Классификация. Ограничители могут быть классифицированы по ряду признаков:
— по назначению — для защиты кранов с гибкой подвеской стрелы (башенных, гусеничных, автомобильных с решетчатой стрелой) и с жесткой подвеской телескопической стрелы (гидравлических автомобильных, на шасси автомобильного типа, коротко-базовых шасси); для кранов с жесткой подвеской телескопической стрелы, оснащенных сменным оборудованием, применяются комбинированные ограничители;
— по контролируемому параметру, характеризующему нагрузку на кран — ограничители, контролирующие усилие в системе отклоняющих роликов бегущей ветви каната, усилие в заякоренной ветви каната или в оттяжках стрелы, усилие в пяте гидроцилиндра подъема стрелы, усилие (напряжение) в штоке поршня гидроцилиндра подъема стрелы, давление в полостях гидроцилиндра, напряжение в конструкции стрелы, прогиб стрелы, давление в опорах, деформацию, взаимное перемещение элементов опор;
— по способу создания характеристик отключения — на основе обработки сигналов контроля угла наклона стрелы и длины для телескопических стрел;’ на основе контроля уровня давления в опорах;
— по способу обеспечения области характеристик отключения — с ручным переключением характеристик «угол — допустимая нагрузка (УДН)» для кранов со сменным оборудованием; с автоматическим переключением дискретных характеристик УДН при изменении длины стрелы: с интерполяцией значений между дискретными характеристиками УДН по сигналу датчика длины стрелы; с автоматическим преобразованием (корректировкой) одной характеристики УДН по сигналу датчика длины; с вычислением характеристики отключения при предварительном вычислении вылета;
— по способу согласования характеристик отключения ограничителя с грузовыми характеристиками крана — путем регулировки сигналов датчиков при конкретных значениях параметров крана и нагрузки; путем перепрограммирования данных запоминающего устройства (совместная «весовая» юстировка ограничителя на кране);
— по форме предоставления информации крановщику — с аналоговой, дискретной, цифровой, комбинированной;
— по элементной базе — датчики (по-тенциометрические, индуктивные, вращающиеся трансформаторы, тензо-метрические), вторичная аппаратура (электромеха нические, полупровод-никовые с микросхемами малой интеграции, большие интегральные микросхемы для МП-систем).

Ограничители для кранов с гибкой подвеской стрелы. Работа ограничителя основана на принципе сравнения сигналов усилия, измеряемого датчиком, установленным в стрелоподъемном или грузовом механизме, с предельно допустимым значением усилия, задаваемого сигналом датчика угла наклона, который связан со стрелой. Если рабочее усилие превысит заданное предельное значение, ограничитель срабатывает, т. е. загорается красная сигнальная лампа, а выходное реле ограничителя воздействует на сигнальные цепи и исполнительные механизмы крана.

Ограничитель ОГБ-2 состоит из датчика усилия, датчика угла, блока управления и панели сигнализации.

Датчик усилия состоит из упругого кольца, деформация которого пропорциональна действующему усилию, и высокочастотного (40 … 50 кГц) трансформаторного преобразователя, преобразующего деформацию кольца в электрический сигнал.

Датчик угла состоит из вала с установленным на нем профильным экраном и высокочастотного трансформаторного преобразователя, электрический сигнал которого в соответствии с профилем экрана определяет допустимую нагрузку.

Блок управления имеет тумблер для включения ограничителя, предохранитель. блок переменных резисторов для настройки, галетный переключатель для выбора характеристик отключения, стабилизатор напряжения, электронное сравнивающее устройство и выходное реле. Панель сигнализации содержит сигнальные лампы и стрелочный индикатор степени загрузки крана.

Ограничители грузоподъемности ОГК и ОНК-М по составу и принципу работы аналогичны ограничителю ОГБ-2. Их конструктивное отличие состоит в том, что датчик угла выполнен с потенциометрическим преобразователем, а электронная схема трансформаторного преобразователя датчика усилия в ограничителе ОНК-М выполнена в виде специальной микроэлектронной сборки.

Ограничитель грузового момента ОГМ состоит из датчика усилия, задатчика грузовых характеристик, вторичного прибора и блока индикации, соединенных между собой кабелем.

Конструктивной особенностью ограничителя ОГМ является применение магнитострикционного преобразователя усилия в электрический сигнал и индуктивного преобразователя линейного перемещения, контролирующего перемещение рычага, опирающегося на профильный кулачок в за-датчике грузовых характеристик; угловое положение профильного кулачка определяется углом наклона стрелы.

Вторичный прибор включает в себя источники напряжения переменного тока (1000 Гц) для питания первичных преобразователей и стабилизированного постоянного напряжения для питания электронных схем обработки Данных, схему сравнения, схему выдержки времени, исполнительное устройство, блок терморегулирования.

Блок индикации содержит тумблер включения, сигнальные лампы состояния крана и выбранных характеристик (рода работы) и стрелочный указатель степени загрузки.

Ограничитель нагрузки Б04033 разрабатывается для кранов большой грузоподъемности с большим числом характеристик отключения. Датчики нагрузки и угла наклона выполнены в корпусах датчиков ограничителя ОНК-М, при этом датчик нагрузки выполнен тензометрическим (с встроенным усилителем), а датчик угла — потенциометрическим. Блок обработки данных обеспечивает переключение до 100 характеристик, а блок индикации — информацию о степени загрузки, угле наклона стрелы и вылете.

Ограничители для кранов с телескопической стрелой. К ним относятся ограничители грузоподъемности ОГБ-3, грузового момента ОГМТ, нагрузки ОНК-11 и др. Ограничитель грузоподъемности ОГБ-3 состоит из датчика усилия (аналогичного датчику усилия ограничителя ОГБ-2), датчиков длины и угла наклона стрелы, блока управления и трех панелей индикации.

Датчик усилия работает совместно с гидромеханическим преобразователем плунжерного типа (в комплект ограничителя не входит), преобразующим давление в поршневой и штоковой полостях гидроцилиндра подъема стрелы в усилие на датчике.

Датчик длины стрелы, входной вал которого поворачивается при выдвижении стрелы, содержит два высокочастотных трансформаторных преобразователя: один в цепи задания характеристик отключения, а другой— в цепи измерения длины. Аналогичен по конструкции датчик угла, входной вал которого поворачивается при подъеме стрелы. Совместная работа этих датчиков благодаря соответствующему включению и профилям экранов обеспечивает создание поверхности отключения и двух индикационных сигналов: длины стрелы и вылета.

Блок управления и одна панель индикации аналогичны подобным устройствам ограничителя ОГБ-2. Другие панели индикации содержат стрелочные указатели длины стрелы и вылета.

Ограничитель грузового момента ОГМТ выполняется на той же элементной базе, что и ограничитель ОГМ. Его конструктивное отличие заключается в наличии кабельного барабана с возвратной пружиной, при-применяемого в качестве преобразователя длины телескопического выдвижения в нормализованный угол поворота (50°) выходного рычага. Последний воздействует на специальную планшайбу функционального задатчика грузовых характеристик, обеспечивая механическую коррекцию характеристики отклонения, задаваемую профилем кулачка, поворачивающегося при подъеме стрелы. Датчиком нагрузки является датчик давления с двумя (рабочим и компенсационным) магнитоупругими преобразователями, воспринимающими давление в поршневой и штоковой полостях гидроцилиндра подъема стрелы. Вторичный прибор и блок индикации аналогичны применяемым в ограничителе ОГМ-.

Ограничитель нагрузки ОНК-11, как и ограничитель ОГБ-3, выполнен на базе функциональных преобразователей датчиков угла и длины стрелы. Однако для более полной реализации грузовых возможностей крана ограничитель ОН К-11 имеет иную структурную схему, а для повышения стабильности работы датчик нагрузки выполнен на основе непосредственного измерения давления в полостях гидроцилиндра подъема посредством манометрических трубок.

Ограничитель содержит датчик нагрузки, датчик длины стрелы, датчик угла наклона стрелы, блок управления и обработки данных и блок сигнализации в модификаций ОНК-11-1, контролирующий нагрузку крана по грузовой характеристике; кроме того, в модификации ОНК-И-О предусмотрен второй уровень защиты крана посредством контроля опорного контура блоком контроля и сигнализаторами давления в гидравлических опорах.

Аппаратура защиты кранов АЗК-1 разработана для кранов большой грузоподъемности с телескопической стрелой. Аппаратура выполнена на средствах микропроцессорной техники и обладает повышенной точностью и информативной способностью, расширенными функциональными и диагностическими возможностями.

Аппаратура включает в себя блок вычислителя и индикации, датчики нагрузки, длины и угла наклона стрелы, блок питания.

Блок вычислителя производит вычисление допустимой нагрузки по условиям опрокидывания и перегрузки, по режиму перегрузки механизмов телескопирования и грузовой лебедки; вычисление параметров, определяющих положение оборудования крана, и параметров нагрузки; автотестирование аппаратуры; полуавтоматическую компенсацию погрешности; организацию цепей питания и выходных управляющих сигналов.

Блок вычислителя и индикации производит включение аппаратуры и индикацию включения; выбор программы работы в соответствии с конкретным оборудованием крана и индикацию этой программы; включение режимов диагностирования и режима компенсации погрешности; сигнализацию срабатывания с индикацией причины (от перегрузки общей, по телескопу, по лебедке, в результате неисправности аппаратуры); индикацию параметров (степень загрузки, длина и угол наклона стрелы, вылет вычислителя допустимая и фактическая масса груза, код ошибки) по усмотрению оператора.

Рис. 1. Ограничитель нагрузки крана OHK-II:
а — общий вид (без датчиков); б — функциональная схема; в — установка на кране; 1— блок управления и обработки данных; 2 — выключатель; 3 —переключатель «Род работы»; 4 — переключатель «Вид оборудования»; 5 — блок регуляторов подстройки прибора на кране; 6 —блок сигнализации; 7 — сигнализаторы режима работы; 8 —сигнализаторы нагрузки; 9 — индикаторы «Степень загрузки», «Длина стрелы», «Вылет»; 10 — датчик нагрузки; 11 — датчик угла наклона стрелы; 12 — датчик длины стрелы; 13 — блок контроля опорного контура; 14 — сигнализатор давления в опорах; 15 — разностный усилитель; 16 — амплитудный дискриминатор (делитель); 17 — сравнивающее устройство; 18 — усилитель; 19 — задатчик характеристик при работе без опор и со сменным оборудованием; 20 — исполнительные механизмы