Обеспечение безопасности подъемно-транспортного оборудования

Безопасность при эксплуатации подъемно-транспортного оборудования и машин (ПТМ) обеспечивается следующими ме­тодами:

• определение размера опасной зоны ПТМ;

• применение средств защиты от механического травмиро­вания механизмами ПТМ (см. п. 3.1 настоящей главы);

• расчет на прочность канатов и грузозахватных устройств (ГЗУ);

• определение устойчивости кранов;

• применение специальных устройств обеспечения безопас­ности;

• регистрация, техническое освидетельствование и испыта­ние ПТМ и ГЗУ.

Размер опасной зоны ПТМ зависит от высоты подъема груза и длины пути перемещения ПТМ с грузом. Радиус окружности, в пределах которой может упасть груз, определяется по схеме, приведенной на рис. 3.134, а, и формуле

где: r_Q — вылет стрелы крана от оси его поворота (для мостовых и козловых кранов г_с = 0), м; /_г — наибольший линейный раз­мер груза (при подъеме длинномерных грузов по вертикали их отлет связан с падением на всю длину'), м; Н — высота подъе­ма груза, м.

Определив радиус R и зная длину L пути перемещения ПТМ (крана), можно определить опасную зону возможного падения груза, которое может произойти при обрыве каната, срыве ГЗУ, плохом закреплении груза. Опасная зона определяется нанесе­нием окружностей радиусом R с центрами на линии перемеще­ния оси ПТМ (рис. 3.134, б).

Для защиты от травмирования человека механизмами приво­дов ПТМ (зубчатые, цепные, червячные предачи, валы механиз­мов ПТМ, соединительные муфты, барабаны, ходовые колеса и т. п.) применяются средства, аналогичные средствам защиты, используемым для технологического оборудования, прежде всего ограждения (см. п. 3.1 настоящей главы).

Расчет канатов на прочность осуществляется по формуле

К> P/S,

где К — коэффициент запаса прочности каната при разрывном усилии; Р — допустимое разрывное усилие каната, Н (кгс), оп­ределяемое по сертификату на канат; S — наибольшее натяже­ние каната (без учета динамических нагрузок), Н (кгс).

Величина К определяется правилами Госгортехнадзора (ныне входит в структуру Ростехнадзора) и зависит от типа каната и ПТМ, условий работы каната. Так, для промышленных кранов в зависимости от условий работы каната К= 3,5...6, для грузовых лифтов без проводника — 8... 13, для грузовых лифтов с провод­ником и пассажирами 9...15.

С целью уменьшения износа и повреждения канатов их по­крывают защитной смазкой.

Передвижные стреловые краны должны обладать достаточ­ной для их безопасной работы устойчивостью. Условия устойчи­вости кранов: удерживающий момент должен быть больше опро­кидывающего момента сил, действующих относительно верти­кальной оси крана, проходящей через центр его тяжести. Расчет устойчивости кранов осуществляется методами теоретической механики при рабочем положении крана с грузом (грузовая ус­тойчивость) и при положении крана без груза в условиях небла­гоприятных ветровых нагрузок (собственная устойчивость). Ус­тойчивость кранов определяется коэффициентами грузовой и собственной устойчивости крана.

Коэффициент грузовой устойчивости— это отношение момента относительно оси опрокидывания, создаваемого весом всех час­тей крана с учетом всех дополнительных нагрузок (ветровой, инерционной, торможения), и момента, создаваемого рабочим грузом при работе крана с учет(£м уклона местности или путикрана.

Коэффициент собственной устойчивости— это отношение мо­мента относительно оси опрокидывания, создаваемого весом всех частей крана с учетом уклона местности и пути в сторону опрокидывания, и момента, создаваемого ветровой нагрузкой при нерабочем состоянии крана (без груза).

По правилам значения этих коэффициентов должны быть не менее 1,15. Для каждого вылета стрелы крана установлены пре­дельные значения веса поднимаемого груза, которые нельзя пре­вышать, т. к. возможно опрокидывание крана.

Специальные устройства безопасности подразделяются на устройства, обеспечивающие безопасные весовые и нагрузочные характеристики, и устройства, обеспечивающие безопасное пе­редвижение груза.

К устройствам, обеспечивающим безопасные весовые и нагру­зочные характеристики, относятся тормоза и остановы, ограни­чители грузоподъемности и грузового момента, противоугонные устройства.

Тормоза могут предназначаться для остановки механизма (стопорные), ограничения скорости подъема и спуска груза (спу­скные). По конструктивному выполнению они аналогичны тор­мозам, применяемым в технологическом оборудовании (см. п. 3.1 настоящей главы), а по принципу действия — автоматические (вступающие в работу при отключении двигателя механизма) и управляемые (включаемые при воздействии на орган управле­ния). Наиболее часто на ПТМ используются колодочные стопор­ные тормоза.

Остановы используют для удержания груза на весу. Одним из наиболее распространенных остановов является храповой ос­танов (рис. 3.135).

Ограничители грузоподъемности автоматически отключают механизм подъема груза, масса которого превышает предельное значение более чем на 10 %. В стреловых кранах с переменной грузоподъемностью, зависящей от вылета стрелы, применяют ог­раничители грузового момента, учитывающие не только вес под­нимаемого груза, но и величину вылета стрелы.

Имеется много видов ограничителей, различающихся по принципу действия и конструктивному исполнению. На рис. 3.136 показана схема одного из ограничителей грузоподъемности. При увеличении нагрузки
выше допустимой трос, вытягиваясь и пре­одолевая определенное сопротивление пру­жины 4, двигает шток 5, действующий на рычаг 9 выключателя 8, который отключает механизм подъема.

Рис. 3.135. Схема ос-

На стреловых кранах, грузоподъемность
танова механизма которых меняется при разных вылетах стре-
подъема. 1 — храпо- _л применяются указатели грузоподъемно-
вое кольцо; 2 — ба- £Г ^{J rj}

рабан- 3 — собачка- ^сти- "^а Р^ис- 3.137 показан указатель допус-
4 — груз каемой грузоподъемности.

Стрелка-указа-

Рис. 3.136. Ограничитель грузоподъемности: 1 — упорная гайка, регулирующая

напряжение пружины; 2 — стопорная гайка; 3 — букса; 4 — пружина; 5 — шток;

6 — корпус; 7— ролики; 8 — выключатель; 9 — рычаг выключателя

тель 2 показывает на шкале 7, какой груз допустим при данном вылете стрелы.

Противоугонные устройства предна­значаются для удержания крана, работаю­щего на открытом воздухе, от самопроиз­вольного перемещения по рельсовому пути под действием ветра. Основным эле­ментом противоугонных устройств явля­ются рельсовые захваты (рельсозажимные клещи), посредством которых кран вруч­ную или автоматически закрепляется за рельсы.

Применяются и другие устройства безопасности: блокировка люка и дверки кабины в мостовых кранах, ограничители поворота на башенных кранах, измерите­ли крена на самоходных кранах, ограни­чители перекоса на мостовых кранах и др.

Грузозахватные приспособления (крюки, электромагнитные шайбы, грейферы, подхваты и захваты, рис. 3.138) являются осо­бо ответственными деталями крана и изготавливаются под фор­му перемещаемых грузов. Периодический контроль за их состоя­нием рабочих поверхностей (износ, отсутствие трещин и дефек­тов) обеспечивает безопасность при эксплуатации транспортных устройств.

Рис. 3.138. Грузозахватные приспособления: а — крюк; б — электромагнитная

шайба: / — элесттхжагнит; 2 — корпус; в — грейфер; г, д, е — клещевые захваты

для валов, слитков и рулонов

Регистрация, техническое освидетельствование и испытаниеПТМ и ГЗУ является важнейшим методом обеспечения подъ­емно-транспортного оборудования и подъемно-транспортных машин. Надзор за безопасностью ПТМ осуществляет Ростех-надзор.

Каждая изготовленная заводом-изготовителем грузоподъем­ная машина должна быть принята отделом технического кон­троля и снабжена паспортом, инструкцией по монтажу и экс­плуатации и другой технической документацией, предусмотрен­ной ГОСТ или ТУ. До пуска в работу грузоподъемная машина подлежит регистрации в органах Ростехнадзора, которые выдают разрешение на ввод ее в эксплуатацию. Грузоподъемная маши­на подлежит перерегистрации после проведения реконструкции машины, ремонта, передачи машины другому владельцу, пере­становки на новое место.

Все вновь устанавливаемые грузоподъемные машины, а также съемные грузозахватные устройства до пуска в работу подлежат техническому освидетельствованию. Первичное освидетельствова­ние проводится отделом технического контроля предприятия-из­готовителя перед отправкой кранов потребителю. Находящиеся в эксплуатации грузоподъемные машины должны подвергаться пе­риодическому частичному освидетельствованию через каждые 12 месяцев, а полному — через 3 года. Редко используемые машины (например, краны, обслуживающие производственные помеще­ния только при ремонте) подвергаются полному техническому ос­видетельствованию через 5 лет.

При полном техническом освидетельствовании грузоподъем­ная машина подвергается осмотру, статическим и динамическим испытаниям; при частичном техническом освидетельствова­нии — только осмотру.

При осмотре устанавливается надежность каждого узла и элемента машины, степень износа канатов, цепей, крюков, зуб­чатых и червячных передач, тормозов, аппаратов управления и других устройств, определяется работоспособность приборов и устройств безопасности, крепление канатов, наличие и исправ­ность заземления и электрических блокировок, состояние огра­ждений, перил, лестниц и т. п.

Статическое испытание грузоподъемной машины имеет це­лью проверку ее прочности в целом и прочности отдельных эле­ментов. У стреловых кранов проверяют грузовую устойчивость под нагрузкой, на 25 % превышающей номинальную. Испыта­ние стреловых кранов проводят при максимальном и минималь­ном вылете стрелы в положении, отвечающем наименьшей ус­тойчивости крана, при этом груз поднимается на высоту 100...200 мм. Кран считается выдержавшим испытание, если в течение 10 мин поднятый груз не опустился на землю, а также не обнаружено трещин, деформации и других повреждений.

Грузоподъемная машина, выдержавшая статическое испыта­ние, подвергается динамическому испытанию с целью проверки действия механизмов, тормозов, устройств безопасности. При динамическом испытании груз должен превышать номиналь­ный на 10 %.

Контрольные вопросы

1. Какие методы используются для обеспечения безопасности ПТМ?

2. Как рассчитать опасную зону грузоподъемного крана?

3. Как выбрать канат для заданной нагрузки?

4. Чем и как определяется устойчивость крана?

5. Какие устройства обеспечения безопасности применяются на ПТМ?

6. Как и кем осуществляется регистрация, освидетельствование и испы­тание ПТМ?

Глава 4