Ограничители грузоподъемности стреловых кранов

Ограничители грузоподъемности стреловых кранов согласно Правил по кранам не должны допускать перегрузку более чем на 15% башенных (с грузовым моментом до 20т.м включительно) и портальных кранов, и более чем на 10% - остальных кранов. Для грузоподъемных машин, имеющих две или более грузовые характеристики, ограничитель должен иметь устройство для его переключения на выбранную характеристику.

Установка датчиков и блоков ограничителя грузоподъемности на стреловом

самоходном кране и упрощенная функциональная схема ограничителя показана на рис.7.33 и рис. 7.34, а развернутая структура - на рис.7.35.

Схемы конкретных ограничителей грузоподъемности в зависимости от типа крана могут существенно различаться между собой.

Грузовая характеристика стрелового крана (рис.7.36) представляет зависи-мость нагрузки на его рабочем органе (Q) от вылета груза (R) или Q = f(R). В ограничителе воспроизводится предельная грузовая характеристика Qпред = f(R) стрелового крана в виде функции отключения, определя­емой зависимостью между вылетом и массой груза, при которой подаются команды управления блокировочным устройствам крана. Эта характеристика воспроизводится с некоторым запасом (10-15% в зависимости от типа грузоподъемного крана) и называется характеристикой отключения. Для формирования в ограничителе грузоподъемности защитных характеристик крана, его грузовая характеристика преобразовывается в характеристику отключения ограничителя F = f(R), где F – усилие на датчике. В общем случае для стрелового крана характеристика отключения строятся для номиналь­ной нагрузки на крюке Qном и предельной нагрузки Qпред = 1,1 Qном (рис.7.36). При этом, в зоне, расположенной ниже кривой 1, ограничитель должен раз­решать работу крана, а выше кривой 2 - запрещать. В зоне между кривыми 1 и 2 возможно любое состояние ограничителя и крана. Эта зона используется на случай возникновения всевозможных погрешностей ограничителя, узлов его привязки к крану и разброса параметров последнего, в связи с чем функция отключения рассчитывается (проводится настройка ограничителя) на значение 1,05 Qном.

7-10

Для обеспечения защиты крана от опрокидывания и перегрузки, ограничитель грузоподъемности должен осуществлять непрерывное сравнение текущих значений

нагрузки на крюке с учетом его вылета с соответствующими значениями характе-ристики отключения. Контроль текущих значений нагрузки на крюке и его вылета осуществляется с использованием датчика нагрузки, а также датчиков, позволяющих установить вылет груза (датчика угла наклона стрелы и дат­чика длины телескопи­ческой стрелы). В некоторых типах ограничителей с использованием дополнитель-ных датчиков, учитывается наклон плат­формы крана.

Сигналы датчиков и данные о характеристиках (параметрах) отключения конкретных кранов, находящихся в запо­минающем устройстве, обрабатываются в бло­ке (функциональном узле) обработки данных. Результаты обработки выводятся на устройства индикации и отключения механизмов крана при превышении допу­стимых значений нагрузки.

Ограничители грузоподъемности, ориентированные для применения на различных типах кранов, содержат блок (функциональный узел) выбора характеристик от­ключения в соответствии с видом установленного кранового оборудования и режимом работы.

На структуру и конструктивные особенности ограничителей грузоподъемности стреловых кранов существенное влияние оказывает тип стрелы и способ ее подвески (решетчатая стрела с гибкой подвеской, телескопическая стрела с жесткой подвеской).

Для кранов с гибкой подвеской стрелы и башенных кранов контроль нагрузки

осуществляется с использованием датчика дина­мометрического типа, устанавливаемого в оттяжки стрелы, либо в ветви стрелового или грузового полиспаста посредством ме­ханических узлов, обеспечивающих приве­дение максимальных усилий к пределу контроля датчика нагрузки.

Текущая зависимость массы груза на крюке и усилия в месте установки датчика нагрузки (в оттяжках стрелы) с учетом параметров крана с гибкой подвеской стрелы может быть установлена исходя из расчетной схемы, представленной на рис.7.37,а, где символами Оп, Ог, Об и Ос обозна­чены соответственно: положение точки пересечения оси вращения крана с гори­зонтальной плоскостью, положение ого­ловка стрелы, положение барабана грузовой лебедки и положение оси пово­рота стрелы. Точками Оот и О'от обозначены: положение узлов закрепления оттяжек стрелы. С учетом того, что усилие в грузовом канате Sгк=, масса груза на крюке может быть выражена как (рис.7.38):

где:

Sгк – усилие в грузовом канате; F - усилие от ветрового воздействия на стрелу и груз, приведенное к оголовку стрелы; Pg - динамическое усилие, приведенное к оголовку стрелы;

S_от – усилие в месте установки датчика усилия; r_от – плечо силы S_от; Q_об, Q_к - массы крюковой обоймы и кана­тов, соответственно; g - ускорение силы тяжести; R –

7-11

вылет груза; а - расстояние по горизонтали между осями шарнира стрелы и поворотной платформы; L_c - длина стрелы; г_гк - плечо силы S_гк; - угол наклона

стрелы к горизонтали; - угол между проекциями вектора силы F и оси стрелы на горизонтальную плоскость; n - кратность полиспаста; - КПД блоков.

Для кранов с жесткой подвеской теле­скопической стрелы масса груза на крюке определяется исходя из давления в поршневой и штоковой полостях гидроцилиндра подъема стрелы с использованием соответствующих датчиков. Расчетная схема для определения соотношений массы груза и усилия в штоке гидроцилиндра подъема стрелы для этого случая изображена на рис.7.37,б, а соответствующая аналити-ческая зависимость представлена в виде (рис.7.38):

где: Рц - усилие в гидроцилиндре подъема; хс - расстояние между осью шарнира стрелы и ее центром тяжести; rц - плечо силы Рц.

Остальные обозначения в данной формуле такие же, как и в приведенной выше формуле для определения массы груза на крюке для кранов с гибкой подвеской стрелы.

В микропроцессорных ограничителях грузоподъемности с использованием программного обеспечения производится опрос сигналов датчиков, расчет массы поднимаемого груза и сравнение с заложенными в память прибора характеристиками отключения. Результаты отображаются на индикаторах и выдаются команды на отключения (переключения) в цепях управления приводов крана.

Современные ограничители грузоподъемности обеспечивают автома­тическую защиту крана (выбор точек характеристики отключения) и подачу команд в систему управления его исполнительными механизмами независимо от манипуляций, производимых стреловым обо­рудованием. При этом выбор характеристик отключения в зависимости от вида рабочего оборудования производится путем соответствующей установки условий работы.

В качестве дополнительных сигналов, используемых для автоматического выбора характеристик отключения, ис­пользуются сигналы концевых вы­ключателей полного или частичного выдвижения опор, секторов работы (над кабиной, назад, вбок), датчиков угла наклона платформы.

Аппаратная часть ограничителей грузоподъемности состоит из датчиков, контролирующих параметры крана, и вторичной аппаратуры.

Состав, количество и конструктивные особенности датчиков определяются типом ограничителя грузоподъемности и грузоподъемной машины. Ранее использовались динамометрические датчики нагрузки с потенциометрическими или иными преобразователями угла наклона и длины стрелы. В комплект современных микропроцессорных ограничителей грузоподъемности входят тензорезисторные датчики давления (усилия), а также потенциометрические датчики длины и угла с цифровыми выходными сигналами.

Ранее в блоках вторичной аппаратуры электронных ограничителей грузоподъемности использовались стрелочные индикаторы и сигнальные лампы накаливания, затем светодиодные и цифровые индикаторы, а также светодиодные сигнальные элементы. В современных многофункциональных ТСБ применяются

7-12

многострочные индикаторы, монохромные (рис.7.39) и цветные графические дисплеи (рис.7.40).

Дата добавления: 2014-01-07