книги из ГПНТБ / Коган И.Я. Безопасность работы на башенных кранах

зультате появления колебаний или каких-либо неисправностей крана, нарушений правил экс­ плуатации и т. д.

Нагрузки первой группы учитываются про­ ектировщиками, но, как правило, принимаются во внимание их средние значения. Действи­ тельные же значения могут изменяться в широ­ ких пределах даже при нормальных условиях работы крана. Практически имеют значение не только абсолютные величины нагрузок, но и ве­ роятность совпадения нагрузок, создаваемых разными механизмами крана. Эта вероятность достаточно велика, так как колебания крана и груза затухают медленно.

Вместе с тем динамические нагрузки, периодически меняющиеся во времени, не представляют сами по себе большой опасности для устойчивости и прочности крана, так как максимальные их значения достигаются только в короткие промежутки.

Для опрокидывания крана необходимо из­ вестное время. Если половина периода дейст­ вия динамической нагрузки меньше этого вре­ мени, то вызываемый ею толчок может приве­ сти к отрыву задних колес, но затем, если тол­ чок не обладает большой силой, крац вернется в первоначальное положение.

По исследованиям автора [2], динамическая нагрузка, достигающая 50% веса груза, соот­ ветствует статической перегрузке не более 16%. Поэтому, если при расчете устойчивости крана принята во внимание возможность пере­ грузки на 40%, динамические толчки для него практически не опасны.

В то же время систематическое действие динамических нагрузок приводит к быстрым усталостным разрушениям плохо выполненных

30

сварных соединений, в которых имеются места концентрации напряжений (кратеры швов, резкие переходы, подрезы основного металла, плохой провар и т. д.). В этих местах появля­ ются трещины, которые в конце концов приво­ дят к поломке даже при небольших нагрузках.

Поэтому и при соблюдении правил эксплуа­ тации и ограниченных динамических воздейст­ виях возможны поломки сварных соединений.

Обслуживающий персонал должен регуляр­ но осматривать эти соединения.

При проектировании новых кранов и модер­ низации, старых необходимо стремиться к наи­ большей плавности движений, к наибольшему смягчению пуска и остановки механизмов кра­ нов. Не следует назначать слишком больших скоростей и ускорений, так как это в условиях работы современных башенных кранов не дает существенного повышения производительности и приводит лишь к возрастанию динамических нагрузок.

Особенно важно обеспечить возможность плавного подвода груза к месту его установки. С этой целью предусматриваются различные устройства для плавного снижения скорости и точной остановки. Они прежде всего необходи­ мы для посадки груза, так как при использо­ вании обычных систем управления остановки груза происходят толчками, вызывающими раскачивание всего крана. Остановка осущест­ вляется путем отключения двигателя и одно­ временно наложения тормоза. Применяемые в кранах электромагнитные тормоза (в особен­ ности с короткоходовыми магнитами) сраба­ тывают очень быстро. Регулировка таких тор­ мозов затруднительна. Поэтому можно часто видеть, что машинисты кранов для обеспечения

31

В 1952 г. машинист крана БК.СМ-2, освобо­ див тормоз, начал спускать груз с высоты 8 м и сумел его задержать только после сво­

бодного падения на	7 м .	В результате
кран упал. В другом	случае	падение груза,

происшедшее из-за освобождения тормоза, привело к поломке подмостей и гибели двух человек.

Для обеспечения надежного управления тормозом механизма подъема может быть при­

менено устройство, состоящее из двух	тормо­
зов. Один из них является стопорным	и замы­

кается при отключении электродвигателя, а другой — управляемый. Рукоятка управляемо­ го тормоза сблокирована с контроллером та­ ким образом, что спускать груз и тормозить можно только при полностью включенных в цепь ротора сопротивлениях. В этих условиях двигатель потребляет малый ток и обладает малым моментом, что исключает опасность его перегорания.

Это устройство, предложенное М. М. Синай­ ским, было успешно применено в Главмосстрое на опытном образце модернизированного кра­ на СБК-1.

Ручное управление тормозом удобно только в том случае, если лебедка расположена близ­ ко от кабины (например, на кранах СБК-1, «Вольф-30», Вейтц Х-1331 и т. д.). Если лебед­ ка расположена далеко, то применяется элек­ трическое регулирование скорости двигателя прежде всего за счет использования электрогидравлических толкателей вместо электро­ магнитов.

В последние годы на башенных кранах бы­ ли успешно применены многие другие системы

управления, обеспечивающие	плавную и точ-
3—2553	33

ную посадку груза (например, «вихревой» ге­ нератор-тормоз) .

В настоящее время на новых кранах всег­ да предусматривается возможность плавной посадки груза.

Большую опасность для крана представля­ ет резкий подхват груза, лежащего на земле. Никакая система управления не позволяет из­ бежать этого. Для плавного отрыва крановщик всегда должен предварительно выбрать слаби­ ну каната и только после этого переводить контроллер на другую ступень и отрывать груз от земли.

При торможении поднимаемого или опу­ скаемого груза, наоборот, нужно быстро вы­ ключать двигатель и накладывать тормоз, не давая грузу падать.

Это относится в равной мере и к механиз­ мам для подъема стрел. Но здесь нужно допол­ нительно учитывать, что по мере подъема стре­ лы горизонтальная скорость ее верхнего конца непрерывно возрастает. Поэтому резкая оста­ новка механизма в момент подхода стрелы к крайнему верхнему положению очень опасна, так как она вызывает появление значительной динамической нагрузки, запрокидывающей стрелу.

На рис. 9 показан характерный случай де­ формации стрелы от запрокидывания ее в ре­ зультате действия динамической нагрузки. Это­ го можно избежать, ограничивая минимальный вылет безопасным пределом, который должен быть тщательно определен расчетом и прове­ рен при испытаниях крана. Машинист ни в ко­ ем случае не должен поднимать стрелу выше этого положения.

При конструировании крана целесообразно

34

электрогидравлическим толкателем. Автома­ тический выход на заданную скорость обеспе­ чивается питанием толкателя от ротора дви­ гателя.

Однако выпускаемые электрогидротолкате­ ли, к сожалению, работают еще недостаточно надежно, в особенности при низкой темпера­ туре.

Особенно много неприятностей в эксплуата­ ции вызывают динамические нагрузки, возни­ кающие при торможении механизмов поворота и передвижения. Дело в том, что тормоза этих механизмов выбирают исходя из условия удер­ жания стрелы или соответственно крана на месте при действии ветра, предельном для воз­ можности работы (это обычно 5-балльный ве­ тер). Поэтому в тихую погоду и при движении против ветра такие тормоза действуют очень резко.

Наилучшим решением задачи является руч­ ное управление тормозами, которое позволяет опытному крановщику работать весьма плавно и в то же время не дает возможности крану катиться или стреле поворачиваться после от­ ключения двигателя самопроизвольно под дей­ ствием ветра.

Такое управление механизмом поворота успешно применялось на старых кранах «Вольф-30», «Вольф-45» и подобных им, где тормоз замыкался с помощью тяги. На послед­ них кранах БК-215 Львовского завода хорошо зарекомендовало себя безнасосное гидравли­ ческое управление тормозом поворота. Однако ручное управление не всегда выполнимо. На­ пример, у новых кранов с поворотной колонной трудно связать кабину с тормозом на ходовых тележках. В таких случаях, как правило, при­

36

менение стандартных тормозов, нормально замкнутых пружиной или грузом, неизбежно приводит к резким толчкам и крановщики всегда их отключают, а это является причинен частых угонов кранов ветром.

Для решения этой задачи во ВНИИСтройдормаше были разработаны две системы. Сущ­ ность первой, наиболее простой, пригодной для легких кранов с грузовым моментом до 25 тм , заключается в том, что катушки электромаг­ нитов тормозов поворота и передвижения всег­ да находятся под током и тормоза замыкаются только в аварийных случаях при отключении крана от сети.

Вторая система, применимая для тяжелых кранов, предусматривает двухступенчатое тор­ можение. При этом каждая колодка тормоза механизма поворота управляется отдельным магнитом или ставятся два тормоза. В обоих случаях один магнит сблокирован с двигате­ лем; им обеспечивается плавное торможение в нормальных условиях при отсутствии ветра. Второй магнит отключается машинистом толь­ ко в том случае, если он видит, что кран про­ должает двигаться. Управляемый этим магни­ том второй тормоз (вторая колодка в первом случае) обеспечивает надежное торможение в неблагоприятных условиях (движение под уклон и по ветру).

Аналогичная система применима и для ме­ ханизмов передвижения с той лишь разницей, что здесь не требуется менять конструкцию млн число тормозов, так как обычно тяжелые краны имеют не менее двух механизмов пере­ движения и соответственно двух тормозов.

Регулирование процесса торможения до­ стигается здесь тем, что магнит тормоза одной

37

из ведущей тележки включается по обычной схеме, а другой машинистом отдельно в слу­ чае надобности.

При использовании на механизмах поворо­ та и передвижения колодочных электрических тормозов все же трудно добиться плавного торможения. Следует указать на успешное применение в зарубежных башенных кранах дисковых тормозов, встроенных в электродви­ гатель. В настоящее время завод «Динамо» осваивает производство таких тормозов для башенных кранов. Следует отметить, что та­ кие тормоза должны быть изготовлены очень тщательно, иначе даже после отключения дис­ ки будут задевать один за другой и двигатель будет перегреваться.

Рассмотренное не исчерпывает всех воз­ можных причин возникновения больших дина­ мических нагрузок. В ряде случаев они могут достичь очень больших значений и привести к серьезным поломкам.

Наблюдения показывают, что в кранах ста­ рых типов с неповоротной колонной динами­ ческие нагрузки, возникающие при разгоне и торможении, могут возрастать в случае износа передач и возникновения зазоров между ними. При этом пуск и остановка сопровождаются ударами.

Кроме того, резкие толчки могут возникать при неправильном центрировании опорно-по­ воротного устройства, в таком случае при вра­ щении стрелы в некоторых местах происходит заедание, что и приводит к толчкам. Этими причинами главным образом объясняются си­ стематические поломки головок неповоротиых колонн кранов типа СБК.-1, Т-128 и других аналогичных типов.

38