на кране КБ-160.2.

Рис. 107. Структурная  схема ограничителя грузоподъемности ОГП-1.

Датчик усилия (рис. 108, а) является динамометром, преобразующим  посредством рычажной системы и  потенциометра усилие динамометрического кольца в пропорциональный электрический  сигнал. Датчик усилия установлен в  стреловом расчале 2 у оголовка стрелы. Необходимое соотношение между усилием в стреловом расчале и усилием, действующим на датчик, устанавливается с помощью регулировочной стяжной гайки 4, фиксируемой контргайками 3 и 5. Датчик усилия помещен в металлическом корпусе водозащищенного исполнения.

Датчик угла (рис. 108, б) является потенциометром, преобразующим  посредством кулачка, рычажной системы  и ползуна угол подъема стрелы в пропорциональный электрический  сигнал. Датчик установлен на кронштейне башни соосно с корневым шарниром стрелы. Датчик приводится в действие с помощью рычага и пальца, приваренного к металлоконструкции стрелы. Необходимый  рабочий участок кулачка фиксируется  установкой в соответствующее отверстие  болта, закрепляющего рычаг на кондукторном фланце. Датчик угла помещен в металлическом  корпусе водозащищенного исполнения.

Рис. 108. Установка  датчиков ограничителя ОГП-1 на кране  КБ-160.2: 
а — усилия, б — угла; 1 — датчик усилия,- 2 — рас-чал стрелы, 3,5 — контргайки,; 4 — стяжная райкай 6 — кронштейн, 7 — рычаг; 8 — стрела крана, 9 — датчик угла,- 10 — палецв 11 — кондукторный фланец

Релейный блок (рис. 109, а) предназначен Для сравнения электрического сигнала от датчика усилия с сигналом от датчика угла и выдачи соответствующих команд приборам панели сигнализации и исполнительным органам крана. На передней панели блока расположены переключатель характеристик, предохранитель и тумблер. внутри релейного блока размещены реле, конденсаторы, постоянные Резисторы и настроечные потенциометры.

Панель сигнализации (рис. 109, б) является индикаторным устройством, позволяющим наблюдать по шкале  миллиамперметра степень загрузки крана, а по сигнальным лампам —  включенное состояние исполнительного  устройства.

Релейный блок и  панель сигнализации помещены в ящиках закрытого исполнения и установлены  в кабине управления.

Работа ограничителя ОГП-1 основана на сравнении электрического сигнала датчика усилия, пропорционального  усилию в стреловом расчале, с величиной электрического- сигнала, задаваемого датчиком угла и определяющего допустимую величину усилия. Ограничитель рассматриваемой модификации имеет шесть различных характеристик, переключаемых в зависимости от ветрового района и высоты крана. Характеристики устанавливаются с помощью переключателя на релейном блоке и кондукторного фланца на датчике угла. При переключении характеристик следует строго соблюдать последовательность работ, величины высот и ветровых нагрузок, приведенные в Инструкции по монтажу и эксплуатации крана, на котором ограничитель установлен.

Рис. 109. Релейный блок и панель сигнализации ограничителя ОГП-1: 
а — релейный блок, б — панель сигнализации; 1 — переключатель характеристик, 2 — предохранитель, 3 — тумблер, 4 — миллиамперметр, 5 — сигнальные лампы

Электрическая схема  ограничителя приведена на рис. ПО. Ограничитель ОГП-1 питается постоянным током напряжением 12В от блока питания, для чего включают тумблер В1 на релейном блоке. При отсутствии груза на крюке или при работе с допустимым по массе грузом поляризованное реле нагрузки Р1, включенное в диагональ моста, находится подтоком и его замыкающий контакт закрыт. На реле Р2 подано питание. Реле РЗ обесточено, так как контакт Р2 в цепи его катушки разомкнут. На реле Р4 подано питание, и его замыкающий контакт закрыт, что обеспечивает нормальную работу цепи управления крана. На панели сигнализации горит зеленая лампа Л2.

При перегрузке крана, вызванной подъемом груза, превышающего грузоподъемность крана, или опусканием стрелы с грузом, превысившим грузоподъемность на данном вылете, появление недопустимого  усилия в датчике усилия сопровождается изменением сопротивления потенциометра R1 и обесточиванием реле Р1. Замыкающий контакт Р1 открывается и отключает реле Р2. Замкнувшийся контакт Р2 включает катушку реле РЗ. Размыкающий контакт РЗ размыкает с выдержкой времени 1,3—1,5 с цепь катушки реле Р4. Контакт Р4 в цепи линейного контактора крана размыкается, запрещая подъем груза и опускание стрелы. Замыкающий контакт РЗ включает аварийную красную лампу Л1 на панели сигнализации. При опускании груза или подъеме стрелы усилие в стреловом расчале уменьшается «схема ОГП-1 возвращается в исходное состояние.

Рис. 111. Принципиальная электрическая схема типовой  цепи защиты

Защиту выполняют  с помощью контактов силовых  контроллеров и командоконтроллеров, замкнутых только в нулевом, положении рукояток управлений. Эти контакты {В2-1, В5-1 и В8-1) включены в цепь катушки КЛ последовательно с кнопкой Кн1, поэтому катушка линейного контактора может быть включена только при условии, что рукоятки управления всех контроллеров и командоконтроллера находятся в нулевом положении. После включения контактора рукоятки управления могут быть переведены в любое положение, так как замкнутся блок-контакты КЛ и участок цепи с кнопкой Кн1 и нулевыми контактами В2-1 и В5-1 контроллеров и В8-1 командоконтроллера будет заблокирован параллельной цепью.

Максимальная защита электродвигателей обеспечивает автоматическое отключение электродвигателя при его  перегрузке или при возникновении  в его цепи короткого замыкания. Защита выполняется с помощью  реле максимального тока. Размыкающие  контакты реле включаются последовательно  с катушкой линейного контактора, а катушки реле включаются в силовые  цепи электродвигателей.