8.4. Техническая характеристика конечных выключателей

Примечания: 1. Механическая износостойкость выключателей составляет 1X 10 циклов ВО (включение-отключение).

2. Коммутационная износостойкость при коммутации постоянного тока 0,7 А (постоянная времени в цепи LIR - 0,05 с; напряжение 220 В) составляет 0,2Х ХЮ циклов ВО.

3. Рабочее напряжение переменного тока до 500 В, частота 50 Гц; рабочее напряжение постоянного тока до 440 В.

V - скорость механизма прн начале торможения, м/с.

В случае торможения тормозом ТКТГ при = а 0,6 с и типовой контроллерной схеме выбег

As = t)

0,6-f

I8,5(Mtopm±AIct)J (8.3)

Для снижения выбега As следует использовать системы привода с малыми установочными скоростями для работы в зоне возможного максимального выбега.

Если два нли более кранов расположены на одних крановых путях, то для предотвращения недопустимых ударов при возможном столкновении краны должны своевременно отключаться и затормаживаться с таким расчетом, чтобы при столкновении суммарная скорость этих кранов не

превышала половины скорости одного нз кранов. Наилучшими защитными устройствами от столкновения являются выключатели, действующие по принципу отраженного сигнала (светового, инфракрасного, высокочастотного и т. п.). Однако такие выключающие устройства достаточно сложны и требуют постоянного квалифицированного обслуживания. Наиболее простым способом обеспечения защиты от столкновения является использование вынесенной за пределы крана линейки, воздействующей на выключатель соседнего крана. В этом случае длина линейки для обеспечения приемлемой скорости столкновения

+

(8.4)

где д, mpg - масса кранов, кг; гр Л гр£-грузов, кг; Од, Wg - номинальные скорости при столкновении кранов, м/с; п - номинальная частота вращения тормозного шкива, мнн~; М. - тормозной момент тормоза, Н-м; (д, ig - число тормозов передвижения на кранах.

4з формулы (8.4) следует, что защита от столкновения с помощью конечных выключателей осуществима при скоростях кранов 2 м/с и менее. Эффективная защита от столкновения может быть осуществлена тремя способами с использованием следующих элементов: секционированных троллеев цепей управления, дополнительных троллеев высокого электрического сопротивления и оптического инфракрасного или микроволнового излучателя.

Прн использовании секционированных троллеев цепей управления по дополнительному секционированному сдвоенному троллею скользят по одному токосъемнику от каждого из двух кранов. Прн касании токосъемников разных кранов одного участка дается команда кранам на отключение. Этот способ целесообразен в том случае, если не требуется близкого подхода двух кранов.

Прн использовании дополнительных троллеев высокого электрического сопротивления вдоль кранового пути проложены два проводника: одни - высокого сопротивления 1 Ом/м, а второй - медный. Токосъемник каждого крана поднимает проводник высокого сопротивления, но цепь шунтируется через колеса крана. Прн сближении кранов возрастает электрическое сопротивление цепи, сила тока в цепи снижается, и происходит срабатывание .защиты. Этот способ требует постоянного наблюдения за дополнительным троллеем высокого сопротивления.

Прн использовании оптического инфракрасного или микроволнового излучателя на кране также устанавливают отражатель и приемник отраженного излучения. Отражатель настраивается на определенный угол, соответствующий расстоянию срабатывания. При этом луч излучателя отража-

телем второго крана направляется на приемник, и происходит срабатывание. Такие устройства используют при расстоянии сближения до 12 м и скорости кранов до 2,5 м/с.

8.5. ОГРАНИЧИТЕЛИ НАГРУЗКИ МЕХАНИЗМОВ ПОДЪЕМА КРАНОВ

Согласно пункту 172 Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов , краны мостового типа должны оборудоваться ограничителями грузоподъемности, когда возможна перегрузка их по технологическим причинам. Требования необходимости поставки крана с ограничителем грузоподъемности должны указываться прн заказе на кран.

Ограничитель грузоподъемности крана мостового типа не должен допускать перегрузку более чем на 25 %.

К кранам, в которых перегрузки возникают по технологическим причинам, следует отнести грейферные и магнитные, краны предприятий строительной индустрии, используемые для извлечения готовых железобетонных изделий из пропарочных камер; краны, работающие на открытых складах, когда не исключено прилипание или примерзание к грунту поднимаемых грузов; краны, используемые для демонтажа оборудования, и др.

Кроме того, перегрузки могут возникнуть при эксплуатации кранов в обычных производственных условиях вследствие возможных ошибок оператора при визуальной оценке массы поднимаемого груза или нарушений оператором правил эксплуатации кранов.

Оснащение кранов ограничителями нагрузки позволяет сократить числр поломок, уменьшить время простоев, исключить опасность для обслуживающего персонала, предохранить от повреждений оборудование, находящееся в зоне работы кранов, и снизить нагрузки на строительные конструкции.

Рассмотрим график нагруження крана грузом, масса которого превышает номинальную (рис. 8.6), и причины, приводящие к перегрузке крана.

Номинальная нагрузка

Рис. 8.6. График нагруження крана грузом, масса которого превышает номинальную:

1 - скорость механизма; 2 - нагрузка иа механизм; 3 электрический сигнал с си-лоизмерительного элемента; 4 - сила тока электродвигателя

Коэффициент возможной перегрузки в общем виде

Qh + AQ Qh

где Qmax - максимальная нагрузка, возникающая при подъеме груза массой, превышающей номинальную; Qh - номинальная нагрузка. Абсолютное значение перегрузки

Qi = AQi + AQa + Qз + AQ4 +

+ AQb-

где AQi - перегрузка, возникающая при первоначальном заданном уровне настройки ограничителя, что обеспечивает нормальный подъем номинального груза при условии, что оператор крана не прибегает к резким переключениям командоаппарата; AQa - перегрузка, вызванная погрешностью срабатывания ограничителя; AQ3 - перегрузка, вызванная потерями на трение в грузовом полиспасте и меха-HH4ecKqfl системе передачи усилия на датчик усилия; AQ - перегрузка, обусловленная задержкой срабатывания контактора от момента формирования сигнала на отключение в датчике усилия до отключения электродвигателя; время размыкания нормально работающих контакторов должно быть согласно паспортным данным 0,02 с; при неудовлетворительном состоянии контакторов это время

может составлять 0,4 ... 0,6 с, что вызовет резкое увеличение перегрузки крана; AQj - перегрузка, возникающая при выбеге механизма подъема после отключения электродвигателя; время этого выбега составляет около 0,2 с.

Из приведенных данных видно, что на конечный результат влияют не только параметры ограничителя, но и параметры крана (приведенные жесткость и масса) и механизма подъема (скорость подъема, инерционность и др.), а также техническое состояние крана, в частности, его электрооборудования. Устанавливаемые на кранах мостового типа ограничители отличаются большим разнообразием. Принципиальные схемы ограничителей рассмотрены в работе [3]. Из этих схем видно, что для размещения датчиков усилия используют уравнительные блоки, навесные или шарнирно опертые редукторы, а также косозубые зубчатые колеса редукторов, которые стремятся сместиться в осевом направлении в результате силы в зацеплении.

Для ограничения смещения перечисленных элементов применяют витые цилиндрические и тарельчатые пружины, торсионы, противовесы, тен-зометрические датчики, диафрагмен-ные или поршневые гидравлические датчики.

Исполнительными элементами в ограничителях с пружинами являются конечные выключатели, непосредственно выключающие электропривод, или преобразователи, например, потенциометр, которые отключают электропривод через реле; в ограничителях с тензодатчиками - реле; в гидравлических датчиках - контактные манометры.

Наиболее распространены схемы ограничителей с использованием уравнительных блоков, расположенных на раме грузовой тележки. Эти блоки имеют возможность вертикального перемещения по вертикальным направляющим оси блоков или благодаря эксцентричному расположению концов оси относительно среднего участка оси, на котором размещены подшипники блоков. При достижении нагрузки на блоках установленных предельных значений уравновешивающий

элемент (пружина, груз, торсион) деформируется, и упор воздействует на отключающий элемент.

Нагрузку можно ограничить установкой на неподвижной ветви грузового каната скобы [39], верхний конец которой прикреплен с помощью зажима к канату, а на нижнем конце установлен отводной блок. В средней части на скобе закреплен стакан с витой пружиной внутри него. В стакан входит шток, на конце которого с наружной стороны имеется второй обводной блок. .При огибании этого блока и блока скобы канатом обеспечивается появление горизонтальной составляющей силы натяжения каната. Эта горизонтальная составляющая силы натяжения каната вызывает деформацию пружины, в результате чего пружина с помощью упора и конечного выключателя отключает электропривод.

Известные конструкции ограничителей имеют недостатки. Упругие элементы этих ограничителей, как правило, изготовляют на краностроительных заводах в условиях иеспецналн-зированного производства, что сказывается на нестабильности их характеристик. Широко используемые конечные выключатели имеют большие погрешности при срабатывании, что приводит к значительным отклонениям фактических перегрузок кранов по сравнению с заданными.

Ограничителями нагрузок ОНК-М (ранее выпускавшиеся модели имели обозначение ОГП-1 и ОГК-1) оснащены краны стрелового типа. Эти ограничители также можно использовать в кранах мостового типа.

Ограничитель состоит из датчика усилия, релейного блока и панели сигнализации. Действие ограничителя нагрузки основано на принципе измерения нагрузки датчиком усилия в механизме подъема, подаче соответствующего аналогового электрического сигнала на вход сравнивающего устройства релейного блока и срабатывании исполнительного реле в случае превышения аналоговым сигналом опорного сигнала.

Датчик усилия имеет упругое кольцо, деформация которого пропорциональна действующему на него усилию, и высокочастотный трансформаторный

преобразователь, преобразующий деформацию кольца в электрический сигнал. Функций генератора и детектора в высокочастотном преобразователе выполняет микросборка М2ППМ0031. Зависимость электрического сигнала датчика от усилия является линейной. Датчик размещен в металлическом корпусе (рис. 8.7) влагозащищенного исполнения. Для включения в электрическую схему датчик снабжен штепсельным разъемом.

Релейный блок предназначен для сравнения электрического сигнала датчиков усилия с заданным допускаемым его значением, настройки ограничителя на требуемый уровень допускаемой нагрузки, подачи команд .исполнительным устройством крана на разрешение или запрещение работы, а также для переключения сигнальных ламп панели сигнализации.

Панель сигнализации включает в себя миллиамперметр для наблюдения за степенью загрузки крана и сигнальные лампы для контроля работы испол-нительнога реле.

Установка датчика усилия должна производиться на кране с помощью устройств, обеспечивающих отношение усилия при подъеме груза к предельному усилию датчика:

i = S/(0,85Ph).

где 5 - максимальное усилие при подъеме груза, составляющее 1,25 номинального усилия; Рн - предельное усилие, измеряемое датчиком.

Техническая характеристика ограничителей типа ОНК-М

Номинальные нагрузки для датчика усилия ограничителя исполнения, кН.

10........ 0,49 ... 4,9

ЮЛ....... 0,242 ... 2,45

Деформация динамометрического упругого кольца, соответ-ствующан верхнему пределу измерения,

мм ........ 2,2 ... 0,2

Напряжение питания постоянным током, В 12

Допустимые колебания напряжения питания, % номинального значения . . . Потребляемая мощность, Вт, не более Размеры, мм, не более:

датчика усилия . . релейного блока панели сигнализации ....... 200X120X78

Масса, кг, не более: датчика усилия . . релейного блока . .

панели сигнализации ......

-15 ... +25

345X230X125 415Х240Х 135

6,2 5,0

Ограничитель типа ОНК-М в релейном блоке содержит схему задержки времени срабатывания, наличие которой вызвано спецификой работы стреловых кранов. Как показали проведенные исследования [14], время срабатывания ограничителя должно быть минимальным (не более 0,02 с), поэтому схема задержки времени срабаты-

вания при использовании ограничителя в кранах мостового типа должна быть исключена из релейного блока.

В кранах мрстового типа можно использовать ограничители типа ОНК-М исполнений 10 и 10А, а также ограничители других исполнений, со- - держащие датчик угла. В этом случае работа датчика угла должна быть исключена.

Электрическая схема крана при введении в нее ограничителя должна обеспечивать отключение механизма только при работе на подъем. После срабатывания ограничителя включение механизма разрешается только на опускание груза.

Датчик усилия ограничителя может быть установлен на уравнительных блоках механизма подъема кранов (рнс. 8.8).

Датчик усилия 8 шарнирно закреплен на стойке 7 с помощью верхней проушины и верхней тяги 6. Стойка установлена на раме 5 грузовой тележки крана. Нижняя проушина датчика усилия шарнирно соединена с

Рис. 8.7. Общий внд узлов ограничителя ОНК-М:

а - датчик усилия; б - релейный блок; в - панель сигнализации

нижней тягой 9. Нижний конец тяги 9 связан с рычагом 4, ступица которого установлена на оор 3 уравнительных блоков 2 и удерживается от проворота шпонкой. Концы оси 3 имеют плоские участки. В ось на этих плоских участках запрессованы вкладыши 12 со сферическими углублениями. Такие же вкладыши 13 установлены в корпусах 10, последние связаны с рамой 5 грузовой тележки. Вкладыши 12 смещены по горизонтали от центра оси на расстояние е. Ось 3 уравнительных блоков опирается через вкладыши 12 на опорные элементы с минимальной площадью контакта (шарики или ролики стандартных подшипников качения). Корпуса 10 закрываются планками 1 с помощью болтов. Уравнительные блоки 2 огибаются грузовым канатом 11, на котором подвешен грузозахватный орган. Для обеспечения правильного положения системы верхняя тяга 6 снабжена регулировочными гайками.

В этом ограничителе нагрузка от массы поднимаемого груза передается на уравнительные блоки 2 и ось 3. Благодаря смещению опорных элементов от центра оси на расстояние е возникает момент, стремящийся повернуть уравнительные блоки вместе с осью и рычагом относительно опорных элементов. Этому повороту препятствует упругий силоизмерительный элемент датчика усилия. При увеличении нагрузки деформации силоизме-рительного элемента достигают значений, при которых в датчике усилия формируется электрический сигнал, передаваемый на релейный блок и панель сигнализации, размещенные в кабине оператора. Релейный блок отключает электропривод механизма подъема.

При относительной простоте конструкции ограничитель обеспечивает минимальные потери иа трение в опорах от уравнительных блоков.

Однако рассмотренная конструкция не может быть использована в кранах, которые не имеют уравнительных блоков, например, в грейферных и магнитных. Поэтому, учитывая наличие практически на всех кранах симметричной навивки двух ветвей каната на барабан, при которой нагрузка на

Рис. 8.8. Схема установки датчика усилия ограничителя ОНК-М на уравнительных блоках грузовой тележки

свободную опору барабана не изменяется при подъеме груза, датчик усилия устанавливается на опоре барабана путем замены обычного корпуса подшипника на специальный (рнс. 8.9). Такое решение по сравнению с предыдущим универсально и может быть широко использовано в новых и находящихся в эксплуатации кранах, так как занимает ограниченное место и практически не влияет на конструкцию грузовой тележки крана.

Датчик усилия / с помощью верхней проушины и тяги 2 связан с кронштейном 3, который прикреплен к корпусу 4 подшипника 5 грузового барабана, а нижняя проушина датчика усилия соединена с кронштейном 7 на раме 6 грузовой тележки. На стойке рамы грузовой тележкн установлена подставка. В корпус 4 и подставку запрессованы вкладыши 12 и 14 со сферическими углублениями.

Корпус 4 опирается на подставку с помощью двух опорных элементов 13, которые смещены на расстояние е от плоскости симметрии подшипника 5 барабана. Благодаря зазору между корпусом и подставкой обеспечивается