Охрана труда в условиях повышенной опасностиГрузоподъемные краны. Механизмы и аппаратура управления мостовыми кранами

Механизмы и аппараты управления мостовым краном

Требования, предъявляемые к механизмам и аппаратам управления, четко изложены в Правилах Госгортехнадзора, поэтому ниже приведены статьи 197, 198 и 199 указанных Правил.

«197. Аппараты управления краном должны быть выполнены и установлены таким образом, чтобы управление было удобным и не затрудняло наблюдения за грузозахватным органом и грузом, а направление движения рукояток, рычагов и маховиков было рациональным и по возможности соответствовало направлению вызываемых движений. Направление вызываемых движений должно указываться на этих механизмах и аппаратах в виде штампованных (литых) надписей и стрелок. Отдельные положения рычагов, рукояток или маховиков управления должны фиксироваться и иметь обозначения.
Кнопки для реверсивного пуска каждого механизма должны иметь блокировку, исключающую одновременное включение реверсивных контакторов».

«198. Пусковые аппараты ручного управления (контроллеры, рубильники), применяемые на кран-балках, управляемых с пола, должны иметь устройство для самовозврата в нулевое положение. При использовании в этих случаях контакторов удержание их во включенном положении должно быть возможным только при непрерывном нажатии на пусковую кнопку.
Подвеска аппаратов управления должна производиться на стальном тросике такой длины, которая позволяла бы лицу, управляющему механизмом, находиться на безопасном расстоянии от поднимаемого груза. При расположении аппарата управления ниже 0,5 м от пола он должен подвешиваться на крючок, укрепленный на этом тросике, на высоте от 1 до 1,5 м.»

«199. У кранов с электрическим приводом при контроллерном управлении включение контактора защитной панели должно быть возможно только в том случае, если все контроллеры находятся в нулевом положении.»

В металлургии и строительстве, в производственном цеху и на складе, на транспорте и в ремонтных мастерских, при работе с сыпучими и опасными грузами, для перемещения крупногабаритных грузов, неразборных узлов и многого другого применяются мостовые краны. Эта техника предназначена для интенсивной работы в самых разнообразных, порой, экстремальных условиях.

Для перемещения грузов по цеху, складу, иному производственному помещению служит мостовой кран. По проложенным по стенам подкрановым путям передвигается крановый мост с закрепленной на нем грузовой тележкой, осуществляющей подъем и опускание груза.

По конструкции моста краны разделяются на:

• Однобалочные. Мост состоит из одной балки двутаврового сечения, на концах которой установлены концевые балки с ходовыми колесами. В дополнение к основной грузовой тележке может устанавливаться дополнительная консольного типа. Краны этого типа отличаются небольшим весом, но и грузоподъемность у них, как правило, не превышает 10 т.
• Двухбалочные. Конструктивно мост составлен из двух жестких балок с концевыми балками, снабженными ходовыми колесами. Грузовая тележка помимо основного, может оснащаться и вспомогательными грузоподъемными механизмами. Этот тип кранов имеет большую грузоподъемность, управление осуществляется из кабины или дистанционно.

Схема мостового, подвесного крана

По типу крепления мостовые краны разделяют на 2 вида:

• Подвесные. Грузовая тележка перемещается по нижней плоскости балки моста.
• Опорные. Грузовая тележка перемещается по верхней плоскости опорной балки. Такая конструкция обеспечивает максимальную грузоподъемность.

Существует несколько типов мостовых кранов, отличных от традиционных, перемещающихся по параллельным подкрановым путям:

• Радиальный. Вращение крана осуществляется по кольцевому рельсу вокруг жестко закрепленной в центре рабочей площадки опоры.
• Хордовый. Передвижение осуществляется по кольцевому рельсу. В силу конструктивных особенностей, площадь обслуживаемого краном кольца меньше, чем у радиального при том же радиусе вращения.
• Кольцевой. Кран передвигается по двум кольцевым рельсам различного диаметра. Для исключения проскальзывания, ходовые колеса делают разного диаметра.
• Поворотный. Мост крана равен диаметру кольцевого рельса, по которому происходит перемещение. В отличие от радиального, отсутствует центральна опорная балка, и кран может выполнять погрузо-разгрузочные работы в любой точке внутри окружности, ограниченной подкрановыми путями.

Помимо основного рабочего инструмента, крюка, кран может быть оснащен грейфером, магнитным захватом.

Устройство мостового крана

Общее устройство мостового крана состоит из одно- или двухбалочного моста, перемещающейся по нему грузовой тележке. Как на мосту, так и на тележке установлено необходимое электрооборудование и механические узлы. Управляется механизм из подвесной кабины или с пульта, при нахождении оператора на полу цеха или вне рабочей площадки.

Монтаж подкрановых путей может осуществляться как на свободностоящей крановой эстакаде, так и с использованием пола, колонн, стропильных ферм цеха.

На фото устройство мостового крана


Далее рассмотрим устройство различных механизмов мостового крана.

Тормозная система

Для удержания груза или контроля скорости его перемещения (спускной тормоз), остановки передвижения моста крана или грузовой тележки (спускной тормоз) служит тормозная система. Традиционно в подъемных механизмах используются замкнутые (закрытые) тормоза, блокирующие движение в нормальном состоянии. При нажатии на педаль или рукоять, механизм растормаживается. При аварийной ситуации, в случае поломки или остановки какого-либо узла крана, такой тормозной механизм автоматически срабатывает.

Более плавное и быстрое торможение обеспечивают колодочные тормоза.

В случае если перемещение грузовой тележки осуществляется со скоростью, не превышающей 32 м/мин, необходимости в тормозной системе нет, т.к. потери на трение в подшипниках колес и при качении по рельсам обеспечивают устойчивое замедление.

Этот путь, который прошла тележка до полной остановки с момента начала торможения называется путем торможения.

Механизмы подъема

На крановой тележке расположен механизм подъема и опускания груза. В дополнение к основному, могут использоваться один или два вспомогательных механизма, грузоподъемность которых меньше грузоподъемности основного в 3-10 раз в зависимости от класса крана.

Составными частями любого из них являются:

• Приводной электродвигатель.
• Трансмиссионные валы.
• Редуктор.
• Грузовые тросы с барабаном для намотки.

Схема подъемного механизма мостового крана


Для работы с грузами более 80 т используется дополнительный редуктор или понижающая зубчатая передача.
Для повышения тягового усилия применяется полиспаст, наиболее распространенной разновидностью которого является сдвоенный кратный. Благодаря ему трос наматывается равномерно на барабан с обоих концов, тем самым позволяя сбалансировать нагрузку на опоры барабана и всю пролетную часть моста.

Подкрановые пути

Назначение подкрановых путей – обеспечить равномерное распределение веса мостового крана на фундамент и перемещение крановой балки по этим путям. Для опорных однобалочных кранов с небольшой грузоподъемностью в качестве направляющих используются обычные железнодорожные рельсы. Для механизмов грузоподъемностью 20 и более тонн используют специальные крановые рельсы. Основанием для них чаще всего является стальная двутавровая балка.

Учитывая вес самого крана и груза, а также скорость перемещения по подкрановым путям, к качеству их установки должны применяться повышенные требования, исключающие возможность схода крана с рельсов. Для того, чтобы предотвратить это, ширина колес должна превышать ширину используемых рельсов. Так, при использовании цилиндрических колес, их ширина должна быть больше ширины рельса на 30 и более мм. Для конических колес это значение должно быть не менее 40 мм.

Укладка рельсов должна производиться с тепловым зазором, а также обеспечиваться перепад высот на них не более 2 мм. При больших значениях возникает сильная ударная нагрузка на колеса.

В случае подвесного мостового крана, устройство кранового пути представляет собой закрепленную на стропильных фермах помещения балку, чаще всего двутавровую, грузовая каретка при этом перемещается по нижней плоскости этой балки (подвешивается к ней).

Электрообрудование

К электрооборудованию мостовых кранов предъявляются особые требования, среди которых режим работы, при котором в течение часа может производиться до нескольких сотен кратковременных включений и выключений, перегрузки, возникающие при разгоне и торможении крановой тележки и самого крана, изменение скоростей передвижения.

Перемещение моста и грузовой тележки, манипуляции с грузом обеспечивает основное электрооборудование мостового крана.

К электрооборудованию относятся:

• Электродвигатели. Устанавливаются 3 или 4 двигателя, 2 из которых смонтированы на тележке для осуществления подъема/опускания груза, перемещения ее по балке моста, и 1 или 2 двигателя обеспечивают перемещение балки крана по подкрановым путям.
• Управляющая аппаратура (реле, контроллеры, пускатели и т.д.).
• Устройства электрозащиты (предохранители, автоматические выключатели и т.д.).
• Устройства, обеспечивающие работу тормозной системы крана.

Электросхема мостового крана

К вспомогательному электрооборудованию относятся осветительные приборы, системы отопления кабины, звуковая и проч. сигнализация, и т.п.

Электропитание крана обеспечивается двумя способами:

Троллейная линия. Чаще всего используется с кранами большой грузоподъемности. Для обеспечения безопасности, троллейная шина должна располагаться на высоте минимум 3.5 м от пола и не менее 2.5 метров до настила моста. Грузовая тележка получает питание от собственной троллейной линии, смонтированной на балке моста.

Кабельная система. Это гибкий электрический кабель, для предотвращения повреждения которого при перемещении крана или тележки используются каретки для подвешивания.

Мостовой кран () состоит из одной или двух главных балок моста 11, имеющего возможность перемещения на ходовых колёсах 3, которые установлены в концевых балках 4, по подкрановым путям 2, уложенным на выступах верхней части стены или колонн цеха (эстакады).

Рисунок 2.1 – Общий вид мостового крана:
1 – кабина машиниста (крановщика); 2 – подкрановый путь; 3 – ходовое колесо; 4 – концевая балка; 5 – гибкий кабель для токоподвода к тележке крана; 6 –механизм вспомогательного подъёма груза; 7 – механизм главного подъёма груза; 8 – крановая тележка; 9 – трос для подвески гибкого кабеля; 10 – площадка для обслуживания троллей; 11 – главная балка моста; 12 – механизм передвижения тележки; 13 – механизм передвижения крана.

По нижнему (подвесной кран) или по верхнему (опорный кран, отличающийся большей грузоподъёмностью) поясу балок моста поперёк пролёта цеха передвигается крановая тележка 8, снабжённая механизмом подъёма груза с грузозахватным элементом. В зависимости от назначения крана на тележке могут размещаться различные типы механизмов подъёма или два механизма подъёма, один из которых является главным 7, а второй, меньшей грузоподъёмности, – вспомогательным 6.

Механизм передвижения крана 13 установлен на мосту крана; механизм передвижения тележки 12 – непосредственно на тележке. Управление всеми механизмами осуществляется из кабины 1, установленной под мостом крана, или посредством пульта дистанционного управления с пола (реже).

Ток для питания электродвигателей подаётся по троллеям, закреплённым на стене здания, которые обычно изготовляют из прокатной стали углового профиля. Для подачи тока на кран применяются токосъёмы скользящего типа, прикрепляемые к металлоконструкциям крана, башмаки которых скользят по троллеям при перемещении моста крана. Для обслуживания троллеев на кране предусматривается специальная площадка 10.

Для осуществления токоподвода к двигателям, расположенным на тележке, обычно используются троллеи, изготовляемые из круглой или угловой стали. Для их установки требуются специальные стойки на площадке, идущей вдоль главной балки. В последних конструкциях мостовых кранов токоподвод к тележке осуществляется с помощью гибкого кабеля 5. В этом случае между двумя стойками, установленными около концевых балок, натягивается трос 9, к которому на специальных подвесках подвешен по спирали гибкий кабель, складывающийся при подходе тележки к одному концу моста, а при подходе тележки к другому концу моста – растягивающийся с небольшим провесом. Применение гибкого токоподвода упростило конструкцию, повысило надежность эксплуатации и снизило массу крана, так как позволило отказаться от стоек и площадки для их размещения и обслуживания.

Основными параметрами мостового крана являются:

• грузоподъёмность – максимальная масса груза, на подъём и перемещение которой кран рассчитан в заданных условиях эксплуатации. В величину грузоподъёмности включается масса съёмных грузозахватных приспособлений и тары, используемых для перемещения груза;
• пролёт – расстояние по горизонтали между осями рельсов кранового пути, характеризующее величину зоны, обслуживаемой краном;
• высота подъёма – расстояние от уровня стоянки крана до грузозахватного органа, находящегося в верхнем положении;
• глубина опускания – расстояние по вертикали от уровня стоянки крана до грузозахватного органа, находящегося в нижнем рабочем положении;
• база – расстояние между осями опор (ходовых тележек) крана, измеренное вдоль пути.

Группы классификации (режимы работ) грузоподъёмных кранов и машин (А 1 – А 8) и их механизмов (М 1 – М 8) определяются согласно Приложению 1 НПАОП 0.00-1.01-07 «Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов» и указываются в паспорте грузоподъёмного крана или машины.

Режим работы крана в целом зависит от класса использования (U 0 – U 9), который характеризуется величиной максимального числа циклов за заданный срок службы, и режима нагрузки (Q 1 – Q 4).

Режим работы механизма зависит от класса использования (Т 0 – Т 9), который характеризуется общей продолжительностью использования механизма, и режимом нагрузки (L 1 – L 4).

Режим нагрузки характеризуется величиной коэффициента распределения нагрузки, который определяется по формуле, приведенной в Приложении 1 НПАОП 0.00-1.01-07 «Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов» .

Перечень ссылок

1. НПАОП 0.00-1.01-07. Правила будови і безпечної експлуатації вантажопідіймальних кранів // Затв. Наказом Державного комітету України з промислової безпеки, охорони праці та гірничого нагляду 18.06.2007 №132.

Вопросы для контроля

1. Каково назначение основных механизмов и узлов мостового крана?

Краном мостового типа называется подъемный кран с грузозахватным устройством, подвешенным к грузовой тележке или тали, которые перемещаются по подвижной стальной конструкции (мосту). Благодаря своей конструкции мостовой кран может перемещать груз в любую точку рабочей площади ограниченной длинами подкрановой и пролетной балок.

Мостовой кран условно можно разделить на две основные группы элементов: механические узлы и электрооборудование , позволяющее управлять работой крана.

Механические узлы мостового крана

Мост крана , который также имеет другое название – пролётная балка – это несущая конструкция крана, предназначенная для движения по ней грузовой тележки. Мост крана состоит из одной или двух пролетных балок, соединенных с концевыми балками, которые в свою очередь могут передвигать всю конструкцию мостового крана по подкрановым балкам. На мосту крана могут располагаться одна или две грузовые тележки, на одном или двух независимых путях.

Или просто крановая тележка предназначена для перемещения и подъема груза вдоль пролета (пролетной балки мостового крана). Конструкция тележки представляет собой раму, сваренную из поперечных и продольных балок, которая опирается на ходовые колеса и имеет очень жесткую конструкцию. На раме тележки располагается подъемный механизм (вспомогательного и основного подъемов), механизм для передвижения самой тележки вдоль моста крана, токоприемник, а также устройства безопасности. На однобалочных мостовых кранах устанавливают таль или тельфер, двухбалочный кран оснащают грузовой тележкой.

Таль или тельфер – подвесное грузоподъёмное устройство с ручным или механическим приводом (обычно электрическим). Тали широко применяются как в качестве самостоятельного грузоподъемного механизма, так и в тележках однобалочных мостовых кранов.

Таль с электрическим приводом (тельфер) представляет собой лебедку с редуктором, электродвигателем, барабаном или звёздочкой, тормозом и крюковой подвеской. Различают тали стационарные и передвижные (механизированные), подвешенные к специальным тележкам, перемещающимся по подвесным монорельсовым путям.

Балка концевая является составной частью мостового крана и выполняет функции механизма передвижения моста крана по расположенными перпендикулярно подкрановым путям и одновременно служит в качестве опоры моста. Балка концевая состоит из корпуса, колесных блоков и мотор-редуктора. Балки концевые, входящие в состав крана мостового, принято называть комплектом концевых балок.

Подкрановый путь служит для перемещения мостового крана по подкрановой балке. Для мостового крана подкрановый путь может быть выполнен опорным (для опорных мостовых кранов) и подвесным (для подвесных мостовых кранов). В зависимости от этого подкрановый путь может быть двух типов: рельсовый или балочный. В качестве рельсов применяется квадратная или полосовая сталь, железнодорожные рельсы или специальные крановые рельсы.

Подкрановые балки – это основной несущий элемент крановой конструкции, воспринимающий и передающий крановые нагрузки на неподвижное основание и обеспечивающий безопасную работу крана на всем пути его передвижения. На подкрановой балке находится подкрановый путь. Подкрановые балки могут быть выполнены из металлических балок или железобетона. Подкрановые балки являются конструктивным элементом крановой эстакады.

– это глобальное инженерное сооружение, состоящее из опор и пролетного горизонтального строения, являющегося несущей конструкцией для мостового крана. Крановая эстакада может устанавливаться в производственном помещении или под открытым небом.

Крановая эстакада встроенного типа используется в производственных помещениях или цехах и устанавливается на опоры. В качестве опор могут быть использованы колонны цеха, на которых и устанавливаются подкрановые балки. Также крановая эстакада может иметь самостоятельную конструкцию. В этом случае в качестве опор используют колонны или фермы из металлоконструкций с фланцевым основанием.

На площадках открытого типа, под открытым небом, устанавливается открытая крановая эстакада. Колонны эстакады при этом устанавливаются на собственном фундаменте.

В соответствии с Правилами для удобного и безопасного обслуживания кранов, их механизмов и электрического оборудования, расположенных вне кабины, в конструкции мостовых кранов предусматривается устройство соответствующих галерей , площадок и лестниц .

По типу подвески моста крана мостовые краны делятся на опорные и подвесные .

Опорный мостовой кран – это кран, концевая балка которого опирается на рельсы подкранового пути, расположенные сверху подкрановой балки.

Подвесной мостовой кран – это кран, концевая балка которого крепится на подкрановый путь, расположенный на нижнем поясе тавровых или двутавровых подкрановых балок.

По количеству пролетных балок мостовые краны делятся на однобалочные и двухбалочные . В соответствии с этим мостовой кран имеет либо одну, либо две пролетные балки. Двухбалочные краны устойчивее, имеют более равномерное распределение нагрузок от груза и могут поднимать больший вес.

Кабина управления располагается на мосту крана в месте, обеспечивающем наилучший обзор и безопасность работы крановщика, чаще всего ее располагают по краям или в середине пролета моста крана. Иногда кабину управления подвешивают к грузовой тележке. В некоторых случаях для улучшения обзорности кабина имеет возможность автономно перемещаться вдоль пролета крана.

Электрооборудование мостового крана

Электрооборудование мостового крана разделяют на основное , обеспечивающее передвижение моста и грузовой тележки и подъем/опускание груза, и вспомогательное , выполняющее различные дополнительные функции, напрямую не связанные с основной работой крана.

Основное оборудование

• электродвигатели переменного тока;
• системы управления – контроллеры, контакторы, реле управления, магнитные пускатели, рубильники и прочая аппаратура, позволяющая осуществлять управление электродвигателями;
• электромагниты, электрогидравлические толкатели и другие устройства, обеспечивающие работу стопорных тормозов;
• автоматические выключатели, предохранители, реле тока и другие устройства электрической защиты;
• ограничители грузоподъемности, ограничители движения в крайних положениях и другие устройства механической защиты.

Вспомогательное оборудование

• дополнительное осветительное оборудование;
• приборы звуковой сигнализации;
• приборы обогрева (электропечь в кабине управления краном);
• измерительная аппаратура;
• дополнительная защита.

Электропитание механизмов

Подвод электропитания к элементам крана может осуществляться двумя способами: троллейными линиям или гирляндными кабельными системами.

В конструкцию мостового крана входят такие элементы электрооборудования, как электрошкаф, пульт управления, токопровод и др.

– это металлический ящик, в котором находится электрическое оборудование крана – контроллеры, контакторы, реле управления, магнитные пускатели, резисторы, частотные преобразователи, рубильники и прочая аппаратура, позволяющая осуществлять управление электродвигателями.

Управление мостовым краном может быть пультовым (оператор управляет краном при помощи пульта управления с пола) или из кабины управления, установленной на мостовом кране. В зависимости от этого мостовой кран может быть оснащен либо пультом управления, либо кабиной управления.

Пульт управления – это устройство для контроля и управления крановым оборудованием. Пульты управления подразделяются на подвесные пульты и пульты с радиоуправлением .

Подвесной пульт управления может иметь независимое передвижение вдоль пролетной балки, подвешен к электрошкафу или перемещаться совместно с крановой тележкой вдоль моста крана.

Пульт с радиоуправлением осуществляет управление краном по каналу радиосвязи и не связан с краном проводами.

Токопровод для мостового крана обеспечивет подачу электроэнергии от сети на движущийся кран, а также его механизмы. Токопроводы бывают двух типов – троллейный и гибкий.

Троллейный токопровод к мостовому крану осуществляется при помощи троллеев жесткого типа и токоприемников, скользящих по ним при движении крана. Но чаще всего, из-за простоты и удешевления конструкции используют токоподвод с гибким кабелем – гирляндный токопровод . Токопровод с гибким кабелем (гирляндного типа) часто применяют для питания грузовых тележек и обязательно – при работе кранов в пожаро- и взрывоопасных средах.

Уважаемые читатели! Сообщаем вам, что нашему университету продлён доступ на 2020 год к издательским коллекциям ЭБС Издательства «Лань»: «Математика - Издательство Лань» ; «Физика - Издательство Лань» ; «Инженерно-технические науки - Издательство Лань» ; «Информатика - ДМК Пресс» ; «Инженерно-технические науки - Издательство ДМК Пресс - Додэка-XXI»

Дополнительно, в рамках текущего договора, университету предоставлен доступ к произведениям , входящим в Базу данных отдельно от коллекций.

Узнать подробнее о возможностях ЭБС Вы можете в разделе: Электронно-библиотечные системы

Возобновление доступа к ЭБС «Ibooks»

Уважаемые читатели! С 1.02.2020 нашему университету предоставен доступ к Электронно-библиотечной системе «Айбукс.ру/ibooks.ru», в которой содержатся электронные версии учебных и научных изданий по профилю образовательной и научной деятельности университета. Доступ к электронным книгам осуществляется прямо на сайте электронно-библиотечной системы

Тестовый доступ к коллекции издательства «Златоуст»

Подробности Опубликовано 31.01.2020

Уважаемые читатели! C 3.02.2020 по 02.03.2020 нашему университету предоставлен бесплатный тестовый доступ к новой книжной коллекции издательства «Златоуст» на платформе ЭБС «Лань» . В коллекции представлены 198 книг из области знаний «Языкознание и литературоведение».

Издательство «Златоуст» специализируется на разработке учебных материалов по русскому языку как иностранному (РКИ). Является лидером в разработке и производстве новых учебных материалов для изучающих русский язык как иностранный.