Устройства безопасности при эксплуатации основных грузоподъемных машин
При проектировании строительных машин и механизмов необходимо предусмотреть применение защитных устройств или устройств, исключающих возможность контакта человека с опасной зоной. Такого рода устройствами являются средства защиты работающих, используемые для предотвращения или уменьшения воздействия на работающих опасных и вредных производственных факторов. Средства защиты можно классифицировать на две большие группы: а) коллективные, обеспечивающие безопасность строительных машин и оборудования; б) индивидуальные, обеспечивающие безопасность производственных процессов.
Все применяющиеся защитные устройства в строительных машинах можно разделить на следующие основные группы: оградительные, предохранительные, блокирующие, сигнализирующие, а также системы дистанционного управления строительными машинами и специальные устройства.
Общими требованиями к средствам защиты являются: максимальное снижение опасностей и вредностей на рабочих местах; учет индивидуальных особенностей оборудования, инструмента, приспособлений или технологических процессов, для которых они предназначены: надежность, прочность, удобство обслуживания машин и механизмов в целом, включая средства защиты.
Оградительные устройства — средства защиты, препятствующие попаданию человека в опасную зону. Оградительные устройства применяют для изоляции систем привода машин и агрегатов, ограждения токоведущих систем; ограждаются также рабочие зоны, расположенные на высоте. Конструктивные решения оградительных устройств разнообразны. Они зависят от вида строительной машины, расположения человека в рабочей зоне, специфики опасности и вредности. Оградительные устройства делят на три основные группы: стационарные (несъемные, подвижные (съемные) и переносные.
Стационарные ограждения лишь периодически демонтируют для выполнения вспомогательных операций (смены рабочего инструмента, смазки, проведения контрольных измерений и т. п.). Такое ограждение может быть полным, когда локализуется опасная зона вместе с самой машиной, или частичным, когда изолируется только опасная зона машины. Примерами полного ограждения являются ограждения распределительных устройств электрооборудования, корпуса электродвигателя и т. д.
Подвижное (съемное) ограждение представляет собой устройство, сблокированное с рабочим органом машины или механизма, вследствие чего оно закрывает доступ в рабочую зону при наступлении опасного момента. В остальное время доступ в указанную зону открыт.
Переносные ограждения являются временными. Их используют при ремонтных и наладочных работах для защиты от случайных прикосновений к токоведущим частям, а также от механических травм и ожогов. Кроме того, их применяют на постоянных рабочих местах сварщиков для защиты окружающих от воздействия электрической дуги и ультрафиолетовых излучений.
В качестве материала ограждений используют металлы, пластмассы, дерево. Чтобы выдерживать нагрузки от случайных воздействий, ограждения должны быть достаточно прочными и хорошо крепиться к фундаменту или частям машины.
Приборы и устройства безопасности. Предохранительные защитные средства предназначены для автоматического отключения агрегатов и машин при отклонении какого-либо параметра, характеризующего режим работы оборудования, за пределы допустимых значений. Таким образом, необходимым условием безопасной эксплуатации грудоподъемных кранов и других строительных машин является оснащение их устройствами и приспособлениями, ограничивающими возможность возникновения опасных ситуаций.
Приборы и устройства безопасности по их назначению можно подразделять на следующие: 1) ограничители движения (высоты подъема груза, передвижения крана, вращения крана, вылета стрелы, вылета грузовой каретки); 2) устройство, обеспечивающее устойчивость машин (ограничители грузоподъемности и грузового момента, противоугонные захваты, выносные опоры); 3) приборы, сигнализирующие состояние устойчивости (анемометры, указатели вылета стрелы, указатели кранов); 4) приборы освещения и сигнализации (указатель приближения к ЛЭП, приборы звуковой сигнализации).
Ограничитель передвижения башенного крана предназначен для остановки его в конце подкранового пути. На кронштейне 3 (рис. 15.3) рамы ведущей ходовой тележки крана монтируют рычажный концевой выключатель 4. При подходе крана к концу пути рычаг 2 этого выключателя находит на упор 1, электрическая цепь управления электродвигателем передвижения разомкнется и кран остановится. Упор 1 располагают между рельсами или около рельса снаружи. На случай неисправности концевого выключателя на концах рельсовых ниток предусматривают тупики 5 с амортизирующими упорами 6 из резины и древесины.
Рис. 15.3. Устройства безопасности на ходовой тележке башенного крана и на подкрановом пути
Ограничители грузоподъемности предназначены для автоматического отключения механизма подъема груза, если масса поднимаемого груза на крюке при данном вылете стрелы будет превышать установленную грузоподъемность для этого вылета на 10%. Точность срабатывания ограничителей должна быть до 3%. Кроме того, они не должны реагировать на кратковременные импульсы продолжительностью до 0,8 с. Ограничители грузоподъемности применяют на кранах, имеющих постоянную грузоподъемность при любом вылете стрелы, и большей частью включаются в систему грузового полиспаста.
По принципу устройства ограничители грузоподъемности подразделяют на механические, гидравлические, электрические и комбинированные. Рычажный ограничитель (рис. 15.4) включается в систему грузового каната 1, который, огибая направляющие блоки 2 и 8, воздействует результирующей силой Р от натяжения каната на качающийся вокруг точки 0 блок 9. Усилие Р уравновешивается передвигающимися противовесами 3. При перегрузке крана более 10% рычаг 4 поднимается в положение 5,
упором 6 он давит на рычаг конечного выключателя 7, что приводит к разъединению цепи управления электродвигателем грузовой лебедки. Пружинный ограничитель работает на том же принципе, но вместо груза имеет пружину.
Рис. 15.4. Схемы рычажного ограничителя грузоподъемности
При работе на кранах работа должна прекращаться при скоростном напоре ветра свыше 250 Па. Напор ветра в районе работы крана определяет крановщик по анемометру (ветрометру). Согласно правилам эксплуатации, башенные и портальные краны должны иметь ветрометры, автоматически включающие сирену при достижении скорости ветра, при которой прекращается работа крана. Ветрометры устанавливают на крыше кабины, на головке крана или на консоли противовеса в месте, доступном для обдувания ветром, т. е. где нет аэродинамической тени.
Принципиальная схема устройства генераторного ветрометра представлена на рис. 15.5. Лопасти датчика скорости ветра 1, вращаясь под давлением ветра, передают вращение ротору генератора 2. Выработанный этим генератором ток снижается до необходимой величины силы тока сопротивлением 3 и поступает в миллиамперметр 4, у которого шкала протарирована на давление или скоростной напор ветра (в данном случае использован принцип преобразования ветровой нагрузки в электрическое напряжение). Ветрометр соединяется с сигнально-командным устройством, которое включает сигнальные и аварийные средства на кране при опасном воздействии ветрового напора. В дополнение к ветромерам краны на рельсовом ходу снабжают специальными рельсовыми захватами.
Рис. 15.5. Схема генератора ветрометра
При переменном вылете стрелы изменяется угол ее наклона. Следовательно, допускаемую при этом угле грузоподъемность крана определяют по указателю вылета стрелы (рис. 15.6). Для этого на стреле 2 устанавливают в свободно подвешенном состоянии стрелку 1 и прикрепляют шкалу 3. При изменении стрелой угла наклона стрелка остается всегда в вертикальном положении (как отвес), а шкала совместно со стрелкой также поворачивается. В зависимости от угла наклона стрелы стрелка указывает на шкале, проградуированной в тоннах, допускаемую массу поднимаемого груза.
Рис. 15.6. Схемы указателя вылета стрелы, устанавливаемого:
а — на стреле; 6 — в кабине
Для удобства за наблюдением вылета стрелы шкалу 1 помещают в кабине крановщика. В этом случае стрелка 1 приводится в движение от стрелы 3 с помощью рычага 4. Шкала свободно вращается на оси, уравновешенной грузом 5. Все стреловые, самоходные и прицепные краны должны иметь приборы, автоматически сигнализирующие о величине наклона крана в поперечном и продольном направлениях, — креномеры. Их устанавливают, как правило, с использованием принципа сообщающихся сосудов, наполненных незамерзающей жидкостью — антифризом. При отклонении крана от вертикального положения такой сосуд, опорожняясь, отключает электромотор крана и тем самым останавливает его, предотвращая опрокидывание.
studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.006 с) .
Книга: Обеспечение безопасной эксплуатации механизмов подъема грузоподъемных машин
Навигация: Начало Оглавление | Другие книги | Отзывы:
4. Приборы и устройства безопасности
Главным назначением приборов и устройств безопасности является обеспечение безаварийной и надежной работы ГПМ, удобство их обслуживания и повышение производительности труда. Для обеспечения безопасности эксплуатации широко используются средства коллективной защиты: сигнализация, предохранительные ограничители и тормозные устройства, а также противопожарное оборудование и средства защиты от поражения электрическим током [7, 8].
Основные требования, предъявляемые к приборам и устройствам безопасности:
· прочность, надежность и безотказность прибора в работе;
· простота ремонта и регулировки;
· небольшие габариты и масса;
· автоматическое выключение, а затем включение механизмов вне зависимости от продолжительности остановки ГПМ;
· отсутствие возможности в переключениях или специальной регулировке в связи с изменениями режима работы ГПМ или нагрузки;
· возможность применения приборов различных конструкций.
Для безопасной эксплуатации механизма подъема устанавливаются следующие приборы и устройства безопасности:
· Ограничители грузоподъемности (грузового момента) предназначены для обеспечения безопасности работы ГПМ в случаях поломок отдельных элементов и механизмов от перегруза. Они автоматически выключают механизмы подъема груза и изменения вылета стрелы в случае подъема груза, масса которого превышает допустимую грузоподъемность (для данного вылета). Превышение грузоподъемности может быть не более чем на 10% для стреловых, башенных и железнодорожных кранов, на 15% для портальных кранов и на 25% для кранов мостового типа. После срабатывания ограничителя грузоподъемности должна быть возможность опускания груза или включение других механизмов для уменьшения грузового момента.
Ограничители грузоподъемности бывают:
— Механического типа (ОГБ-2; ОГБ-3, ОНК-М). Они устанавливаются на кранах с неизменной длиной стрелы и состоят из датчика усилия, датчика угла; блока управления и панели сигнализации. Работа ограничителя основана на принципе сравнения усилия, измеряемого датчиком усилия, установленном в стрелоподъемном механизме, с предельно допустимой величиной усилия, задаваемой датчиком угла, который связан со стрелой. Если рабочее усилие превысит предельно допустимое для данного вылета, происходит срабатывание ограничителя, т.е на панели сигнализации загорается красная лампочка и подается команда на исполнительный механизм, который отключает механизмы подъема груза и опускания стрелы.
— Микропроцессорные. Обладают большими техническими и информационными возможностями. Эти приборы в комплексе позволяют выполнять несколько функций безопасности, таких как ограничение грузоподъемности, ограничение перемещений конструкций крана вблизи ЛЭП и различных препятствий, регистрировать в блоке памяти параметры работы ГПМ. Наибольшее распространение получили следующие типы приборов: ОНК-140; ОНК-160; ОГМ-240. Принцип действия ограничителя основан на последовательном опросе и преобразовании аналоговых сигналов с датчиков первичной информации в цифровой код, определение угла наклона и длины стрелы, расчете цифровыми методами вылета, высоты подъема и фактического веса груза с последующим сравнением с предельно допустимыми значениями, заложенными в память ограничителя в виде грузовых характеристик. Выбор грузовой (защитной) характеристики, т.е. соотношение между весом груза и вылетом, производится ограничителем в зависимости от режима работы и вида стрелового оборудования. При превышении допустимой нагрузки при данном вылете формируются исходные команды управления блокировочными устройствами.
— Указатели грузоподъемности. У кранов, грузоподъемность которых меняется с изменением вылета стрелы, должен быть предусмотрен указатель грузоподъемности. Это устройство содержит шкалу (табло) со стрелкой, по которой крановщик может определить допустимую массу груза при данном угле наклона стрелы. Указатель должен быть отчетливо виден с рабочего места крановщика. У современных ГПМ указатель грузоподъемности, как правило, входит в состав микропроцессорного ограничителя грузоподъемности.
· Концевые выключатели. Концевой выключатель представляет собой аппарат с электрическими контактами, при размыкании которых прерывается цепь электродвигателя и тормозного привода непосредственно или при помощи вспомогательной цепи управления. Концевые выключатели подразделяются на рычажные и шпиндельные. Рычажные выключатели обеспечивают одностороннее ограничение; для двустороннего ограничения требуется два выключателя. Выключатель срабатывает от прикосновения рычага с упором движущегося механизма. Шпиндельные выключатели соединяются с вращающимися валами механизмов и применяются для двустороннего ограничения.
Концевые выключатели устанавливаются на ГПМ для защиты перехода механизмов за предельные положения. Некоторые краны не могут начать движение на первой позиции (скорости) контроллера. Поэтому дальнейшее движение в том же направлении допускается для механизма передвижения мостового крана при подходе к посадочной площадке с наименьшей скоростью, допускаемой электрической схемой. В этом случае под наименьшей скоростью следует понимать минимальную скорость движения, допускаемую электрической схемой управления после трогания крана с места.
· Ограничитель механизма подъема груза или стрелы. Представляет собой концевой выключатель с ограничительной скобой (КВ), установленный не менее 200 мм от крайнего верхнего положения грузозахватного органа. При упоре крановой подвески в ограничительную скобу включается КВ и движение грузозахватного органа вверх прекращается. Механизм подъема грузозахватного органа будет работать только на опускание. Если при установке КВ на ГПМ будет уменьшено расстояние между крюковой подвеской и рычагом КВ, то при подъеме груза КВ, из-за инертности пружины может не сработать и канат подтянет крюковую подвеску до упора и может произойти обрыв и падение крюковой подвески (груза) в зоне работы.
Если по условиям эксплуатации требуется опускать груз ниже уровня указанного в паспорте, то в механизме подъема устанавливается ограничитель нижнего положения крюковойподвески (отключает механизм при условии намотки 1,5 витков каната на барабан).
· Другие устройства безопасности:
У ГПМ с электроприводом должна быть предусмотрена защита от падения груза и стрелы при обрыве любой из трех фаз питающей электрической сети. Такая защита обеспечивается, как правило, применением в механизмах тормозов нормально замкнутого типа, которые автоматически срабатывают при обрыве фаз или отключении электропитания. В наиболее ответственных случаях используется устройство защиты от обрыва фаз (УЗОФ).
У стреловых кранов с гибкой подвеской стрелы (с помощью стреловых канатов) должны быть установлены упоры или другие устройства, предотвращающие запрокидывание стрелы. Башенные краны должны быть оснащены такими устройствами в случае, если при минимальном вылете угол наклона стрелы превышает 70°.
Оградительные средствазащиты применяют для исключения доступа к легкодоступным, находящимся в движении или под напряжением электрического тока частям ГПМ. Ограждают все виды передач (зубчатые, цепные и т. п.), соединительные муфты и барабаны, расположенные вблизи рабочего места крановщика или в проходах, валы механизма передвижения кранов и других систем (если последние расположены в местах, предназначенных для прохода обслуживающего персонала). Ограждению подлежат также открытые токоведущие части.
При эксплуатации ГПМ применяются, кроме того, системы сигнализации. Они могут быть двух типов. Это сигнальная окраска подвижных элементов грузоподъемного оборудования, габаритов транспортных проемов, перепадов в плоскости пола, ограждений, углов стен, люков, в полу, ступеней лестниц, а также звуковая предупредительная сигнализация на кранах, управляемых из кабин или с пульта.
Требования безопасности к электрооборудованию кранов. Электрооборудование ГПМ включает электродвигатели, механизмы и аппараты управления, системы освещения, отопительные приборы, а у кранов с электромагнитными грузозахватами – системы питания электромагнитов.
Подвод тока к электродвигателям может осуществляться при помощи троллеев, выполненных из стального проката или проволоки круглого сечения, гибких кабелей и кольцевых токоприемников (при питании вращающихся механизмов). Ограниченность применения гибких кабелей связана с тем, что их можно использовать лишь в машинах, перемещающихся на небольшие расстояния и с малой скоростью. Подача напряжения от внешней сети должна осуществляться через вводное устройство, с помощью которого можно снять напряжение. Так как в результате пробоя изоляции возможно появление напряжения на элементах конструкции, не находящихся под напряжением, их обязательно заземляют.
Спецификой систем заземления является использование в качестве заземляющих устройств подкрановых путей (там, где они имеют место) и специальных цепных устройств, скользящих у кранов на автомобильном ходу по земле или по дорожному покрытию. При восстановлении напряжения сети после очередного отключения электропитания используют специальную (нулевую) защиту.
Противопожарное оборудование. Во всех помещениях, где размещаются, технически обслуживаются, ремонтируются ГПМ, а также в кабинах крановщиков должны быть установлены углекислотные огнетушители.
Приборы безопасности пломбируются после изготовления, ремонта, наладки ответственными специалистами в целях исключения доступа и вывода приборов из строя посторонними лицами.