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 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. Положения выключателей серии КУ представлены в табл. 2.5.

Выключатели ВУ-150М и ВУ-250М применяют как конечные в схемах управления передвижением кранов или для ограничения хода механизмов подъема.
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 контактных шайб) или рис. 2.56, б (при вращении 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°.

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-150Л1 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. 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.

Кнопку «Стоп» аварий­ного отключения устанав­ливают на видном месте в кабине управления. При ее нажатии размыкается цепь управления катушки главного контактора и от­ключаются все двигатели крана, тормоза прекра­щают движение всех ме­ханизмов.

После отключения главного контактора - как аварий­ного, так и случайного - все контроллеры должны быть поставлены в нулевое положение. Крепление корпуса блок-контакта к металлоконструкциям должно быть на­дежным, а действие его - безотказным.

В зависимости от типа крана и рода привода(электрический, механический), кран снабжается ряжом приборов и устройств, обеспечивающих его безопасную эксплуатацию:

Концевые выключатели - для автоматической остановки механизмов кранов с электрическим приводом. На кранах с механическим приводом концевые выключатели не применяются.

Блокировочные контакты - для электрической блокировки двери в кабину крана с посадочной площадки, крышки люка, входа на настил моста. Все дверцы крана и ограждения блокируются его спусковым устройством. Если какой-либо контакт будет нарушен- кран включать нельзя.

Ограничители грузоподъемности - для предотвращения аварий кранов, связанных с подъемом грузов массой, превышающей их грузоподъемность. Установка прибора обязательна на стреловых, башенных, портальных кранах.

Ограничители перекоса - для предупреждения опасного перекоса металлоконструкций козловых кранов.

Указатель грузоподъемности - устанавливаются на кранах стрелового типа, у которых грузоподъемность меняется с изменением вылета стрелы. Прибор автоматически показывает какова грузоподъемность крана при установленном вылете стрелы. Это помогает предотвратить перегрузки крана.

Указатель угла наклона - для правильной установки стреловых кранов, кроме тех, которые работают на рельсовых путях

Анемометр - им должны оборудоваться башенные, портальные краны. Он показывает скорость ветра. Работа кранов должна прекращаться, если скорость ветра выше 15м/с, а при монтаже элементов с большой парусностью при скорости ветра выше 10 м/с.

Противоугонное устройство - на кранах, работающих на наземных рельсовых путях, для предупреждения угона их ветром.

Автоматический сигнализатор опасного напряжения - срабатывает при приближении стрелы крана к находящимся под напряжением проводам и ЛЭП. Им оборудуются стреловые краны(кроме железнодорожных).

Опорные детали - ими оборудуются краны мостового типа, башенные, портальные краны для снижения динамических нагрузок на металлические конструкции в случае поломки осей ходовых колес.

Упоры - устанавливаются на концах рельсового пути для предупреждения схода с них грузоподъемной машины, а также на стреловых кранах, с измененяющимся вылетом стрелы для предупреждения ее опрокидывания.

Звуковой сигнальный прибор - устанавливается на кранах, управляемых из кабины или дистанционно. На кранах, управляемых с пола они нее устанавливаются.

Требования к габаритам, предъявляемы при установке кранов, передвигающихся по надземным рельсовым путям

Расстояние по горизонтали между выступающими частями крана, передвигающегося по надземным путям, и строениями, штабелями грузов и другими предметами, расположенными на высоте до 2м от земли, должны быть не менее 700м, а на высоте больше 2м- не менее 400мм. Эти расстояния должны быть выдержаны на всем протяжении рельсового пути и при любом положении поворотной части крана. Расстояние по вертикали от консоли противовеса до площадок, на которых могут находиться люди, должно быть не менее 2м.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 10

Выбор и расчет башенного крана

На выбор крана (рис. 10) влияют:

1. Характер и объем сооружения.

2. Вес монтируемых элементов.

3. Сроки монтажа сооружения.

4. Методы и способы организации работ.

5. Технические характеристики крана.

Рис. 10. Схема башенного крана

Q = G гр + G осн G осн = 10 % · G гр

H к = h 1 + h 2 + h 3 + h 4

h 1 – высота монтажной зоны, м,

h 2 – минимально допустимое расстояние 0,5, м,

h 3 – высота груза, м,

h 4 – высота стропов, м.

Для расчета вылета башенного крана берем наиболее удаленную точку.

L = b + 0,7 + R , где R – радиус поворота хвостовой части, R ≈ 4 м.

Q = 5 т.

Высота монтажной зоны равна 12 м.

Q = 5 + 10 % · b = 5,5 т.

Н кр = h l + h 2 + h 3 + h 4 = 12 + 0,5 + 0,4 + 3,5 = 16,4 м.

L = b + 0,7 + R = l8 + 0,7 + 4 = 22,7 м.

Подбираем кран.

Варианты заданий

№ п/п	Масса груза Q , т	Высота монтажной зоны h 1 , м	Высота груза h 3 , м	Ширина объекта b , м	№ п/п	Масса груза Q , т	Высота монтажной зоны h 1 , м	Высота груза h 3 , м	Ширина объекта b , м
			0,4				11,5	1,3
			0,2			8,5		1,4
		7,5	0,5				12,5	1,6
						9,5		1,7
	4,5	8,5	1,5				13,5	1,8
	5,5		1,1	13,5		3,6		1,9
	3,5	9,5	0,7			6,3	14,5
	6,5		1,2			6,8		2,5
		10,5	0,8			2,5	15,5	2,7
	7,5		0,9					2,2

Расчет самоходных кранов

Схема самоходного крана представлена на рис. 11.

Рис. 11. Схема самоходного крана

h ш ≈ l,5 м,

а ≈ 1,5 м,

h ≈ l,5 м,

ΔADE ∞ ΔАВС,

,	DE = AE · = (H c – h ш)(b /2 + 1 м)/ h 4 + h 5,

L = DE + DF.

Пример

Масса груза Q = 8 т.

Высота монтажной зоны h 1 = 10 м.

Высота груза h 3 = 0,2 м.

Высота строп h 4 = 3,5 м.

Ширина объекта b = 20 м.

Постоянные величины:

Шасси h ш = 1,5 м.

Расстояние до оси крана а = 1,5 м.

Высота полиспаста h 5 = 1,5 м.

Запас, h 2 = 0,5 м.

Высота стрелы: Hс = h 1 + h 2 +h 3 + h 4 + h 5 = 8 + 0,5 + 0,2 + 3,5 +1,5 = 13,7 м.

DE = (H c – h ш)(b /2 + 1 м)/(h 4 + h 5) = (13,7–1,5)(14/2 + 1)/(3,5 + 1,5) = 19,52 м.

L = 19,52 +1,5 = 21,02 м.

Подбираем кран КС-5473.

Варианты заданий

№ п/п	Масса груза Q , т	Высота монтажной зоны h 1, м	Высота груза h 3, м	Ширина объекта b , м	№ п/п	Масса груза Q , т	Высота монтажной зоны h 1, м	Высота груза h 3, м	Ширина объекта b , м
			0,2				8,5	1,3
			0,4				9,5
			0,5				3,5	1,5
			0,6					0,8
			0,8				10,5	0,7
			0,7				4,5	0,9
			0,9				5,5	0,6
	9,5						6,5	0,5
		6,5	1,1				5,5	0,4
		17,5	1,2				3,5	0,3

Расчет кранов с гуськом

Общая схема крана с гуськом представлена на рис. 12.

Рис. 12. Общая схема крана с гуськом

DE = AE · BC /AB = (H c – h ш)1 м/h 4 + h 5;

L = DF + DE + b /2;

Q = G гр + G осн; G осн = 10 %G гр;

H к = h l + h 2 + h 3 + h 4.

Выбор стрелового оборудования кранов с гуськом (без гуська) проводим в зависимости от габаритов объекта:

1. При монтаже одноэтажных промышленных зданий берем кран с одной основной стрелой и работаем на минимальной высоте равной примерно 5 м.

2. Расчет вылета стрелы не проводим.

Определим тип крана с гуськом, расчетная схема которого показана на рис. 14.

Рис. 14. Схема крана с гуськом

Исходные данные:

Q г = 1,5 т; масса оснастки: Q оснастки = 0,1Q = 0,15 м.

Q = Q г + Q оснастки = 1,5 + 0,15 = 1,65 т.

Высота монтажной зоны h 1 = 7,2 м.

Высота груза h 3 = 0,3 м.

Высота строп h 4 = 3,5 м.

Ширина объекта b = 9 м.

Постоянные величины:

Шасси h ш = 1,5 м.

Расстояние до оси крана а = 1,5 м.

Высота полиспаста h 5 = 1,5 м.

Запас h 2 = 0,5 м.

DF = 1,5 м.

H к = 7,2 + 0,5 + 0,3 + 3,5 = 11,5 м.

H c = H к + h 5 = 11,5 + 1,5 = 13 м.

м.

L = DF + DE + b /2 = 1,5 + 2,3 + 9/2 = 8,3 м.

Выбираем кран МКГ-25.01.

Варианты заданий

№ п/п	Масса груза Q , т	Высота монтажной зоны h 1 , м	Высота груза h 3 , м	Ширина объекта b , м	№ п/п	Масса груза Q , т	Высота монтажной зоны h 1 , м	Высота груза h 3 , м	Ширина объекта b , м
			0,5			6,5		2,5
	2,5		0,2	4,5
			0,7			7,5
	3,5							0,5
			1,2					0,2
	4,5		1,4
			1,5			5,5		1,2
	5,5		1,8					1,4
						6,5		1,5
								1,8

Расчет крана без гуська

Берем кран без гуська (рис. 13).

Рис. 13. Схема крана без гуська

Исходные данные:

Q = 4 т, включая массу оснастки:

Q оснастки = 0,1∙Q , т;

h 1 = 5; h 2 = 0,5; h 3 = 0,3; h 4 = 3,5 м; h 5 = 1,5 м; h ш = 1,5 м; b = 5 м;

H к = h l + h 2 + h 3 + h 4 = 9,3 м;

H c = H к + h 5 = 9,3 + 1,5 = 10,8 м;

.

;

Подбираем кран марки МКГ-16М.

Варианты заданий

№ п/п	Масса груза Q , т	Высота монтажной зоны h 1 , м	Высота груза h 3 , м	Ширина объекта b , м	№ п/п	Масса груза Q , т	Высота монтажной зоны h 1 , м	Высота груза h 3 , м	Ширина объекта b , м
	4,5	5,5	0,2			4,5	5,5	0,2
			0,4					0,4
	5,5	6,5	0,5			5,5	6,5	0,5
			0,6					0,6
		7,5	0,7			4,5	7,5	0,7
	4,5		0,8					0,8
		9,5	0,9			5,5	9,5	0,9
	5,5	8,5					8,5
			1,2			4,5		1,2
			1,4				9,5	1,4

Приложение 1

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Практическая работа № _______

Приложение № 2

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования

«Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова»

(ФГБОУ ВПО «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова»)

Факультет «Управление качеством»

Кафедра «Безопасность жизнедеятельности»

Курсовая работа по дисциплине

«Безопасность технологических процессов и оборудования»

Тема ___________________________________________

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

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

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

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

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

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

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

Приборы и устройства, 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.

Общие условия защиты электрооборудования на кранах от аварийных ситуаций

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

где I н - номинальный ток аппарата, А.

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

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

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

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

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

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

Крановые электроприводы имеют следующие основные типы защитных устройств:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Реле защиты от перегрузок в крановом электроприводе

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

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

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

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

Рис. 1. Общий вид реле РЭО 401

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

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

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

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

При выборе реле следует руководствоваться условиями:

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

2) при трех пусках подряд реле не должно срабатывать;

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

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

Защитные панели

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

Рис. 2. Временные характеристики реле серии ТРТ.

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

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

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