Ограничители грузоподъемности на кранах

Ограничители грузоподъемности (ограничители грузового момента) автоматически отключают механизм подъема груза и механизм изменения вылета стрелы (у кранов, снабженных таким механизмом), если масса предназначенного к подъему груза превышает грузоподъемность крана на установленную величину, и тем самым предотвращают перегрузку крана и возможную аварию, связанную с перегрузкой. Перегрузка крана может вызвать обрыв канатов и крюков, поломку деталей механизма подъема, образование трещин в металлоконструкциях и полное разрушение крана. Наиболее часто из-за перегрузки падают (опрокидываются) передвижные краны стрелового типа: автомобильные, гусеничные, нпевмоколесные, железнодорожные, башенные, портальные. Поэтому правилами Госгортехнадзора предусмотрено оборудование стреловых самоходных и прицепных, башенных (в том числе приставных и самоподъемных) и портальных кранов ограничителем грузоподъемности. Краны мостового типа должны оборудоваться ограничителем грузоподъемности, когда возможна перегрузка крана по технологическим причинам. К таким кранам в первую очередь следует отнести магнитные и грейферные, перегрузка которых возможна по технологии выполняемой ими работы.
Ограничитель грузоподъемности устанавливается на механизм главного подъема. ЦКБ Главстроймеханизации для стрелового крана МКГ-25БР разработан дополнительный ограничитель на вспомогательный подъем.
Ограничитель грузоподъемности (ограничитель грузового момента) должен автоматически отключать механизмы подъема груза и изменения вылета стрелы в случае подъема груза, масса которого превышает грузоподъемность на 10% У стреловых и башенных кранов, на 15% у портальных кранов, на 25% у кранов мостового типа. Отключение других механизмов, например механизма поворота или передвижения, не обязательно.
Ограничитель грузового момента также должен действовать, если при опускании стрелы с грузом вылет будет увеличен до положения, при котором масса груза превышает допустимую величину.
После действия ограничителя грузового момента должно быть возможно опускание груза или включение других механизмов для уменьшения грузового момента.
Стреловые краны, снабженные дополнительными опорами, стрелами различной длины или тем и другим, т. е. имеющие две и более грузовые характеристики, могут снабжаться одним ограничителем грузоподъемности с приспособлением, переключающим его для работы по выбранной характеристике: на дополнительных опорах или без них, с нормальной или удлиненной стрелой и т. п.
Установка ограничителя на краны с механическим (неэлектрическим) приводом разрешается без устройства исполнительного (отключающего двигатель) органа с воздействием на звуковой сигнал.
Для стреловых самоходных кранов ранних выпусков, подлежащих в ближайшее время списанию, а также для кранов иностранных фирм требования по установке ограничителя грузового момента не предъявляются.
Среди выполненных конструкций прибора различают: ограничители массы, срабатывающие при подъеме груза предельной массы (они применяются на мостовых и стреловых кранах с постоянной грузоподъемностью при всех вылетах стрелы);
ограничители грузового момента, срабатывающие в случае возрастания опрокидывающего момента до предельной величины (они устанавливаются на кранах, грузоподъемность которых меняется в зависимости от вылета стрелы).
Ограничители массы обычно состоят из датчика усилий и исполнительного (отключающего) органа. У ограничителей грузового момента, кроме того, имеется корректирующее устройство, которое автоматически устанавливает начало срабатывания ограничителя в зависимости от установленного вылета стрелы и соответствующей этому вылету нагрузки.
По устройству датчиков, воспринимающих и уравновешивающих действующие на кран усилия, различают пружинные, грузовые, торсионные и другие ограничители.
Датчик может быть связан с различными элементами крана. Чаще всего он встраивается в систему стрелового полиспаста, а у кранов мостового типа — в систему грузового полиспаста.
Имеются два основных класса автоматических ограничителей грузоподъемности: устройства, включающие электрические элементы для преобразования и обработки механических величин, и устройства, не содержащие в функциональных узлах электрических элементов. К первому классу приборов относятся электромеханические ограничители различных типов, во второй класс входят 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 вне зависимости от рода двигателя (электрического, внутреннего сгорания, парового), используемого для привода механизмов. Прибор ОГП-1 данного типа разработан ВНИИстройдормашем и серийно выпускается Кишиневским заводом «Электроточприбор» и другими заводами.
Ограничитель грузоподъемности ОГП-1 состоит из следующих основных частей: датчика усилий ДУС, установленного в стреловом расчале; датчика угла ДУГ, установленного на кране и поводком соединенного со стрелой; релейного блока; панели сигнализации и блока питания, установленных в кабине. Действие ОГП-1 основано на принципе 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, в одну из диагоналей которого включен источник постоянного тока, а в другую — обмотка поляризованного реле.
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, образуемый растяжками стрелы, 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.
При подъеме или опускании стрелы вращение от поводка передается на фланец датчика, валик и кулачок. От кулачка движение передается на рычаг токосъемника 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.
ВНИИстройдормаш разработал ряд бесконтактных ограничителей грузоподъемности УРОГБ для защиты самоходных кранов с решетчатыми стрелами, башенных кранов и самоходных гидравлических кранов с жесткой подвеской телескопической стрелы от опрокидывания в результате перегрузки.
Ряд бесконтактных ограничителей грузоподъемности включает датчик усилий, датчик угла, датчик длины, датчик вылета, блок управления, панель сигнализации и указатель вылета, из которых в зависимости от типа крана в разных сочетаниях можно составлять ограничители грузоподъемности к ним.
Датчик усилий измеряет усилия и подает соответствующие сигналы на вход сравнивающего устройства блока управления. С помощью датчика угла контролируется угол наклона стрелы, задается величина предельно допустимого груза и выдается электрический сигнал, поступающий на вход сравнивающего устройства.
Датчик длины предназначен для контроля за длиной стрелы; он выдает электрические сигналы, поступающие на вход датчика вылета.
С помощью датчика вылета контролируется угол наклона стрелы с учетом ее длины, заданная величина предельно допустимого груза и выдаются электрические сигналы, поступающие на вход сравнивающего устройства и на указатель вылета.
Блок управления служит для настройки, переключения заградительных характеристик при изменении сменного оборудования или режима работы крана и подачи команд исполнительным устройствам крана на разрешение работы или запрет опасных движений.
Панель сигнализации представляет собой индикаторный прибор, позволяющий следить за степенью загрузки крана.
Указатель вылета показывает величину вылета.

Периодическая проверка исправного действия ограничителя грузоподъемности у кранов, находящихся в эксплуатации, производится путем поднятия контрольного груза; проверка проводится в сроки, установленные заводом-изготовителем крана или прибора.
В случае отсутствия в документации на кран указаний по периодичности проверки ограничителя срока проверки устанавливаются владельцем крана.
Для проверки ограничителя грузоподъемности башенных строительных кранов контрольный груз, выполненный в виде точно взвешенного инвентарного железобетонного блока, должен постоянно находиться на месте установки кранов. Результаты проверки заносятся в вахтенный журнал.