Сигнальный электронный блок имеет схему предварительной сигнализации; после срабатывания датчика зажигается установленная на блоке лампа предварительной сигнализации; одновременно приводится в действие реле времени, которым можно устанавливать выдержку времени 1,5, 2 или 3 с. По истечении этого времени замыкается цепь устройств (звуковая сигнализация, противоугонные захваты). Блок содержит схему контроля, обеспечивающую возможность проверки его исправности.

Рис. 90. Датчик сигнализатора давления ветра

В комплект устройства входит также тарировочное приспособление. Это приспособление содержит шкив, укрепляемый на вал 4 вместо головки 3, кронштейн с отклоняющим блоком и мерный груз, прикрепленный к концу нити, охватывающей шкив и проведенной по отклоняющему блоку. Правильность срабатывания устройства должна проверяться 2 раза в год.

Иногда на козловые краны устанавливают анемометры М-95М, разработанные для башенных строительных кранов. Вертушка этого прибора смонтирована на флюгере, что обеспечивает одинаковое действие при любом направлении ветра, в том числе и вдоль моста крана. Сигнальный блок анемометра снабжен вольтметром, отградуированным на скорость ветра 2 … 50 м/с; границы срабатывания сигнализации 12 … 24 м/с. По сравнению с сигнализатором СДВ-М прибор М-95М менее надежен и более сложен в обслуживании (наличие вращающихся частей, более сложная электрическая схема, чувствительность к механическим повреждениям).

Известны и другие виды ветроизмерительных приборов, устанавливаемых на кранах — от простейших ветромеров флюгерного типа с качающимся крылом-доской до ветроизмерительных станций, содержащих помимо сигнального прибора (анемометра или прибора СДВ-М) анерумбометр дистанционного действия с расположенными в кабине крановщика указателями направления и скорости ветра. Такие станции устанавливают на особо крупных и ответственных кранах.

оснащать противоугонными устройствами g ручным приводом, если доступ к ним при эксплуатации не затруднен.

Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов Госгортехнадзора требуют, чтобы при использовании рельсовых захватов в качестве противоугонных устройств их конструкция должна позволять закрепление крана на всем пути его перемещения. Если применены захваты, губки которых охватывают головки крановых рельсов с нижних сторон, то в соответствии g ГОСТ 23940—79 на каждом рельсе должно быть установлено по два захвата. Этим предотвращается отказ захвата от работы при расположении его под соединительными рельсовыми накладками.

Для козловых кранов общего назначения можно выделить следующие основные группы этих устройств: стопоры, ручные и приводные рельсовые захваты (принудительного и автоматического действия).

Стопоры нашли применение только в особых случаях — в районах с особо высокой ветровой нагрузкой кранов нерабочего состояния—динамическим давлением 1500… 1700 Па, когда трудно или невозможно удерживать краны g помощью рельсовых захватов. Стопоры выполняют в виде закладных штырей, заводимых в гнездо рам ходовых тележек и проушин кронштейнов якорных блоков, размещаемых у стояночного участка кранового пути.

Рельсовые захваты целесообразно выполнять автоматическими -S приведением их в действие при достижении ветром заданной скорости вне зависимости от наличия на кране электропитания.

Захваты принудительного действия с машинным приводом могут работать только при наличии электропитания, что несколько снижает надежность защиты крана от угона ветром. Очевидно, ручные захваты, приводящиеся в действие непосредственно крановщиком или подкрановым рабочим, не могут в ряде случаев обеспечить необходимую безопасность крана. Однако на практике подавляющее большинство козловых кранов общего назначения оснащено ручными противоугонными захватами (включая и относительно крупные краны грузоподъемностью 10 … 20 т и пролетами 32 … 40 м).

Приводными захватами снабжены преимущественно краны большой грузоподъемности и значительных пролетов, а также имеющие большую стоимость специальные, например, контейнерные краны.

Такое положение объясняется рядом причин.

Одной из них является относительно высокие сложность и стоимость приводных противоугонных захватов принудительного действия, составляющая 10 … 15 % стоимости самого крана.

Захваты автоматического действия опасны своим внезапным срабатыванием при частых в эксплуатации отключениях электропитания. Приводные захваты всех видов требуют особо тщательного регулирования и ухода; они весьма чувствительны к неисправностям крановых путей.

Вместе с тем практически можно обеспечить определенную степень безопасности против угона ветром кранов с ручными противоугонными захватами при исправном состоянии механизма передвижения крана и крановых путей и надлежащем обслуживании кранов. В особенности это относится к небольшим кранам с электроталью, обладающим относительно небольшой парусностью и не выходящих по высоте за пределы десятиметровой зоны. Весьма благоприятны с данной точки зрения и краны с трубчатой решетчатой металлоконструкцией.

Во всех случаях, за редкими исключениями, при увеличении скорости ветра исправно действующие тормоза механизма передвижения при наличии работоспособной ветровой сигнализации позволяют крановщику оставить кабину крана и привести в действие ручные противоугонные захваты. Однако для крупных кранов, часто перекрывающих трудные для перемещения крановщика площадки, например, нижние склады леспромхозов, бассейны-отстойники, штабели насыпного груза и др., следует признать необходимым применение приводных захватов. Особенно это относится к интенсивно эксплуатируемым кранам, где становятся ощутимыми потери времени на закрепление и особождение ручных захватов. Во всех случаях при выборе типа и конструкции захватов следует иметь в виду, что к ним, как и ко всем устройствам безопасности, предъявляются повышенные требования надежности, стабильности работы, удобства и минимальной трудоемкости обслуживания.

По способу взаимодействия с рельсами различают самозатягивающиеся (самозаклинивающиеся) захваты и захваты с принудительным зажатием головки рельса.

Удерживающее усилие, создаваемое захватом, должно на 10 … 20% превышать угонную силу. При определении расчетного значения этой силы, приходящейся на каждый из захватов, следует учитывать наиболее неблагоприятное распределение ветровой нагрузки и горизонтальной составляющей весовой нагрузки между опорами.

При оценке разгружающего действия сопротивления передвижению, удельные сопротивления передвижению следует принимать без учета дополнительных сопротивлений на ребордах колес.

При расчете захватов действие тормозов следует учитывать только при наличии систем плавной остановки. При этом для двух-двигательного привода вводимое в расчет тормозное усилие не должно превышать минимальной силы сцепления, определенной с учетом уменьшения вертикальной нагрузки.

Захваты всех типов удерживаются на рельсах в результате . сил трения между поверхностями головок рельсов и рабочими поверхностями захвата (губками рычагов, эксцентриками).

Коэффициент сцепления рабочих поверхностей с рельсом может изменяться в широких пределах в зависимости от формы поверхности губок, термообработки и состояния губок и рельса (попадание смазочного материала, загрязнения и т. п.). Наибольшим этот коэффициент может быть при наличии насечки на поверхностях губок (или эксцентриков) и твердости их материала HRC 55.

Рекомендуемый профиль насечки на рабочей поверхности губок показан на рис. 91. Шаг насечки К обычно принимают равным 5 … 6 мм, угол у = 90 … 110°.

Площадь рабочей поверхности губок (проекция на плоскость) может быть определена исходя из напряжений смятия, принимаемых для закаленных губок равными 300 … 400 МПа, незакаленных — 100 … 150 МПа.

Для эксцентриков допускаемые контактные давления могут быть увеличены в 1,5 … 1,8 раза.

Противоугонные захваты должны обеспечивать необходимое усилие зажатия и при уменьшении ширины головки кранового рельса на 8 … 10 мм в результате, изнашивания, а также при опускании губок захвата относительно проектного положения на 5 мм вследствие износа рабочих поверхностей ходовых колес и подкрановых рельсов. Крепление захватов к конструкции крана должно обеспечивать возможность самоустановки захватов по отношению к крановым рельсам.

Из всего многообразия конструкций рельсовых захватов рассмотрим те, которые уже эксплуатируются на козловых кранах или испытаны и могут быть рекомендованы к установке.

Ручные противоугонные захваты следует выполнять только самозатягивающимися, так как при принудительном зажатии необходимо приложение сравнительно больших усилий, а также трудно гарантировать стабильность ручной затяжки.

Чаще употребляют относительно простые по конструкции и достаточно надежные в работе ручные клещевые самозатягивающиеся захваты. Основными элементами их (рис. 92) являются рычаги, губки которых охватывают головку рельса. Рычаги соединены нажимным винтом, снабженным рукояткой; рычаги имеют вертикальные прорези для пальца, закрепленного в кронштейнах рамы ходовой тележки.

При установке захвата его при разведенных рычагах вручную опускают на рельс. Вращением винта поджимают губки рычагов к головке рельса. Если кран под действием ветра начнет перемещаться, захват под воздействием пальца поворачивается вследствие выборки зазоров между губками и головкой рельса и местных деформаций металла (показано штриховой линией). Силы трения, возникающие в местах контакта кромок губок, должны обеспечивать фиксацию захвата, а вместе с ним крана на месте.

Рис. 91. Профиль насечки

Рис. 92. Клещевой противоугонный захват

При конструировании и расчете захватов такого типа необходимо иметь в виду следующее. Масса захвата, который при переводе в нерабочее положение разворачивается на 180°, не должна превышать 15 кг. Учитывая нижнее расположение захвата, усилие, с которым рабочий действует на рукоятку, должно быть 100 … 120 Н; по этим же соображениям длина рукоятки должна быть 150 … 220 мм.

Расчетная высота головки рельса 30 мм; размер h по компоновочным условиям обычно равен 200 … 300 м. Тогда ширина губок Ь, необходимая для обеспечения надежного крепления (самозатягивания) захвата, должна находиться в пределах 70 … … 100 мм.

При перекосе захвата кромки губок несколько сминаются (по данным испытаний на 0,2 … 0,4 мм). Однако это не может отрицательно сказаться на работе захвата, так как появление угонной силы расчетного значения за срок службы крана бывает 3 … 5 раз.

Элементы захвата на прочность следует рассчитывать с учетом изгиба его рычагов как угонной силой Q, так и горизонтальными поперечными составляющими реакций R. Так как сила Q обычно прикладывается на небольшом расстоянии от верха прорези рычагов, местный изгиб их ветвей можно не учитывать. Горизонтальная составляющая К реакций на губках может быть принята (рис. 93, а)

После изготовления опытных образцов захватов рх следует подвергнуть статическому испытанию с приложением тяговой нагрузки, на 20 … 30% превышающей расчетную угонную силу.

На рис. 94, а показан ручной клещевой захват, рассчитанный на угонную силу 20 … 30 кН. Он крепится на кронштейне, который смонтирован на торце ходовой тележки. В нижней части захвата предусмотрен сбрасывающий щиток. В верхней части кронштейна имеется основание для резинового буфера. Рабочие губки рычагов образованы их отогнутыми концами, а также приварными вкладышами. Свободный конец зажимного винта защищен трубкой, приваренной к рычагу. Эта трубка вместе с головкой винта захвата служит опорой при развороте его вверх в нерабочее положение. Для фиксации захвата в этом положении на щеках кронштейна предусмотрены гнезда.

Рис. 93. Схема к расчету прочности

Рис. 94. Ручные клещевые противоугонные захваты:
а — с вращающимся винтом; б — с вращающейся гайкой

На рис. 94, б показан ручной клещевой захват усовершенствованной конструкции, рассчитанный на угонную силу 30 … 40 кН. Рычаги поверху соединены шарниром. В сочетании с шарнирным креплением нажимного винта и применением трубчатой гайки, связанной с рычагом фиксирующим ригелем, это обеспечивает одновременное смыкание или размыкание обоих рычагов при вращении рукоятки, что существенно упрощает работу с захватом.

Рис. 95. Накладной самозатягивающийся захват

Сварные рычаги двутаврового сечения при относительно малой массе обладают повышенной прочностью. Необходимо отметить, что тавровое” сечение рычагов обеспечивает постоянство точек контакта губок с рельсом, что способствует стабильности работы захвата.

Профиль губок рассчитан на использование захвата с рельсами типов Р38, Р43 и Р50.

За рубежом иногда применяют накладные рычажные самозатягивающиеся захваты; рычаги таких захватов (рис. 95) своими хвостовиками свободно укладываются в гнезде рамы ходовой части крана. Рычаги имеют пазы, несколько превосходящие по ширине головку рельса; рабочая ширина контактных поверхностей рычагов уменьшена для повышения возможности самозаклинивания последних. Действие накладных захватов аналогично действию захватов с боковыми рычагами; однако в ряде случаев при накладных рычагах компоновка узла захватов более удобна. Вместе с тем исключаются препятствия работы захвата в виде стыковых накладок; устраняются трудоемкие операции по установке и выведению в нерабочее состояние захвата.

В то же время увеличивается ширина ходовой части крана. Несмотря на применение двух рычагов вследствие практически неустранимой разницы в величине зазоров в пазах рычагов, в работу может включаться только один захват, что вызовет изгиб рельса в горизонтальной плоскости. Это обстоятельство следует учитывать при проектировании и расчете захватов такого рода.

Другой разновидностью самозатягивающихся захватов являются эксцентриковые захваты. У них в качестве рабочих органов используют снабженные насечками эксцентрики. Эти захваты срабатывают при контакте эксцентриков с боковой поверхностью головки рельса и последующем смещении крана; для обеспечения эффективного действия при обоих направлениях движения крана эксцентрики снабжают пружинами, удерживающими их вне работы в нейтральном исходном положении.

Рис. 96. Схема эксцентриков:
а — кругового профиля; б — логарифмического профиля; – — начальное положение эксцентрика;—-— при предельном уменьшении ширины головки рельса;

Эксцентриковые захваты выполняют с фиксированным положением осей эксцентриков или с предварительным подводом эск-центриков к боковым поверхностям головки рельса. В первом случае приходится считаться с неизбежными отклонениями в ширине головки рельса, что сказывается на изменении угла а подъема профиля эксцентрика в точке контакта с рельсом (рис. 96).

Профиль эксцентрика может быть выполнен по логарифмической спирали (см. рис. 96, б), что обеспечивает постоянный угол подъема. Однако такие эксцентрики более сложны в изготовлении.

Рис. 97. Ручной клещевой захват с зажимными эксцентриками

Клещевой захват с зажимными эксцентриками (см. рис. 97) предназначен для установки на козловые краны ККС-10 и рассчитан на угонную силу до 70 кН. Захват смонтирован на вертикальном штыре 1, посаженным в гнезде торцового кронштейна рамы ходовой тележки. С передней стороны захват снабжен направляющими роликами 2, взаимодействующими с боковыми сторонами головки рельса и обеспечивающими самоустановку захвата относительно последнего. Корпус захвата несет оси 3 рычагов 4, верхние концы которых стягиваются винтом 5, снабженным штурвалом. Для сигнализации о положении захвата предусмотрен концевой выключатель 6.

Нижние концы рычагов несут эксцентрики 8, удерживаемые в нейтральном положении с помощью пружин 7. На корпусе захвата смонтирован резиновый буфер. Этот захват по сложности и металлоемкости (масса около 100 кг) значительно превосходит ранее описанные ручные захваты. Однако верхнее расположение штурвала-упрощает приведение его в действие; исключается трудоемкая операция по развороту захвата в нерабочее положение; вследствие того, что стыковые накладки не препятствуют работе захватов, число их может быть уменьшено с четырех до двух. Это обусловливает целесообразность установки таких захватов на относительно крупные краны — пролетами 20 … 32 м.

При выборе типа приводного захвата следует иметь в виду следующие соображения.

Захваты автоматического действия при выполнении их самозатягивающимися могут управляться силовым устройством относительно небольшой мощности (тормозным электрогидротолкателем, электромагнитом станочного типа и др.), которое должно только обеспечивать подведение рычагов или эксцентриков к подкрановому рельсу.

Выполнение автоматических захватов возможно и с силовым приводом — например, с приводом от ходовых колес крана, от силового устройства, питающегося от электрического или пневмо-гидравлического аккумулятора.

Наличие автоматически действующих захватов приводит к резким остановкам крана при перерывах в электропитании. В особенности это характерно для самозатягивающихся захватов, зажимное усилие которых повышается по мере увеличения коэффициента трения между губками захватов и рельсами.

Также опасны возможные случаи одностороннего срабатывания захвата, приводящие к возникновению чрезвычайно больших нагрузок от перекоса. Снижение неблагоприятного эффекта от срабатывания захватов может быть достигнуто путем его подпружиненной установки. Это, однако, существенно усложняет конструкцию крана и может быть применено только в особо крупных кранах или перегружателях.

В ряде конструкций применяют гидравлические демпферы и другие замедлители, обеспечивающие выдержку времени срабатывания захвата, в течение которой благодаря действию тормозов механизма передвижения крана скорость последнего должна снизиться до безопасного предела. Однако такие замедлители снижают необходимое в аварийных ситуациях быстродействие захвата. Помимо этого они часто бывают неэффективными (например, при разомкнутых тормозах, наличии попутного ветра) и не могут обеспечить необходимой безопасности действия захвата. Перечисленные обстоятельства ограничили применение автоматически действующих захватов.

Эти соображения относятся и к нашедшим определенное распространение захватам с приводом от ходового колеса крана. В этих захватах приходится считаться и с дополнительным недостатком — уменьшением вертикальной нагрузки на находящиеся с подветренной стороны крана ходовые колеса,, что приводит к соответствующему уменьшению как действующего на колесо крутящего момента, так и нажимного усилия кинематически связанного с колесом захвата.

Тем не менее ряд организаций продолжает разработку автоматически действующих противоугонных захватов, которыми оснащаются преимущественно относительно тихоходные монтажные краны.

Один из таких захватов (рис. 98, а) разработан Харьковским филиалом института Энергомонтажпроект. Вертикальный шток несет замыкающие грузы в нерабочем состоянии при движении крана шток удерживается электро-гидротолкателями (на рисунке не показаны), действующими на закрепленную на штоке траверсу. При включении захвата двигателя электрогидротолкателей отключаются от сети, и шток опускается. Его конический клин действует на ролики верхних концов рычагов, оси которых соединены планками и могут свободно перемещаться в горизонтальном пазу поперечины корпуса захвата. Нижние концы рычагов, снабженные сменными регулируемыми губками, зажимают головку кранового рельса. На концах осей 8 закреплены кронштейны с горизонтальными направляющими роликами, при движении крана перекатывающимися по боковым поверхностям головки подкранового рельса. Таким образом самоустанавливаются рычаги захвата относительно рельса. Для смягчения боковых ударов роликов о рельс оси имеют возможность поворота. При этом к одному из торцов каждой оси жестко прикреплен рычаг, с помощью пружины связанный с корпусом захвата. Другой конец рычага имеет ограничительный упор. В исходное положение рычаги 5 возвращаются стяжными пружинами. Для предотвращения местных выработок рабочих поверхностей клина шток следует периодически поворачивать.

Достоинством захвата является использование надежных типовых приводов — электрогидротолкателей. Однако он обладает относительно сложной конструкцией.

На рис. 98, б показан разработанный той же организацией и изготовляемый Запорожским энергомеханическим заводом автоматический клещевой гидравлический захват. Основными элементами этого захвата являются гидроцилиндр и зажимные рычаги. Около одного из ходовых колес смонтирован редуктор, на входном валу которого посажена шестерня, находящаяся в зацеплении с зубчатым венцом ходового колеса крана; выходной вал редуктора соединен с валом насоса. В комплект захвата входят также резервуар и гидропанель с дистанционно управляемым золотником. При работе крана золотник свободно перепускает рабочую жидкость. В нерабочем состоянии или при срабатывании ветровой защиты золотник подключает гидроцилиндр к насосу. Если кран придет в движение, насос начнет подавать рабочую жидкость в гидроцилиндр, что и приведет к срабатыванию захвата.

Рис. 98. Автоматически действующие клещевые захваты;

Захваты принудительного действия могут проработать только при наличии на кране энергии. Применительно к козловым кранам общего назначения речь может идти только о внешней питающей электросети. Здесь необходимо считаться с отказом захватов от срабатывания при прекращении электропитания — в этом случае приходится пользоваться аварийным ручным приводом захватов или резервными ручными захватами, что снижает степень безопасности защиты кранов от угона ветром.

Рис. 99. Клиновой захват принудительного действия

Широко распространены винтовые клиновые захваты принудительного действия. В этих захватах (рис. 99) ползун с клиновыми направляющими пазами для роликов верхних плечей рычагов перемещается с помощью вертикального винта, гайка которого действует на ползун через пружину.

Электродвигатель мощностью 1 … 1,5 кВт через редуктор вращает вертикальный винт. Гайка этого винта заключена в коробке ползуна, перемещающегося по вертикальным направляющим корпуса захвата. При движении крана с захватом в нерабочем состоянии гайка находится в верхнем положении; при этом крышка коробки ползуна опирается на верхний торец гайки. Ролики верхних концов рычагов находятся на нижних участках пазов ползуна; при этом рычаги совместно с их траверсой находятся в верхнем положении, а их губки не соприкасаются с головкой кранового рельса. При срабатывании ветровой защиты или при выводе крана в нерабочее состояние электродвигатель приводит во вращение винт. Гайка начинает вместе с ползуном и подвешенными к нему рычагами перемещаться вниз до упора траверсы в головку кранового рельса.

При дальнейшем вращении винта ползун начнет смещаться относительно рычагов, действуя на их ролики, и отводя верхние концы рычагов в стороны. Губки рычагов входят во взаимодействие с головкой рельса и стопорят рычаги. Винт продолжает смещаться, и гайка перемещается вниз, преодолевая сопротивление пружины, нажатие которой через клиновые поверхности ползуна передается на рычаги. При высоте пружины в сжатом состоянии, соответствующей заданному усилию прижатия губок, предусмотренный на гайке упор воздействует на смонтированный на ползуне концевой выключатель. В результате этого двигатель захвата отключается от сети. Установленный в верхней части корпуса выключатель обеспечивает остановку двигателя при подъеме ползуна в верхнее положение. Срабатывание этого выключателя также позволяет включить приводы крановых механизмов.

Корпус захвата связан с рамой ходовой тележки с помощью вертикального шарнира с пальцем. Для центрирования захвата относительно рельса на кронштейнах корпуса смонтированы горизонтальные направляющие ролики. На корпусе захвата укреплен также резиновый буфер.

Захват развивает зажимное усилие 240 кН, что обеспечивает удерживающую силу 70 … 140 кН; масса захвата 340 кг.

Наличие в кинематической цепи захвата тарированной пружины обеспечивает стабильность усилия зажатия. Однако клиновые захваты обладают рядом недостатков. При отказе одного из выключателей продолжение работы двигателя после достижения ползуном крайнего положения приводит к поломкам элементов захвата, в особенности винта.

Недостатком конструкции, показанной на рис. 99, является также малый отход губок от головки рельсов в нерабочем состоянии; в сочетании с недостаточной прочностью относительно часто выходящих из строя направляющих роликов это приводит к поломкам при задевании губок за стыковые неровности рельсовых путей.

В захватах, выполненных по аналогичной схеме, но выпускаемых Запорожским энергомеханическим заводом, эти недостатки устранены, хотя и ценой определенного усложнения конструкции и увеличения металлоемкости. У этих захватов, рассчитанных на удерживающее усилие до 110 кН, ход ползуна обеспечивает подъем губок клещей выше уровня головки рельса на 20 … 25 мм (что, однако, увеличивает время срабатывания захвата до 25 с). Применена плавающая установка рычагов захвата, схожая с установкой, предусмотренной в захватах по рис. 98. Для привода винта использован червячный редуктор; на свободный конец вала посажена рукоятка аварийного привода.