Указательное устройство, устанавливаемое в кабине крановщика (рис. 123), состоит из таблички, находящейся на неподвижной оси и уравновешенной грузом, а также указательной стрелки, свободно посаженной на этой оси и соединенной тягой со стрелой крана. Стрелка всегда занимает вертикальное положение. Расстояние от оси указательной стрелки и от оси стрелы крана до точки закрепления соединительной тяги одинаково.

Рис. 122. Указательное устройство, устанавливаемое на стреле крана:
1— неподвижная табличка; 2 — подвижная стрелка; 3 – стрела крана

Рис. 123. Указательное устройство, устанавливаемое в кабине крановщика:
1 — табличка; 2 — указательная стрелка; 3 — тяга; 4 — стрела крана

Поэтому при изменейии наклона стрелы соответственно будет изменяться и положение указательной стрелки, которая покажет фактический вылет стрелы крана.

Табличка указательного устройства градуируется на вылет стрелы в метрах с указанием допустимой для данных вылетов грузоподъемности крана в тоннах.
На автомобильных кранах, работающих на выносных опорах и без них, а также со стрелами различной длины, таблички указательного устройства имеют несколько шкал. Каждая шкала градуируется на вылеты стрелы и грузоподъемность, соответствующую этим вылетам при работе крана на выносных опорах и без выносных опор. При замене стрелы табличку предварительно устанавливают так, чтобы показания указательной стрелки соответствовали фактическому вылету по грузовой характеристике, проверенному непосредственным измерением. Только после этого можно окончательно завернуть винты крепления таблички.
Чтобы предотвратить опрокидывание назад подъема стрелы стрелы крана, находящейся в крайнем верхнем ее положении при наименьшем вылете, применяют упоры и ограничители. Упор простейшего вида состоит из кронштейна, установленного на верхней части стойки крепления стрелы, и массивной планки, приваренной сбоку к ферме стрелы. Предельный угол подъема стрелы определяют, когда планка упрется в кронштейн. Ограничитель подъема стрелы такого типа применяют на кране ЛАЗ-690. Недостатком его является то, что крановщик обязан при подходе стрелы к крайнему верхнему положению следить за приближением планки к упору и своевременно выключить привод стреловой лебедки, чтобы избежать поломки.

Более совершенные устройства, ограничивающие подъем стрелы, применены на кранах АК-5Г, АК-5 и АК-75. Такие ограничители состоят из упора, установленного на нижнем конце стрелы, который через специальное устройство воздействует на распределительную коробку крана. При подъеме стрелы в крайнее верхнее положение привод стреловой лебедки отключается. При этом вначале выключается сцепление, а затем реверс распределительной коробки.

Подобного типа ограничители подъема стрелы имеются на кранах К-61 и К-51.

Конечные выключатели

На автомобильных кранах с электрическим приводом применяют конечные выключатели действие КОторых основано на размыкании в определенный момент цепи питания электродвигателя механизма.

Конечные выключатели применяют для ограничения подъема крюка и стрелы. Включение их в цепь показано на рассмотренных ранее электрических схемах кранов.

Ограничители грузоподъемности

Надежная и безопасная работа крана может быть обеспечена применением устройства, учитывающего величину поднимаемого груза на соответствующем вылете, не допуская при этом перегрузки крана. В результате перегрузки может: оборваться грузовой канат, крюк или цепь, поломаться детали механизма подъема, образоваться, трещины в металлоконструкциях и опрокинуться кран.

Наиболее часто автомобильные краны опрокидываются из-за перегрузки. Это нередко сопровождается тяжелыми травмами обслуживающего персонала. Поэтому правилами Госгортехнадзора предусмотрено обязательное оборудование автомобильных кранов специальными предохранительными устройствами (ограничителями грузоподъемности).

Грузоподъемность кранов изменяется в зависимости от вылета стрелы. Ограничитель грузоподъемности должен отключать механизм подъема, когда вес груза превышает предельное значение для данного вылета не более чем на 10%. Ограничитель грузоподъемности должен также срабатывать, если при опускании стрелы с грузом вылет стрелы увеличивается до положения, при котором вес груза будет превышать допустимую величину.

Автомобильные краны могут работать как на выносных опорах, так и без них, а также со стрелами различной длины. Поэтому они могут иметь две и более грузовых характеристик, но снабжаться одним ограничителем грузоподъемности, имеющим приспособление, переключающее его для работы на выбранной характеристике, на выносных опорах или без них, для работы с нормальной или удлиненной стрелой.

Рис. 124. Ограничитель грузоподъемности крана АК-75:
1 — малый рычаг; 2 — поворотная рама крана; 3 — клиновая втулка; 4 — скоба; 5 — балансирный рычаг; 6 и 14 — упоры; 7 — груз балансирного рычага; 8, 11, и 18 — тяги управления; 9 — серьга тяги; 10 — вильчатый рычаг; 12 и 13 — рычаги вала; 15 — щеки балансирного рычага; 16, 17 я 20 — оси; 19 — навески груза

На автомобильных кранах применяются ограничители грузоподъемности, срабатывающие в случае, когда опрокидывающий момент возрастает до предельно допустимой величины.

Ограничители грузоподъемности, применяемые на автомобильных кранах, можно разделить на механические, электромеханические и электрогидравлические.

Ограничитель грузоподъемности механического типа, показанный на рис. 124, применяется на кране АК-75. Он состоит из балансирного рычага с грузом, закрепленным с помощью-щек на оси, которая может поворачиваться на шарикоподшипниках, установленных в кронштейнах на поворотной раме.

Балансирный рычаг может перемещаться в вертикальной плоскости. Его ход ограничивается двумя упорами — верхним и нижним, имеющими резиновые буферные подушки. В вильчатой части балансирного рычага на оси установлена скоба, с которой соединен конец стрелового каната. Подъему стрелового каната противодействует балансирный рычаг. На оси балансирного рычага установлен малый рычаг, соединенный тягой с вильчатым рычагом, закрепленным на оси.

Соотношение плеч груза и скобы подобрано так, что при возникновении в стреловом канате усилия, вызываемого подъемом груза, вес которого превышает допустимый для данного вылета, балансирный рычаг поднимается.

В начале подъема балансирного рычага плечо действия усилия стрелового каната увеличивается, в результате чего повышается чувствительность ограничителя и обеспечивается его срабатывание при незначительном превышении допустимого веса груза.

Тяга с вильчатым рычагом соединена при помощи серьги с продольной прорезью, через которую проходит ось рычага. Этим достигается свободное перемещение рычага вправо при срабатывании ограничителя.

Длина тяги выбрана такой, чтобы при верхнем положении реверса между левым концом прорези серьги и пальцем вильчатого рычага 10 был зазор 0,5—1 мм. В начале подъема балансирного рычага сначала выбирается этот зазор и только после этого поворачивается рычаг 10, а вместе с ним и рычаг 13. При дальнейшем подъеме балансирного рычага выключается сцепление и реверс распределительной коробки крана.

С выключением реверса прекращается подъем груза, включается звуковой сигнал и рычаг управления реверсом самопроизвольно устанавливается в нейтральное положение. Дальнейшее его включение возможно только на опускание груза.

После того как груз будет опущен и стреловой канат ослабнет, балансирный рычаг возвратится в исходное положение, тяга 18 переместится влево. При этом освободится вильчатый рычаг 10 и прекратится действие звукового сигнала.

Ограничитель грузоподъемности регулируется на наименьшем вылете. После такой регулировки ограничитель автоматически срабатывает и на других вылетах стрелы.

Ограничитель грузоподъемности электромеханического типа, установленный на кране ЛАЗ-690, состоит из датчика усилий, датчика угла (задающего устройства), релейного блока (решающего устройства) с панелью сигнализации и исполнительного механизма.

Датчик усилий представляет собой динамометр, состоящий из стального упругого кольца, деформация которого передается на рычажный электрический потенциометрический преобразователь. Прибор заключен в круглый металлический корпус, из которого выходят два стержня, неподвижный и подвижный, расположенные на одной оси. Неподвижный стержень соединяет пружинное кольцо с корпусом. Подвижный стержень соединен с противоположной стороной кольца и может свободно перемещаться в отверстии корпуса.

Датчик усилий установлен на кране между двумя расчалками, соединяющими стрелу с траверсой подвижного блока стрелового полиспаста. Он воспринимает усилия, возникающие в расчалках при работе крана.

При такой установке датчик усилий автоматически учитывает влияние веса стрелы на различных вылетах, ветровую нагрузку на стрелу и груз, нагрузку от наклона крана к горизонтальной плоскости, инерционные нагрузки при повороте, т. е. учитывает все факторы, влияющие на расчетный коэффициент запаса динамической устойчивости крана.

Датчик угла состоит из корпуса, плоского профилированного кулачка, закрепленного на внутреннем конце вала прибора. Наружный конец вала соединен поводком с нижней частью фермы стрелы. Профиль кулачка имитирует грузовую характеристику крана. Движение с кулачка передается на рычаг, соединенный с контактом — ползунком проволочного электрического потенциометра.

Датчик угла приводится в действие в результате подъема и опускания стрелы. Он выдает сигнал, пропорциональный предельно допустимому грузу для каждого вылета стрелы при работе крана на выносных опорах и без них.

Работа ограничителя грузоподъемности основана на принципе измерения усилия в стреловом полиспасте и сравнения его с предельно допустимой величиной усилия, определяемого величиной предельно допустимого груза на данном вылете.

Ограничитель грузоподъемности срабатывает, когда усилия при подъеме превышают предельно допустимые.

В электрической схеме ограничителя грузоподъемности (рис. 125) для сравнения сигналов датчика усилий с датчиком угла, использована схема с нуль-органом в виде поляризационного реле, рбмотка которого включена между подвижными контактами потенциометрических преобразователей.

Решающее устройство представляет собой компактный блок,, заключенный в металлический корпус. Устанавливается оно в кабине крановщика. На внешней стороне прибора расположены тумблер — выключатель ограничителя грузоподъемности и переключатель ограничителя для работы крана на выносных опорах и без них.

Панель сигнализации установлена в кабине в поле зрения крановщика. На ней находятся указательный прибор (микроамперметр) и две сигнальные лампы—зеленая и красная.

Исполнительный механизм ограничителя, размещенный на неповоротной раме крана, состоит из электромагнита, управляющего пневматическим клапаном, и пневматической камеры, управляющей включением и выключением сцепления двигателя.

Рис. 125. Схема ограничителя грузоподъемности крана ЛАЗ-690:
7 и 30 — выключатели питания; 2, 5, 8, 9. 11 в 12 — сопротивления переменные; 3 — реле поляризованное; 4 ~ микроамперметр; 6 — диод германиевый; 7, 10, 14, 16 и 20 — сопротивления постоянные; 13 — переключатель; 15 — контакты поляризованного реле: 17, 19 и 26 — силовые реле; 18 и 27 — конденсаторы; 21 и 31 — контакты силового реле 17; 22 и 23 — контакты силового реле 19; 24 и 25 — сигнальные красная и зеленая лампы; 28 — электромагнит исполнительного механизма; 29 — звуковой сигнал; 32 и 33 — контакты силового реле 26; 34 — токоприем-ное устройство; 35 – предохранители; 36 — аккумуляторная батарея

Для защиты ограничителя грузоподъемности от ложных срабатываний, которые появляются вследствие динамических явлений в системе крана, но не нарушающих его устойчивости, в схему введены два реле времени для задержки на включение и реле для задержки на отключение ограничителя при появлении и спадании сигнала, превышающего предельно допустимый. Ограничитель грузоподъемности включается в работу включателем. Потенциометр датчика усилий получает питание непосредственно от аккумуляторной батареи электрооборудования автомобиля напряжением 12 в, а потенциометр датчика угла — через дополнительные сопротивления или, с помощью которых ему задается та или иная характеристика. При работе крана на выносных опорах или без выносных опор переключатель устанавливают в соответствующее положение. Ток, протекающий через реле нагрузки, зависит от величины груза на крюке и от угла наклона — вылета стрелы при заданном положении переключателя.

Напряжение, приложенное к клеммам реле, характеризует степень загрузки крана и измеряется микроамперметром.

Рис. 126. Датчик давления ограничителя грузоподъемности крана К-2.5-1Э

Микроамперметр с высокоомным сопротивлением включен параллельно реле и защищен полупроводниковым диодом от переплюсования.
При отсутствии груза на крюке и при работе крана с допустимым грузом для данного вылета стрелы реле нагрузки держит свой контакт замкнутым, а реле включенным. Контакт реле разомкнут и реле обесточено, его контакт разомкнут, а контакт замкнут, промежуточное реле включено.

Если горит зеленая лампочка — загрузка крана нормальная и микроамперметр показывает, что кран загружен правильно.

Нормально закрытые контакты реле разомкнуты, электромагнит исполнительного механизма и звуковой сигнал отключены от сети питания.
При подъеме груза, вес которого превышает предельно допустимый для данного вылета стрелы, в электрической цепи ограничителя грузоподъемности появляется аварийный сигнал, в результате чего срабатывает реле и размыкается контакт, отключая питание реле. Контакт реле замыкается, включая реле, а контакт размыкается, при этом зеленая лампочка гаснет. Контакт реле размыкается, обесточивая реле, которое замыканием контактов включает электромагнит исполнительного механизма и звуковой сигнал. При этом одновременно замыкается контакт реле и красная сигнальная лампочка загорается.

Исполнительный механизм отключает привод к механизмам крана и работа грузовой лебедки, а также подъем груза прекращаются.

Для дальнейшей работы рычаг реверса переключают на опускание груза и выключателем отключают питание электромагнита. При этом автоматически включается сцепление и груз начинают медленно опускать. Уменьшив вылет стрелы, продолжают работать на кране. Если при наименьшем вылете стрелы ограничитель грузоподъемности все же срабатывает, то поднимать груз нельзя, так как вес его превышает наибольшую грузоподъемность крана.
Ограничитель грузоподъемности электрогидравлического типа, примененный на кране К-2,5-1Э, состоит из датчика давлений, включенного в гидросистему выносных опор; конечных выключателей; сигнальной лампы, включенной в электросеть автомобиля ГАЗ-51А; пакетного выключателя и звонка громкого боя, включенных в силовую электросеть крана.

Работа ограничителя грузоподъемности основана на перераспределении реакций в выносных опорах крана при его работе.

Датчик давлений (рис. 126) представляет собой корпус, в котором расположены четыре суммирующих элемента. Каждый элемент состоит из двухступенчатого цилиндрического золотника, штока, пружины и стакана, регулирующего силу нажатия пружины на золотник.

Площади торцовых поверхностей золотника F1 и F2 равны между собой. Каждая ступень золотника находится в соответствующей полости, которые соединены маслопроводами с верхними полостями гидроцилиндров выносных опор.

Давление от двух выносных опор действует раздельно на торцовые площади золотника. Вследствие этого в каждом золотнике происходит в определенной зависимости суммирование двух давлений, создаваемых реакциями двух выносных опор. Пружины золотников оттарированы так, что при устойчивом положении крана, когда К>Кдоп {К — коэффициент устойчивости, Кдоп — коэффициент устойчивости, допустимый Правилами Госгортех-надзора), золотники отжаты до упора вверх суммарным давлением жидкости.

При увеличении грузового момента крана реакции опор перераспределяются: реакции от давления выносных опор на грунт,, а следовательно, и давление в их гидроцилиндрах на стороне, противоположной грузу, уменьшаются. Вследствие этого уменьшается сила, отжимающая золотник вверх. При снижении коэффициента устойчивости К в результате увеличения внешних опрокидывающих нагрузок до состояния, когда К < Кдоп, давление, действующее на золотник, снижается настолько, что под действием силы пружины золотник перемещается вниз. Вместе с золотником перемещается шток, который через сухарь, коромысло и тягу поворачивает рычажный механизм. При этом вначале срабатывает конечный выключатель и размыкает цепь питания сигнальной лампы пульта управления. Если лампа гаснет, значит нагрузка крана приближается к предельно допустимой и ее необходимо уменьшить. Когда нагрузка все же достигнет предельно допустимого значения, срабатывают конечные выключатели, которые отключат питание, подаваемое на поворотную часть крана, и останавливают работу всех исполнительных механизмов.

Чтобы привести механизмы в движение, необходимо включить пакетный переключатель, расположенный на раме автомобиля справа по ходу. При этом зашунтируются контакты конечных выключателей и включится звонок громкого боя.