Современные грузоподъемные краны на рельсовом ходу оснащаются целым набором технических средств, которые работают в связке, чтобы исключить риск схода с рельсов, столкновений, повреждений и травм оператора. Эти устройства можно разделить на условные три уровня защиты: системы предотвращения аварийных ситуаций, средства смягчения последствий при отказе первых, и, наконец, ограничители, полностью блокирующие движение.
В этой статье вы узнаете:
- Что такое концевые выключатели и их разновидности.
- Как работают буферные устройства и их типы.
- Зачем нужны противоугонные устройства и какие они бывают.
- Как устроены тупиковые упоры и их разновидности
Концевые выключатели
Концевой выключатель – это предохранительное устройство, которое автоматически отключает привод механизма передвижения, когда кран (или его тележка) достигает допустимой границы пути. Чувствительный элемент выключателя механически взаимодействует с внешним упором, размыкая электрическую цепь.
Концевик настроен так, чтобы сработать на расстоянии, равном минимум половине пути торможения механизма – это позволяет остановить кран плавно, без удара. Такие выключатели применяются не только для ограничения хода крана, но и для других механизмов (подъема, вылета стрелы и т.д.)
На кранах применяются два основных типа концевых выключателей:
- Рычажные – их чувствительный элемент (рычаг с роликом) механически взаимодействует с внешним упором или отводной линейкой. При наезде ролика на препятствие рычаг отклоняется, и контакты размыкаются.
- Приводные (шпиндельные) – соединяются с одним из вращающихся валов механизма и срабатывают после заданного числа оборотов. Их используют там, где установка рычажного выключателя затруднена, а также для ограничения не только хода, но и крайних положений крюка (верхнего и нижнего).
Как работает отводная линейка (для рычажных выключателей)
Отводные линейки – это металлические планки или профили, закрепленные на подкрановом пути перед тупиковыми упорами. В нормальном положении рычаг выключателя замкнут – кран движется свободно. При приближении к концу пути ролик наезжает на скошенный конец линейки, которая плавно отклоняет рычаг. При достижении определенного угла цепь двигателя размыкается, и кран остановится до столкновения с тупиковым упором.
Буферные устройства
Буферные устройства служат последним активным звеном защиты перед тем, как кран (или тележка) достигнет тупикового упора. Их основная задача – принять на себя кинетическую энергию в момент столкновения, если штатные тормоза или концевой выключатель не сработали. Буфер гасит удар, снижает риск повреждения металлоконструкции и предотвращает сход с рельсов.
Классификация буферных устройств по месту установки
- Подвижные буферы крепятся к концевым балкам мостового крана или на боковых сторонах рамы грузовой тележки. Они перемещаются вместе с краном.
- Неподвижные буферы жестко монтируются в концах крановых путей (на тупиковых упорах или отдельных стойках).
- Комбинированные буферы – это совокупность подвижных и неподвижных элементов, работающих в паре.
По направлению восприятия удара
- Односторонние буферы устанавливаются на концах крановых путей или на самом мосту крана – они работают только при движении в одну сторону.
- Двусторонние буферы монтируются, как правило, на грузовых тележках и могут воспринимать удар с обеих сторон, заменяя два односторонних.
Типы упругих элементов буферного устройства
- Резиновые – просты по конструкции, обладают малой отдачей (после остановки кран не отбрасывает назад). Могут быть выполнены из монолитной резины или набора резиновых листов.
- Пружинные – кинетическая энергия переходит в энергию сжатой пружины. Недостаток: после остановки кран получает резкую отдачу (пружина распрямляется).
- Пружинно-фрикционные – разновидность пружинных, где дополнительное трение гасит часть отдачи.
- Гидравлические – наиболее компактны, энергоемки и практически не дают отдачи.
Особенности гидравлических буферов
В гидравлическом буфере энергия удара расходуется на дросселирование жидкости через кольцевой зазор в днище поршня. По мере перемещения поршня площадь зазора меняется (за счет переменного сечения штока), поэтому сопротивление движению остается практически постоянным, а поршень движется равномерно замедленно.
В качестве рабочей жидкости при обычных температурах используется веретенное масло, а при низких – смесь технического спирта с глицерином. Внутри буфера имеется возвратная пружина, которая не только возвращает поршень в исходное положение после удара, но и обеспечивает плавный разгон поршня до скорости соударения. Усилие сопротивления можно регулировать.
Противоугонные устройства (ПУ)
Главная задача подобных устройств — надежно удерживать кран на рельсах в ветреную погоду, когда техника не работает.
Особенности для разных типов кранов:
- Опорные краны иногда могут обходиться без ПУ. Это допускается, если штатные тормоза механизма передвижения обеспечивают коэффициент запаса удерживающей силы не менее 1,2 при ветровой нагрузке.
- Козловые краны — это высокие сооружения с большой парусностью. Даже мощные тормоза ходовой части часто не справляются с давлением ветра, и случаи сдвига крана — не редкость. Поэтому козловые краны в обязательном порядке оснащают противоугонными рельсовыми захватами. Их монтируют на металлоконструкции ходовых тележек, напротив тупиковых упоров.
Виды противоугонных устройств:
- Механические изготавливаются в виде захватов с электроприводом или в виде эксцентриковых приспособлений, которые затягиваются самостоятельно (самозатягивающиеся).
- Автоматические признаны наиболее надежными и перспективными. Они активируются либо при отключении напряжения на кране, либо когда скорость ветра превышает допустимый предел.
- Полуавтоматические. Такое устройство состоит из рельсового захвата и клинового упора и может применяться на любых типах кранов без доработок самого оборудования.
Тупиковые упоры
Тупиковый упор — это элемент рельсового пути, который устанавливается в его концевой части. Его прямое назначение — в аварийной ситуации предотвратить падение крана или его сход с направляющих.
Типы тупиковых упоров по принципу действия:
- Ударного типа: Останавливает кран за счет того, что буфер крана сталкивается с амортизатором упора, который поглощает кинетическую энергию удара. Этот вариант предпочтителен для тяжелых и сверхтяжелых мостовых кранов, а также для козловых и портальных кранов, у которых рабочая зона находится между опорами (без большого выноса противовеса).
- Безударного типа: Здесь торможение происходит мягче — ходовое колесо крана наезжает на накатную горку упора, преодолевая подъем и теряя энергию. Такой способ щадит механизмы и подходит для кранов с компенсирующим противовесом (например, башенных, портовых), а также для лёгких и средних мостовых кранов грузоподъемностью до 20 тонн, кран-балок и тельферов. Отсутствие жёсткого удара увеличивает срок службы упора.
- Комбинированного типа: Последовательно сочетает оба принципа — сначала колесо преодолевает накатную горку, а затем буфер крана встречается с амортизатором.
Монтаж и эксплуатационные требования:
Тупиковые упоры (чаще рельсовые, накладные) устанавливаются сверху на рельс на расстоянии 0,5–1 метра от его торца на каждом конце рельсового пути.
Компания LS GROUP при поставке грузоподъемного оборудования на объект заказчика сопровождает его полным пакетом документации: паспортом изделия, технической документацией и руководством по эксплуатации. Это гарантирует правильный монтаж, безопасную эксплуатацию и долговечность оборудования.
Важнейшее условие: упоры должны гарантированно остановить кран даже в самых неблагоприятных сценариях, а именно когда:
- Скорость передвижения крана достигает 0,5 м/с (если нет авт. остановки) или 50% от максимальной (если есть автоматическая остановка).
- Кран загружен номинальным грузом, причем грузозахватный орган находится в крайнем верхнем положении.
- Ветровая нагрузка, направленная по ходу движения, и уклон пути максимальны (по паспорту крана).
Идеальная последовательность срабатывания защиты
Представим, что мостовая тележка движется к концу рельсового пути по ошибке оператора или в результате отказа тормоза. Штатная цепочка безопасности выглядит так:
- Срабатывает концевой выключатель.
Цепь двигателя размыкается, привод отключается. Тележка останавливается плавно, не доезжая до края – это нормальный режим. - Если концевик не сработал (обрыв, залипание контактов, сбитая настройка), тележка продолжает движение. Первым препятствием становится буферное устройство. Удар смягчается, кинетическая энергия гасится. Конструкция не повреждается, кран остается на рельсах.
- Если буфер изношен, неверно рассчитан или скорость слишком велика, тележка доезжает до тупикового упора.
Упор (ударный, безударный или комбинированный) полностью блокирует дальнейшее движение, не давая тележке сойти с рельсов. Это последний рубеж, который работает всегда – даже при отказе всех активных систем.
Дополнительно, для кранов на открытом воздухе, противоугонные устройства работают постоянно в нерабочем состоянии, автоматически фиксируя кран на рельсах и не допуская его «угона» ветром.
Такой комплексный подход – от электронных концевиков до пассивных упоров – обеспечивает многоуровневую защиту, где отказ одного звена не приводит к катастрофе.
Подробнее на сайте.