XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

В настоящее время модернизация технических средств, далеко шагнула в будущее, что позволило существенно сократить человеческий труд во многих сферах производственной деятельности, но ни в коем случае нельзя забывать о безопасности при работе с высокотехнологическим оборудованием и техникой.

Автомобильные краны являются самым распространенным и востребованным типом грузоподъемного оборудования, которое обеспечивает индустриальные методы производства работ, обладает высокой мобильностью и способно обслуживать объекты, расположенные на большом расстоянии один от другого. Важное достоинство этой техники - возможность передвижения по всем видам дорог общего пользования и грунтовым дорогам.

Например, рассмотрим системы безопасности автомобильных кранов и принципы их работы.

Грузоподъемные операции являются неотъемлемой частью многих видов производства во всех отраслях промышленности. Их выполнение часто занимает большую часть рабочего времени и в значительной степени влияет на общую производительность.

Правила работы автомобильных кранов требуют, чтобы они были оснащены специальными системами и приборами безопасности.

Автомобильные краны  являются априори спецмашинами, эксплуатация которых требует особых навыков и большой внимательности. Однако человеческий фактор не способен справиться с возможным возникновением множества спонтанных ситуаций, при которых может наступить время катастрофы.

Поскольку автомобильные подъемные устройства обслуживаются не только водителем-оператором, но и стропальщиками, людьми, которые принимают грузы, то различные неисправности или недосмотр могут привести к травмированию обслуживающего персонала или даже смерти. Вот почему в обязательном порядке должны быть установлены приборы безопасности. [2]

На автокране предписывается специальными Правилами установка таких приборов безопасности, которые автоматически отключают и стопорят перегруз, а также системно осуществляют записи всех манипуляций, производимых оператором в процессе работы. В операторской кабине на центральной панели расположены контролеры, а также индикаторы и другое специальное оборудование.

Средства защиты, обеспечивающие безопасность ведения работ, рассматриваются к тому же и как устройства с повышенными информационными свойствами, позволяющие крановщику ориентироваться в окружающей обстановке, избежать аварии, повреждения груза и конструкций, расположенных вблизи объекта. Текущее нагружение стрелы крана определяется зависимостью между ее вылетом и нагрузкой.

Все системы защиты построены на принципе определения степени приближения значения текущего нагружения стрелы крана к некоему предельному значению, приводящему к его опрокидыванию, т. е. работа системы заключается в сравнении фактической нагрузки, представленной сигналом датчика давления или усилия, с данными о допустимой нагрузке, которые заложены в память запоминающего устройства.

Однако перечисленных приборов безопасности недостаточно, чтобы производительно эксплуатировать кран без потери его случайной функциональности. В систему безопасности новейших автокранов интегрированы специальные приборы, определяющие азимуты поворотов платформы, определения угла стрелового наклона, приборы, способные измерять длину стрелы.

Действительно, все современные грузоподъемные механизмы имеют довольно сложную систему бортового контроля за безопасностью. Электроника сегодня полностью контролирует работу крана. Она связывает воедино гидравлическую систему, электрическую сеть и все исполнительные механизмы. В случае малейшей неисправности, электроника её фиксирует, и кран перестает работать. 

Все это завязано и связано между собой при помощи исполнительных приборов и коммутационных электрических кабелей. Все датчики безопасности, которые являются комплектующими системы безопасности, устанавливаются стационарно. За исключением датчиков, что сигнализируют об опасном напряжении. На современных подъемных машинах ограничители и клапаны работают от гидравлической системы автомобиля.

На последних моделях автокранов установлены АЦП (аналого-цифровые преобразователи). Эти приборы безопасности получают от внешних датчиков специальные аналоговые сигналы, которые затем преобразуются в цифровые. При этом на каждый датчик имеется, если можно так сказать, именной АЦП, в который информация приходит по специальному информационному каналу. [2]

Схема работы системы безопасности довольна проста. На основании показаний датчиков контроллеры вычисляют основные показатели загруженности крана: масса поднятого груза, грузоподъемность крана с учетом рабочей конфигурации, степень загрузки машины. Все показатели исчисляются в соответствии с заложенной производителем программой. Если загрузка крана превышает 90%, то на рабочей панели загорается индикатор и включается звуковой сигнал. При 100% загрузке загорается индикатор другого цвета (обычно красный), а при дальнейшем увеличении показателя включается непрерывный звуковой сигнал, при котором автоматически срабатывает прибор безопасности и все крановые механизмы останавливаются. Далее крановщику необходимо проделать операции по снижению загрузки машины.

Также изменение всех параметров крана регистрируется во времени. Для этих целей предназначен регистратор, оборудованный таймером реального времени. Память регистратора состоит из 4-х сегментов: идентификационного, оперативного, долговременного и пользовательского. Вся информация, хранящаяся в памяти устройства, может быть считана с помощью ноутбука или иного USB-устройства. Для того, чтоб расшифровать и анализировать информацию, ноутбук или ПК должен иметь специальное программное обеспечение с интерфейсом, позволяющим снимать данные с прибора безопасности. Каждый прибор безопасности производитель предоставляет вместе с паспортом, инструкцией по эксплуатации, монтажу, пуску, наладке и не только. [5]

На сегодняшний день существует множество систем и устройств, которые контролирует безопасный процесс во время эксплуатации спецтехники. Причем их такое количество, что говорить обо всех нет смысла. Стоит остановиться на самых главных и значимых системах. Первым элементом, который касается безопасности автокранов, является микропроцессорный регулятор грузоподъемности. Благодаря данному регулятору контролируется процесс перегрузки и переворачивания автомобильного крана. Производителями запрещается крепить груз к крюку без определения массы всего груза, для этого и был создан микропроцессорный регулятор. Если работа происходит на компактных объектах, то данный регулятор контролирует даже движения главной части крана со стороны тыльной рабочей зоны. Микропроцессорный регулятор контролирует и фиксирует главные значимые показатели, после чего выводит их на экран монитора в кабине крановщика.[4]

Основные датчики безопасности обеспечивают состояние текущей нагрузки стрелы, обеспечивая анализ показателей с заданными техническими параметрами и остановку при превышении установленных безопасных характеристик. Дополнительно обеспечивается возможность установки пространственных границ работы и ограничение подъема и поворота стрелы в различных условиях. Система защиты от приближения стрелы к линии электропередач останавливает грузоподъемные механизмы и включает световую сигнализацию при приближении к ЛЭП. Все оперативные показания заносятся в память и хранятся в течении 24 часов, а основные показания – всего срока эксплуатации техники. Правильно откалиброванные приборы безопасности для стреловых кранов при помощи специального программного обеспечения обеспечивают хранение оперативной информации и ее перенос на компьютер. 

К основным датчикам приборов безопасности грузоподъемных кранов относятся:

датчики угла поворота платформы, наклона и длины стрелы;

датчики давления и усилия;

устройство приближения к ЛЭП.

Датчики угла поворота платформы и угла наклона грузоподъемной стрелы обеспечивают безопасность стреловых автокранов при выполнении погрузочно-разгрузочных работ в стесненных условиях сигнализируя оператору на угол поворота платформы. Показатель угла поворота является преобразователем потенциометром первичного уровня, ось которого двигается за счет приводных шестерен, связанных с платформой. Прибор безопасности имеет «мертвую зону» размер которой составляет 20 градусов. При монтаже датчика ось ориентируется таким образом, чтобы зона нечувствительности прибора совпадала с «мертвой зоной» платформы (под кабиной). Прибор контроля угла наклона приводится во вращение при подъеме-опускании стрелы. Местом монтажа датчика является опорная часть стрелы завальцованная с подшипниковым механизмом стрелы. Угловое движение стрелы преобразуется в электрический сигнал, который передается на блок управления.

Датчик длины грузоподъемной стрелы передает электрический сигнал к движущимся частям и механизмам, замеряя размер прямолинейного перемещения. Мощность электрического тока пропорциональна уровню выдвижения стрелы, поступая на блок управления показывает оператору дальность вылета стрелы. 
Преобразователи давления и усилия отражают показатели давления, которое создает груз в поршневой системе гидроцилиндров стреловых кранов и показания усилия натяжения грузового троса. [3]

Технические специалисты по ремонту крановой техники затрудняются выделить наиболее уязвимые при эксплуатации автокрана узлы и агрегаты. Эксперты, которым ежедневно приходится анализировать самые различные неисправности подъемных кранов и их причины, уверяют, что со временем изнашивается всё: и гидравлика, и электрика, и механическая часть.

Производители сложной автоматической техники уделяют большое внимание встраиваемым системам самодиагностики, которые позволяют быстро и точно определить неисправность, но при этом, конечно, повышают стоимость оборудования.

Прибор безопасности, или ограничитель грузоподъемности, должен обеспечивать ограничение грузоподъемности в соответствии с паспортными характеристиками крана, обнаружение линий электропередачи (ЛЭП) с помощью антенного блока, координатную защиту при работе крана в стесненных условиях и вблизи ЛЭП, регистрацию параметров наработки крана, индикацию на лицевой панели прибора параметров рабочей конфигурации, параметров нагружения крана и конструктивных ограничений – высоты подъ­ема крюка, вылета крюковой подвески, сматывания каната с барабана лебедки и др.

Набор разновидностей приборов и устройств безопасности грузоподъёмных кранов постоянно расширяется: в настоящее время существуют уже не только комплексные приборы, описанные выше, но и навигационные контроллеры. Не говоря только о безопасности работы, всё это значительно повышает управляемость сложных и тяжёлых грузоподъёмных машин, создаёт удобство и эргономичность системы для оператора, приближает её к системе управления современным автомобилем. Единственным минусом всех этих систем является то, что они требуют от оператора крана привычки работать с электроникой и «не бояться» её. Однако это тенденция современного мира - многие современные специалисты привыкли часто «смотреть на экран», тем более что до работы на грузоподъёмных машинах операторов допускают только после соответствующего обучения. [1]

Использованные источники:

1. Приборы безопасности и контроля// [Электронный ресурс], URL https://ms-74.ru/Pribory-bezopasnosti/ (дата обращения 18.12.2018)

2. Приборы безопасности автомобильных кранов //[Электронный ресурс], URL http://daraja.ru/priboryi-bezopasnosti-avtomobilnyih-kranov/(дата обращения 18.12.2018)

3. Приборы безопасности для стреловых кранов. Калибровка и ремонт// [Электронный ресурс], URL http://www.kkrz34.ru/article/32-remont-i-nastroyka-priborov-bezopasnosti-avtokranov.html(дата обращения 18.12.2018)

4. Система безопасности во время работы автомобильного крана// [Электронный ресурс], URL http://www.luckas.ru/poleznye-materialy/avtokrany/353-sistema-bezopasnosti-vo-vremya-raboty-avtomobilnogo-krana(дата обращения 18.12.2018)

5. Система безопасности автокрана //[Электронный ресурс], URL http://groskran.ru/articles/sistema-bezopasnosti-avtokrana.html(дата обращения 18.12.2018)

4.  Бадагуев, Б. Т. Безопасная эксплуатация грузоподъемных кранов / Б.Т. Бадагуев. - Москва: РГГУ, 2012. - 384 c.

5. Невзоров, Л. А. Краны башенные и автомобильные / Л.А. Невзоров, М.Д. Полосин. - М.: Академия, 2011. - 416 c.

Код для цитирования: Скопировать