Ограничитель высоты подъёма крюковой подвески является необходимым и обязательным элементом системы обеспечения безопасной эксплуатации грузоподъёмного крана. Общие технические требования к таким устройствам, используемым для предотвращения подъема грузозахватного органа до соприкосновения с конструкцией крана или до достижения любых других ограничений при подъеме крюковой подвески в пределах технической характеристики крана – отражены в ГОСТ Р 55179-2012 (ИСО 10245-1:2008) «Краны грузоподъемные. Ограничители и указатели. Часть 1. Общие положения».
Наиболее распространённое техническое исполнение ограничителя высоты подъема содержит закрепленную на стреле (грузовой тележке или тали) крана силовую конструкцию, на которой установлен концевой выключатель с управляющим элементом в виде рычага, к которому подсоединен верхний конец троса, на нижнем конце которого закреплен контрольный груз, имеющий две серьги, через которые пропущен грузовой канат крана. На несущей конструкции крана закреплена криволинейная направляющая с желобом для поддерживания троса, связывающего рычаг с контрольным грузом [1]. В данном устройстве концевой выключатель с управляющим элементом в виде рычага подвержены воздействию внешних условий, в том числе дождя и снега, что снижает надежность эксплуатации ограничителя. Кроме того, в конструкции данного ограничителя использован механический рычажный концевой выключатель, имеющий ограниченный ресурс работы.
В целях устранения указанных недостатков была разработана конструкция ограничителя механизма подъёма груза (ОМПГ), содержащая открытый снизу корпус 1 (Рис.1 и Рис.2), снабженный цилиндрической втулкой 2 для шарнирного присоединения к оголовку 3 стрелы крана или несущей конструкции любого другого крана [2]. Внутри корпуса 1 на боковой стенке 4 установлен индуктивный нормально разомкнутый бесконтактный концевой выключатель 5 типа ВБ2А.40.ХХ.12.1.1 ТУ 14.593.03-00, выпускаемый научно-производственной фирмой «МЕГА-К» (г.Калуга). В нижней части корпуса 1 на оси 6 шарнирно закреплен управляющий элемент в виде углового двуплечего рычага 7 из токопроводящего материала, например из стали. Первое плечо 8 рычага 7 расположено горизонтально, а второе плечо 9 расположено вертикально напротив выключателя 5. К концу первого плеча 8 присоединен верхний конец троса 10, на нижнем конце которого закреплен контрольный груз 11, имеющий серьгу 12, через которую пропущен грузовой канат 13 грузоподъемного крана. Ограничитель снабжен взаимодействующим со вторым плечом 9 рычага 7 упругим элементом 14, расположенным между выключателем 5 и вторым плечом 9. Упругий элемент 14 выполнен в виде плоской, например, стальной пружины, вертикально закрепленной на боковой стенке 15 корпуса 1. В рабочем положении упругий элемент 14 поджат к выключателю 5 вторым плечом 9 рычага 7. Упругий элемент 14 и второе плечо 9 рычага 7 расположены в активной зоне 16 выключателя 5, граница которой показана на рис.1 пунктиром. В стенке 4 корпуса выполнена продольная прорезь 17, через которую пропущено первое плечо 8 углового рычага 7. Нижняя кромка 18 прорези 17 является ограничителем перемещения первого плеча 8 вниз под действием контрольного груза 11. В верхней части корпуса выполнено отверстие для герметичного ввода соединительных проводов 19. При перемещении грузозахватного устройства 19 в крайнее верхнее положение, упругий элемент 14 занимает вертикальное, или близкое к нему положение за пределами активной зоны 16 выключателя 5. Второе плечо 9 рычага 7, контактирующее с упругим элементом 14, в этом случае также располагается за пределами активной зоны 16.
Размещение управляющих элементов ограничителя внутри открытого снизу корпуса исключает прямое воздействие на них дождя и снега и тем самым предотвращает налипание на них снега или длительное прямое воздействие воды при дожде. Отсутствие прямого воздействия на концевой выключатель дождя и снега дает возможность использовать в ограничителе индуктивный бесконтактный выключатель, ресурс которого при отсутствии воздействия указанных факторов превышает 8800 часов со средним сроком службы до 12 лет.
Снабжение корпуса ограничителем перемещения первого плеча углового рычага под действием контрольного груза исключает силовое воздействие углового рычага на бесконтактный выключатель, так как вес контрольного груза воспринимается ограничителем перемещения первого плеча углового рычага. Кроме того, наличие ограничителя перемещения первого плеча углового рычага позволяет точно выставить положение второго плеча рычага относительно бесконтактного выключателя. Таким образом, можно в заводских условиях полностью отладить ОМПГ.
Выполнение упругого элемента в виде вертикально закрепленной плоской пружины из токопроводящего материала в наибольшей степени соответствует принципу работы индуктивного бесконтактного выключателя, так как в этом случае упругий элемент работает совместно со вторым плечом углового двуплечего рычага как единый управляющий элемент, который при внесении его в активную зону индуктивного бесконтактного выключателя приводит к срабатыванию ОМПГ.
Корпус ограничителя имеет цилиндрическую втулку для шарнирного присоединения к несущей конструкции крана, что обеспечивает возможность использования ОМПГ на грузоподъемных кранах любого типа, в том числе с маневровой стрелой.
Рисунок 1. Общий вид ОМПГ в рабочем положении
Рисунок 2. Общий вид ОМПГ при срабатывании устройства
Ограничитель работает следующим образом. В рабочем положении (см. Рис.1) контрольный груз 11 через трос 10 воздействует на первое плечо 8 рычага 7 и поворачивает плечо 8 вниз до соприкосновения с кромкой 18 прорези 17 (Рис.2). Второе плечо 9 рычага 7 нажимает на упругий элемент 14 и перемещает его к выключателю 5. Упругий элемент 14 и второе плечо 9 рычага 7 входят в активную зону 16 выключателя 5, вызывая его переход в замкнутое состояние (срабатывание). На выходе выключателя 5 появляется информационный сигнал, поступающий в систему безопасности крана, например, на дискретный вход ограничителя серии ОНК-160 Арзамасского электромеханического завода [3-5].
Таблица 1. Основные технические характеристики ОМПГ
| Параметр | |
| наименование | значение |
| Состояние выхода ограничителя | нормально разомкнут |
| Максимальный ток нагрузки, А, не более | 0,25 * |
| Частота срабатывания, Гц, не более | 500 * |
| Число срабатываний ограничителя в течении срока службы | не ограничено * |
| Диапазон изменения высоты подъема болта специального ограничителя, мм | от 0 до 7 |
| Высота подъема болта специального, при достижении которой обеспечивается срабатывание ограничителя, мм, не более |
6,0 |
| Погрешность срабатывания ограничителя по высоте подъема болта специального, мм, не более | ±1,0 |
| Номинальное напряжение питания постоянного тока (Напряжение бортовой сети машины UБС), В | 12,0 или 24,0 |
| Диапазон изменения напряжения питания постоянного тока относительно номинального значения, % (В) | от минус 10 до +25
(от 10,8 до 30,0) |
| Ток, потребляемый от источника питания постоянного тока напряжением +30 В, А, не более |
0,006 |
| Диапазон рабочих температур, °С | от минус 40 до +70 |
| Диапазон температур хранения, °С, не менее | от минус 50 до +70 |
| Относительная влажность воздуха при температуре плюс 25 °C, % | от 45 до 100 |
| Габаритные размеры, мм, не более:
- ограничителя - длина жгута |
80х145х80 1000±30 |
| Масса, кг, не более | 0,3 |
| Средняя наработка до отказа, ч, не менее | 8800 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 12 |
| ——————————————————————————————————-
*) Значение параметра подтверждается техническими характеристиками выключателя бесконтактного ВБ2А (ТУ 14.593.03-00), применяемого в ограничителе. |
|
При подходе к предельному верхнему положению обойма грузозахватного устройства 19 поднимает контрольный груз 11, ослабляя натяжение троса 10. Вес контрольного груза 11 перестает действовать на первое плечо 8 рычага 7 и последний под воздействием упругого элемента 14 поворачивается против часовой стрелки. Второе плечо 9 рычага 7 и упругий элемент 14 перемещаются в исходное вертикальное положение и выходят из активной зоны 16 выключателя 5, что вызывает переход его в разомкнутое состояние. Информационный сигнал с выключателя исчезает. Система безопасности крана отключает его механизмы, работа которых приводит к приближению грузозахватного устройства, например, к оголовку стрелы крана.
Диапазон измерения и допустимые изменения значений основных параметров и характеристик, а также основные технические данные, которые должен обеспечивать ограничитель, приведены в таблице 1. Электрическая принципиальная схема, внешний вид, габаритные и присоединительные размеры ОМПГ представлены на Рис.2 и Рис.3 соответственно.
Ограничитель обеспечивает:
а) непрерывный режим работы в составе бортовой сети грузоподъёмной машины (ГПМ); время готовности ограничителя к работе не превышает 1 мин после включения питания;
б) выдачу релейного (дискретного) сигнала постоянного тока напряжением от 10 до 30 В (выходной ток не более 250 мА) по цепи “→” (“ВЫХ“) в систему управления механизмом подъема грузозахватного органа (устройства) при нахождении последнего ниже своего крайнего верхнего положения и автоматическое отключение механизма подъема (как при подъеме груза, так и при подъеме без груза) грузозахватного устройства в его крайнем верхнем положении путем снятия релейного сигнала (0 В) [срабатывание ограничителя при достижении грузозахватным устройством предельной высоты подъема (по заданным геометрическим размерам рабочего оборудования ГПМ)];
в) возможность движения механизма подъема груза в обратном направлении после срабатывания ограничителя;
г) защиту цепей питания (“+UБС” и “UБС“) от короткого замыкания (КЗ). (Прим. Короткое замыкание цепей питания ограничителя не приводит к выходу его из строя);
д) защиту цепей питания (“+UБС” и “UБС“) от переполюсовки напряжения питания;
е) защиту от случайного или от преднамеренного отключения аккумулятора бортовой сети ГПМ;
ж) неограниченный ресурс по числу срабатываний ограничителя;
з) работу с уровнем ЭДС самоиндукции, присущим бортовой сети автомобильного транспорта по ГОСТ 12.4556;
и) работоспособность во время и после воздействия внешнего магнитного поля напряженностью до 400 А/м, создаваемого переменным током частотой 50 Гц, а также при воздействии электромагнитного излучения напряженностью 1 В/м в диапазоне частот 4-300 МГц.
ОМПГ не содержит источников опасности для обслуживающего персонала (не имеет электрических цепей c напряжением свыше 30 В) и при работе и ремонте не требует применения особых мер безопасности.
Библиографический список
- Федосеев В.Н. Приборы и устройства безопасности грузоподъемных машин. Справочник// М.: Машиностроение, 1990.
- Патент № 54024 на полезную модель РФ, МПК B66C 15/00, B66C 23/88. Ограничитель высоты подъёма грузозахватного устройства грузоподъёмного крана/ Каминский Л.С., Пятницкий И.А., Федоров И.Г. и др. – Заявка №2006103554/22; Заявл. 08.02.2006г.; Опубл.10.06.2006г.; Бюл.№ 16.
- Затравкин М.И., Каминский Л.С., Пятницкий И.А., Федоров И.Г., Червяков А.П. Многофункциональный прибор безопасности ОНК-160С для стреловых кранов// Всероссийский журнал о грузоподъёмной технике “Все краны”, апрель 2006г., № 01 (01), с.9-12.
- Затравкин М.И., Зарецкий А.А., Каминский Л.С., Маш Д.М., Пятницкий И.А., Федоров И.Г., Червяков А.П. Унифицированный ряд приборов безопасности для грузоподъёмных машин// Федеральный строительный рынок, 2006г., № 1-2, с.24-28.
- Каминский Л.С., Пятницкий И.А., Федоров И.Г., Затравкин М.И., Каминский А.С., Мухин Л.Н. Арзамасский электромеханический завод: современные системы безопасности и управления для грузоподъёмных машин// Подъёмно-транспортное дело, январь-февраль 2014г., №1-2, с.23-29.
Количество просмотров публикации: Please wait