лекция. Конспект лекций для изучению дисциплины Электронный образовательный ресурс Для студентов всех формы обучения направления 23. 04. 03 Эксплуатация транспортнотехнологических машин и комплексов
 Скачать 1.63 Mb.
|
|
§1. Определение моментов сопротивления в опорах крана Поворотная часть крана на неподвижной колонне устанавливают на двух опорах. Вертикальное усилие V, действующее на верхнюю опору (рис. 71) равно 73 , пр гр G G G V + + = где G – Суммарный вес поворотной части. G гр – вес груза; G пр – все противовеса. Рис. 71. Схема поворотного крана на неподвижной колонне Горизонтальное усилие Н, действующее на верхней и нижней опорах: ( ) h b G L G Gа Н пр гр + + = Момент сопротивления в опорах относительно оси вращения hH BH BV с M M М М + + = Момент сопротивления в верхней опоре от усилия Н , 2 1 f d H M BH = где d 1 – диаметр сои катка, воспринимающего горизонтальное усилие. Момент сопротивления в верхней опоре от усилия V с упорным подшип- ником диаметром d о 2 o BV d fV M = Момент трения в нижней опоре от усилия Н , 1 2 2 2 1 ± + = d D d D d f H M hH µ α ω где α – угол между направлениями сил N, равный 60º. 74 D – диаметр колонны по которой перемещаются катки. Знак плюс соответствует неподвижной колонне, а знак минус – вращаю- щейся колонне. При пуске уравнение моментов имеет вид , 3 2 1 В ин ин ин с пуск М М М М М М + + + + = где М пуск – средний пусковой момент двигателя; М ин1 , М ин2 , М ин3 – соответственно моменты инерции элементов приво- да, груза, вращающихся частей металлоконструкции; М В – момент ветровой нагрузки; М с – статический момент сопротивления. После преобразования получим ( ) м м B м м n i м м n гр n с пуск i a W i t I n i t n L G t n I М М η η η + ⋅ ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ ⋅ + ⋅ + = ∑ 2 1 2 1 2 1 1 55 , 9 55 , 9 55 , 9 2 , 1 1 , 1 где i м , η м – соответственно общее передаточное число и к.п.д механизма; L – максимальный вылет; n 1 – частота вращения электродвигателя; I 1 – моменты инерции стрелы, противовеса и т.д.; W В – ветровая нагрузка; t n – время пуска. , 60 π β c n n t = здесь β – угол поворота стрелы за время пуска. Механизмы поворота грузоподъемных машин с машинным приводом должны быть снабжены тормозами. Уравнение моментов при торможении имеет вид , 3 2 1 В ин ин ин СТ Т М М М М М М + + + = + подставив время торможения в уравнение моментов можно определить номинальное значение тормозного момента. Время торможения должно быть не менее 3…4 с. §2. Устройства безопасности ГПМ При проектировании, изготовлении и эксплуатации ГПМ особое внимание следует обратить на повышение надежности и соблюдения техники безопасности. Контроль за соблюдением правил, норм и инструкций, а также проведение и раз- работка профилактических мер по технике безопасности осуществляет Государ- ственный комитет по надзору за безопасным ведением работы в промышленности и горному надзору (Госгортехнадзор). Правила и нормы Госгортехнадзора рас- пространяются на все типы кранов и грузоподъемных устройств за исключением установленных на морских и речных судах и других плавучих сооружениях, экс- каваторов и других землеройных машин, а также специальных ГПМ (напольная завалочная машина, автогрузчики и др.) 75 При расчетах, проектировании и изготовлении кранов должны быть со- блюдены основные требования техники безопасности и в том числе выполнены все нормы и рекомендации, регламентированные Правилами Госгортехнадзора (эти нормы положены в основу методов расчета, приведенных в соответствующих главах курса): - конструкция, компоновка и расположение узлов и механизмов долж- ны быть такими, чтобы обеспечивался свободный и удобный доступ к ним, а также безопасность работ при монтаже, эксплуатации и ремон- те; - приводные и передаточные механизмы кранов, как правило, должны быть защищены кожухами; - электропроводка, трубопроводы, шланги для подачи воздуха и масла и вентиляционные устройства располагаюттак, чтобы не затруднять обслуживание; - оборудование кранов должно быть защищено предохранительными, оградительными и тормозными устройствами, сигнализацией, сред- ствами электробезопасности, рабочими площадками. Электроаппаратура и проводка должны соответствовать Правилам устрой- ства электроустановок – все части машины, которые могут оказаться под напря- жением, должны быть заземлены (сопротивление заземления крана 4 Ом). В це- пях управления электродвигателями следует предусматривать автоматический разрыв цепи при прекращении подачи электроэнергии для предупреждения само- произвольного включения при последующей подаче тока (нулевая защита). Должна быть предусмотрена защита электропривода от перегрузки и токов ко- роткого замыкания. Кран и подкрановое пространство должны быть освещены. Местная освещенность приборов, щитов и пультов управления должна быть в пределах 150...500 лк (люкс), общая освещенность кабины в пределах 50...150 лк. Освещенность грузозахватного устройства при всех его положениях должна быть не менее 5 лк, площадок и лестниц внутри металлоконструкции не менее 20 лк, наружных не менее 10 лк. В соответствии с Правилами Госгортехнадзора вновь установленные гру- зоподъемные машины, на которые распространяются эти Правила, а также съем- ные грузозахватные устройства до пуска в работу подлежат техническому освиде- тельствованию. Различают полное и частичное освидетельствование .Полное освидетельствование (первичное) выпускаемых кранов (полностью собранных) производит отдел технического контроля завода-изготовителя перед их транспор- тированием на место эксплуатации. Грузоподъемные машины, находящиеся в эксплуатации, должны подвергаться частичному периодическому освидетель- ствованию через каждые 12 месяцев, а полному – через 3 года. Редко используе- мые машины подвергаются полному техническому освидетельствованию через каждые 5 лет. Техническое освидетельствование имеет целью проверить исправное со- стояние грузоподъемной машины, обеспечивающее ее безопасную работу и соот- ветствие использования машины рекомендациям Правил Госгортехнадзора. При полном техническом освидетельствовании производят осмотр, статические и ди- 76 намические испытания; при частичном техническом освидетельствовании – толь- ко осмотр. Одновременно с этим производят проверку организации надзора за машиной на предприятии. При осмотре устанавливают надежность каждого узла и элемента маши- ны, т.е. отсутствие трещин в элементах металлоконструкции, степень износа зева крюка (при износе вертикального сечения крюка в зеве более 10% первоначаль- ной высоты сечения крюк бракуют, при меньшем износе допускается восста- новление изношенного места электронаплавкой); легкость вращения крюка на его опоре; надежность стопорного устройства крюка, состояние и степень износа гру- зовых канатов и пригодность их к дальнейшей работе; надежность крепления ка- ната; состояние механизмов и приборов безопасности; наличие заземления и ну- левой блокировки; состояние ограждений и перил; надежность противоугонных устройств и т.д. Состояние механизмов определяют осмотром их без разборки и опробования в работе. Статические испытания производят для проверки прочности машины в целом и ее отдельных элементов, а для стреловых кранов и для проверки их гру- зовой устойчивости. Статические испытания производят нагрузкой, на 25% пре- вышающей номинальную грузоподъемность машины. Для статических испыта- ний кран устанавливают над опорами подкрановых путей, а его тележку – в по- ложение, соответствующее наибольшему прогибу моста. Крюк с грузом подни- мают на высоту 200...300 мм и в таком положении выдерживают в течение 10 мин. Затем груз опускают и с помощью отвеса, подвешиваемого к крану на тон- кой проволоке, определяют остаточные деформации. Отсутствие остаточных де- формаций свидетельствует о нормальной работе металлической конструкции. Первичное статическое испытание вновь изготовленных стреловых кранов производят при наименьшем и наибольшем вылетах стрелы с соответствующей для этих вылетов нагрузкой. Периодическое испытание производят только в по- ложении крана, соответствующем его наибольшей грузоподъемности. Краны, грузоподъемность которых не зависит от вылета, испытывают при наибольшем вылете. Во всех случаях испытания стреловых кранов их поворотную часть уста- навливают в положение, соответствующеенаименьшей устойчивости крана. Ре- зультаты статических испытаний считают удовлетворительными, если при вы- держке груза в подвешенном состоянии в течение 10 мин не произошло самопро- извольного опускания, не обнаружена остаточная деформация, не наблюдалась потеря устойчивости стреловых передвижных кранов и отсутствовали какие-либо повреждения грузоподъемной машины. Кран, выдержавший статические испытания, подвергают динамическому испытаниюдля проверки действия механизмов и тормозных устройств. Эти ис- пытания заключаются в проведении повторного подъема и опускания груза, масса которого на 10% превышает грузоподъемность машины, а также в проверке дей- ствия всех других механизмов машины при их раздельном передвижении. Ме- ханизмы подъема гр уза и стрелы, рассчитанные, на подъем и опускание стрелы с грузом, проверяют под нагрузкой, соответствующей наибольшему ра- бочему вылету стрелы, Одновременно с динамическими испытаниями механиз- мов и их тормозов проверяют действие концевых выключателей моста, тележки и 77 т.д. Действие концевых выключателей механизмов подъема грузозахватного ор- гана и механизма подъема стрелы проверяют без груза. Если механизмы и их тормоза и концевые выключатели действовали исправно, то проверяют действия ограничителя грузоподъемности, который должен срабатывать при плавном подъеме груза, масса которого на 10% превышает номинальную грузоподъем- ность. Если на одном механизме грузоподъемного крана установлено два тормо- за и более, то действие каждого тормоза контролируют в отдельности. Съемные грузозахватные приспособления при освидетельствовании также подвергают осмотру и испытанию нагрузкой, превышающей на 25% номинальную грузо- подъемность. Результаты освидетельствования заносят в журнал. Разрешение на экс- плуатацию машины дается после получения удовлетворительных результатов осмотра и испытаний. При наличии опасных дефектов работа грузоподъемной машины не разрешается. Контроль за содержанием и безопасной эксплуатацией грузоподъемных машин осуществляется инспекцией Госгортехнадзора и инженером по техниче- скому надзору, назначенным администрацией предприятия, эксплуатирующего машины. Техническое освидетельствование грузоподъемных машин на предприя- тии производит инженер по техническому надзору в присутствии лица, ответ- ственного за исправное состояние грузоподъемной машины. Для проведения работ по перемещению грузов кранами и другими подъ- емными механизмами в помощь крановщику назначают стропальщиков (такелаж- ников; зацепщиков), прошедших специальное обучение и сдавших экзамены. Пе- ред началом работы крановщик и стропальщик обязаны убедиться в исправности крана и грузозахватных устройств. При подъеме груза стропальщик должен сле- дить, чтобы грузовые канаты имели вертикальное положение, не допуская пере- мещения груза при смещенном относительно вертикали канате. Перед перемеще- нием груза его следует предварительно поднять на высоту 200...300 мм и прове- рить равномерность натяжения стропов и надежность обвязки груза. Если масса поднимаемого груза близка к грузоподъемности крана, то груз следует поднять на высоту 100 мм и выдержать в течение нескольких минут, чтобы убедиться в надежности строповки груза, исправности тормозов и устойчивости крана, и только после этого продолжать подъем и перемещение груза. Запрещается поднимать груз, находящийся в неустойчивом равновесии, подвешенный за один рог двурогого крюка, а также груз в таре, заполняющий ее выше бортов. Не разрешается стропальщику или другому обслуживающему пер- соналу находиться на перемещаемом грузе или под поднятым грузом. Не до- пускается совмещать работу главного, и вспомогательного подъема. Устройства безопасности предназначены для обеспечения безаварийной эксплуатации грузоподъемных машин. Они обеспечивают своевременную оста- новку механизмов и не допускают появление нагрузок, опасных для элементов механизмов и устойчивости кранов против опрокидывания. По принципу дей- ствия их разделяют на предохранительные, производящие при срабатывании остановку механизма, и сигнализационные, подающие световой или звуковой сигнал, предупреждающий о достижении опасного положения или появлении 78 опасной нагрузки. По назначению устройства безопасности классифицируют на следующие группы: концевые выключатели,предназначенные для ограничения пути движения груза, тележки, крана; ограничители грузоподъемности и грузо- вого момента, предохраняющие кран от перегрузки; противоугонные устройства, предназначенные для предупреждения угона ветром крана в нерабочем состоя- нии, и упоры, буферные устройства, ограничители перекоса и т.п., ограничиваю- щие предельные положения тележки или крана. Устройства безопасности механизмов подъема и изменения вылета. Для обеспечения безопасной работы механизмов подъема и изменения вылета гру- зоподъемные машины оборудуют автоматически действующими приборами без- опасности, выключающими механизмы при подходе груза и стрелы к их пре- дельным положениям, а также выключающими механизмы при попытке подъема груза, масса которого превышает грузоподъемность крана. Механизмы подъема с электрическим приводом должны быть снабжены концевыми выключателями. Концевые выключатели автоматически выключа- ют ток при подходе механизма подъема к крайнему верхнему, (а иногда и нижне- му) положению. Концевой выключатель механизма подъема должен быть уста- новлен так, чтобы после остановки грузозахватного устройства при подъеме груза зазор между грузозахватным устройством и упором составлял не менее 50 мм для электроталей и не менее 200 мм для других грузоподъемных машин. Рис. 72. Концевые выключатели: а – рычажный; б – кнопочный; в – шпиндельный; г – типа ВУ При одностороннем ограничении хода груза обычно применяют рычажные или кнопочные концевые выключатели (рис. 72, а, б). При достижении грузоза- хватным устройством крайнего положения происходит разрыв цепи управления, что приводит к отключению электродвигателя механизма и к одновременному за- мыканию тормоза, что обеспечивает своевременную остановку груза. Электриче- 79 ская схема предусматривает возможность пуска механизма в обратном направле- нии. При необходимости ограничения хода механизма в обоих направлениях движения применяют шпиндельные выключатели (рис. 72, в), винт 1 из валов ме- ханизма через зубчатую или цепную передачу 3. По нарезке шпинделя перемеща- ется гайка 2, выключающая поводком контакты 4 и 5 в конечных положениях, со- ответствующих предельному верхнему и нижнему положениям грузозахватного устройства. Передаточное число передачи 3 должно быть подобрано так, чтобы за время перемещения грузозахватного устройства от крайнего нижнего положения до крайнего верхнего гайка 2 переместилась по шпинделю винта 1 из одного крайнего положения в другое. Более компактным является конечный выключатель типа ВУ (рис. 72, г), в котором длинный шпиндель заменен червячной передачей. Кулачковая шайба 18 закреплена на оси червячного колеса 16, соединенного с червяком 15, связанным с одним из валов механизма подъема. На шайбе установлены кулачки 14 (вклю- чающий) и 11 (отключающий), вызывающие замыкание (положение II) или раз- мыкание (положение I) контактов 13 цепи управления. Соответствующим подбо- ром передаточного числа передачи (червячная передача имеет передаточное чис- ло 50) и установкой кулачков на шайбе можно обеспечить выключение контактов 13при достижении грузозахватным устройством крайних положений. При дву- стороннем выключении на шайбе 18 должно быть установлено два комплекта ку- лачков. Конечный выключатель в механизме подъема должен быть установлен, как показано на рис. 61 (поз. б), т.е. вал конечного выключателя должен быть со- единен зубчатой передачей с валом барабана. Контакты 13 замыкаются подвиж- ными контактами 12, закрепленными на рычаге 11 поворачивающемся на оси 10. До воздействия включающего кулачка 14 под действием пружины 8 на рычаг 11 контакты 13, находятся в разомкнутом состоянии. При вращении шайбы по стрелке, указанной на рисунке, на ролик 9 действует кулачок 14, рычаг 11 повора- чивается, пружина 8 сжимается, и контакты замыкаются. При включенном состо- янии контакты 13 удерживаются защелкой 7, вращающейся относительно оси 19 под влиянием усилия сжатой пружины 6. При нажатии кулачком 17 на ролик за- щелки 20 рычаг 11 освобождается от защелки, что приводит к размыканию кон- тактов 13. Ограничитель высоты подъема груза , устанавливаемый на электроталях и кранах (рис. 73, а), имеет контакты концевого выключателя 1, которые удержи- ваются в замкнутом положении при нормальной работе механизма весом рычага 3, установленного на оси 2. В крайнем верхнем положении крюковая подвеска 5 поворачивает рычаг 3, что приводит к выключению контактов концевого выклю- чателя. Положение рычага 3 регулируется болтом 4. В других конструкциях (рис. 73, б) при применении концевого выключателя типа КУ контакты выключателя 1 удерживаются в замкнутом состоянии весом специального грузика 7, подвешен- ного на тросе 6 к рычагу выключателя. При достижении грузозахватным устрой- ством крайнего верхнего положения груз приподнимается, натяжение троса уменьшается, и под действием пружины, имеющейся в концевом выключателе, контакты размыкаются, что приводит к выключению тока в системе управления 80 механизмом подъема. В условиях запыленной среды, высокой влажности, при наличии вибраций концевые выключатели контактного типа быстро выходят из строя, поэтому в этих условиях применяют бесконтактные выключатели элек- тронного, магнитного, индукционного или ультразвукового типа, обеспечиваю- щие более высокую надежность и долговечность. Крайнее верхнее положение стрелы определяется с помощью концевого выключателя таким наклоном, при котором стрела не может опрокинуться назад под действием ветровой нагрузки, усилий натяжения канатов механизмов подъема и сил инерции. Опрокидывание стрелы может также произойти при обрыве груза, когда стрела получает импульс, равный потенциальной энергии ее сил упругости под воздействием веса груза. Рис. 73. Установка ограничителя высоты подъема груза Указатель вылета стрелы и грузоподъемности (рис 74) в основном находит применение в стреловых кранах, имеющих различную грузоподъемность при разных вылетах. Рис. 74. Указатель допускаемой грузоподъемности 81 Указатель грузоподъемности (рис. 74) состоит из металлического сектора 2 со шкалой, укрепленного на стреле, и шарнирно подвешенной стрелки 1, указы- вающей грузоподъемность, допускаемую при работе на этом вылете стрелы. Ограничитель грузоподъемности предназначен для предотвращения пе- регрузки крана, которая может привести к обрыву грузовых гибких элементов (канатов или цепей), поломке крюков и других деталей механизма, образованию трещин и остаточных деформаций металлоконструкции и опрокидыванию стре- ловых передвижных кранов. Ограничитель грузоподъемности автоматически вы- ключает двигатель механизма подъема стреловых и башенных кранов при подъ- еме груза, масса которого превышает номинальную грузоподъемность более чем на 10%, а для портальных кранов более чем на 15%. Ограничитель грузоподъем- ности крана мостового типа не должен допускать перегрузку более чем на 25%. Ограничитель обычно состоит из датчика усилия и исполнительного (от- ключающего) органа. По устройству датчиков, воспринимающих действующие на кран усилия, различают пружинные, гидравлические и электрические ограничи- тели. Наиболее точно срабатывают торсионные и электрические датчики, которые могут быть связаны с различными элементами крана. Рис. 75. Ограничитель грузоподъемности: а – пружинный; б – торсионный 82 Пружинный ограничитель грузоподъемности (рис.75, а), применяемый в башенных и портальных кранах, имеет траверсу 4, опирающуюся на две пружины сжатия 3, установленные на неподвижном основании 2. Конец грузового каната прикреплен к вилке 1 штока ограничителя, соединенного с траверсой. При пере- грузке крана более чем на 10% пружины 3, деформируясь, поворачивают зубча- тый сектор 5, который соединен с шестерней, установленной на вилке конечного выключателя 6. Это приводит к размыканию цепи управления электродвигателем подъема. В торсионном ограничителе грузоподъемности (рис. 75, б) вместо витых пружин используют торсионный валик 8, один конец которого закреплен непо- движно на опоре 9, а второй имеет рычаг 11 с прикрепленным к нему уравнитель- ным блоком 10 грузового полипласта. При подъеме груза усилие на блоке, про- порциональное весу поднимаемого груза, создает момент, закручивающий торси- онный валик. Угол закручивания валика пропорционален усилию, действующему на блоке 10. Торсионный валик соединен с электрическим потенциометром 7, со- противление которого пропорционально весу поднимаемого груза. При весе гру- за, превышающем допускаемый, происходит автоматическое выключение тока цепи управления. На экранах с гидроприводом функцию ограничителя грузоподъ- емности может выполнять предохранительный клапан. В кранах с телескопиче- ской стрелой ограничитель грузоподъемности должен иметь датчики усилия, наклона и длины стрелы. Сигналы от всех трех датчиков суммируются и опреде- лят возможность работы крана. Ограничитель грузового момента предназначены для стреловых кранов, грузоподъемность которых зависит от вылета стрелы. Ограничители грузового момента учитывает не только массу поднимаемого груза но и вылет. Перспектив- ным является ограничитель грузового момента электрического типа, состоящий из трех элементов: датчика усилия, датчика угла наклона стрелы и релейного бло- ка. Датчик усилия 3 (рис. 76) устанавливают между распорками 2 и растяжками 4, соединяющими стрелу с подвижной обоймой 1 полиспаста. Он представляет со- бой кольцевой динамометр с потенциометрическим преобразователем, выдающим электрический сигнал, пропорциональный измеряемому усилию. Силоизмери- тельным элементом датчика является упругое кольцо, растягивающееся под дей- ствием усилий в растяжках, пропорциональных весу поднимаемого груза. Дефор- мация кольца через спиральную пружину передается на передаточный механизм, преобразующий линейное перемещение тяг динамометрического кольца в угло- вое. Датчик угла наклона 7 установлен на кронштейне 8 соосно с осью поворота стрелы и связан поводком 6 с пальцем 5, закрепленным на стреле. При изменении наклона стрелы поворачивается вал датчика, связанный с рычагом потенциомет- рического преобразователя. В данном ограничителе грузового момента использу- ется принцип сравнения электрических сигналов от датчиков усилия и угла наклона стрелы. Прибор срабатывает при разности электрических сигналов, рав- ной нулю, что соответствует наличию максимально допустимой нагрузки. Ловители автоматически останавливают кабину лифта (или противовес) в случае ослабления канатов или превышения предельной скорости опускания. Принцип действия ловителей основан на создании силы трения между направля- 83 ющими кабины, установленными в шахте, и элементами ловителя, закрепленны- ми на кабине. Ловители могут быть самозаклинивающимися (клиновые, ролико- вые, эксцентриковые), обеспечивающие мгновенную остановку кабины (приме- няют для грузовых лифтов при скорости менее 1 м/с), и скользящего действия, обеспечивающие плавную остановку кабины (применяют для лифтов всех типов при скорости движения более 1 м/с). Рис. 76. Ограничитель грузового момента: а – расположение ограничителя на автомобильном кране; б – датчик усилия, в – расположение датчика угла наклона стрелы Рис. 77. Схемы действия самозаклинивающихся ловителей: а – эксцентрикового; б – клинового; в - роликового 84 Эксцентриковый ловитель (рис. 77) имеет эксцентрики 2, расположенные по обеим сторонам кабины на общей оси 4 и удерживаемые от поворота и сопри- косновения с направляющей 1 гибкой тягой 7, соединенной с подъемным канатом 6, При ослаблении каната эксцентрики 2 под действием усилия пружины 3 пово- рачиваются и при контакте с направляющей 1 зажимают ее между эксцентриком и противоположной стороной направляющего башмака 5, останавливая кабину. Описанному принципу аналогичны действия роликовых и клиновых ловителей, также воздействующих на направляющую при ослаблении или обрыве подъемно- го каната. В этих ловителях угол клина относительно ригеля каркаса кабины вы- бирают таким, чтобы клин или ролик заклинивался при соприкосновении с упор- ной колодкой ригеля и направляющей. Имеется много конструкций ловителей скользящего действия. В пассажир- ских лифтах с высокими скоростями движения часто применяют клещевые лови- тели (рис. 78), которые устанавливают на металлической раме кабины на оси 5 снизу кабины. На коротких плечах клещей с одной стороны направляющей 7 рас- положена самоустанавливающаяся тормозная колодка 3, а с другой стороны ко- лодка б, отличающаяся от тормозной тем, что между колодкой и направляющей 7 имеется зазор, в котором расположен клин 2. Для уменьшения трения при пере- движении клина по колодке 6 применена роликовая обойма 1. Между длинными плечами клещей расположена предварительно сжатая пружина 4. При перемеще- нии клина 2 вверх относительно клиновой колодки 6 происходит заклинивание направляющей 7, при этом под действием клина короткие плечи захвата расхо- дятся, а длинные плечи сближаются, сжимая пружину 4. Увеличение усилия за- жатия направляющей 7 происходит до того момента, когда колодка 3 вместе с ка- биной переместится относительно клина 2, удерживаемого силами трения на направляющей 7, до упора на клине 2. Наибольшее усилие сжатия направляющей определяется установленным усилием сжатой пружины 4. Если к моменту дости- жения колодкой упора на клине кабина еще не остановится, то с этим наиболь- шим усилием клещевой ловитель перемещается по направляющей до полной остановки кабины. Рис. 78. Клещевой ловитель Максимальное замедление, создаваемое ловителями, не должно превы- шать 25 м/с 2 . Допускается превышение этого значения, если период действия по- 85 вышенного замедления длится не более 0,04 с. Путь торможения кабины, т.е. рас- стояние, проходимое кабиной от начала сжатия колодками направляющей до полной остановки кабины, задается нормами Госгортехнадзора в зависимости от номинальной скорости движения. Ловитель вступает в действие после срабатыва- ния ограничителя скорости. Ограничитель скорости (рис. 79) имеет бесконечный канат 4, огибающий блок 5 ограничителя скорости и натяжной блок 1, и соединенный зажимом 7 с рычагом, 9, ось вращения которого закреплена на кабине 12. При движении каби- ны с номинальной скоростью зажим 7 увлекает за собой канат 4, заставляя вра- щаться с определенной скоростью механизм ограничителя скорости. При превы- шении скорости кабины (или противовеса, если ловитель установлен для останов- ки противовеса) сверх номинальной срабатывает зажимное устройство 6, зажи- мающее канат 4 и останавливающее его движение, а так как кабина продолжает опускаться, зажим 7, останавливаясь, поворачивает рычаг 9 по часовой стрелке. При этом через систему рычагов и тяг клинья ловителей 3 и 10 поднимаются вверх, заклинивая направляющие 2 и 11 и останавливая кабину. В исходном по- ложении рычаг 9 удерживается от поворота пружиной 8. Стопорение каната 4 за- жимающим устройством 6 происходит, если скорость опускания кабины превы- сит номинальную скорость передвижения не менее чем на 15% и не более чем на 40% для лифтов с номинальной скоростью до 1,4 м/с включительно, не более чем на 33% для лифтов с номинальной скоростью свыше 1,4 и до 4 м/с включительно, не более чем на 25% для лифтов с номинальной скоростью более 4 м/с. У лифтов с номинальной скоростью до 0,5 м/с допускается приведение в действие ловите- лей при скорости не более 0,7 м/с. Рис. 79. Установка ограничителя скорости: а – схема совместной работы ограничителя скорости и ловителей; б – ограничитель скорости Действие ограничителя скорости (рис. 79, б), входящего в схему системы ловителей, основано на использовании центробежных сил специальных грузов 13. 86 Ограничитель скорости имеет корпус 17, жестко закрепляемый и устанавливае- мый в машинном отделении (см. поз. 3, рис. 9). На неподвижной оси 18 на под- шипниках качения установлен шкив 19, имеющий два ручья разного диаметра для каната (ручей меньшего диаметра предназначен для инспекторской проверки дей- ствия ограничителя и ловителей). Со шкивом 19 соединены оси 24, на которых расположены центробежные грузы 13, соединенные между собой тягой 14, позво- ляющей регулировать расстояние между пальцами 20 и 23. На поверхности шкива 19 со стороны грузов закреплен держатель 21, между концом которого и гайками тяги 14 расположена предварительно сжатая пружина 22. Тяга 14 соединяет грузы 13 так, что усилие пружины 22 притягивает грузы к оси вращения шкива. В корпусе 17 закреплены упоры 16, образующие выступы на внутренней цилиндрической поверхности корпуса. При перемещении каната 4 ограничителя вместе с кабиной 12 шкив 19 под действием сил трения между канатом и шкивом вращается со скоростью, соответствующей скорости каната, а следовательно, и скорости кабины. Вместе со шкивом вращаются и грузы 13. Возникающая цен- тробежная сила стремится повернуть грузы на осях 24 в сторону корпуса 17, но этому движению грузов препятствует пружина 22. Если скорость кабины превы- сит допускаемую, то усилия пружины 22 оказывается недостаточно, и грузы по- ворачиваются. При этом они зацепляются за упоры, и шкив останавливается, натягивая канат ограничителя, что приводит к срабатыванию рычажной системы ловителя и захвату направляющих кабины клещами ловителя. Для проверки надежности сцепления каната со шкивом при движении кабины один из упоров 15 выполнен подвижным. При испытаниях он входит внутрь корпуса до соприкосно- вения с центробежными грузами при номинальной скорости движения кабины. Для ограничения хода кабин лифтов в приямках шахт размещают жесткие упоры или упругие буфера (пружинные или гидравлические), рассчитанные на остановку кабины с нагрузкой, на 10% превышающей номинальную грузоподъ- емность, движущейся со скоростью, допускаемой предохранительными устройствами. Согласно нормам Госгортехнадзора максимальное замедление при посадке кабины, а также противовеса на ловитель или буфер не должно превы- шать 25 м/с 2 Двери шахт и кабин должны иметь блокировку, исключающую возмож- ность движения кабины при открытых дверях и позволяющую открывать двери только при полном совпадении уровней пола кабины и выходной площадки. Устройства безопасности механизмов передвижения . Для ограничения хода крановых тележек и мостов кранов применяют упоры, устанавливаемые на концах пути, а тележки и мосты снабжают упругими буферами (деревянными, ре- зиновыми, пружинными, фрикционными или гидравлическими устройствами), смягчающими удары при наездах на упоры. На рис. 80, а показана конструкция пружинного буфера большой энергоемкости, устанавливаемого на тяжелых кра- нах. Этот буфер имеет шесть пружин (три внутренних и три наружных); направ- ление навивки каждой пары пружин должно быть встречным, чтобы устранить влияние закручивания торцов пружин при их нагружении. В пружинных буферах большая часть кинетической энергии удара переходит в потенциальную энергию сжатия пружины. Поэтому работа такого буфера сопровождается отдачей, что яв- 87 ляется нежелательным явлением. Кроме того, при необходимости поглощения большого запаса кинетической энергии пружинные буфера очень громоздки. Рис. 80. Буфер: а – пружинный; б - гидравлический Более рациональными, но имеющими большую стоимость, являются гид- равлические буфера, воспринимающие значительно большую энергию удара и не создающие отдачи. Энергия удара в этих буферах расходуется на подачу рабочей жидкости через кольцевой зазор между отверстием в дне поршня и штоком (рис. 80, б) и почти целиком переходит в тепловую энергию. Конструкция гидравличе- ских буферов значительно компактнее пружинных. Они состоят из корпуса 6, пу- стотелого поршня 5, штока 4, возвратной пружины 3, наконечника 1 и ускори- тельной пружины 2. Рабочая жидкость заполняет внутреннюю часть пустотелого поршня и при осадке буфера протекает через отверстие в дне поршня. Так как шток 4 имеет переменное сечение, площадь кольцевого зазора между дном поршня и штоком изменяется, вследствие чего изменяется и сопро- тивление передвижению поршня. Соответствующим подбором сечения поршня можно обеспечить постоянное замедление крана при его ударе об упор. Наличие ускорительной пружины 2 приводит к плавному нарастанию скорости движения поршня. Энергоемкость буфера определяется из условия поглощения буфером кинетической энергии крана или тележки (при гибком подвесе груза – при работе без груза, при жестком подвесе – с грузом номинальной массы), движущихся со скоростью, равной половине номинальной скорости. При этом замедление не должно превышать 4 м/с 2 Если скорость передвижения тележки или моста превышает 32 м/мин, то требуется установить концевые выключатели, обеспечивающие автоматическую остановку механизма и предупреждающие наезд крана или тележки с большой скоростью на концевые упоры. 88 Механизмы передвижения башенных, портальных и козловых кранов, а также перегрузочных мостов должны иметь концевые выключатели независимо от скорости передвижения крана. Концевой выключатель устанавливают таким образом, чтобы в момент выключения тока расстояние до упора составляло не менее половины пути торможения, а у башенных, портальных, козловых кранов и перегрузочных мостов – не менее полного пути торможения. После остановки ме- ханизма концевым выключателем должна быть обеспечена возможность движе- ния механизма только в обратном направлении. В последнее время вместо пру- жинных или гидравлических буферов все большее распространение получают специальные тупиковые устройства, принцип действия которых основан на ис- пользовании в конце рельсового пути плавного подъема рельса, вследствие чего кинетическая энергия движущегося крана или тележки преобразуется в потенци- альную энергию подъема центра масс крана на некоторую высоту. Противоугонные устройства устанавливают на работающих на открытом воздухе кранах и тележках, перемещающихся по рельсовым путям. Эти устрой- ства можно не применять только в тех случаях, когда тормоза механизма пере- движения обеспечивают удержание крана без груза при ветровой нагрузке на кран в нерабочем состоянии с коэффициентом запаса не менее 1,2. По принципу дей- ствия противоугонные устройства разделяют на стопорные устройства или фикса- торы, действие которых основано на том, что кран фиксируется с неподвижной опорой закладными пальцами, крюками или выдвижными упорами; на противо- угонные устройства нажимного типа (остановы), действие которых основано на принципе создания трения между рельсом и специальным башмаком или затор- моженным колесом, воспринимающим часть собственного веса крана; на клеще- вые захваты, действие которых основано на принципе непосредственного зажатия их рабочими поверхностями головки подкранового рельса. 89 Рис. 81. Ручной противоугонный захват По принципу приведения в действие захваты можно разделить на ручные и механические (автоматические и полуавтоматические). Для мостовых кранов рекомендуется применять ручные противоугонные клещевые захваты, устанавли- ваемые с обеих сторон моста крана (рис. 81). В перегрузочных мостах применяют клещевые противоугонные захваты с грузовым клином или винтовые с механиче- ским приводом управления клещами из кабины крановщика или автоматического действия. Эти устройства должны быть сблокированы с механизмом передвиже- ния так, чтобы захваты открывались перед началом движения и замыкались после остановки крана. В клещевом противоугонном захвате (рис. 82) вал электродвигателя 1, включенного параллельно двигателю механизма передвижения, соединен рыча- гами 2 с центробежными грузами. Эти рычаги соединены с валиком, установлен- ным в подшипниковом стакане 3, имеющем возможность перемещения в верти- кальных направляющих рамы захвата. К стакану прикреплен клин 4, соединенный с траверсой 5, находящейся под воздействием усилий сжатых пружин 6. К боко- вым поверхностям клина 4 вспомогательными пружинами поджимаются ролики верхних плеч рычагов 7. При включении привода механизма передвижения вклю- чается и двигатель 1 противоугонных захватов, вращающий рычаги 2 с грузами. Под действием возникающих центробежных сил грузы расходятся, а клин 4 под- нимается, сжимая пружины 6. Под действием вспомогательных пружин верхние концы рычагов 7 сближаются, а нижние концы, несущие закаленные губки 8, рас- ходятся, освобождая рельс. При выключении тока вращение рычагов 2 прекраща- ется, клин 4 опускается, и под действием веса клина и усилий пружин 6 губки 8 захватывают головку рельса, препятствуя движению крана. Согласно Правилам 90 Госгортехнадзора противоугонные захваты с механическим приводом должны быть оборудованы дополнительным устройством для приведения их в действие вручную. Для подачи звукового или светового сигнала об опасной для работы крана скорости ветра башенные, портальные, кабельные краны и мостовые перегружа- тели снабжают анемометрами. При возникновении опасной скорости ветра, пре- вышающей 15 м/с, подъем клина захвата, освобождение рельсов и включение ме- ханизмов крана не допускаются. Коэффициент запаса k, равный отношению удерживаемого усилия, разви- ваемого противоугонным устройством крана, к усилию сопротивления ветровой нагрузки на кран в нерабочем состоянии и усилию сопротивления перемещению при уклоне пути, должен быть не менее 1,2. Усилие сопротивления ветровой нагрузки , укл н в у W W W Р + − = где W в.н. – ветровая нагрузка на кран в нерабочем состоянии, определяемая по рекомендациям ГОСТ 1451-77; W – усилие сопротивления передвижению при работе крана без груза, определяемое при коэффициенте реборд К р =1; W укл – усилие сопротивления перемещению при уклоне подкрановых путей, W укл =αG (здесь α – наклон крановых путей). При равномерном распределении нагрузки между захватами усилие нажа- тия плоских рабочих поверхностей клещевых захватов на головку рельса (рис. 82) Рис. 82. Схема противоугонного клещевого захвата 91 ) 2 ( zf k P N у = где Р у – общее усилие угона крана; z – число захватов на кране; f – коэффициент трения рабочей поверхности захватов о головку рель- са, принимаемый по данным табл. 3. Таблица 3 Значение коэффициента трения f Поверхность трения Материал элемента Твердость f Насечка острая Сталь 65, 60С2, У8А, У10А HRC≥56 0,3 Насечка притупленная 0,18 Без насечки Сталь Ст3, Ст5, 45 HRC≤360 0,15 Имеющиеся на кране тормозные устройства должны быть проверены на усилие, удерживающее кран без груза от угона при действии ветровой нагрузки в рабочем состоянии при коэффициенте запаса торможения k 1 не менее 1,15. В этом случае тормозной момент, развиваемый тормозом, должен быть не менее ( ) , 2 1 1 W W W u z D k М укл р в м м к х Т − + = η где W в.р. – предельная ветровая нагрузка на кран в рабочем состоянии; z 1 – число тормозов на механизме передвижения. По правилам Госгортехнадзора перегрузочные краны и козловые краны с раздельным приводом механизма передвижения при пролете более 40 м должны быть снабжены ограничителями перекоса автоматического действия, предот- вращающими чрезмерно большие перекосы, которые могут возникнуть при нарушении нормальной работы механизма передвижения. При возникновении опасного перекоса эти устройства или останавливают кран, или снижают скорость движения «забежавшей» опоры, или увеличивают скорость «отставшей» опоры. Принцип действия ограничителей перекоса основан на измерении разности пути, пройденного приводными колесами обеих опор крана, или на измерении дефор- мации металлоконструкции крана при «забеге» одной из опор. При работе нескольких кранов на одних путях во избежание их столкнове- ния используют излучатель, установленный на одном из кранов. При определен- ном сближении кранов луч от излучателя попадает на приемник фотоэлемента, установленного на другом кране. При этом в фотоэлементе возникает ток, воздей- ствующий на цепь управления механизмами передвижения кранов, что вызывает выключение двигателей и торможение кранов. Аналогичные устройства приме- няют с использованием электромагнитных излучателей. Для определения уклона рабочей площадки и проверки точности установ- ки крана на выносных опорах стреловые, самоходные и прицепные краны (за ис- ключением работающих на рельсовых путях) снабжают указателями угла наклона крана - креномерами . На кранах, имеющих не огражденные троллейные провода, установленные на кранах, должны быть предусмотрены приспособления (выклю- |