СИСТЕМА БЕЗОПАСНОСТИ КРАНА-ТРУБОУКЛАДЧИКА

Предлагаемое техническое решение относится к подъемно-транспортному машиностроению и может быть использовано в системах защиты и управления для кранов-трубоукладчиков.
Известна система безопасности грузоподъемного крана, содержащая цифровой вычислительный блок, связанный с блоком ввода и вывода информации, блоком визуальной индикации, запоминающими устройствами, исполнительными блоками, блоком датчиков параметров и выполненный с возможностью формирования сигналов аварийной сигнализации и выдачи сигналов блокировки на соответствующие исполнительные блоки. (Патент РФ на полезную модель №38747 U1, B66C 23/90, 10.07.2004 г.)
Эта система при использовании ее в конструкции крана-трубоукладчика не обеспечивает защиту от возможной перегрузки ходовой трансмиссии при тяжелых условиях работы.
Известна система защиты крана-трубоукладчика, содержащая вычислительный блок, связанный с блоком ввода и вывода информации, блоком визуальной индикации, запоминающими устройствами, блоками коррекции, датчиком угла наклона стрелы, датчиком нагрузки на крюке, и выполненный с возможностью формирования сигналов аварийной ситуации и выдачи сигналов блокировки на соответствующие блоки коррекции. (Патент РФ на полезную модель №51607 U1, B66C 23/90, 27.02.2006 г.).
Недостатком известной системы является то, что при ее использовании в конструкции крана-трубоукладчика она также не обеспечивает достаточную надежность его работы в сложных климатических условиях и на тяжелых грунтах, так как не позволяет формировать сигналы аварийной сигнализации при перегрузке ходовой трансмиссии.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по совокупности существенных признаков является система безопасности крана-трубоукладчика, содержащая вычислительный блок, связанный с блоком ввода и вывода информации, блоком визуальной индикации, запоминающими устройствами, с датчиками параметров, в том числе с датчиками продольного крена и нагрузки на грузоподъемном крюке, и выполненный с возможностью формирования и выдачи сигналов аварийной сигнализации. (Ограничитель нагрузки крана ОНК-160С-39. Руководство по эксплуатации ЛГФИ.408844.026-05РЭ. г.Арзамас. 000 «АЭМЗ». 2008 г., с.11, 52)
Такая система защиты не гарантирует достаточную безопасность работы крана-трубоукладчика, так как не предусмотрен контроль перегрузки его ходовой трансмиссии. При эксплуатации крана-трубоукладчика на крутых подъемах и в условиях большого сопротивления грунта увеличивается сила сопротивления движению, которая в сочетании с высокой нагрузкой на грузоподъемном крюке, приводит к превышению расчетного допустимого значения тягового усилия на гусенице. В результате возникает перегрузка ходовой трансмиссии, т.е. аварийная ситуация. Следовательно, контроль перегрузки ходовой трансмиссии особенно актуален, так как выход ее из строя при движении крана-трубоукладчика с грузом приводит к аварии и большим затратам на ремонт.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является расширение функциональных возможностей системы безопасности крана-трубоукладчика для повышения безопасности работы крана-трубоукладчика и исключения аварийных ситуаций за счет предотвращения перегрузки трансмиссии при эксплуатации его на крутых подъемах и в условиях большого сопротивления грунта.
Поставленная техническая задача решается тем, что система безопасности крана-трубоукладчика, содержащая вычислительный блок, связанный с блоком ввода и вывода информации, блоком визуальной индикации, блоком запоминающих устройств, датчиком продольного крена, датчиком нагрузки на грузоподъемном крюке, и выполненный с возможностью формирования сигналов аварийной сигнализации, подачи их на блоки сигнализации и на блок ввода и вывода информации, дополнительно оснащена датчиком заднего хода, который подключен к вычислительному блоку, выполненному с возможностью определения фактического значения силы сопротивления движению и сравнения с допустимым значением тягового усилия на гусенице крана-трубоукладчика и имеющему в памяти дополнительные параметры допустимого значения тягового усилия на гусенице и коэффициенты сопротивления движению.
Авторы предлагают выполнить вычислительный блок с возможностью определения значения фактической силы сопротивления движению по формуле:
Рсопр.дв.=(Gт+Gг)·(f+k·sin α)
где:
Gт - вес крана-трубоукладчика;
Gг - вес груза на грузоподъемном крюке;
f - коэффициент сопротивления движению;
k - коэффициент направления движения;
α - угол продольного крена крана-трубоукладчика. Авторы предлагают вычислительный блок выполнить с возможностью ввода коэффициентов сопротивления движению в виде бальной оценки характеристик грунта.
Предлагаемая система защиты расширяет функциональные возможности системы безопасности крана-трубоукладчика и исключает аварийные ситуации при его эксплуатации на крутых подъемах и в условиях большого сопротивления грунта за счет непрерывного определения величины силы сопротивления движению и сравнения ее с допустимой величиной тягового усилия на гусенице, тем самым контролируя перегрузку ходовой трансмиссии.
При проведении поиска по патентной и научно-технической литературе не выявлено технических решений, содержащих предлагаемую совокупность существенных признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию «новизна».
Промышленная применимость заявляемого технического решения видна из описания системы безопасности крана-трубоукладчика.
На фиг.1 изображена функциональная блок-схема системы безопасности крана-трубоукладчика.
На фиг.2 приведена таблица характеристик грунта (см. Ващук И.М., Уткин В.И., Харкун Б.И., «Трубоукладчики», Москва, «Машиностроение», 1989,с.54).
Система безопасности крана-трубоукладчика содержит вычислительный блок 1, связанный с блоком ввода и вывода информации 2, блоком визуальной индикации 3, блоком запоминающих устройств 4, с датчиком 5 нагрузки на грузоподъемном крюке, датчиком 6 продольного крена, датчиком 7 заднего хода, блоком сигнализации 8.
Кроме этого предлагаемая система безопасности содержит датчик 9 угла наклона стрелы и датчик 10 защиты от приближения к линиям высокого напряжения.
Предлагаемая система безопасности крана-трубоукладчика работает следующим образом.
При настройке системы безопасности крана-трубоукладчика вводят в память блока запоминающих устройств 4 вычислительного блока 1 вводят значения веса крана-трубоукладчика и допустимого тягового усилия на гусенице (Рр).
Перед эксплуатацией крана-трубоукладчика на определенном грунте в память вычислительного блока 1 с блока 2 вводится информация в виде бальной оценки из таблицы характеристик грунта (фиг 2). В процессе эксплуатации с датчика 5 нагрузки на грузоподъемном крюке, с датчика 6 продольного крена и с датчика 7 заднего хода через блок ввода и вывода информации 2 поступает информация в вычислительный блок 1, который определяет значение фактической силы сопротивления движению по формуле: Рсопр.дв=(Ст+Gг)·(f+k·sin α),
где: Gт - вес крана-трубоукладчика;
Gг - вес груза на грузоподъемном крюке;
f - коэффициент сопротивления движению;
k - коэффициент направления движения;
α - угол продольного крена крана-трубоукладчика.
Коэффициент направления движения (k) выбирается:
при переднем ходе k=1, при заднем ходе k=-1.
Коэффициент сопротивления движению (f) выбирается из таблицы (фиг.2) соответственно характеристике грунта.
Затем вычислительный блок 1 производит сравнение фактической силы сопротивления движению (Рсопр.дв) с допустимым тяговым усилием на гусенице крана-трубоукладчика (Рр), которое определено из расчета на прочность элементов ходовой трансмиссии.
Если Рсопр.дв≤Рр, значит перегрузка ходовой трансмиссии крана-трубоукладчика отсутствует.
При увеличении величины силы сопротивления движению (Рсопр.дв.) над допустимым тяговым усилием (Рр) вычислительный блок 1 формирует сигналы аварийной сигнализации. А на блоке визуальной индикации 3 (дисплее в кабине оператора) появляется сообщение «Перегрузка ходовой трансмиссии» и включается блок сигнализации 8. Оператор крана-трубоукладчика начинает маневрировать краном-трубоукладчиком до прекращения работы сигнализации, тем самым снижает нагрузку, действующую на ходовую трансмиссию, и исключает аварийную ситуацию.
Таким образом, при эксплуатации крана-трубоукладчика на крутых подъемах и в условиях большого сопротивления грунта и при работе на низких технологических скоростях предлагаемая система безопасности обеспечивает безаварийную работу его ходовой трансмиссии.