Ограничители

Ограничители автоматически выклю­чают механизм (или группу механизмов) крана, если наступают условия, при ко­торых нарушается его безопасная экс­плуатация: например, если стрела подня­та в такое положение, при котором она может опрокинуться назад и упасть на поворотную часть крана, или на данном вылете стрелы поднимают груз, превы­шающий допускаемую грузоподъемность.

Ограничители подключены к цепям управления крана. Конструкция ограни­чителей позволяет возобновить работу отключенных механизмов для возвраще­ния рабочего оборудования в безопасное положение. Так, если сработал ограничи­тель подъема стрелы, то стреловая лебед­ка сможет только опустить ее. Если под­нят груз больше допустимого, грузовая лебедка может только опустить его, а стреловая — только поднять стрелу, уменьшив тем самым опрокидывающий момент, действующий на кран от этого груза.

Ограничители настраивают на работу с определенным видом рабочего обору­дования. Поэтому следует помнить, что при смене рабочего оборудования их на­страивают на работу с новым видом оборудования.

На автомобильных кранах устанавли­вают ограничители высоты подъема и глубины опускания крюка, вылета, сматывания каната, зоны работы, натяже­ния грузового каната в транспортном по­ложении и грузоподъемности.

Ограничитель высоты подъема крюка, автоматически отключающий грузовую (вспомогательную) лебедку при подходе груза к головке стрелы, устанавливают или на головке стрелы, или чаще на бара­бане лебедки.

Ограничитель высоты подъема крюка, устанавливаемый на головке стрелы. Конечный выключатель включен в цепь управления краном так, что в ра­бочем положении его контакты замк­нуты. При подъеме крюка в крайнее верх­нее положение толкатель, укрепленный на крюковой подвеске, поворачивает ограничительную скобу и она рыча­гом нажимает на шток выключателя, контакты выключателя разрываются и лебедка останавливается.

Вместо ограничительной скобы уста­навливается грузик, подвешенный на тросике определенной длины и свободно охватывающий неподвижную ветвь гру­зового каната. Грузик через тросик и ры­чаг включает конечный выключатель. При подъеме крюка в крайнее положение грузик поднимается, освобождая рычаг, контакты выключателя разрываются и лебедка останавливается. Ограничитель высоты подъема крюка, устанавливаемый на барабанах грузовых лебедок. Принцип действия ограничителя основан на отсчете числа оборотов ба­рабана при навивке на него каната. На основании ограничителя раз­мещены винт с закрепленной на нем звездочкой и конечный выключатель. Звездочка входит в зацепление с пальца­ми, установленными на реборде бараба­на. При подъеме груза барабан, вра­щаясь, пальцами поворачивает звездочку, звездочка поворачивает винт и гайка перемещается по направлению к конечно­му выключателю. В тот момент, когда крюковая подвеска оказывается в край­нем верхнем положении, гайка нажимает на шток конечного выключателя, кон­такты выключателя разрываются и ле­бедка останавливается.

Ограничитель глубины опускания крю­ка автоматически отключает грузовую (вспомогательную) лебедку при опуска­нии крюка на заданную глубину. Он ана­логичен ограничителю высоты подъема крюка, только конечный выключатель в нем устанавливается не справа, а слева от гайки.

Если по одному выключателю устано­вить слева и справа от гайки, то по­лучают комбинированный ограничитель высоты подъема и глубины опускания крюка. Такие ограничители установлены на кранах КС-2561К.

Ограничитель вылета (подъема стрелы, угла подъема стрелы), автомати­чески отключающий стреловую лебедку при подъеме стрелы к крайнему верхнему положению, устанавливают в нижней ча­сти основания стрелы или башни (при башенно-стреловом оборудовании).

Ограничитель вылета невыдвижных и выдвижных стрел состоит из упора, размещенного на стреле, и ко­нечного выключателя, установленного на стойке опоры стрелы. При подъеме стрелы в крайнее положение упор нажи­мает на шток конечного выключателя, включенного в цепь управления краном, контакты выключателя разрываются и лебедка останавливается.

Ограничитель вылета башенно-стрелового оборудования установ­лен у основания башни. Конечный выключатель установлен на шкале указа­теля грузоподъемности крана, упор рас­положен на стрелке указателя. При подъеме стрелы в крайнее положение стрелка отклоняется тросиком вправо и упором нажимает на шток конечного выключателя, включенного в цепь управ­ления крана. Контакты выключателя раз­мыкаются, и лебедка останавливается.

Описанные ограничители вылета при­меняют на кранах с электрическим, элек­трогидравлическим и электропневматиче­ским управлением. На кранах с механиче­ским управлением ограничитель вылета представляет собой систему рычагов и тяг, воздействующих на сцепление шасси. Ограничитель вылета кранов КС-2561Д и КС-2561К  встроен в систему управления муфтами сцепления и реверса. Срабатывает огра­ничитель при крайнем верхнем положе­нии стрелы: рычаг стрелы нажимает на поводок и с помощью тяги повора­чивает угловой рычаг, который через тягу опускает траверсу. Траверса с одной стороны соединена с рычагом ва­лика вилки отводки реверса, а с дру­гой — тягой с рычагом сцепления. При опускании траверса поворачивает валик с вилкой, который переводит муф­ту реверса из положения, соответствующего подъему стрелы, в нейтральное по­ложение: подъем стрелы прекращается. Если из-за больших сил трения на кулач­ках муфты валик с вилкой не повернется, то траверса, перемещаясь далее вниз, через тягу повернет рычаг и выклю­чит сцепление через систему тяг, рычагов и валов.

Ограничитель грузоподъемности авто­матически выключает механизмы крана при превышении допускаемой грузо­подъемности. На автомобильных кранах применяют универсальные электромеха­нические ограничители.

Универсальный электроме­ханический ограничитель типа ОГП основан на сравнении усилия, возникающего при подъеме груза в ка­ком-либо элементе конструкции, с рас­четным предельно допустимым усилием, возникающем в этом же элементе при подъеме груза, соответствующего безо­пасной работе крана: если первое превы­шает второе, то ограничитель срабаты­вает. Такие ограничители устанавливают на всех кранах с гибкой подвеской стрелы.

Ограничитель состоит из пре­образователей (датчиков) усилия (ДУС) и угла (ДУГ), релейного блока и панели сигнализации с сигнальными лампами и миллиамперметром, позволяющим ви­зуально следить за степенью загрузки крана.

ДУС измеряет усилия, возникающие при подъеме груза, а ДУГ задает пре­дельно допустимые усилия в зависимости от вылета (расположения стрелы). Изме­ряемое и допустимое усилия преобра­зуются в электрические сигналы (напря­жения), которые сравниваются между со­бой с помощью измерительного моста, состоящего из потенциометров ДУС и ДУГ. В диагональ моста включены ре­ле нагрузки и миллиамперметр с дополнительным резистором. Для изменения пределов срабатывания ограни­чителя последовательно с потенциомет­ром включены подстроечные резисторы, которые включаются попарно в измерительную цепь и шунти­руются резистором. Источник пита­ния (аккумуляторная батарея шасси или выпрямитель) подключен ко второй диа­гонали моста. Включается питание цепи ограничителя тумблером В.

Цепи управления ЦУ механизмами крана разрываются промежуточным ре­ле РП. Для получения задержки времени на отключение и включение этого реле в схему ограничителя введены реле за­держки времени, которые защищают ограничитель от срабатывания при возникновении кратковременно действующих динамических нагрузок, ко­торые не могут опрокинуть кран. Реле за­держки времени состоит из реле, его об­мотки шунтируются резисторами и емкостью с помощью перекид­ного контакта.

В цепь ограничителя включены сиг­нальные лампы: при перегрузке крана загорает­ся красная лампа; если горит зеленая лампа, перегрузки крана нет.

При работе крана с допустимыми гру­зами электрический сигнал от ДУС мень­ше, чем от ДУГ, и мост неуравновешен. Ток, протекая по обмотке реле, замы­кает контакт, включая реле. При включенном реле его контакт разомкнут, а контакт замкнут, поэтому реле обесточено, а лампа го­рит, указывая на то, что перегрузки крана нет. При включенном реле его кон­такт замкнут, а контакт разомкнут, поэтому промежуточное реле РП включе­но, а красная сигнальная лампа ЛСК от­ключена. Когда промежуточное реле РП включено, его контакт разомкнут, а контакты замкнуты, цепи упра­вления механизмами крана не разорваны и звуковой сигнал не работает.

При работе крана с предельным гру­зом электрический сигнал от ДУС стано­вится равным сигналу от ДУГ и мост уравновешивается. Ток в обмотке реле РН становится равным нулю, контакт размыкается, а обмотка реле РВ01 обе­сточивается. При этом с некоторой вы­держкой времени замыкается контакт и размыкается контакт. Реле РВ02 включается, а зеленая лампа отключает­ся. При включенном реле РВ02 его кон­такт разомкнут, а контакт замкнут, поэтому реле РП обесточено, а красная сигнальная лампа включена. Когда про­межуточное реле РП обесточено, его кон­такт замкнут, а контакты разом­кнуты, цепи управления механизмами крана размыкаются и включается звуко­вой сигнал. Работа крана прекращается. Звуковой сигнал может быть выклю­чен машинистом с помощью тумблера.

Если кран поднимает груз, превышаю­щий допускаемый, то сигнал от ДУС сна­чала станет равным сигналу от ДУГ, а затем превысит его. Обмотка реле обесточится при этом контакт разомкнёт­ся и ограничитель сработает), а затем на­правление тока в ней изменится на противоположное. При этом контакт будет оставаться разомкнутым, так как в качестве реле нагрузки РН применено поляризованное реле.

Если уменьшить сигнал от ДУС (на­пример, опустить груз на землю) или уве­личить сигнал от ДУГ (например, под­нять стрелу), т. е. добиться такого поло­жения, когда сигнал от ДУС станет меньше сигнала от ДУГ, то реле РН вновь замкнет свой контакт, а цепи управления (с некоторой выдержкой по времени) будут восстановлены.

Датчик усилий устанавли­вают в полиспасте подъема стрелы и за­крепляют на стяжках захватами, дат­чик угла  — у оси пяты стрелы соосно с ней, а к нему на болтах крепят рычаг, который отклоняется вверх или вниз стрелой.

Датчик усилий состоит из упругого кольца с подвижной и не­подвижной проушинами, потенциометрического преобразователя, рычага то­косъемника, который через сухарь, толкатель и кронштейн связан с кольцом, и корпуса, закрытого крышками с помощью шпилек. Герметизация корпуса обеспечивается кольцами и манжетой.

При возникновении усилия в оттяжках полиспаста упругое кольцо деформирует­ся пропорционально действующему на него усилию. Кронштейн, закрепленный на кольце, через толкатель и сухарь по­ворачивает рычаг вправо. При повороте рычага его контактные ламели сколь­зят по катушке потенциометра и сни­мают с нее напряжение, пропорциональ­ное усилию в оттяжках. Это напряжение и подается в измерительный мост огра­ничителя. При уменьшении усилия в от­тяжках пружина перемещает рычаг в обратном направлении. Если усилие в оттяжках значительно; превысит номи­нальное, кольцо упрется в корпус, ко­торый и защитит его от перегрузки.

Датчик угла размещен в кор­пусе, к которому присоединена пла­та с установленным на ней потенциометрическим преобразователем. В кор­пусе на подшипниках установлен ва­лик, на котором укреплены фланец и кулачок. На кулачок опирается рычаг, сидящий на одном валике с рычагом токосъемника преобразователя. К фланцу прикреплен рычаг, связанный со стрелой крана. При подъеме или опускании стрелы рычаг поворачивает фланец и че­рез валик— кулачок.

По рабочей поверхности кулачка скользит штифт и поворачивает вместе с рычагом рычаг токосъемника. Контактные ламели рычага токосъемника скользят по катушке потенциометра и снимают с нее напряжение, которое подается в измерительный мост ограни­чителя. Профиль кулачка выбирают та­ким, чтобы снимаемое напряжение со­ответствовало характеру изменения уси­лия в полиспастах подъема груза или стрелы в зависимости от угла подъема стрелы (вылета).

Релейный блок содержит схему сравне­ния, настроечные элементы, схему за­держки времени и выходное реле, служа­щее для включения блока в цепь управления исполнительными механизмами крана.

 

Универсальный ограничи­тель грузоподъемности ОГБ-2, устанавливаемый на кранах с гибкой под­веской стрелы, отличается от ОГП тем, что потенциометрические преобразовате­ли его датчиков заменены на бескон­тактные. Универсальный бескон­тактный ограничитель грузоподъемности ОГБ-3 на кранах с ги­дравлическим приводом и телескопиче­скими стрелами основан на сравнении усилия, измеряемого датчиком усилий, с предельно допустимым усилием, зада­ваемым датчиками длины стрелы и выле­та. Если рабочее усилие превысит допу­стимое, ограничитель срабатывает и от­ключает механизм крана. В отличие от ограничителя ОГБ-2 ограничитель ОГБ-3 кроме датчиков усилия и вылета (угла) включает в себя датчик длины стрелы, конструкция которого аналогична кон­струкции датчика вылета.

Датчик усилий устанавли­вают на гидроцилиндре подъема стрелы. Его конструкция аналогична конструкции датчика усилий ОГБ-2.

На подвижную проушину датчика воз­действует гидротолкатель. В торцы корпуса  гидротолкателя ввернуты штуцера с плунжерами соответственно. Поршневые поло­сти плунжеров через каналы подсоединены соответственно к што ковой и поршневой полостям гидроци­линдра подъема стрелы. Давление в штоковой и поршневой полостях изменяется по определенному закону в зависимости от вылета стрелы, соответственно изме­няется давление в полостях, а в за­висимости от давления в полостях меняется длина гидротолкателя и про­порционально ей деформируется упругое кольцо датчика усилий, а следовательно, изменяется и электрический сигнал, выда­ваемый датчиком в электросхему ОГБ-3. Как и в датчике усилий ОГБ-2, деформа­цию кольца в электрический сигнал пре­образует трансформаторный преобразо­ватель.

Установка и конструкция датчика вы­лета (угла) ничем не отличаются от тако­го же датчика ОГБ-2. Датчик длины стрелы установлен на головке неподвижной секции стрелы, конструкция его такая же, как датчика вылета. На фланце датчика закреплен рычаг, на оси рычага установлен ро­лик, который пружиной поджимается к струне, укрепленной на неподвижной секции стрелы так, что между струной и осью стрелы образуется некоторый угол. При выдвижении стрелы струна давит на ролик, отжимая рычаг вниз. Рычаг, поворачиваясь, поворачивает и фланец датчика. Угол поворота фланца преобразуется трансформаторным пре­образователем в электрический сигнал, выдаваемый датчиком в электросхему ОГБ-3. Струну натягивают винтом, ко­торый может перемещаться в направле­нии, регулируя давление струны на ро­лик. Блоки питания и управления размещены в кабине машиниста.

Ограничитель натяжения грузового ка­ната предназначен для автомати­ческого отключения привода при дости­жении определенного усилия натяжения грузового каната стрелы в транспортном положении крана.

При натяжении каната крюковой обоймы упоры, сжимая пакет пружин, перемещаются вниз. При этом двуплечий рычаг, упираясь регулировочным бол­том в поперечину опоры стрелы, по­ворачивается против часовой стрелки. Второе плечо рычага опускается вниз и освобождает принудительно поджатую кнопку конечного выключателя, установленного на кронштейне стрелы. Контакты выключателя замыкаются, сра­батывает электропневматический клапан и сцепление включается, после чего меха­низм подъема крюка можно включить только на опускание. При поднятой стре­ле или не полностью затянутом грузовом канате контакты конечного выключателя принудительно разомкнуты рычагом под действием пружины.

С этой же целью схемы гидропривода грузовых лебедок некоторых кранов (на­пример, КС-3562Б последних выпусков) предусматривают установку специально­го дросселя, включаемого в гидропривод лебедки переводом рукоятки двухходово­го крана в соответствующее положение при подготовке машины к транспорти­ровке. Настраивают ограничитель изме­нением площади проходного сечения дросселя ограничителя (давление на­стройки 2,5 — 3,5 МПа).

Ограничитель сматывания каната предназначен для автоматического от­ключения привода грузовой лебедки, ког­да на барабане остается заданное число витков каната. На кране КС-3575А такой ограничитель состоит из корпу­са, внутри которого может перемещать­ся подпружиненный стержень, штока и конечного выключателя, устанавли­ваемого на кронштейне. Корпус уста­новлен на барабане лебедки таким образом, чтобы при срабатывании огра­ничителя на барабане оставалось не ме­нее полутора витков каната.

В рабочем положении намотанный на барабан канат утапливает стержень вниз. Головка стержня занимает крайнее нижнее положение, и шток, переме­щаясь влево вдоль осевого канала в по­луоси, установленной в кронштейне опоры лебедки, входит в выемку голов­ки. Шток конечного выключателя осво­бождается, его контакты замыкаются и включают с помощью гидрораспреде­лителя с электрическим управлением ле­бедку.

При сматывании каната освобождает­ся стержень, который под действием сжа­той пружины, помещенной в корпусе, перемещается в крайнее верхнее положе­ние. Шток выходит из выемки в головке стержня и перемещается вправо, нажимая на шток конечного выключателя. Кон­такты выключателя размыкаются и от­ключают электромагнит гидрораспреде­лителя — лебедка останавливается.

Ограничитель зоны работы крана авто­матически отключает привод механизма поворота при достижении продольной осью поворотной части крана заданных границ зоны работы. Ограничитель со­стоит из двух конечных выключателей и двух упоров, располагаемых соответ­ственно на поворотной и неповоротной частях крана (например, на траверсе и на стойке токосъемника или на поворотной и ходовой рамах).

Главные параметры гидроцилинд­ров — внутренний диаметр гильзы цилин­дра (иногда говорят просто диаметр ци­линдра) и рабочее давление, определяю­щее эксплуатационную характеристику гидроцилиндра. Внутренние диаметры цилиндров, диаметр штока, ход поршня и ряд давлений регламентированы ГОСТ 6540-68.

На автомобильных кранах для приво­да исполнительных механизмов приме­няют возвратно-поступательные гидроци­линдры двустороннего действия с одно­сторонним штоком.

У гидравлических кранов с жесткой подвеской стрелы для ее подъема исполь­зуют гидроцилиндры. К одному концу гильзы приварена крышка-проушина, а на другой конец навернута крышка с направляющей втулкой. От свинчивания крышку предохраняет контргайка. Поршень съемный и крепится на конце штока гай­кой.